[发明专利]3D打印个性化骨科内植物构建及生物力学优化处理方法

权利要求书

1.一种3D打印个性化骨科内植物构建及生物力学优化处理方法，其特征在于，所述3D打印个性化骨科内植物构建及生物力学优化处理方法包括以下步骤：

步骤一，对CT图像进行预处理；然后进行CT图像的分割；之后重建好典型的三维骨骼模型，以典型模型为模板，对其它骨骼基于模板进行三维骨骼模型的修复重建处理；

步骤二，对于骨缺损较多的正常骨骼和配准骨骼应用实体布尔差运算，求出对应个性化骨科植入物的形状；

步骤三，对个性化人工关节假体的几何形态匹配与力学性能优化；

步骤四，对待打印的三维模型进行三维分割、三维装箱、结构优化、自适应切片操作；

步骤五，对三维模型进行打印；

在 CT 图像的分割中，通过将 CT 断层图像与分割好的模板断层图像建立对应关系，将难以分割的边缘区域参照模板进行分割；具体实现包括：先将两者的 CT 图像做非刚体配准，将模板图像中的分割线作为初值，利用 Snake 模型或水平集方法进行迭代优化；通过等值面提取或基于轮廓线的算法，得到三维骨骼的表面模型；拟合出形状最接近的骨骼模板，再根据曲率变化、极值点、CT图像灰度值特征将模板向 CT 重建的骨骼模型变形对齐，实现骨骼模型的修复；

构造正常骨骼的参考模型，通过优化骨块间的配准、以及骨块与参考模型间的配准来实现较好的对齐；参考骨骼模型通过镜像健康骨，或者参数化变形的模板网格得到；

进行骨骼的解剖复位，考虑几何匹配与力学功能恢复的依次迭代优化，构建包含所有约束的能量方程，进行整体模型的优化求解；

所述个性化人工关节假体的几何形态匹配与力学性能优化，通过组配型和一体化型两种个性化人工关节假体植入物设计方案，将传统加工方法制作的标准化植入物与三维打印的个性化植入物结合实现。