基于法矢跟踪的人工膝关节测量方法研究

摘要

人工膝关节在改善患者关节病情方面有重要的作用,人工膝关节面型偏差会直接影响患者的治疗效果,因此在投入使用之前需要对人工膝关节面型进行高精度评价.人工膝关节面型复杂倾角变化大,并且不同患者的膝关节面型有较大差异,人工膝关节的复杂性和未知性导致其面型的高精度测量较为困难.对此,本文重点提出了一种基于接触式电感直线位移传感器(LVDT)的法矢跟踪测量方法,并搭建了回转扫描测量系统.该方法对已测点进行曲线拟合,预测待测面型的变化趋势,自适应调整LVDT的采样位姿使其近似沿着采样点法矢方向进行测量,实现对大斜率复杂未知曲面的自适应回转测量.通过对标准球的测量实验,标定系统的测量误差为48.21μm左右;并对人工膝关节模型件进行了测量实验,验证了该方法的可行性.