[发明专利]长骨骨折β型医用钛合金接骨板激光冲击强化方法和装置

权利要求书

1.长骨骨折β型医用钛合金接骨板激光冲击强化方法，其特征在于，首先建立接骨板螺钉骨折三维装配模型，然后将三维装配模型导入有限元软件进行人体运动仿真分析得到接骨板应力分布图确定应力集中区域，最后结合接骨板尺寸设置短脉冲激光参数对接骨板应力集中区域进行冲击强化调节应力；

所述方法包括以下步骤：

S1：对患者另一侧完好骨骼进行CT断层扫描获得影像数据；

S2：利用Simpleware软件对所述步骤S1中的影像数据进行逐层提取处理形成骨骼三维模型，对应患者的实际骨折位置，对骨骼三维模型进行骨折化处理；

S3：利用三坐标测量仪扫描接骨板和螺钉以得到点云分布数据；

S4：利用Simpleware软件对所述步骤S3的点云分布数据进行处理和逆向，得到接骨板和螺钉的三维模型；

S5：利用Simpleware软件对所述步骤S2的骨骼三维模型以及所述步骤S4的接骨板和螺钉三维模型进行装配得到接骨板螺钉骨折的三维装配模型；

S6：将所述步骤S5的三维装配模型导入至ANSYS有限元分析软件进行人体运动仿真分析得到接骨板应力分布图确定应力集中区域；

S7：结合接骨板尺寸设置短脉冲激光功率密度、脉冲宽度和光斑大小，对夹持在机械臂上并涂有黑漆的接骨板应力集中区域进行激光冲击强化，强化过程中保持冲击区域有涂水层覆盖。

2.如权利要求1所述的长骨骨折β型医用钛合金接骨板激光冲击强化方法，其特征在于，所述接骨板为低模量、高强度β型医用钛合金材质。

3.一种使用如权利要求1或2任一所述长骨骨折β型医用钛合金接骨板激光冲击强化方法的装置，其特征在于，包括发布指令以及接收处理各单元反馈数据的控制器、对骨骼CT断层扫描影像数据和接骨板螺钉逆向成形点云分布数据进行处理得到三维模型并完成装配的建模单元、对接骨板螺钉骨折三维装配模型进行人体运动仿真分析得到接骨板应力分布且确定应力集中区域的人体运动仿真单元、产生短脉冲激光并控制激光喷嘴和涂水喷嘴的激光冲击强化单元、激光喷嘴以及机械臂；所述控制器分别与所述人体运动仿真单元、建模单元、激光冲击强化单元以及机械臂电连接，与所述激光冲击强化单元电连接的所述激光喷嘴设置于接骨板上方并发出短脉冲激光照射于接骨板顶面。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制器为PLC控制电路，所述建模单元为Simpleware软件，所述人体运动仿真单元为ANSYS软件，所述激光冲击强化单元为LSPTPROCUDO200的激光器。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述激光冲击强化单元与涂水喷嘴电连接，所述涂水喷嘴向接骨板表面涂抹水份。