隨著骨折內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展,接骨板在內(nèi)固定手術(shù)中的使用越來越廣泛。接骨板作為一種仿生設(shè)計(jì)而成的器械植入體內(nèi),并很長一段時間都在體內(nèi)幫助骨折處斷骨復(fù)位愈合。目前臨床上使用的接骨板大多為標(biāo)準(zhǔn)接骨板,但由于患者個體化差異大,在使用過程中會根據(jù)骨骼情況對標(biāo)準(zhǔn)接骨板進(jìn)行二次塑性,以使得接骨板能與骨骼表面更貼合,這完全依靠于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)。隨著當(dāng)下消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變,人們正在向個性化消費(fèi)時代邁進(jìn),對于患者而言,個性化定制的接骨板能避免二次塑形帶來的失效風(fēng)險,能與骨骼貼合程度更好,還能避免骨折線上出現(xiàn)螺釘孔。目前在臨床上使用的數(shù)字化定制接骨板是在三維畫圖軟件中進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整,但它耗時長且對繪圖能力要求高。因此在本文中研究了一個快速定制接骨板的系統(tǒng),可根據(jù)患者的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行骨骼模型的重建及后處理,通過設(shè)計(jì)的定制接骨板貼合曲面軟件獲得貼合曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù),對點(diǎn)云進(jìn)行曲面擬合及接骨板的模型重建,再對其進(jìn)行力學(xué)分析驗(yàn)證接骨板的生物力學(xué)可靠性。具體內(nèi)容如下:(1)基于患者的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù),構(gòu)建骨骼數(shù)字化模型,并對碎骨模型進(jìn)行復(fù)位對齊,獲得三維模型通用的“.stl”文件;根據(jù)分析“.stl”文件中數(shù)據(jù)的存儲特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)定制貼合曲面軟件對STL模型的加載處理。(2)定制接骨板貼合曲面的軟件:接骨板與骨骼匹配程度主要在于接骨板貼合曲面與患者骨骼的貼合程度。通過在軟件中輸入骨骼的數(shù)字化三維模型,通過交互在虛擬場景中輸入曲線控制點(diǎn)生成參數(shù)曲線并獲得曲線的數(shù)據(jù),再在骨骼表面設(shè)計(jì)貼合曲面輪廓并獲得輪廓曲線和對應(yīng)的感興趣區(qū)域(region of interest,ROI)的點(diǎn)云。(3)ROI區(qū)域接骨板重建的方法研究:基于UG進(jìn)行二次開發(fā),對ROI區(qū)域點(diǎn)云快速擬合并獲得貼合曲面模型;將得到的貼合曲面拓展為接骨板雛形,對雛形接骨板進(jìn)行調(diào)整后處理及合理設(shè)計(jì)螺釘孔的位置。(4)基于上述研究內(nèi)容,以Unity3D引擎為研發(fā)工具來設(shè)計(jì)定制接骨板貼合曲面的軟件;基于UG加以開發(fā)使能快速重構(gòu)接骨板貼合曲面,后續(xù)完成接骨板模型重建,應(yīng)用有限元對設(shè)計(jì)的接骨板進(jìn)行應(yīng)力分析。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.52;TH781
【部分圖文】：

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文室通過計(jì)算機(jī)輔助完成椎弓根螺釘內(nèi)輔助下的腰椎椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)[26]市的Bodycad是一家3D打印手術(shù)工具患者的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)提供其個性化的-1 為骨腫瘤切除和移植導(dǎo)板，圖 1-2 為力開發(fā)的個性化修復(fù)評估流程（PRE 系統(tǒng)中進(jìn)行骨骼模型的檢測，再使用進(jìn)行 3D 打印，整個過程從開始到結(jié)束治療時間為 7 天左右，因此整個定制[27-28]。

以針對患者的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)提供其個性化的手術(shù)導(dǎo)，圖 1-1 為骨腫瘤切除和移植導(dǎo)板，圖 1-2 為 Body公司著力開發(fā)的個性化修復(fù)評估流程（PREP），通d PREP 系統(tǒng)中進(jìn)行骨骼模型的檢測，再使用 Bodyc物模型進(jìn)行 3D 打印，整個過程從開始到結(jié)束大約需言最佳治療時間為 7 天左右，因此整個定制的開發(fā)療時間[27-28]。圖 1-1 Bodycad 的骨腫瘤切除和移植導(dǎo)板-1 Bone Tumor Excision and Transplantation Guideboard of B

第一章 緒論使用“鏡像”重建技術(shù)設(shè)計(jì)植入物一個重要的前提是存在對稱的健康側(cè)骨骼當(dāng)這一前提不被滿足時，這種設(shè)計(jì)方法將無法實(shí)施。葡萄牙研究者 R.Neto 等[32]通數(shù)據(jù)對骨骼模型進(jìn)行重建，而后從植入系統(tǒng)中選擇標(biāo)準(zhǔn)接骨板的 CAD 模型，將投影到骨骼表面并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)得到正確匹配的接骨板模型，如圖 1-4。尼什大的 Manic 等[33]基于骨折患者的 CT 掃描數(shù)據(jù)，建立三維骨骼模型，根據(jù)模型中的折位置，設(shè)計(jì)個性化植入物的三維模型，適用于植入物的快速打印。
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本文編號：2836890