[发明专利]面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法

说明书

本发明公开了面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法，具体步骤如下：步骤一：根据市场上现有接骨板型号，构建接骨板结构件的参数化模型，并提取其特征，建立特征数据库；步骤二：采集患者骨骼解剖特征，获取所需接骨板贴合面的边界特征向量和曲面特征向量，并从步骤一的特征数据库中检索出高相似度的接骨板结构件模型；步骤三：对步骤二中检索到的接骨板结构件模型作修正处理，之后经定位销连接后制造定制化接骨板模型。本发明应用于医疗器材制造领域，使得骨科医生可以便捷地设计适用于个体患者骨骼的定制化接骨板模型，缩短了医工交互时间，对提高接骨板设计效率、缩短接骨板的定制周期有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种计算机辅助医疗器械制造方法，具体涉及面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法，属于计算机辅助设计技术领域。

背景技术

近年来，随着我国人口老龄化程度的不断加深，人们医疗观念的不断更新，以及医疗保险覆盖范围的不断拓宽，我国对骨科植入物(特别是接骨板)的需求持续上升。然而，目前市场上大多数接骨板仍然遵循着批量设计、流水线生产的模式，型号有限，虽然可以满足多数患者的治疗需求，但是无法满足处于人群分布偏两端的患者。可见，根据患者原生骨骼的解剖特征进行个性化定制，制造出与原生骨骼具有理想贴合性的接骨板尤为迫切，这也是未来创伤骨科的重要发展方向。

3D打印技术是医疗器械制造领域的新兴技术，具有自由成型、全数字化、无需模具、周期短等特点，在制造具有多孔、复杂微观结构的接骨板方面较传统的制造技术有独特的优势。在接骨板定制化过程中，接骨板的设计是重要环节，涉及大量医工交互，需要医生和工程师共同参与。骨科医生根据患者病情，拟定治疗方案，将所需接骨板的形状、尺寸等信息提供给工程师，之后工程师建接骨板模型，并反复向骨科医生确认。接骨板需求分析对于有着丰富临床经验的骨科医生而言十分容易，对于工程师而言却十分困难。接骨板模型的设计对于有着熟练专业素养的工程师而言是常规性工作，而对于骨科医生而言却十分困难。因此，在骨科医生和工程师的沟通中，经常会出现沟通偏差或者误解，延长接骨板定制周期。

为了缩短定制化接骨板设计周期，本发明结合模型参数化设计方法，给出面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法。本发明将原本属于工程师的接骨板结构件设计工作转交给骨科医生，使得骨科医生可以便捷设计适用于个体患者的定制化接骨板模型，进而缩短医工交互时间，对提高接骨板设计效率、缩短接骨板的定制周期有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法，该方法可为个体患者设计符合其自身解剖特征和骨折类型的接骨板，具有便捷、高效等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

面向3D打印的定制化接骨板结构件便捷设计方法，包括如下步骤：

步骤一：根据市场上现有接骨板型号，构建接骨板结构件的参数化模型，并提取其特征，建立特征数据库；

步骤二：采集患者骨骼解剖特征，获取所需接骨板贴合面的边界特征向量和曲面特征向量，并从步骤一的特征数据库中检索出高相似度的接骨板结构件模型；

步骤三：对步骤二中检索到的接骨板结构件模型作修正处理，之后经定位销连接后制造定制化接骨板模型。

步骤一包括：

步骤1a：参考市场上现有接骨板，通过三维建模技术分别构建接骨板特殊结构件和规则结构件的三维模型；

步骤1b：在步骤1a中特殊结构件和规则结构件的分割面分别构建连接孔；

步骤1c：对步骤1b中的特殊结构件和规则结构件分别设置其语义参数；

步骤1d：分别提取步骤1c中特殊结构件和规则结构件贴合面的特征向量，即贴合面的边界特征向量和曲面特征向量，并将两者的融合特征向量加入特征数据库。