一种自动优选标准型股骨柄的方法

髋关节置换手术中采用标准型假体时,术前只能大致选取假体,术中还要预备多个假体,往往手术时间增长。为了解决这一问题,本文提出一种利用计算机优选标准型髋关节假体的方法。从X线片中获取患者股骨解剖数据。利用这些解剖数据和股骨近端截面平均数据库三维重建患者股骨近端,重建出的股骨近端模型使优选标准假体成为可能。理论分析表明,该方法切实可行。     

基于螺旋CT构建人体骨盆三维有限元模型

目的 利用作者所在研究所自行开发的两种图像处理软件GETCT和MedGraphics，构建骨盆三维有限元模型。方法 CT图像处理、截面轮廓线信息处理、数字有限元分析。结果 准确快速的建立了人体骨盆的三维有限元模型。结论 利用上述两种软件以及一些现有的软件可以准确，快速地构建人体骨盆的三维有限元模型，并进行计算。有限元分析结果表明该方法可用于构建骨盆有限元模型。     

髋关节置换手术计算机辅助髓腔锉切削导向系统

目的介绍一种髋关节置换手术计算机辅助髓腔锉切削导向方法,协助医生术中确定适当的髓腔锉切削导路,有效降低髋关节置换手术中骨折等并发症的发生。方法首先将探棒插入患者股骨腔,将探棒的中心线作为一条切削患者股骨腔松质骨的参考导路。接着将髓腔锉放置入患者股骨腔,将连接在髓腔锉上的打拔器导杆中心线作为髓腔锉当前切削导路。最后,根据在计算机显示屏上显示的髓腔锉切削参考导路以及当前切削导路的差异情况,调整髓腔锉切削的方向和位置。采用本研究的一个样机,验证了计算机显示的参考导路与当前导路的差异情况是否与实际情况相符。结果计算机显示出的参考导路与当前导路的差异情况与实际情况相符。结论理论分析与实验结果表明,本方法能够协助手术医生确定出适当的髓腔锉切削参考导路,使髋关节置换手术更加方便可靠。采用计算机辅助髓腔锉切削导向方法能降低术中股骨骨折的风险,提高股骨柄假体植入的成功率。     

标准截面形状定制型股骨柄假体设计

目的 介绍一种标准截面形状定制型股骨柄假体结构以及自行开发的设计方法。方法首先利用DICOM格式的患者股骨CT图像,重建患者股骨近端模型;根据重建出的患者股骨近端模型构建股骨柄假体匹配段矩形的截面边界,并在矩形截面边界内用简单的线条初步构建出假体的截面轮廓曲线;利用股骨近端模型对初步设计出的股骨柄假体进行验证,并通过调整设计参数使最终设计出的个性化股骨柄假体与患者股骨髓腔相匹配。结果 定制型人工髋关节股骨柄假体采用标准截面形状,便于快速设计出个性化假体,而且设计操作简单。参数化程序设计大大降低了个性化股骨柄假体的设计工作量。结论 标准截面形状定制型股骨柄假体的设计将有助于提高定制型人工髋关节置换手术的成功率,促进定制型股骨柄假体在临床上的应用,进一步提高患者的生活质量。     

基于X光片的定制型人工髋关节股骨侧假体设计

介绍一种利用 X光片设计定制型人工髋关节股骨侧假体的方法。采用圆弧和直线形成髋关节股骨侧假体外形轮廓。通常髋关节股骨侧假体匹配段尺寸公差要求并不严格 ,加工这种髋关节股骨侧假体可不采用数控加工中心。利用自编的程序成功地设计了三根股骨的假体。根据一个股骨标准数据库重建了这几根股骨的大致髓腔模型 ,这些模型被用来检验设计出的假体。设计出的假体被加工了出来 ,并分别植入股骨。结果表明该设计髋关节股骨侧假体方法切实可行     

基于标准X线片的定制型股骨柄的设计与加工

目的研究基于标准X线片的定制型股骨柄设计与加工的方法。方法开发设计假体的软件，其中包括X线片的扫描，股骨腔的获得，假体设计，匹配程度分析，以及绘制二维加工图。利用CAM技术，可以加工设计出所需要的假体。结果在普通机床上加工出股骨柄假体，临床反映股骨柄假体与患者股骨骨髓腔匹配较好。结论临床结果以及理论分析均表明本文介绍的设计与加工股骨柄假体的方法切实可行。     

基于X线片定制股骨柄假体的设计原理及方法

目的 介绍自编的基于X线片设计定制型股骨柄假体程序系统的设计原理及功能模块。方法 利用图像处理方法提取X线片上一些患者股骨解剖特征点（如小粗隆最高点、股骨头中心及转子间窝等）、2个规划的手术截骨位置点（大粗隆侧截骨边界位置点及截骨线最低点位置点）以及一些设计用关键位置点（如假体远端位置、假体颈干连接段最高点位置等）,以此预测患者股骨近端髓腔,并通过输入设计参数值（如颈干角、前倾角、预留的松质骨厚度、假体匹配段截面圆弧半径及假体过渡段高度等）设计出定制型股骨柄假体。并对设计出的定制股骨柄假体进行匹配区域多个截面的二维截面验证和三维的总体验证。结果 根据验证情况,调整设计参数重新生成股骨柄假体模型点云数据,使设计出的股骨柄假体与患者股骨腔相匹配,达到定制型假体设计要求。结论 介绍的程序系统可用于为患者设计定制型股骨柄假体,设计周期较短,成本较低,有利于促进定制型股骨柄假体在临床上的应用,进一步提高患者的生活质量。     

髋关节置换手术定制型髓腔锉的设计与加工

目的 介绍定制型髓腔锉的设计与加工方法。方法 根据相应的定制型股骨柄假体的三维模型设计髓腔锉,在计算机辅助设计（CAD）软件中,通过截除、拉伸及偏移面等操作构建出髓腔锉三维模型。采用计算机辅助制造（CAM）技术加工出定制型髓腔锉。采用本研究的CAD及CAM方法,分别为实验及临床试用设计加工了定制型髓腔锉。结果 实验及临床试用的定制型髓腔锉被用于切削相应的尸体股骨腔及患者股骨腔,植入定制型假体以后,通过分析发现假体与股骨腔匹配较好。结论 采用该研究方法设计加工定制型髓腔锉,将能够提高植入定制型股骨柄假体的成功率,将减少定制型股骨柄假体在患者股骨腔中松动的风险,能够促进股骨松质骨长入假体表面来固定假体。     

压配型假体柄部-股骨界面匹配和优化设计

目的 探讨有效提高假体骨结合面的匹配度,加强假体初始固定强度,并使假体外形更为优化的方法。方法 通过计算机图形、图像等手段对成人股骨髓腔截面形态进行自动提取,并采用圆锥曲线拟合、二次曲线简化、形心曲线拟合等数学方法,将股骨髓腔截面形态简化为长短径、形心轴线等几个参数来设计假体。应用计算机辅助设计（computer—aided design,CAD）等方法对骨的结构和髋假体进行分析和评估。采用“pegin-hole”的方法通过“拔出”模拟优化假体外形。结果 CAD分析显示假体与股骨平均匹配度为23．2％,骨损伤率0．033％。插入分析程序对所有测试样例的拔出路径的获得均有效,且拔除时能直观定量测量最大交叠面积。结论 提供了一套从图像处理到图形设计及其设计优化的方法,在假体设计开发中具有较强的应用价值。