腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法及系统，获取腰椎至骶椎的图像数据；对获取的图像数据进行分割重建，得到伴有腰椎峡部裂的椎体三维模型；对椎体三维模型进行预处理；对预处理后的椎体三维模型进行逆向实体化处理，得到椎体曲面模型；根据得到的椎体曲面模型，进行腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统部件的添加与装配，得到装配后的曲面模型；对每个部件进行网格划分，得到每个部件的三维体网格；对椎体模型三维体网格采用经验公式进行材料属性赋值；对材料属性赋值后的三维体网格进行有限元分析，得到仿真结果；本发明专利技术基于有限元分析实现了对腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的更精准仿真模拟。钉椎板钩内固定系统的更精准仿真模拟。钉椎板钩内固定系统的更精准仿真模拟。

【技术实现步骤摘要】
腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法及系统


[0001]本专利技术涉及骨科脊柱仿真
，特别涉及一种腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]腰椎峡部裂是临床上常见的脊柱疾患，在青少年及运动员群体中有较高的发病率。临床表现为腰椎单侧或双侧的上下关节突之间的椎弓峡部骨质缺损或不连续，常见于腰椎L4
‑
L5节段，且多为双侧峡部裂。患者症状通常表现为腰背疼痛、神经麻木等，若不及时加以治疗，可能会发展为腰椎滑脱等更严重疾患，造成患者活动受限。目前手术治疗方式普遍采用峡部植骨融合配合单节段内固定术，椎弓根螺钉椎板钩内固定技术作为目前相对成熟的单节段内固定技术，已在临床得到广泛应用。
[0004]专利技术人发现，临床研究指标结果显示螺钉椎板钩内固定系统脊柱稳定性强，植骨融合率高，但无法探寻其力学性能；且目前有关螺钉椎板钩内固定系统的研究大多是传统力学体外实验，虽然研究结果更为接近，但是缺乏活体生物学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：包括以下过程：获取腰椎至骶椎的图像数据；对获取的图像数据进行分割重建，得到伴有腰椎峡部裂的椎体三维模型；对椎体三维模型进行预处理；对预处理后的椎体三维模型进行逆向实体化处理，得到椎体曲面模型；根据得到的椎体曲面模型，进行腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统部件的添加与装配，得到装配后的曲面模型；对每个部件进行网格划分，得到每个部件的三维体网格；对椎体模型三维体网格采用经验公式进行材料属性赋值；对材料属性赋值后的三维体网格进行有限元分析，得到仿真结果。2.如权利要求1所述的腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：对获取的图像数据进行分割重建，包括：将图像数据根据椎体灰度阈值分割出蒙版，对蒙版进行扩展或删减，再对腰椎进行峡部缺损破坏进行处理，重建伴有腰椎峡部裂的椎体三维模型。3.如权利要求1所述的腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：对获取的图像数据进行分割重建，包括：采用深度学习卷积神经网络进行图像分割，将分割完毕的椎体图像进行三维重建，再对腰椎进行峡部缺损破坏处理，生成伴有腰椎峡部裂的椎体三维模型。4.如权利要求1所述的腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：对椎体三维模型进行预处理，至少包括：对椎体模型进行表面光滑处理。5.如权利要求1所述的腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：进行腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统部件的添加与装配，包括：根据椎体表面轮廓信息重建椎间盘与关节软骨；根据峡部裂腰椎的断裂峡部轮廓信息填充相应植骨；对椎弓根螺钉与螺帽进行建模制作；根据手术置钉位置将椎弓根螺钉置入峡部裂腰椎，根据螺钉位置与峡部裂腰椎椎板下缘位置制作椎板钩。6.如权利要求1所述的腰椎峡部裂螺钉椎板钩内固定系统的仿真方法，其特征在于：对每个部件进行网格划分，包括：对每个部件进行二维面网格划分，单元类型选择三角形单元；根据网格质量检查规则使用网格操作指令进行网格优化；生成三维体网格，单元类型为四面体单元。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵曰峰，姜树浩，杨诚，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：