[发明专利]传感器在膝关节假体垫片上的布局方法

权利要求书

1.一种传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用医学影像数据建立正常膝关节三维模型，获取膝关节假体垫片的三维模型，对正常膝关节三维模型进行手术模拟并植入假体垫片的三维模型，得到全膝关节置换术的膝关节三维模型；

步骤2：对不同情况下的全膝关节置换术的膝关节三维模型进行有限元分析，通过调节韧带挛缩得到软组织平衡、内侧副韧带挛缩、外侧副韧带挛缩三种情况并分别进行有限元分析，得到应力云图；统计假体垫片在不同角度下受力情况的接触应力峰值坐标，得到峰值坐标集；

步骤3：采用聚类算法求解峰值坐标集的聚类情况，根据聚类结果计算出各类的几何中心点，在假体垫片上对应的几何中心点处布局传感器。

2.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤1中利用医学影像数据建立正常膝关节三维模型的方法为，使用计算机断层扫描和磁共振成像共同建立医学影像数据，对医学影像数据进行平滑处理后得到正常膝关节三维模型。

3.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤1中获取膝关节假体垫片的三维模型的方法为，使用激光扫描仪扫描膝关节假体垫片，对扫描数据进行平滑处理得到膝关节假体垫片的三维模型。

4.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤1中获取膝关节假体垫片的三维模型，膝关节假体垫片为可移动轴承的膝关节假体垫片。

5.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤1中对正常膝关节三维模型进行手术模拟并植入假体垫片的三维模型，具体为进行全膝关节置换术的手术模拟股骨和胫骨的截骨，将假体垫片植入截骨完成的股骨和胫骨中。

6.根据权利要求5所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述将假体垫片植入截骨完成的股骨和胫骨中的过程中，股骨假体与假体垫片的内、外侧间室之间的接触面积最大且相等。

7.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤1中对正常膝关节三维模型进行手术模拟，手术模拟采用机械对齐的方法进行。

8.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤2中统计假体垫片在不同角度下受力情况的接触应力峰值坐标，分别统计假体垫片在0～90°下每一度屈曲的接触应力峰值坐标。

9.根据权利要求1所述的传感器在膝关节假体垫片上的布局方法，其特征在于：所述步骤3中采用的聚类算法为K均值聚类算法。