基于CT三维重建个体化股骨假体计算机辅助设计：满足假体与病变骨骼的匹配度

摘要

目的:基于CT图像的三维重建,探求个体化股骨假体计算机辅助设计在提高假体与病变骨骼匹配度中的作用。方法:实验于2005-09/2007-08在南通大学附属医院骨科实验室和南通大学机械工程学院机电CAD&CAM研究室完成。样本来源:CT扫描对象为健康男性志愿者1例,排除髋关节疾患,年龄30岁,身高175cm,体质量65kg。采用GE Speed Light16排螺旋CT对股骨中上段进行层厚3mm扫描,得到CT数据的二维图像,利用自主开发的数据格式转换软件将CT图像转换为bmp格式。对位图编辑预处理,用Mimics8.1软件进行矢量化处理,提取股骨内外轮廓。然后输入Mimics8.1和Rapidform2004三维反求工程软件中,生成股骨内外轮廓的特征曲线,重建股骨三维模型。将股骨髓腔的特征轮廓曲线dxf文件输入CAD建模软件Solidworks2004中,以此股骨髓腔轮廓为基础,完成个体化股骨假体的设计。结果:利用自主开发的数据格式转换软件,实现了CT图像信息的矢量转换。以CT二维图像为依据,进行三维反求,可获得精确的股骨内外轮廓三维实体模型。采用反求工程与正向CAD相结合,可设计出匹配良好的个体化股骨假体。结论:反求工程和CAD技术为个体化假体的研制提供了一个有效可行的途径,解决假体与病变骨骼的良好匹配,可防止假体松动,提高其长期稳定性。