应用三维重建与逆向工程技术确立成人正常下肢机械轴线

目的 探讨应用三维重建与逆向工程技术确立成人正常下肢机械轴线. 方法 收集20名健康汉族成人志愿者(男10名,女10名;年龄18 ～ 22岁,平均19.3岁),行双下肢连续螺旋CT扫描,将原始.dicom格式数据导入Mimics Innovation Suite 14.0软件,三维表面重建下肢骨骼,以.stl文件格式存储,导入Geomagic Studio 2012软件,通过曲面运算、拟合等方法构建股骨头、膝关节、胫骨平台及踝关节中心,确定股骨机械轴线和胫骨机械轴线. 结果 成人正常下肢机械轴线冠状位男性平均为178.6°±2.4°,女性平均为177.1°±2.5°;股骨机械轴线与胫骨机械轴线夹角男性平均为2.1°±1.8°,女性平均为2.2°±1.9°.成人正常下肢机械轴线矢状位男性平均为178.5°±2.2°,女性平均为177.6°±2.3°,股骨机械轴线与胫骨机械轴线夹角男性平均为2.2°±1.6°,女性平均为2.2°±1.8°.男、女性之间及左、右侧下肢机械轴线比较差异均无统计学意义(P＞0.05). 结论 应用三维重建与逆向工程技术可以建立一种个体化、数字化的下肢机械轴线的测定方法.     

基于健侧三维数字解剖的桡骨头假体逆向工程研究

目的 探讨基于健侧三维数字解剖结构逆向工程个体化计算机辅助设计桡骨头假体的方法以提供临床精确置换。 方法 采用GE Speed Light 16排螺旋CT薄层扫描健康成人1例双侧肘关节,排除桡骨头疾患,获取CT扫描dicom数据导入Mimics10.0软件三维重建肘关节。提取左健侧桡骨近端三维模型经镜像模拟右患侧桡骨近端,再经编辑处理分割为头颈两部分。利用Mimics10.0软件测量颈段髓内径、长度参数构建假体柄。桡骨头模型导入Geomagic studio 12软件模拟软骨加厚处理,导入假体柄模型生成头柄部实体。按解剖特点虚拟组装头柄部件,实现患侧桡骨头假体的逆向工程。 结果 依据健侧肘关节CT影像数据,利用Mimics和Geomagic studio软件,进行三维重建,编辑,测量和反求,可实现个体化桡骨头假体设计和头柄部件的虚拟组装成型。 结论 基于健侧桡骨数字解剖的逆向工程为个体化桡骨头假体的研制提供了一个有效的方法。     

激光扫描结合逆向工程技术建立粘结桥的三维有限元模型

目的:建立一套简便、低成本的口腔修复体及相关牙体、牙周组织、骨组织的三维有限元建模方法。方法:制作包括双侧基牙和修复体桥体的石膏模型,采用线激光扫描仪扫描石膏模型,在逆向工程CAD软件Geomagic5.0中完成对扫描数据拼合,完成石膏模型的数字化过程,生成基础三维几何模型。在I-DEAS10NXSeries软件和Geomagic中对基牙及修复体三维模型设计后,在Geomagic5.0中,构建牙周组织及基牙对应区域牙槽骨结构,完成三维几何模型。在MSC.MarcMentat2003有限元分析软件中进行网格划分,并确定边界条件。将模型提交到Msc.Marc2003,对模型进行试计算。结果:建立了右下第二前磨牙、右下第一磨牙玻璃纤维强化复合树脂粘结桥(GFRC-RBFPD)及相关组织的三维几何模型与三维有限元模型。模型分为4个部分:粘结桥、基牙、牙周膜、牙槽骨(区分了骨硬板、皮质骨、松质骨3部分结构)。结论:基于三维激光扫描、逆向工程技术建立几何模型、利用有限元软件进行网格划分生成修复体及相关结构的三维有限元模型的方法是可行的,并极大的提高模型的几何相似性。     

4种基于CT图像的后处理技术在复杂性腕关节损伤诊断中的对比分析

目的：基于螺旋CT图像,评价逆向工程软件（Mimics软件）、多平面重建（MPR）、容积显示（VR）和曲面重建（CPR）4种不同后处理方法在复杂性腕关节损伤诊断中的应用价值.方法：收集25例复杂性腕关节损伤患者的CT图像,进行4种后处理分析,对所得结果进行比较.结果：本组25例中,显示复杂性腕关节骨折数目共71处.Mimics软件、MPR、VR和CPR与临床符合率分别为100％、100％、93.0％、74.6％,Mimics软件、MPR与VR、CPR比较差异有统计学意义（P＜0.05）.结论：基于CT图像的MPR和Mimics软件能够全面观察骨折线的形态、范围及骨折碎片的形态、位置等;综合运用4种后处理技术能够提供可靠、全面的影像学资料,为复杂性腕关节损伤的诊断提供更多信息.     

