一种用于评估大鼠冠状缝机械应变变化的半自动有限元工作流程研究

为研究大鼠冠状缝机械应变变化，研究人员开发半自动 FE 工作流程，发现应变随时间改变。

　　目的：本研究旨在开发一种用于医学图像分割和有限元（FE）建模的半自动工作流程，并利用该流程研究大鼠冠状缝在正常生长过程中局部机械应变的时间演变。方法：基于从 4 只大鼠（AUP00003759，2021 年 11 月 4 日）体内纵向获取的微计算机断层扫描图像，构建了个体特异性的 FE 模型。FE 模型通过半自动工作流程创建，该流程包括大鼠颅骨缝的半自动分割、简化的全颅骨模型以及详细的冠状缝模型。实施模拟颅内压加载，并在沿缝骨界面选择的感兴趣体积（VOIs）处估计局部等效应变、最大主应变和最小主应变。结果：半自动分割在不同操作人员之间具有一致性，变异系数为 1.8%。与手动分割相比，吻合度良好，缝线体积和表面积的最大差异分别为 4.1% 和 2.0%。所有 VOIs 处的估计应变呈现出从 7 到 9 周以及 9 到 11 周时间间隔内增加，而从 11 到 16 周时间间隔内减少的趋势。结果表明，VOIs 处的应变随时间显著变化（p＜0.05）。缝线的凹面区域承受的应变幅度最大。结论：本研究开发了一种适用的半自动 FE 工作流程，能够评估颅骨缝在生长过程中机械应变的时间变化，并用于展示大鼠冠状缝的瞬时和位置特异性变化。