人工關(guān)節(jié)假體與宿主骨接觸面積的研究.pdf

1、人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)成功在臨床上應(yīng)用之后，術(shù)后導(dǎo)致的臨床并發(fā)癥一直被人們廣泛關(guān)注。最常見的后遺癥就是假體的無菌性松動(dòng)及下沉。引發(fā)此問題的原因非常多，像假體規(guī)格尺寸、手術(shù)過程中的人為因素、假體附近出現(xiàn)的骨骼溶解以及骨疏松等等。人工關(guān)節(jié)假體和其宿主骨接觸面積的大小直接決定了關(guān)節(jié)假體和宿主骨二者負(fù)重的傳遞及分布，它在判斷假體是否松動(dòng)下沉及其是否可以長久固定有至關(guān)重要的作用。本文以人工關(guān)節(jié)假體CT圖像為數(shù)據(jù)源，在對(duì)圖像進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，計(jì)算假體與宿

2、主骨的接觸面積，分析接觸面積大小對(duì)關(guān)節(jié)假體松動(dòng)的影響，幫助醫(yī)生判斷假體的穩(wěn)定性，及早確定假體的松動(dòng)狀況，為后續(xù)治療提供可靠的依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴患者攜帶的金屬物體會(huì)引起 CT重建圖像中出現(xiàn)金屬偽影，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。金屬偽影對(duì)后續(xù)圖像三維重建以及接觸面積的計(jì)算會(huì)產(chǎn)生直接或間接的影響，圖像中偽影的去除不可或缺。本文找到了一種基于K均值聚類與迭代修正的CT金屬偽影去除算法。首先，利用于K均值聚類法分割出金屬，并結(jié)合線性插

3、值修正投影數(shù)據(jù)，得到一張預(yù)處理圖像，接著以此為基礎(chǔ)進(jìn)行迭代校正，迭代處理時(shí)通過各向異性平滑濾波來優(yōu)化圖像質(zhì)量，通過多次迭代后得到目標(biāo)圖像。實(shí)驗(yàn)表明，相比于傳統(tǒng)的分割和插值方法，本文方法能夠更加準(zhǔn)確的分割出金屬物體和有效的去除金屬偽影，且不會(huì)引入新的條紋偽影。⑵在對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行重建的過程中傳統(tǒng)三維面繪制移動(dòng)立方體(MC)算法速度很緩慢、組織分離比較難，本文提出了一種改進(jìn)的移動(dòng)立方體算法。該算法根據(jù)人體器官相連的特征，首先挑選一些種子體元，

4、然后依據(jù)這些種子衍生出器官全部等值面，從而減少了對(duì)沒用體元的搜尋；同時(shí)，通過n次等分點(diǎn)法代替線性插值求解法向量和等值點(diǎn)坐標(biāo)，縮減了運(yùn)算次數(shù)。提高了算法的執(zhí)行效率。重建出人工關(guān)節(jié)假體與宿主骨三維模型。為接觸面積的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。⑶在三維重建模型的基礎(chǔ)上，通過結(jié)合有限元接觸分析理論和網(wǎng)格劃分軟件求出接觸面積。算法將建立好的三維模型以 IGS格式導(dǎo)入到網(wǎng)格劃分軟件Hypermesh10.0中，對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。并在有限元接觸分析的基本理論上將