個(gè)體化人工股骨頭假體建模研究.pdf

1、股骨頭壞死是目前世界上一個(gè)很普遍的疾病。在股骨頭壞死疾病中晚期，股骨頭發(fā)生嚴(yán)重變形和塌陷，患者只能采用人工股骨頭假體對(duì)壞死的股骨頭進(jìn)行置換。股骨頭是人體的承重關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，不同人之間存在個(gè)體差異性。所以，設(shè)計(jì)一種合理和準(zhǔn)確的個(gè)體化股骨頭假體模型，成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign，CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)的一個(gè)難題。
　　股骨頭假體模型的設(shè)計(jì)決定股

2、骨頭和髖臼的匹配性能。如果股骨頭假體模型的尺寸和形狀設(shè)計(jì)不合理，人工股骨頭假體會(huì)出現(xiàn)假體松動(dòng)和脫位，導(dǎo)致患者進(jìn)行再次修復(fù)手術(shù)，同時(shí)，降低股骨頭假體的使用壽命。目前，醫(yī)生常用的人工股骨頭假體是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)的模型，但是，這種股骨頭假體不能滿足病人的個(gè)體化需求。
　　為了構(gòu)建病人的個(gè)體化股骨頭假體模型，本文提出一種股骨頭個(gè)體化建模方法。首先，針對(duì)計(jì)算機(jī)斷層掃描(ComputedTomography，CT)圖像特征，利用基于輪廓波

3、(Contourlet)變換的圖像去噪增強(qiáng)方法進(jìn)行圖像預(yù)處理。其次，對(duì)一種髖臼圖像分割算法進(jìn)行改進(jìn)，分割出完整的髖臼結(jié)構(gòu)。為了采集曲面擬合的數(shù)據(jù)點(diǎn)，本文利用二維髖臼月?tīng)蠲娌蓸铀惴ê透倪M(jìn)的三維月?tīng)蠲娌蓸铀惴ㄟM(jìn)行采樣，并對(duì)采樣后的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行提純處理。根據(jù)反求工程理論和方法，重建出個(gè)體化的球體股骨頭假體模型。最后，由于髖臼的特殊解剖結(jié)構(gòu)特征，本文利用一種改進(jìn)的橢球擬合方法對(duì)股骨頭進(jìn)行建模。為了便于醫(yī)生對(duì)病變結(jié)構(gòu)的診斷，本文提出一種改進(jìn)的移動(dòng)立