基于STL模型几何特征分类的快速分层处理算法研究

在分析了影响ＳＴＬ模型分层处理速度因素的基础上,提出了基于ＳＴＬ模型几何特征分类的加快分层处理速度的算法,进一步提出了自适应分类算法和轮廓快速生成算法,并由此戈了快速分层软件、大量实际应用结果表明,该算法高效、稳定、可靠。     

基于快速原型的个体匹配骨骼造型方法

为了改进个体匹配骨骼的设计与制造的速度和精度，缩短病人的等待时间和提高骨骼外形的匹配程度。采取不经过曲面重构而直接利用快速原型完成人工骨骼模型的造型方法，即直接将患者骨骼的断层图像数据转化为快速原型分层制造的轮廓数据格式，并快速制造骨骼的实体原型，而对其形状的修改和编辑是在实物原型上进行的。研究结果表明，这种方法具有速度快、严谨高的特点，能很好地满足个体匹配骨骼对设计制造的速度和精度的要求。     

基于反求工程的个体匹配化骨骼制造方法的研究

针对传统制造方法无法再现人体骨骼原有形状的问题，提出和实现了2种人工骨骼的制造新方法，即直接插值法和曲面拟合法。这2种方法依据病人患处的CT(Computer Tomography)或MRI(Magnetic Resonance Imaging)的断层数据，结合现代图像处理技术，根据临床实际需要，利用反求工程技术，采用快速成型的加工方法，实现了人工骨骼的个体匹配化制造。2个骨骼的制造实例证明，运用基于反求工程的新型制造技术，可以再现人体骨骼的原有形状，并具有制造周期短、成本低的优点。     

三种仿生人工骨内部微细结构的对比研究

提出一种采用基于快速成形的立体编织技术来制造纤维增强复合材料仿生人工骨的方法，制造的三种仿生人工骨内部的纤维分别被铺设成螺旋、正交和同心结构，其中正交结构和同心结构人工骨的内部纤维可以被精确地安置在设计位置上，根据犬桡骨缺损修复实验过程中的X光片、组织切片和成分对比等内容，研究了人工骨内部不同的纤维结构对促进成骨和人工骨降解的影响，研究发现，在骨修复初期三种仿生人工骨都能提供一定的机械性能，但是随着时间的推移，螺旋结构人工骨的降解量最小，同心结构人工骨的成骨量最高，说明由壳聚糖、骨形态发生蛋白和磷酸钙盐等制成的纤维增强型人工骨具有良好的骨传导和骨诱导作用，其中同心结构人工骨具有最佳的成骨作用，其内部纤维结构相对最优。     

二代定制化双动半膝关节假体的设计及其韧带附丽相关的研究

摘要：针对一代双动半膝关节定制化程度不高,缺少有效的韧带附丽系统等问题,设计出具有有效韧带附丽的二代双动半膝关节假体,并提出半膝关节韧带附丽概念。通过计算机软件技术设计路线,在一代双动半膝关节假体的原理和基础上进行韧带附丽装置设计和高度个体化仿生设计。利用快速成型技术制造的树脂假体模型进行在此韧带附丽装置下韧带附丽点的选择、韧带的走行与规律、及假体初始安装角度等探索性实验。二代双动半膝关节假体能够有效进行关节韧带重建,并保持良好的稳定性和运动功能。实验表明,选取接近生理状态下的韧带附丽点,并使用LARS韧带进行韧带重建时,双动半膝关节假体的最佳初始固定角度是关节屈曲105°的状态,此时胫骨前向松弛度为5.96±0.05mm,后向松弛度5.00±0.03mm二代双动半膝关节假体设计较一代更为合理有效。韧带附丽装置和附丽概念为膝关节韧带重建提供新的思路和方法。