基于CAD-RP的骨科手术模板关键技术研究

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随着医学影像学的发展,人们利用各种医学影像诊断设备,将人体的三维解剖信息转换成二维医学图像,作为医生诊断疾病和手术治疗的重要依据。近年来,随着计算机技术与医学图像处理技术的不断发展与提高,出现了用于医学三维重建的计算机辅助设计软件。这些软件根据从 CT、MRI等医疗设备得到的医学图像数据建立个性化的三维模型,通过快速成型设备制造出模型实物。临床医生在骨科手术之前可以使用这些模型设计出最佳的手术方案,提高手术的质量,减少手术风险。  本文研究的目的是通过使用计算机辅助设计软件与快速成型设备设计并制作出骨科手术模板,用以辅助骨科医生手术。具体研究方法如下:获取一位右侧股骨颈骨折患者的髋部的CT扫描图像,将数据导入医学图像处理软件Simpleware中。对导入的CT数据进行图像灰度化、分割、填充和光顺处理后建立三维模型,保存为STL格式文件。将股骨颈模型的数据输入Mimics软件中,对股骨颈断裂部位进行模拟解剖复位,将复位后的股骨颈模型数据导入Geomagic Studio中,选择好置钉区域,将该区域的骨骼进行拉伸抽壳等处理后,再将数据导入Geomagic spark内进行置钉钉道设计。最后,将手术模板数据输入到快速成型机中打印出实物模型。手术模板高温消毒后用于实际手术,在此基础上进行患者个性化手术。  传统骨科手术是否成功多取决于医生的临床经验和操作技能,为了提高手术的准确度,术中医生和患者都需要反复被射线照射,严重损害了二者的身体健康。有了置钉手术模板,医生可以先在模型上进行手术模拟,设计出最合适的手术入路和方法。由于术前已经确定好了置钉的准确位置,医生不需要反复通过拍片确定进钉方向,减少了校正进钉路线的时间,极大减少了医生和患者术中的放射性损伤,提高了手术的准确度。
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