【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)適用于醫(yī)學(xué)數(shù)字建模，尤其涉及一種基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法。
技術(shù)介紹
1、相關(guān)研究指出，髖臼骨折約占全身骨折的0.8％，且女性發(fā)病率高于男性。隨著交通建筑業(yè)的不斷發(fā)展與人口老齡化加劇，髖臼四邊體骨折的發(fā)病率逐年上升。對(duì)于不穩(wěn)定的髖臼四邊體骨折，臨床主要采取切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定治療，髖臼后柱通道螺釘、四邊體梳狀螺釘以及后柱通道螺釘聯(lián)合四邊體梳狀螺釘是目前常用的內(nèi)固定方式。髖臼解剖位置深在，四邊體內(nèi)側(cè)壁薄，周圍毗鄰諸多血管、神經(jīng)，且髖臼四邊體骨折粉碎性多見(jiàn)，復(fù)位難度較大，置釘易穿透壁面累及髖關(guān)節(jié)腔。因此，髖臼四邊體內(nèi)固定方式的選擇是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
2、目前的髖臼四邊體內(nèi)固定方式的選擇依然很大程度上依靠醫(yī)療技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，這種方法客觀上存在效率問(wèn)題，且由于不同人體結(jié)構(gòu)的區(qū)別，在實(shí)際情況中，髖臼四邊體內(nèi)固定方式也會(huì)有所不同，這無(wú)疑對(duì)醫(yī)療技術(shù)人員提出了更高的要求。
3、因此，有必要針對(duì)髖臼四邊體內(nèi)固定方式提出一種方法來(lái)解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，旨在解決現(xiàn)有的髖臼四邊體內(nèi)固定方式?jīng)]有參照、難以分析的問(wèn)題。
2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取用于構(gòu)建骨折模型的ct數(shù)據(jù)和mri數(shù)據(jù)；
4、s2、基于所述ct數(shù)據(jù)劃分出骨性結(jié)構(gòu)，并建立骨性結(jié)構(gòu)三維模型
5、s3、基于所述ct數(shù)據(jù)劃分出骶骨、髖骨與碎骨塊，并建立骨盆模型，在所述骨盆模型上設(shè)計(jì)髖臼四邊體骨折線；
6、s4、通過(guò)建模生成不同的螺釘模型和鋼板模型，將不同的所述螺釘模型與所述鋼板模型作為內(nèi)固定裝置裝配固定于所述三維實(shí)體模型，得到多個(gè)待分析三維實(shí)體模型；
7、s5、基于預(yù)設(shè)材料系數(shù)為不同的所述待分析三維實(shí)體模型的中各個(gè)骨性結(jié)構(gòu)、韌帶結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)劃分材料屬性，所述材料屬性包括彈性模量、泊松比和剛度系數(shù)中的至少一種；
8、s6、對(duì)不同的所述待分析三維實(shí)體模型施加載荷，并通過(guò)有限元分析的方法獲取不同的所述待分析三維實(shí)體模型的在所述髖臼四邊體骨折線上的預(yù)設(shè)觀察指標(biāo)，基于所述預(yù)設(shè)觀察指標(biāo)選擇滿足預(yù)設(shè)負(fù)載條件的所述待分析三維實(shí)體模型輸出作為髖臼四邊體骨折模型。
9、更進(jìn)一步地，步驟s2還包括：根據(jù)所述骨性結(jié)構(gòu)的位置分析，將所述骨性結(jié)構(gòu)三維模型向內(nèi)偏移2mm得到松質(zhì)骨模型，將所述松質(zhì)骨模型加入所述三維實(shí)體模型中。
10、更進(jìn)一步地，步驟s2還包括：對(duì)所述三維實(shí)體模型進(jìn)行光順、去除噪音、砂紙打磨中的至少一種處理，以使所述三維實(shí)體模型表面光滑。
11、更進(jìn)一步地，所述螺釘模型至少包括直徑3.5mm、長(zhǎng)度80mm的四邊體梳狀螺釘、直徑3.5mm、長(zhǎng)度40mm普通皮質(zhì)螺釘、直徑7.3mm、長(zhǎng)度100mm、厚度1.15mm的后柱空心拉力螺釘中的至少一種。
12、更進(jìn)一步地，步驟s5還包括：對(duì)所述待分析三維實(shí)體模型的中各個(gè)骨性結(jié)構(gòu)、韌帶結(jié)構(gòu)的所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)不同的骨性結(jié)構(gòu)、韌帶結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的所述節(jié)點(diǎn)按照結(jié)構(gòu)大小確定網(wǎng)格的尺寸。
13、更進(jìn)一步地，步驟s6中對(duì)不同的所述待分析三維實(shí)體模型施加載荷的方式，具體為：
14、模擬人體的不同體位，對(duì)所述待分析三維實(shí)體模型在站立位、平躺位、側(cè)臥位、坐位、股骨頭撞擊的方向上施加載荷。
15、更進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)觀察指標(biāo)包括所述髖臼四邊體骨折線的相對(duì)位移、所述內(nèi)固定裝置的最大等效von-mises應(yīng)力與應(yīng)力分布云圖、所述螺釘模型的最大等效von-mises應(yīng)力與應(yīng)力分布云圖中的至少一種。
