[發明專利]漏斗胸矯形手術仿真方法

無效

• 申請號: 200910001383.3
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101488236A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 史儀凱;王萑;袁小慶;衛延斌;張華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T17/40
• 分類號: G06T17/40;A61B17/68;A61B5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 黃毅新

1.一種漏斗胸矯形手術仿真方法，其特征在于包括以下步驟：

(a)對漏斗胸肋骨/胸骨模型與肋軟骨模型分別進行三角形面網格劃分，得到漏斗胸肋骨/胸骨與肋軟骨的三維網格模型；

(b)對模型中的三角形進行檢測，若劣等三角形數量超過總數的0.05％時，進行網格優化；在骨骼平滑區域，增大三角形單元尺寸，減少網格數量；在骨骼尖銳區域，減小三角形單元尺寸，增加網格數量；

(c)對優化后的面網格模型沿其劃分的邊界線，深入模型內部進行劃分，通過分割實體和布置種子來控制單元的密度和位置，將三角形單元轉變為四面體單元，將面網格模型轉換為體網格模型；

(d)對每個體網格元素計算灰度值，并確定相應的材料力學參數，即為模型中的肋骨、胸骨、肋軟骨賦值；

肋骨、胸骨、肋軟骨對應的骨骼密度是：

D＝1.122×HU+47

式中，HU是模型中肋骨、胸骨、肋軟骨的灰度值；其彈性模量是：

E＝2.20×D-209；

(e)將肋骨/胸骨模型與肋軟骨模型進行裝配，得到一個完整的漏斗胸胸廓三維力學模型；

(f)對漏斗胸胸廓三維力學模型施加邊界條件和約束條件，將每個胸椎表面所有節點的自由度施加位移約束使其固定不動，對胸部凹陷部分施加向外垂直載荷，用以模擬手術中支撐板植入幼兒胸廓的情況，載荷類型取集中力，通過有限元分析，獲得漏斗胸三維力學模型在靜態載荷下的應力、應變與位移的分布；

(g)根據不同靜態載荷下胸廓模型的應力、應變與位移分布，研究手術切口位置、支撐板材料、固定方法以及支撐力矩，仿真植入支撐板后，肋骨、肋軟骨、胸骨及支撐板的受力情況及術后效果，輔助醫師為漏斗胸患兒確定手術方案。