基于CT三维重建个性化设计猪股骨髋关节假体与骨髓腔接触率的定量研究

目的基于CT三维重建个性化设计猪股骨髋关节假体与骨髓腔接触率的定量研究。方法选择猪股骨,拍摄实验前正侧位,双斜位片,再运用CT进行横断面扫描,获得CT数据后三维重建。基于CT三维重建数据,运用机器人磨削个性化假体,使其成为与髓腔完全匹配的定制假体。匹配后,拍摄实验后正侧位片,计算定制假体与髓腔接触的骨皮质或者骨松质的表面积以及接触率。结果通过计算,个性化假体近端表面与骨髓腔直接接触率为90.8%,与医疗机器人辅助扩髓组获得的假体表面与骨髓腔直接接触率相近,远较传统手工扩髓组获得的假体近端表面与骨髓腔直接接触率高。结论基于CT三维重建个性化股骨假体与猪股骨髓腔初始固定直接接触率为90.8%,可获得良好的接触率。     

CAD/CAM/Robotic集成方法设计与制作生物型股骨柄假体

背景：生物型股骨柄假体无菌松动是全髋关节置换失败的主要因素，减少无菌松动的先决条件是增加股骨柄假体在股骨髓腔中的填充率。 目的：得到定制式股骨柄假体在髓腔中的填充率，验证计算机辅助设计/计算机辅助制造/工业机器人加工（CAD/CAM/Robotic）集成方法和机器人磨削的有效性。 方法：利用 CT 数据重建股骨髓腔三维模型，在此三维模型基础上设计股骨柄假体的柄体，依据标准直柄股骨柄假体近端模型设计股骨柄假体的其余部分。将设计的股骨柄假体模型导入CAD/CAM/Robotic集成系统生成机器人磨削轨迹，利用该轨迹对股骨柄假体进行磨削加工。将加工好的股骨柄假体与股骨髓腔匹配，分析股骨柄假体在髓腔中的填充率。 结果与结论：实验结果表明，定制式股骨柄假体在髓腔中有良好的填充率，髓腔的解剖结构可以阻止股骨柄假体的扭转，获得股骨柄假体在髓腔中的稳定固定。     

扭转力传递的非骨水泥髋关节假体设计、制作及实验分析

背景:人体股骨髓腔具有扭转的解剖结构,如果股骨髓腔的扭转结构被复制到假体的柄体上,当假体插入髓腔并在假体上加载力时,假体将加载的力转换成股骨髓腔对柄体的扭转力并将该力传递到股骨近端。目的:优化股骨近端的力传递,避免假体近端应力遮挡。方法:利用人股骨标本的CT图片重建股骨髓腔的3D模型,将该3D模型作为柄体的设计模型。将定制式柄体模型与标准假体的近端模型拼合,形成定制式假体。采用机器人磨削技术制作定制式假体,并将定制式假体与标本股骨髓腔匹配。利用有限元仿真和实验方法分析假体上加载的力与假体近端扭转微动的关系。结果与结论:仿真和实验结果表明,股骨髓腔与柄体匹配的扭转结构,可有效地将假体上加载力以扭转力的形式传递到股骨近端,假体近端的扭转微动与柄体的微动相关,而柄体的微动可通过改变柄体与髓腔的匹配区大小得到控制。