数字化骨科手术新方法的建立及其临床广泛应用

目的研究出独特的数字化骨科手术新方法 ,广泛应用于脊柱外科手术、骨关节创伤治疗、韧带重建修复、骨肿瘤切除重建、骨关节严重畸形矫正等骨科各分支领域,探讨数字化骨科手术的特点和临床效果,以期运用现代计算机辅助技术和图像分析处理技术提高骨科疾患诊治水平。方法按反求工程的基本原理,通过CT/MRI扫描获取患者骨骼的二维图像资料,采用计算机辅助三维重建技术建立骨关节解剖模型,将骨关节解剖模型输入计算机辅助设计(computer assisted design,CAD)软件进行精确分析,进一步采用先进制造技术——快速成型(rapid prototyping,RP)技术制作骨关节原型并进行实物原型分析,而后将骨关节解剖模型输入计算机进行外科手术过程的设计和预演,合适内固定材料的选择以及基于CAD-RP技术外科手术辅助模板、个性化植入物的制作等,最后精确实施骨科手术。结果采用该方法治疗123例骨科疾患,在以下临床数字骨科学领域获得成熟经验:(1)计算机辅助骨关节畸形精确数字化矫形;(2)计算机辅助设计个性化假体:如全膝、全髋、半骨盆等;(3)计算机辅助前、后交叉韧带重建;(4)计算机辅助特殊疑难假体置换:如发育不良性髋脱位假体置换及翻修手术、髋臼发育不良并骨性关节炎全髋置换手术等;(5)计算机辅助特殊疑难骨折、关节内骨折以及陈旧性骨折的复位固定等;(6)骨肿瘤个性化切除的设计、结构与功能重建;(7)脊柱侧弯的个性化矫形设计与精确实施;(8)脊柱后凸的个性化矫形设计与精确实施;(9)计算机辅助齿状突骨折复位固定;(10)计算机辅助寰枢椎后路内固定的手术设计和精确置钉技术;(11)计算机辅助颈椎椎弓根的形态分析、测量与精确置钉技术。结论借助现代计算机技术和先进制造技术,术者可以通过CAD、骨关节原型制作、计算机辅助手术设计和预演、个性化辅助手术模板及个性化骨缺损修复植入物制作等手段精确实施骨科手术,实现骨科手术的数字化、个性化和精确化,从而进一步提高手术安全性,改善临床效果。     

3D打印技术个性化手术治疗儿童DDH

[目的]通过建立一条3D打印辅助外科手术途径,探究3D打印技术在儿童DDH手术中的应用及意义。[方法]选择1例大龄儿童DDH患者,利用逆向工程与3D打印技术制作出1:1大小骨盆及股骨模型,用以制定手术计划并术前模拟手术操作。[结果]术中所见与术前模型的畸形表现一致,术中截骨矫形有效,手术顺利,无并发症,术后恢复良好。[结论] 3D打印技术能够精确、直观地体现畸形情况,指导制定手术计划,模拟手术操作,增加手术的精确性、安全性。     

基于功能点估算的逆向工程方法

功能点分析是从用户的角度度量软件功能规模的一种方法。本文首先对功能点分析(FPA)现有的半形式化模型进行了扩充,然后形式化描述了外部查询(EQ)的4条规则,并提出了基于源代码的逆向工程技术方法来处理这4条规则,为全自动化度量奠定了理论基础。     

基于逆向工程的颜面部畸形的修复重建研究

逆向工程（reverse engineering，RE）就是将实物变为计算机辅助设计（CAD）模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型，在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程。     

建立三种桩核系统修复下颌第一磨牙的三维有限元模型

目的:建立3 种桩核系统冠修复下颌第一磨牙的三维有限元模型,要求建立的模型能尽可能体现生物体建模的相似性要求.方法:采用CT扫描离体下颌第一磨牙,MIMICS软件处理断层影像数据, GEOMAGIC软件造型、NURBS曲面拟合,ANSYS软件建立实体模型,然后划分网格,建立了下颌第一磨牙桩核冠修复体3 个基础模型.结果:建立的下颌第一磨牙桩核冠修复体的三维有限元模型,与临床实际情况有良好的相似性,具有可修改性,网格划分合理,计算结果可信、可比.结论:CT断层扫描技术结合专业逆向工程软件及ANSYS有限元分析软件建模方法准确、有效、可行.     

逆向工程的计算机辅助设计嵌体的研究

目的:研究口腔修复与计算机辅助设计结合的方法，实现嵌体的计算机辅助设计系统。方法:制作修复牙预备体、邻牙、对咬和牙，通过光学测量获得其表面三维形状，输入计算机在基于逆向工程软件surfacer二次开发的口腔固定修复CAD系统进行修复体设计。结果:本文以嵌体修复体为例，实现了嵌体曲面重构。结论:使用口腔固定修复CAD系统设计嵌体符合口腔修复学和解剖生理学理论，操作简单。