新型个性化膝关节假体关节曲面的优化设计及功能验证

发布时间：2023-02-26 04:07

　　背景膝关节是下肢运动中使用率较高负重较大的关节,易发生磨损。人工全膝关节置换术是治疗严重膝关节病变的有效手段,已在临床中广泛引用,但每年仍有大批患者需要进行二次修复手术。假体材料磨损、假体松动、局部出血、炎症是导致假体二次修复的主要诱因。有研究表明,个性化设计的膝关节假体,更能适应人体的运动习惯与力学环境。但在实际设计过程中,严重膝关节病变的患者,往往缺少完整的数据,设计不够精确。目的为了探究一种精确的个性化膝关节假体设计思路,有效降低二次修复的概率,有效提高假体使用时间,本文提出利用健侧数据为模板并结合关节曲面参数拟合方法个性化设计膝关节假体。同时,通过python语言建立三维模型连续性的自动筛选系统,可自动完成建模、曲面优化及模型有效性的筛除工作。方法1.假体设计方案的可行性验证收集有效数据双侧胫骨18例,双侧股骨69例,利用Geomagic偏差分析功能,验证双侧膝关节的相似性。2.膝关节假体的设计基于逆向工程技术重建股骨假体。利用原始数据蒙版点位,提取关节面滑道轨迹记录各点坐标,并确定旋转位置。在excel中生成特征曲线,通过matlab、Solidwork等软件生成曲面。其余部...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
前言
第一章 基于镜像方法优化设计个性化膝关节假体的可行性验证
    1 引言
    2 材料与方法
        2.1 材料
            2.1.1 实验器材
            2.1.2 实验软件
        2.2 方法
            2.2.1 实验数据采集
            2.2.2 膝关节三维模型的重建
            2.2.3 双侧膝关节相似性分析
            2.2.4 双侧膝关节相似性统计分析
    3 结果
    4 讨论
        4.1 双侧膝关节相似性验证的意义
        4.2 双侧膝关节相似原理
    5 结论
第二章 个性化膝关节假体的设计方案
    1 引言
    2 材料与方法
        2.1 材料与方法
            2.1.1 实验材料
            2.1.2 实验器材
            2.1.3 实验软件
        2.2 方法
            2.2.1 股骨假体重建
            2.2.2 胫骨假体重建
            2.2.3 假体匹配度验证
            2.2.4 有限元仿真模型的构建
    3 结果
    4 讨论
    5 结论
参考文献
全文总结
攻读硕士期间成果
致谢



本文编号：3749785