16、更進(jìn)一步地，對(duì)所述髖臼四邊體骨折線的相對(duì)位移進(jìn)行觀察時(shí)，在所述髖臼四邊體骨折線中根據(jù)預(yù)設(shè)間隔選取多個(gè)點(diǎn)位，根據(jù)不同點(diǎn)位之間的最大位移與最小位移求取差值，得到相對(duì)位移。
17、本專利技術(shù)所達(dá)到的有益效果，在于提出了一種基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，該方法通過(guò)骨性結(jié)構(gòu)和韌帶結(jié)構(gòu)的三維建模，結(jié)合不同內(nèi)固定裝置的模型進(jìn)行組合，通過(guò)模擬人體不同體位施加約束與負(fù)載，進(jìn)行有限元分析，以對(duì)不同內(nèi)固定方式對(duì)人體的影響進(jìn)行分析，得到髖臼四邊體骨折模型，從而為實(shí)際的髖臼四邊體內(nèi)固定方式提供技術(shù)與數(shù)據(jù)參照，有利于醫(yī)療技術(shù)人員提高工作效率。
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1.一種基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S2還包括：根據(jù)所述骨性結(jié)構(gòu)的位置分析，將所述骨性結(jié)構(gòu)三維模型向內(nèi)偏移2mm得到松質(zhì)骨模型，將所述松質(zhì)骨模型加入所述三維實(shí)體模型中。
3.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S2還包括：對(duì)所述三維實(shí)體模型進(jìn)行光順、去除噪音、砂紙打磨中的至少一種處理，以使所述三維實(shí)體模型表面光滑。
4.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述螺釘模型至少包括直徑3.5mm、長(zhǎng)度80mm的四邊體梳狀螺釘、直徑3.5mm、長(zhǎng)度40mm普通皮質(zhì)螺釘、直徑7.3mm、長(zhǎng)度100mm、厚度1.15mm的后柱空心拉力螺釘中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S5還包括：對(duì)所述待分析三維實(shí)體模型的中各個(gè)骨性結(jié)構(gòu)、韌帶結(jié)構(gòu)的所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)不同的骨性結(jié)
6.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S6中對(duì)不同的所述待分析三維實(shí)體模型施加載荷的方式，具體為：
7.如權(quán)利要求1所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)觀察指標(biāo)包括所述髖臼四邊體骨折線的相對(duì)位移、所述內(nèi)固定裝置的最大等效Von-mises應(yīng)力與應(yīng)力分布云圖、所述螺釘模型的最大等效Von-mises應(yīng)力與應(yīng)力分布云圖中的至少一種。
8.如權(quán)利要求7所述的基于CT和MRI的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，對(duì)所述髖臼四邊體骨折線的相對(duì)位移進(jìn)行觀察時(shí)，在所述髖臼四邊體骨折線中根據(jù)預(yù)設(shè)間隔選取多個(gè)點(diǎn)位，根據(jù)不同點(diǎn)位之間的最大位移與最小位移求取差值，得到相對(duì)位移。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟s2還包括：根據(jù)所述骨性結(jié)構(gòu)的位置分析，將所述骨性結(jié)構(gòu)三維模型向內(nèi)偏移2mm得到松質(zhì)骨模型，將所述松質(zhì)骨模型加入所述三維實(shí)體模型中。
3.如權(quán)利要求1所述的基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟s2還包括：對(duì)所述三維實(shí)體模型進(jìn)行光順、去除噪音、砂紙打磨中的至少一種處理，以使所述三維實(shí)體模型表面光滑。
4.如權(quán)利要求1所述的基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述螺釘模型至少包括直徑3.5mm、長(zhǎng)度80mm的四邊體梳狀螺釘、直徑3.5mm、長(zhǎng)度40mm普通皮質(zhì)螺釘、直徑7.3mm、長(zhǎng)度100mm、厚度1.15mm的后柱空心拉力螺釘中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的基于ct和mri的髖臼四邊體骨折模型...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳婕妤，劉華武，李翔，王朝暉，李維新，何玉成，曹書(shū)杰，劉麗群，吳語(yǔ)暄，劉祥，羅奇云，張宇莎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湘南學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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