[發明專利]一種鎖定接骨板剛度個性化設計獲取方法有效
| 申請號： | 202010081776.6 | 申請日： | 2020-02-06 |
| 公開（公告）號： | CN111368399B | 公開（公告）日： | 2023-04-18 |
| 發明（設計）人： | 歐陽漢斌;鐘環;楊洋;黃文華;黃解元;陳海聰;馮柏林 | 申請（專利權）人： | 廣東醫科大學附屬醫院 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06T17/00;G16H30/20 |
| 代理公司： | 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 趙蕊紅 |
| 地址： | 524001 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 鎖定 接骨 剛度 個性化 設計 獲取 方法 | ||
1.一種鎖定接骨板剛度個性化設計獲取方法，其特征在于，
利用拓撲優化方法，在鎖定接骨板的結構方面對內固定剛度進行定向調控，獲得滿足剛度個性化需求的鎖定接骨板；
具體通過如下步驟進行：
（1）骨骼斷層數據掃描和三維重建
根據擬設計的接骨板對應的骨骼，采集相應部位骨骼的CT薄層掃描數據，以DICOM圖像數據格式導出，在三維建模軟件中對圖像完成分割和三維重建，得到三維骨骼模型，保存為STL文件格式；
（2）骨骼模型實體化
將步驟（1）獲得的STL文件格式的三維骨骼模型在逆向工程軟件中進行模型表面修飾處理，并構造骨骼外輪廓的NURBS曲面片，最終把曲面模型擬合為實體模型；
（3）初始接骨板的設計與內固定裝配
在計算機輔助設計軟件中，導入三維骨骼的實體模型，采用布爾操作建立骨折缺損模型，進一步以此為參照，完成未優化接骨板的初步設計，作為優化設計的母版，同時根據骨科手術規范，添加相應數量的螺釘模型以完成骨折內固定仿真建模，得到內固定模型；
（4）初始接骨板內固定的有限元分析：
將上述步驟（3）構建的內固定模型導入有限元分析軟件中進行前處理，提交至有限元求解器求解，獲得初始有限元分析結果，包括載荷條件F下特定節點的位移D0，由此計算得到初始剛度R0=F/D0；
（5）剛度個性化接骨板的拓撲優化設計：
根據步驟（4）的初始剛度R0，定義個性化目標剛度R1，換算得到位移限值D1=R1*F；
在拓撲優化過程中，選擇接骨板非釘孔范圍內的單元集合作為設計區域，該區域體積為V，定義目標函數為最小化設計區域體積min(V)，以模型同樣節點的位移限值D1作為約束條件，通過變密度算法完成拓撲優化迭代運算過程，獲得滿足目標剛度的結構設計方案；
（6）接骨板方案的提取與重設計：
在優化后處理中對上述步驟（5）中的優化結果進行輸出，以STL文件格式導入計算機輔助設計軟件中進行接骨板的重設計，得到剛度個性化的接骨板定型設計。
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