【技术实现步骤摘要】
颅骨组织工程Mosaic结构血管网参数化设计方法
本专利技术属于组织工程
，本专利技术涉及一种颅骨组织工程Mosaic结构(马赛克结构)血管网参数化设计方法。
技术介绍
骨组织工程技术研制出的具有生命活性的人工骨替代物，可对损伤的颅骨组织进行修复和重建，从而维持或改善颅骨的功能和结构，在临床上具有很好的应用前景。但在颅骨多孔支架的体外细胞整合研究中，发现骨细胞的存活率低，成骨缓慢，特别是对大面积支架，在植入的第1周中心处就有大量的细胞死亡，其主要原因是未在支架中考虑血管化问题，支架中没有血管结构，细胞的供血和供氧受到限制，以致骨细胞不能深入支架内部，造成成骨能力下降。解剖学研究表明，在颅骨外板和内板中间的板障空间中存在有血管组织，称为板障静脉。因此，为了给骨细胞生存提供充足的营养物质和氧气，理想的颅骨支架应具有与天然板障静脉相似的血管结构，才能实现血液与代谢物的传输，从而提高细胞存活率。对于血管结构，现有研究大多数是针对人体软组织部位，例如肺部血管、肝脏血管。而颅骨板障静脉，由于它所处的位置特殊，形态复杂，尺度微小，目前还没有研究人员进行该组织血管的设计工作...
【技术保护点】
1.一种颅骨组织工程Mosaic结构血管网参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、板障静脉血管特征提取，包括：1‑1)颅骨模型重建，对一颅骨样本进行显微CT扫描；采用三维可视化软件Avizo对扫描数据进行颅骨模型三维重建；对该颅骨模型采用阈值分割，提取板障中的空腔结构，该空腔结构至少包括骨组织间的孔洞和静脉血管；1‑2)模型预处理，比较空腔结构半径大小，区分出多孔结构与静脉血管结构；采用Avizo软件提取所述空腔结构的中心线，进而计算统计出自该中心线到空腔结构边界的距离ri即半径，在所述空腔结构中，将ri＜0.4mm的结构定义为多孔结构，将ri≥0.4mm的结构为...
【技术特征摘要】
1.一种颅骨组织工程Mosaic结构血管网参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、板障静脉血管特征提取，包括：1-1)颅骨模型重建，对一颅骨样本进行显微CT扫描；采用三维可视化软件Avizo对扫描数据进行颅骨模型三维重建；对该颅骨模型采用阈值分割，提取板障中的空腔结构，该空腔结构至少包括骨组织间的孔洞和静脉血管；1-2)模型预处理，比较空腔结构半径大小，区分出多孔结构与静脉血管结构；采用Avizo软件提取所述空腔结构的中心线，进而计算统计出自该中心线到空腔结构边界的距离ri即半径，在所述空腔结构中，将ri＜0.4mm的结构定义为多孔结构，将ri≥0.4mm的结构为静脉血管结构；按照静脉血管结构半径ri的不同将血管结构分为1～4级，自1级血管结构至4级血管结构依次为高级血管结构至低级血管结构；所述静脉血管结构对应的中心线为板障静脉血管中心线；1-3)提取板障静脉血管特征，所述板障静脉血管特征包括拓扑特征和几何特征，所述拓扑特征反映血管在空间中的分布，所述几何特征包括血管分支角度和血管半径；其中：提取拓扑特征的过程是：将板障静脉血管中心线投影到血管网具有最大投影面积的平面，进行曲线直线化处理后，在该投影中，低级别的静脉血管结构镶嵌在高级别的静脉结构中，且所述静脉血管结构在投影区域内均为封闭多边形，将该封闭多边形定义为Mosaic结构；Mosaic结构的面积范围为0.3～1256mm2；提取几何特征的过程是：通过抽样统计得出血管分支角度α＝80°～100°；血管横截面内接圆半径ri的范围为0.4～1.3mm，所述血管横截面内接圆半径ri即为血管半径；步骤二、血管结构参数化模型设计，包括：2-1)Mosaic结构参数化设计，设：颅骨空间大小为X＝a×b×c，依据步骤1-3)中板障静脉血管特征，在平面区域大小为a×b内利用power图生成第一级Mosaic结构参数化模型；其中power图中控制圆的面积大小和比例与步骤1-3)中Mosaic结构的面积大小和所占比例一致；在第一级Mosaic结构参数化模型的每个Mosaic结构中再利用power图生成第二级Mosaic结构，直至生成最高4级相互嵌套的Mosaic结构；对上述Mosaic结构参数化模型进行干涉判断，即，当两节点间距离小于1.2倍血管半径时，则认为生成的新节点为干涉点，将其...
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