[发明专利]一种骨骼植入体内填充多孔网格结构的设计方法

摘要

一种植入体多孔网格结构的设计方法，利用布尔操作区域性填充多孔网格阵列的植入体的方法。其特征在于，通过医学影像技术(CT扫描)获得缺损人体骨骼三维实体模型，并根据人体骨骼弹性模量分布，即密质骨的弹性模量为12～23.3GPa，松质骨的弹性模量为6～10GPa，对截取的人工骨模型进行区域性网格填充，填充材料为钛或者医用钛合金。这种方法能够有效地降低植入体等效弹性模量，从而保证了植入体在人体中具有优良的力学性能。

主权项

一种骨骼植入体内填充多孔网格结构的设计方法，其特征在于，通过医学影像技术获得缺损人体骨骼三维实体模型，并根据人体骨骼弹性模量分布，即密质骨的弹性模量为12～23.3GPa，松质骨的弹性模量为0～10GPa，对截取的人工骨模型进行区域性网格填充；具体步骤如下：步骤一：利用医学影像技术，获得患者骨骼缺损部位的断层数据，通过图像处理提取其轮廓数据，然后导入三维重构软件mimics，获得具有个体匹配性的骨骼实体模型，其中包括完整的骨骼模型和缺损的骨骼模型，转换模型文件格式为STL；步骤二：打开三维模型处理软件Magics，将骨骼的STL模型导入Magics中，通过比对完整骨骼和缺损骨骼，利用工具栏的切割工具，截取完整骨骼和缺损部位一样大小的骨模型，并保存该骨模型；步骤三：将步骤二截取并保存的骨骼模型导入Magics中，利用软件的标记功能，选中并标记骨骼的上下底面及外表面，并且删除选中骨骼模型的表面，得到一个中空的骨内腔模型，点击修复工具页的补洞功能，得到一个填满的骨内腔模型，保存该骨内腔模型；步骤四：将步骤二的骨模型和步骤三的骨内腔模型导入Magics软件中，利用修复工具，对两个模型进行修复；利用工具栏的网格填充功能，对骨模型填充59％～71％体积分数的网格，填充网格的大小为6mm×6mm×6mm，对骨内腔模型填充73％～79％体积分数的网格，填充网格的大小为5mm×5mm×5mm；骨模型填充59％～71％体积分数的网格，其弹性模量为15～20GPa；所述73％～79％体积分数的网格为符合人体松质骨弹性模量范围的网格，其弹性模量为6～10GPa；步骤五：选中步骤四两个填充好网格的骨模型和内腔模型，对二者进行布尔并运算，得到植入骨网格填充模型，对骨网格填充模型进行修复并存储，将骨网格填充模型导入3D打印机成型。