[发明专利]一种避免应力集中的骨科内固定物成型方法

摘要

本发明涉及骨科器械领域，目的在于提供一种骨科内固定物成型方法，所述骨科内固定物成型方法，通过逆向工程确定固定物与宿主骨之间的几何关系，使得固定物与宿主骨之间实现了高度契合，减小应力遮挡，将固定物设计成包括榫部、卯部和燕尾槽栓的榫卯结构，避免对宿主骨的破坏，减少应力集中。本发明的有益效果在于本发明创造性地提出骨科无源内固定物个性化成型方法，相较于现有技术，本发明的骨科内固物采用榫卯结构实现相互固定，摆脱了对螺丝钉的依赖，避免对宿主骨的破坏，同时避免了固定过程中集中应力的发生。

主权项

一种避免应力集中的骨科内固定物成型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取活体骨连续的断层影像，对连续断层影像进行堆栈，在扫描坐标系中重建活体骨的三维模型；步骤2、计算活体骨的质心和惯量主轴，获取体微元的密度ρ，获取断层图像的水平分辨率Δx、垂直分辨率Δy和层距Δz，ΔV＝ΔxΔyΔz，获取活体骨上点i在扫描坐标系的位置坐标(xoi,yoi,zoi)，将上述参数代入算式：α=12arctan(2ΣyoizoiρiΔVΣyoi2ρiΔV-Σzoi2ρiΔV)β=12arctan(2ΣxαizαiρiΔVΣxαi2ρiΔV-Σzαi2ρiΔV)γ=12arctan(2ΣxβizβiρiΔVΣxβi2ρiΔV-Σzβi2ρiΔV)]]>计算得出α,β,γ，其中(xαi,yαi,zαi)为活体骨上点i在绕x轴转动α后的位置坐标，(xβi,yβi,zβi)为活体骨上点i在绕x轴转动α再绕y轴转动β后的位置坐标；步骤3、将扫描坐标系绕x轴转动α，绕y轴转动β，绕z轴转动γ，将扫描坐标系的原点移动至活体骨的质心，实现活体骨的姿态定位；步骤4、获得步骤3中活体骨表面上的点i的坐标(xi,yi,zi)，代入算式：xi′=Dx(xi,s,c)yi′=Dy(yi,s,c)zi′=Dz(zi,s,c)]]>获得点i在放大活体骨上的坐标(xi',yi',zi')，其中Dx(xi,s,c),Dy(yi,s,c),Dz(zi,s,c)表示割圆曲线，s表示放大倍数，c表示点i所处的位置曲线的凸凹性，进而计算得出放大活体骨的三维模型，将放大活体骨与活体骨之间做“或”布尔运算，得到活体骨的铠甲；步骤5、根据步骤4中的活体骨的铠甲的损伤状况和固定位置的情况，将步骤4中的活体骨的铠甲进行剪裁并设计成包括榫部、卯部和燕尾槽栓的榫卯结构；所述骨科内固定物的材料为钛合金。