模拟先天性髋脱位截骨术的研究

摘要

目的:建立个性化先天性髋脱位(CDH)的计算机三维交互模型和三维骨刀模型,模拟截骨。方法:利用螺旋体积CT获得CDH患儿髋关节扫描数据,采用图象滤波技术简化大容量CT数据。用B+树组织按Marching Cubes方法完成CDH三维表面模型、骨刀模型的重构。通过对B+树的不完全遍历和回溯,定位表面模型间的交点并分割髋关节模型。结果:邻域平均滤波器化简原始数据效果满意。按改进的Marching Cubes方法完成的CDH三维模型、骨刀模型重构,保证了生成三维重构的三角面片间、曲面间相互连通,可快速定位表面模型间的交点;利用层次包围盒和三维相关信息实现快速切割;通过对参数的修改,可有效的描述平面骨刀和球面骨刀模型的位置变换。结论:本研究建立的CDH计算机三维交互模型和三维骨刀模型,结构精确、真实、可靠,建模效率高及切割速度快。可满足实时交互的需要。初步实现了对未知体三维交互模型任意位置的平面切割、球面切割、拾取和拼合。为进一步实现模拟手术的研究奠定了基础。