個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很普遍的疾病。在股骨頭壞死疾病中晚期，股骨頭發(fā)生嚴重變形和塌陷，患者只能采用人工股骨頭假體對壞死的股骨頭進行置換。股骨頭是人體的承重關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，不同人之間存在個體差異性。所以，設(shè)計一種合理和準確的個體化股骨頭假體模型，成為計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign，CAD)和計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)的一個難題。
　　股骨頭假體模型的設(shè)計決定股

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)計不合理，人工股骨頭假體會出現(xiàn)假體松動和脫位，導(dǎo)致患者進行再次修復(fù)手術(shù)，同時，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準化設(shè)計和批量生產(chǎn)的模型，但是，這種股骨頭假體不能滿足病人的個體化需求。
　　為了構(gòu)建病人的個體化股骨頭假體模型，本文提出一種股骨頭個體化建模方法。首先，針對計算機斷層掃描(ComputedTomography，CT)圖像特征，利用基于輪廓波

3、(Contourlet)變換的圖像去噪增強方法進行圖像預(yù)處理。其次，對一種髖臼圖像分割算法進行改進，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，本文利用二維髖臼月狀面采樣算法和改進的三維月狀面采樣算法進行采樣，并對采樣后的數(shù)據(jù)點進行提純處理。根據(jù)反求工程理論和方法，重建出個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，本文利用一種改進的橢球擬合方法對股骨頭進行建模。為了便于醫(yī)生對病變結(jié)構(gòu)的診斷，本文提出一種改進的移動立