System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品技术_技高网

一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品技术

技术编号:43281583 阅读:0 留言:0更新日期:2024-11-12 16:05
本申请公开了一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品,涉及计算机辅助设计和医疗器械假体植入物结构设计技术领域,该方法包括根据实际修复部位确定的待设计的目标假体刚度和基质材料刚度,结合几何参数与刚度关系模型,确定晶胞单元的几何参数,并根据几何参数生成目标假体模型;其中,通过金刚石晶胞结构对多孔假体进行设计,并基于Euler‑Bernoulli梁理论推导了表征晶胞单元几何参数与多孔假体整体刚度之间关系的数学模型,并用此数学模型确定晶胞单元几何参数,显然本申请能够直接根据实际修复部位所需的刚度要求对多孔假体的结构进行精确设计,并有效提升了多孔假体的设计效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及计算机辅助设计和医疗器械假体植入物结构设计,特别是涉及一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品


技术介绍

1、由于创伤、肿瘤、畸形、退行性变和人口老龄化,越来越多的病人需要采用骨骼假体进行修复治疗。钛及其合金是理想的骨骼假体材料,但考虑到植入实心的钛合金假体会承担绝大部分荷载,导致钛合金假体附近的骨组织应力水平会显著降低,产生应力遮挡效应,从而诱发骨吸收、钛合金假体松动、失效等问题。因此,人们开始着手研究各种多孔结构的钛合金假体,由于多孔结构的钛合金假体的疏松和多孔特性,可以有效降低钛合金假体的刚度,使其弹性模量更为接近人体骨骼。

2、目前,在多孔假体(种植体)的设计中,一般有两种方式,一种是通过改变参数值进行多次实验的方式来获得所需的多孔假体,但是这种方式效率低,并且无法直接根据刚度要求对多孔假体的结构进行精确设计。另一种是利用多孔假体的孔隙率与多孔假体的刚度之间的关系,来调控多孔假体的刚度,但是两者的关系是粗略的,所以这种方式同样无法实现直接根据刚度要求对多孔假体的结构进行精确设计。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品,能够直接根据实际修复部位所需刚度要求对多孔假体的结构进行精确设计,并有效提升多孔假体的设计效率。

2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案:

3、第一方面,本申请提供了一种新型个性化假体设计方法,包括:

4、根据与第一骨骼相邻的骨骼信息,确定待设计的目标假体的刚度;所述第一骨骼为所要替换的骨骼。

5、确定基质材料的刚度。

6、根据待设计的目标假体的刚度、基质材料的刚度以及几何参数与刚度关系模型,确定晶胞单元的几何参数;所述几何参数与刚度关系模型是根据金刚石晶胞结构和euler-bernoulli梁理论确定的;所述晶胞单元的结构为金刚石晶胞结构;所述几何参数包括晶胞单元结构中的支柱长度和支柱直径。

7、根据所述晶胞单元的几何参数,生成目标假体模型;所述目标假体模型包括若干晶胞单元。

8、第二方面,本申请提供了一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中的新型个性化假体设计方法。

9、第三方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述中的新型个性化假体设计方法。

10、第四方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述中的新型个性化假体设计方法。

11、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果:

12、本申请提供了一种新型个性化假体设计方法、设备、介质及产品,首先确定待设计的目标假体的刚度,以及基质材料的刚度,进而利用基于金刚石晶胞结构和euler-bernoulli梁理论确定的几何参数与刚度关系模型,来确定晶胞单元的几何参数,最后根据所述晶胞单元的几何参数,生成目标假体模型。本申请通过采用金刚石晶胞结构来对多孔假体进行设计,并基于euler-bernoulli梁理论推导了晶胞单元几何参数与多孔假体整体刚度之间关系的数学模型,从而能够直接根据实际修复部位所需的刚度要求对多孔假体的结构进行精确设计,并有效提升了多孔假体的设计效率。

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【技术保护点】

1.一种新型个性化假体设计方法,其特征在于,所述新型个性化假体设计方法包括:

2.根据权利要求1所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,所述几何参数与刚度关系模型为:

3.根据权利要求1所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,根据所述晶胞单元的几何参数,生成目标假体模型,具体包括:

4.根据权利要求3所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,确定第一骨骼所在部位的轮廓模型,具体包括:

6.根据权利要求3所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,在步骤“对所创建的晶胞单元进行阵列操作,得到多孔结构模型”之前,所述新型个性化假体设计方法,还包括:

7.根据权利要求1所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,在生成目标假体模型之后,还包括:

8.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的新型个性化假体设计方法。p>

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的新型个性化假体设计方法。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的新型个性化假体设计方法。

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【技术特征摘要】

1.一种新型个性化假体设计方法,其特征在于,所述新型个性化假体设计方法包括:

2.根据权利要求1所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,所述几何参数与刚度关系模型为:

3.根据权利要求1所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,根据所述晶胞单元的几何参数,生成目标假体模型,具体包括:

4.根据权利要求3所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,确定第一骨骼所在部位的轮廓模型,具体包括:

6.根据权利要求3所述的新型个性化假体设计方法,其特征在于,在步骤“对所创建的晶胞单元进行阵列操作,得到多孔结构模型”之前,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张继武熊智慧徐斌
申请(专利权)人:苏州智金医疗器械有限公司
类型:发明
国别省市:

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