考虑应力遮挡的骨重建评估方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

技术编号:40539000 阅读:22 留言:0更新日期:2024-03-05 18:54
本发明专利技术实施例公开了一种考虑应力遮挡的骨重建评估方法、装置、设备和存储介质,通过将骨重建过程视为优化过程,各重建域单元的密度定义为骨密度,同时为优化设计变量,重建域单元的应力的函数为目标函数,约束函数包括外部载荷约束、能量约束、体积分数约束,应力遮挡效应通过优化过程中的过滤函数处理实现,上述方法能够较好的模拟术后骨重建过程中,在应力遮挡效应影响下的骨密度分布,能够更好地进行术前评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物力学,尤其涉及一种考虑应力遮挡的骨重建评估方法、装置、设备和存储介质


技术介绍

1、临床上,脊柱融合术是治疗脊柱疾病的主要方法,椎间融合器在颈椎及腰椎的脊柱融合手术中得到广泛应用。如何评价使用椎间融合器后的骨重建情况成为必要的术前评估内容。骨重建(bone remodeling)是指骨组织的形态和密度随着生物力学环境的改变而改变的生理行为,术后骨重建需要骨组织承担一定水平的应力。wolff定律指出骨骼生长与应力环境之间的关系:较大的应力促进骨的生长,较低的应力无法促进生长将导致骨的吸收。

2、计算骨重建方法是骨重建的术前评估的重要方法之一,是指采用有限元方法或其他计算方法,对给定的手术方案(椎间融合器的选取和位置等),进行手术后骨骼应力状态评估,以确认骨能否按照预计的情况进行重建。

3、在目前的计算方法中,没有考虑到应力遮挡现象。所谓应力遮挡,是指在骨重建过程中,刚度较大的植入物(椎间融合器)与刚度较小的骨组织之间共同承担外载,在应变边界一致的情况下,骨组织所承担的应力要远小于植入物所承担的应力。在计算过程中如果本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑应力遮挡的骨重建评估方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标函数为

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述过滤函数为Heaviside过滤函数:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述不可设计的骨骼的物理模型由影像学图像获取。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述不可设计的骨骼的物理模型由影像学图像获取的步骤如下:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,采用比例边界元方法对所述不可设计的骨骼的物理模型进行网格划分,将每一所述像素块生成一个比例边...

【技术特征摘要】

1.一种考虑应力遮挡的骨重建评估方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标函数为

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述过滤函数为heaviside过滤函数:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述不可设计的骨骼的物理模型由影像学图像获取。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述不可设计的骨骼的物理模型由影像学图像获取的步骤如下:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,采用比例边界元方法对所述不可设计的骨骼的物理模型进行网格划分,将每一所述像素块生成一个比例边界元的子域...

【专利技术属性】
技术研发人员:张维声王作伟肖哲蒋浚
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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