目的 驗(yàn)證基于臨床CT的數(shù)字體相關(guān)(digital volume correlation,DVC)方法在測(cè)量股骨內(nèi)部變形場(chǎng)時(shí)的準(zhǔn)確性,并通過DVC進(jìn)一步測(cè)量股骨在跌倒情況下的內(nèi)部變形,驗(yàn)證基于臨床CT的有限元分析方法(finite element analysis,F(xiàn)EA)在計(jì)算股骨內(nèi)部變形場(chǎng)的準(zhǔn)確性。 方法 利用豬股骨,模擬側(cè)向跌倒姿態(tài),進(jìn)行分步力學(xué)加載實(shí)驗(yàn),同步進(jìn)行多次CT成像。通過重復(fù)掃描和虛擬位移驗(yàn)證DVC方法的準(zhǔn)確性。DVC以子體積作為配準(zhǔn)兩組圖像的研究對(duì)象,分別設(shè)置8、12、16和20 mm的子體積進(jìn)行測(cè)試。量化誤差指標(biāo)包括位移系統(tǒng)誤差-平均值(mean)、位移隨機(jī)誤差-標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation, SD)、應(yīng)變準(zhǔn)確度-平均絕對(duì)誤差(mean absolute error, MAER)和應(yīng)變精確度-標(biāo)準(zhǔn)差誤差(standard deviation of the error, SDER)。基于CT圖像建立股骨有限元模型,模擬實(shí)驗(yàn)條件,計(jì)算股骨內(nèi)部位移,與DVC測(cè)量的內(nèi)部變形場(chǎng)對(duì)比驗(yàn)證。 結(jié)果 基于臨床CT的DVC方法重復(fù)掃描位移偏差小于0.013 mm, MAER和SDER均小于200 με;虛擬位移偏差小于0.098 mm,MAER為1093~1687 με,SDER為604~1267 με,遠(yuǎn)小于骨組織屈服應(yīng)變。FEA計(jì)算的和DVC測(cè)量的位移之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性(R2 ≥ 0.76,P < 0.05)。 結(jié)論 基于臨床CT的DVC方法可以準(zhǔn)確測(cè)量股骨內(nèi)部變形場(chǎng),并且基于臨床CT的有限元模型可以準(zhǔn)確計(jì)算股骨內(nèi)部變形場(chǎng)。
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