基于RE-RP技術(shù)的人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計與制造.pdf

1、人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計與制造是一個典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，它涉及關(guān)節(jié)外科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和力學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理及CAD模型重構(gòu)等技術(shù)，是醫(yī)學(xué)與工程力學(xué)結(jié)合的結(jié)晶。國內(nèi)人工膝關(guān)節(jié)市場以進口產(chǎn)品為主，價格昂貴。進口膝關(guān)節(jié)的設(shè)計參數(shù)通常以歐美人為標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常會出現(xiàn)與國人尺寸不匹配的狀況。國人自行設(shè)計的人工膝關(guān)節(jié)壽命較短，翻修率較高。因此開展基于RE/RP技術(shù)的人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計及制造具有重要的使用價值和社會意義。本文以進口人工膝關(guān)節(jié)假體為設(shè)計原型，提出了一種設(shè)計人

2、工膝關(guān)節(jié)的新思想。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴闡述了人工膝關(guān)節(jié)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計和制造中存在的問題，討論了RE/RP技術(shù)的概念以及在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，研究了RE/RP集成系統(tǒng)框架。
　　 ⑵以人體膝關(guān)節(jié)的組織結(jié)構(gòu)和功能為依據(jù)，闡述了人工膝關(guān)節(jié)的設(shè)計理論和設(shè)計要求，建立了人工膝關(guān)節(jié)的設(shè)計流程。
　　 ⑶提出了一種構(gòu)建人工膝關(guān)節(jié)模型的新思想，即將假體模型和人體骨骼分開建模，避免了金屬CT掃描產(chǎn)生的誤差。

3、采用DIGIMETRIC系統(tǒng)獲取假體的點云數(shù)據(jù)，運用GEOMAGIC STUDIO軟件對點云進行處理并最終獲得假體CAD模型；采用CT掃描技術(shù)獲得人體膝關(guān)節(jié)圖像，運用MIMICS軟件對CT圖像進行處理并最終獲得股骨遠端及脛骨近端模型；通過PRO/E端口導(dǎo)入模型并完成裝配。
　　 ⑷闡述了有限元分析軟件ANSYS在生物力學(xué)中的應(yīng)用理論，介紹了利用軟件進行生物力學(xué)分析的步驟。結(jié)合人體膝關(guān)節(jié)的組織結(jié)構(gòu)研究，利用ANSYS軟件對人工膝關(guān)