[发明专利]一种骨科内植物优化的方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供一种骨科内植物优化的方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取人体股骨三维模型；根据所述人体股骨三维模型建立对应的内植物三维模型；将所述人体股骨三维模型和内植物三维模型进行嵌入处理，获取完整的股骨内植物三维模型；对所述股骨内植物三维模型进行参数设置及优化处理，获取所述股骨内植物三维模型的各个目标节段的最优解，并验证所述最优解；根据所述最优解对所述各个目标节段的多孔结构进行尺寸优化，获取符合所述最优解的多孔结构。本发明通过对内植物进行优化后得到的具有材料性能梯度的多孔结构，能够在保证强度的同时尽可能的削弱股骨应力遮蔽效应，提高了内植物植入的成功率。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种骨科内植物优化的方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着我国社会逐渐向老龄化方向发展，老年股骨颈骨折疾病的发病率逐年上升。根据相关临床报告指出，将人工髋关节置换术应用于老年股骨颈骨折疾病的临床治疗中，可获得满意的临床疗效，同时有利于减少不良事件发生，保障治疗的安全性。

目前，在人工髋关节领域应用中重要的是内植物材料的生物力学相容性，生物力学相容性对材料植入人体后的有效性和可靠性具有重要影响，优良的生物力学相容性能够保证内植物与人骨的友好融合，避免排斥反应的产生，其中，弹性模量是判断生物医用金属材料尤其是骨骼替代材料的生物相容性最重要的物理性质之一。在现有技术中，应用较为广泛且成熟的内植物材料为钛合金材料，虽然钛合金的弹性模量要比钴铬合金和不锈钢的弹性模量低得多，但钛合金的弹性模量还是人骨的大约十倍左右，金属弹性模量过高会造成内植物和人骨的界面处松动，影响植入器件的功能，或者产生造成应力遮蔽效应，引起骨组织的功能退化或吸收，容易造成术后骨质疏松等二次伤害；而内植物的弹性模量过低，则在应力作用下易造成大的变形，起不到固定和支撑作用。

发明内容

本发明提供一种骨科内植物优化的方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决由于内植物弹性模量高于人骨产生的应力遮蔽易造成术后骨质疏松等二次伤害的技术问题，以实现削弱应力遮蔽效应、提高内植物植入成功率的目的。

第一方面，本发明提供一种骨科内植物优化的方法，包括：

获取人体股骨三维模型；

根据所述人体股骨三维模型建立对应的内植物三维模型；

将所述人体股骨三维模型和内植物三维模型进行嵌入处理，获取完整的股骨内植物三维模型；

对所述股骨内植物三维模型进行参数设置及优化处理，获取所述股骨内植物三维模型的各个目标节段的等效弹性模量的最优解，并验证所述最优解；

根据所述最优解对所述各个目标节段的初始多孔结构进行尺寸优化，获取符合所述最优解的具有弹性模量梯度的多孔结构。

第二方面，本发明提供一种骨科内植物优化的装置，包括：

获取模块，用于获取人体股骨三维模型；

建立模块，用于根据所述人体股骨三维模型建立对应的内植物三维模型；

嵌入模块，用于将所述人体股骨三维模型和内植物三维模型进行嵌入处理，获取完整的股骨内植物三维模型；

处理模块，用于对所述股骨内植物三维模型进行参数设置及优化处理，获取所述股骨内植物三维模型的各个目标节段的等效弹性模量的最优解，并验证所述最优解；

优化模块，用于根据所述最优解对所述各个目标节段的初始多孔结构进行尺寸优化，获取符合所述最优解的具有弹性模量梯度的多孔结构。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，

所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；