【摘 要】
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随着骨折内固定技术的发展,接骨板在内固定手术中的使用越来越广泛。接骨板作为一种仿生设计而成的器械植入体内,并很长一段时间都在体内帮助骨折处断骨复位愈合。目前临床上使用的接骨板大多为标准接骨板,但由于患者个体化差异大,在使用过程中会根据骨骼情况对标准接骨板进行二次塑性,以使得接骨板能与骨骼表面更贴合,这完全依靠于医生的临床经验。随着当下消费观念的转变,人们正在向个性化消费时代迈进,对于患者而言,个性
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随着骨折内固定技术的发展,接骨板在内固定手术中的使用越来越广泛。接骨板作为一种仿生设计而成的器械植入体内,并很长一段时间都在体内帮助骨折处断骨复位愈合。目前临床上使用的接骨板大多为标准接骨板,但由于患者个体化差异大,在使用过程中会根据骨骼情况对标准接骨板进行二次塑性,以使得接骨板能与骨骼表面更贴合,这完全依靠于医生的临床经验。随着当下消费观念的转变,人们正在向个性化消费时代迈进,对于患者而言,个性化定制的接骨板能避免二次塑形带来的失效风险,能与骨骼贴合程度更好,还能避免骨折线上出现螺钉孔。目前在临床上使用的数字化定制接骨板是在三维画图软件中进行设计调整,但它耗时长且对绘图能力要求高。因此在本文中研究了一个快速定制接骨板的系统,可根据患者的医学数据进行骨骼模型的重建及后处理,通过设计的定制接骨板贴合曲面软件获得贴合曲面点云数据,对点云进行曲面拟合及接骨板的模型重建,再对其进行力学分析验证接骨板的生物力学可靠性。具体内容如下:(1)基于患者的医学数据,构建骨骼数字化模型,并对碎骨模型进行复位对齐,获得三维模型通用的“.stl”文件;根据分析“.stl”文件中数据的存储特点,实现定制贴合曲面软件对STL模型的加载处理。(2)定制接骨板贴合曲面的软件:接骨板与骨骼匹配程度主要在于接骨板贴合曲面与患者骨骼的贴合程度。通过在软件中输入骨骼的数字化三维模型,通过交互在虚拟场景中输入曲线控制点生成参数曲线并获得曲线的数据,再在骨骼表面设计贴合曲面轮廓并获得轮廓曲线和对应的感兴趣区域(region of interest,ROI)的点云。(3)ROI区域接骨板重建的方法研究:基于UG进行二次开发,对ROI区域点云快速拟合并获得贴合曲面模型;将得到的贴合曲面拓展为接骨板雏形,对雏形接骨板进行调整后处理及合理设计螺钉孔的位置。(4)基于上述研究内容,以Unity3D引擎为研发工具来设计定制接骨板贴合曲面的软件;基于UG加以开发使能快速重构接骨板贴合曲面,后续完成接骨板模型重建,应用有限元对设计的接骨板进行应力分析。
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