【技术实现步骤摘要】
一种胸腰椎爆裂性骨折仿真模型建立方法及装置
本专利技术涉及计算机辅助技术及脊柱外科治疗领域，更具体地说，涉及一种胸腰椎爆裂性骨折仿真模型建立方法及装置。
技术介绍
胸腰椎爆裂性骨折是脊柱外科常见的损伤性疾病，约占所有脊柱骨折的50％左右，常见于车祸及高处坠落等高能量损伤，患者常合并后凸畸形及骨折块突入椎管，压迫神经根和马尾，造成脊髓神经功能损伤。患者可出现不同程度的感觉障碍和运动功能丧失，更严重的会导致瘫痪，极大的影响了患者的身体和心理健康。解除骨折占位，恢复椎管容积，减轻脊髓压迫获得了外科医生的广泛共识。随着医疗技术的发展和医疗器械的改善，经椎弓根伤椎置钉治疗胸腰椎爆裂性骨折得到了广泛关注和应用，并取得了良好的临床效果。与保守治疗和直接复位相比，经椎弓根伤椎置钉复位骨折，避免了骨折块复位不完全、出血量大损伤严重等问题，具有独特的优势。目前对胸腰椎爆裂性骨折复位的生物力学研究主要通过动物脊柱、人的尸体脊柱等的体外实验实现。选取胸腰椎节段，模拟暴力打击脊柱，获得胸腰椎爆裂性骨折模型，从而进行力学分析和手术入路研...
【技术保护点】
1.一种胸腰椎爆裂性骨折仿真模型的建立方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：筛选健康成人的胸腰段进行CT扫描，获取DICOM数据；/n步骤S2：重建胸腰椎三维实体模型；/n步骤S3：依据正常解剖结构，按照点、线、面的原则，画出胸腰椎实外形特征的曲线，通过封装连接得到NURBS曲面模型；/n步骤S4：应用有限元建模软件，在第一腰椎上分割骨折块，对骨折块及其他骨组织进行网格划分，进一步划分椎间盘为纤维环和髓核，添加前纵韧带、后纵韧带、棘上韧带、棘间韧带、囊韧带、黄韧带以及横突间韧带，建立骨折块有限元模型和胸腰椎有限元模型，再对骨折块和周边骨组织设定边界条件，组装获得所述胸腰椎爆...
【技术特征摘要】
1.一种胸腰椎爆裂性骨折仿真模型的建立方法，其特征在于，包括：
步骤S1：筛选健康成人的胸腰段进行CT扫描，获取DICOM数据；
步骤S2：重建胸腰椎三维实体模型；
步骤S3：依据正常解剖结构，按照点、线、面的原则，画出胸腰椎实外形特征的曲线，通过封装连接得到NURBS曲面模型；
步骤S4：应用有限元建模软件，在第一腰椎上分割骨折块，对骨折块及其他骨组织进行网格划分，进一步划分椎间盘为纤维环和髓核，添加前纵韧带、后纵韧带、棘上韧带、棘间韧带、囊韧带、黄韧带以及横突间韧带，建立骨折块有限元模型和胸腰椎有限元模型，再对骨折块和周边骨组织设定边界条件，组装获得所述胸腰椎爆裂性骨折仿真模型；其中，所述在第一腰椎上分割骨折块的步骤中，骨折块几何边界的确认如下：骨折块在矢状面的长度拟定为椎体中柱的范围，即椎体前后径的1/3，骨折块在冠状位的长度设定为椎弓根基底部内侧缘，骨折块的高度设定自上终板至椎基静脉孔水平；
步骤S5：设定材料属性、载荷、边界条件。
2.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述材料属性为：皮质骨和松质骨为各向同性材料属性，骨组织材料属性如下：
髓核为不可压缩的流体材料属性，椎间盘材料属性如下：
韧带为非线性材料属性。
3.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述胸腰椎有限元模型包括皮质、松质，在椎骨皮质骨划分过程中，选择为1mm厚的六面体网格，松质骨为四面体网格；定义小关节为面面接触；终板厚度为0.5mm，髓核区域和纤维环区域分别为椎间盘横截面积的40％和60％。
4.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述骨折块有限元模型包括外侧的皮质骨和内侧的松质骨。
5.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，在确定所述胸腰椎外形特征的曲线时，只画出几条重要的关键线；对于椎体的上下面，使其由平滑曲面构成。
6.根据权利要求1所述的建立方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱睿，程黎明，裴小龙，程泓哲，解元，
申请(专利权)人：上海市同济医院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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