一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法。该方法包括：首先，构建个体完整骨骼近似模型；将主要骨折端复位至原有解剖位，构建个体骨折复位模型；然后，在复位模型折矢状面创建接骨板轮廓草图，并对草图特征参数化；将草图沿矢状面方向投影至复位模型外侧曲面；基于骨折位上下贴合面边界线蒙皮生成骨折位曲面，构建接骨板完整贴合面；将贴合面沿矢状面向外不等距拉升，生成接骨板实体模型，并对厚度特征参数化；最后，设计骨折位孔单元结构，在矢状面绘制骨折区域对应区域平铺单元阵列，构建骨折位多孔草图；基于多孔草图采用凹槽方式在接骨板实体模型中创建孔特征，特征实例化，创建和编辑解剖型接骨板实体模型。

【技术实现步骤摘要】
一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法
本专利技术涉及一种特征参数化设计方法，特别涉及一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法。
技术介绍
在人体股骨AO/OTA32C2型骨折治疗中，接骨板外形设计及产品选用与内固定手术治疗质量密切相关。随着医疗需求的不断增长，骨科植入物设计水平日益提高。针对患者特征信息优化接骨板外形和设计结构，已成为当前数字骨科领域中一项重要研究内容。现有相关工作中接骨板外形设计主要依赖于特定人群的平均化骨骼数据和传统经验，面向个体患者的解剖型接骨板设计，现有研究主要存在两方面不足：第一，患者个体完成骨骼外形重构效率低下、精度难以保障，手工拼接骨折块费时费力；第二，接骨板外形复杂、编辑困难，未能有效解决金属接骨板植入后骨折位对应区域的应力集中问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法，利用模板引导个体受损模型中骨折段解剖复位，基于高层语义参数定义接骨板特征库，通过特征实例化快速创建、编辑接骨板外形以及骨折位对应区域结构。为实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：导入基于患者CT数据重构的个体受损骨折曲面模型；测量主要骨折段中有效解剖特征参数，约束曲面特征参数化模板变形，构建个体完整骨骼近似模型；基于个体骨折模型和近似模型中特征点刚性配准，将主要骨折端复位至原有解剖位，构建个体骨折复位模型；/n步骤2：结合个体骨折受损信息和现有接骨板产品外形，在复位模型折矢状面创建接骨板轮廓草图，并对草图特征参数化；将草图沿矢状面方向投影至复位模型外侧曲面，采用内部截取方式获得骨折段两端对应贴合面；基于骨折位上下贴合面边界线蒙皮生成骨折位曲面，构建接骨板完整贴合面；将贴合面沿矢状面向...

【技术特征摘要】
1.一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：导入基于患者CT数据重构的个体受损骨折曲面模型；测量主要骨折段中有效解剖特征参数，约束曲面特征参数化模板变形，构建个体完整骨骼近似模型；基于个体骨折模型和近似模型中特征点刚性配准，将主要骨折端复位至原有解剖位，构建个体骨折复位模型；
步骤2：结合个体骨折受损信息和现有接骨板产品外形，在复位模型折矢状面创建接骨板轮廓草图，并对草图特征参数化；将草图沿矢状面方向投影至复位模型外侧曲面，采用内部截取方式获得骨折段两端对应贴合面；基于骨折位上下贴合面边界线蒙皮生成骨折位曲面，构建接骨板完整贴合面；将贴合面沿矢状面向外不等距拉升，生成接骨板实体模型，并对厚度特征参数化；
步骤3：设计骨折位孔单元结构，并孔特征参数化，在矢状面绘制骨折区域对应区域平铺单元阵列，构建骨折位多孔草图，并对特征参数化；基于多孔草图采用凹槽方式在接骨板实体模型中创建孔特征，特征实例化，创建和编辑解剖型接骨板实体模型。


2.根据权利要求1所述的一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
步骤1a：导入基于患者CT数据重构的个体受损骨折曲面模型SFi；测量主要骨折段中有效解剖特征参数，包括头半径Dhc、骨干峡部中心Psc、远端长Ld、横径Lm、外侧前后径长Lmap、内侧前后径长Llap，基于个体骨骼有效解剖特征参数约束曲面特征参数化模板变形，构建个体完整骨骼近似模型SFr；
步骤1b：提取骨折模型SFi中具有显著几何特征和解剖特征的点集PF，PF∈(PFu,PFd)，上端骨折端SFcu部分PFu包括最高点PFmh、外侧点PF1、头心PFhc、颈峡部中心PFnc、小转子点PFlc，PFu∈(PFmh,PF1,PFhc,PFnc,PFlc)，下端骨折段SFcd部分PFd包括骨干峡部中心PFsc、内前髁点PFma、外前髁点PFla、内前髁点PFmp、外前髁点PFlp、内髁点PFm、外髁点PFl,PFd∈(PFsc,PFma,PFla,PFmp,PFlp,PFm,PFl)，提取参考模型SRi中对应特征点集PR，PR∈(PRu,PRd)，上端部分PRu包括最高点PRmh、外侧点PR1、头心PRhc、颈峡部中心PRnc、小转子点PRlc，PRu∈(PRmh,PR1,PRhc,PRnc,PRlc),下端部分PRd包括骨干峡部中心PRsc、内前髁点PRma、外前髁点PRla、内前髁点PRmp、外前髁点PRlp、内髁点PRm、外髁点PRl,PRd∈(PRsc,PRma,PRla,PRmp,PRlp,PRm,PRl)；
步骤1c：采用ICP算法分别将PFu、PFd配准至PRu、PRd，并求解对应变换就在T1和T2，基于T1和T2平移和旋转上端骨折段SFcu和上端骨折段SFcd，构建个体骨折复位模型SFc。


3.根据权利要求2所述的一种股骨近端解剖型接骨板特征参数化设计方法，其特征在于，
所述步骤1a中，所述的受损骨折模型中特征参数提取包括头半径Dhc、骨干峡部中心Psc、远端长Ld、横径Lm、外侧前后径长Lmap、内侧前后径长Llap；所述的模板约束变形是指基于有效特征参数约束生成骨骼模型完整参数，并通过局部曲面特征调整，完成骨骼模板模型自动变形；
所述步骤1b中，所述的点集PF包括上下上下骨折端特征点集，PF∈(PFu,PFd)，特征点提取采用拟合和曲率提取方法获得，包括骨骼内部特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小中，朱梓清，冒志建，蒋熹，邵姣，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32