椎间融合器及其制造方法、系统、智能制造设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了椎间融合器及其制造方法、系统、智能制造设备及存储介质。椎间融合器的制造方法包括：获取目标患者的医学影像数据，根据医学影像数据获取感兴趣区域的参考骨密度值，感兴趣区域包括待植入位置及其邻近区域；根据参考骨密度值获取参考杨氏模量，获取与参考杨氏模量匹配的目标孔隙率；根据医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息，根据椎间融合器尺寸信息和目标孔隙率生成目标椎间融合器结构，目标椎间融合器结构包括具有目标孔隙率的多孔骨架结构，根据目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器。本发明专利技术具有更好的生物力学匹配性能，可以加快融合的同时降低椎体的受力形变风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
椎间融合器及其制造方法、系统、智能制造设备及介质


[0001]本专利技术涉及生物医疗领域，具体涉及椎间融合器及其制造方法、系统、智能制造设备及介质。

技术介绍

[0002]自椎间融合器用于脊椎融合并取得成功以来，椎间融合器已经广泛应用于临床，为很多患者减轻了痛苦。但是目前的椎间融合器为厂家按照固定的型号和尺寸批量生产的，其形态、大小是固定的。但是每个患者的椎间盘及相邻上下终板的结构、尺寸、骨密度都不相同，手术植入的椎间融合器并不能完美契合患者的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于椎间融合器并不能完美契合患者的需求，针对现有技术的上述缺陷，提供一种椎间融合器及其制造方法、系统、智能制造设备及介质，具有更好的生物力学匹配性能，可以加快融合的同时降低椎体的受力形变风险。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种椎间融合器的制造方法，包括：
[0005]获取目标患者医学影像数据，根据所述医学影像数据获取所述感兴趣区域的参考骨密度值，所述感兴趣区域包括待植入位置及其邻近区域；
[0006]根据所述参考骨密度值获取参考杨氏模量，获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率，生成具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构；
[0007]根据所述医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息，根据所述椎间融合器尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成目标椎间融合器结构，根据所述目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器。
[0008]其中，所述获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率的步骤，包括：
[0009]根据以下公式获取所述目标孔隙率：
[0010]E/Esolid＝a*(1
‑
Porosity)
b
[0011]其中，E表示所述参考杨氏模量，Esolid表示在没有孔洞存在时结构本身的杨氏模量，Porosity表示所述目标孔隙率，a和b为常数。
[0012]其中，所述根据所述椎间融合器尺寸信息和所述目标孔隙率生成目标椎间融合器结构的步骤，包括：
[0013]根据所述目标孔隙率生成所述多孔骨架结构，根据所述融合尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成所述目标椎间融合器结构；或
[0014]将所述椎间融合器尺寸信息作为所述多孔骨架结构生成的限制范围，生成满足所述限制范围的多孔骨架结构，将所述满足所述限制范围的多孔骨架结构作为所述目标椎间融合器结构。
[0015]其中，所述生成具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构的步骤，包括：
[0016]通过多面体单元结构生成方法生成具有所述目标孔隙率的三维多晶体结构，对所述三维多晶体结构的边界线进行几何增粗处理，获取所述多孔骨架结构。
[0017]其中，所述根据所述椎间融合器尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成目标椎间融合器结构的步骤，包括：
[0018]根据所述椎间融合器尺寸信息生成满足临床需求的椎间融合器边框；
[0019]将所述多孔骨架结构和所述椎间融合器边框通过布尔运算融合为所述目标椎间融合器结构。
[0020]其中，所述根据所述医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息的步骤，包括：
[0021]根据所述医学影像数据获取待植入区域的高度信息和长度信息，根据所述高度信息和所述长度信息获取所述椎间融合器尺寸信息；
[0022]所述生成满足所述椎间融合器尺寸信息的椎间融合器边框的步骤之后，包括：
[0023]根据所述医学影像数据获取所述待植入区域的上下相邻终板角度信息，根据所述高度信息和所述角度信息获取所述椎间融合器边框之间的间隙和相对角度。
[0024]其中，所述根据目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器的步骤，包括：
[0025]根据目标椎间融合器结构生成制造文件，将所述制造文件导入增材制造软件，通过增材制造的方式生成所述目标椎间融合器。
[0026]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种椎间融合器的制造系统，包括：
[0027]获取模块，用于获取目标患者的医学影像数据，根据所述医学影像数据获取所述感兴趣区域的参考骨密度值，所述感兴趣区域包括待植入位置及其邻近区域；
