田国富，李君基，李文杰

（沈阳工业大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110870）

1 引言

足踝是人体下肢最重要的组成部分，除了执行行走、站立的功能外，还可以在人运动过程中起到缓冲、吸震的作用，保持身体稳定。足部跟骨直接与地面接触，人类日常活动都离不开跟骨，随着人体运动幅度增大，使得跟骨成为人体最容易受伤的部位。通过逆向工程技术对人体足踝部建模以及有限元分析对生物医学方面做相关研究具有重要的意义[1]。实验主要采用螺旋CT断层扫描技术进行数据采集，利用Mimics软件进行逆向建模，应用Geomagic Wrap软件进行模型表面处理，得到可供三维建模软件识别的3D模型，最后对跟骨进行有限元分析，模拟实际负重状态和从高处坠落状态，判断其骨折机制，为研究足踝生物力学奠定基础。

2 跟骨三维模型逆向重建

2.1 跟骨二维CT图像数据的获取

数据获取仪器采用沈阳市某医院影像科的LightSpeed 16排螺旋CT，研究对象为正常成年男性左足，无足部病史，X线检查未见足跟部的畸形及退变，并且同意接受实验。数据采取方法为对成年男性足踝部在中立位非负重状态下进行螺旋CT扫描，以足跟骨底部为起始断面向上扫描至跟距后关节面顶端，保证扫描后的得到完整的跟骨及周围关节CT断层图像，并保存为DICOM格式[2]。

2.2 基于Mimics的模型重建

Mimics 软件是一款医学图像处理和3D 逆向建模软件。Mimics软件可以直接识别DICOM格式的CT断层图像，能有效地保证数据的准确性和完整性。数据导入后确定断层图片的方位布局，可显示各个方位的足踝图像。……