[0028]结构模块，用于根据所述参考骨密度值获取参考杨氏模量，获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率，生成具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构；
[0029]生成模块，用于根据所述医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息，根据所述椎间融合器尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成目标椎间融合器结构，根据所述目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器。
[0030]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种椎间融合器，包括多孔骨架结构，所述椎间融合器为通过如上所述的方法制造获取。
[0031]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述方法的步骤。
[0032]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能制造设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述方法的步骤。
[0033]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术通过获取包括目标患者感兴趣区域(包括待植入位置及其邻近区域)的参考骨密度值，根据所述参考骨密度值获取参考杨氏模量，获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率，生成具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构，根据所述医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息，生成与所述融合尺寸信息匹配的目标椎间融合器结构，根据所述目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器，使得目标椎间融合器与目标患者匹配，具有更好的生物力学匹配性能，其结构参考目标患者的人体骨质的微观结构，利于成骨过程，可以加快融合的同时降低椎体的受力形变风险。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]其中：
[0036]图1是本专利技术提供的椎间融合器的制造方法的第一实施例的流程示意图；
[0037]图2是本专利技术提供的一视角的医学影像数据的一实施例的示意图；
[0038]图3是本专利技术提供的另一视角的医学影像数据的一实施例的示意图；
[0039]图4是本专利技术提供的又一视角的医学影像数据的一实施例的示意图；
[0040]图5为本专利技术提供的多孔骨架结构的一实施例的结构示意图；
[0041]图6a为本专利技术提供的目标椎间融合器的第一实施例的结构示意图；
[0042]图6b为本专利技术提供的目标椎间融合器的第二实施例的结构示意图；
[0043]图6c为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种椎间融合器的制造方法，其特征在于，包括：获取目标患者的医学影像数据，根据所述医学影像数据获取感兴趣区域的参考骨密度值，所述感兴趣区域包括待植入位置及其邻近区域；根据所述参考骨密度值获取参考杨氏模量，获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率；根据所述医学影像数据获取椎间融合器尺寸信息，根据所述椎间融合器尺寸信息和所述目标孔隙率生成目标椎间融合器结构，所述目标椎间融合器结构包括具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构，根据所述目标椎间融合器结构生成目标椎间融合器。2.根据权利要求1所述的椎间融合器的制造方法，其特征在于，所述获取与所述参考杨氏模量匹配的目标孔隙率的步骤，包括：根据以下公式获取所述目标孔隙率：E/Esolid＝a*(1
‑
porosity)
b
其中，E表示所述参考杨氏模量，Esolid表示在没有孔洞存在时结构本身的杨氏模量，porosity表示所述目标孔隙率，a和b为常数。3.根据权利要求1所述的椎间融合器的制造方法，其特征在于，所述根据所述椎间融合器尺寸信息和所述目标孔隙率生成目标椎间融合器结构的步骤，包括：根据所述目标孔隙率生成所述多孔骨架结构，根据所述融合尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成所述目标椎间融合器结构；或将所述椎间融合器尺寸信息作为所述多孔骨架结构生成的限制范围，生成满足所述限制范围的多孔骨架结构，将所述满足所述限制范围的多孔骨架结构作为所述目标椎间融合器结构。4.根据权利要求3所述的椎间融合器的制造方法，其特征在于，所述生成具有所述目标孔隙率的多孔骨架结构的步骤，包括：通过多面体单元结构生成方法生成具有所述目标孔隙率的三维多晶体结构，对所述三维多晶体结构的边界线进行几何增粗处理，获取所述多孔骨架结构。5.根据权利要求3所述的椎间融合器的制造方法，其特征在于，所述根据所述融合尺寸信息对所述多孔骨架结构进行边缘调整，生成所述目标椎间融合器结构的步骤，包括：根据所述椎间融合器尺寸信息生成满足临床需求的椎间融...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁远志，杨强，齐欢，吴天驰，吕维加，马信龙，李朝阳，孙逊，狄鸣远，
申请(专利权)人：博志生物科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：