基于统计形状模型的股骨快速建模方法

作     者：张志伟 陈瑱贤 张志峰 王彩梅 靳忠民 ZHANG Zhiwei;CHEN Zhenxian;ZHANG Zhifeng;WANG Caimei;JIN Zhongmin

作者机构：西安交通大学机械工程学院西安710049 长安大学工程机械学院西安710064 内蒙古医科大学第二附属医院呼和浩特010050 北京爱康宜诚医疗器材有限公司北京102299 西南交通大学机械工程学院成都610031 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2022年第39卷第5期

页      面：862-869页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11902048 52035012 51775460) 

主　　题：骨几何 三维重建 统计形状模型 快速建模 

摘      要：患者的骨几何模型是个体化生物力学建模与分析、手术规划方案制定、手术导板设计、人工关节定制的重要基础。本研究针对股骨提出一种基于统计形状模型的三维快速重建方法,结合患者X线平片数据,实现了个体化患者股骨几何的快速三维建模。模型三维重建的平均误差在1.597~1.842 mm之间,均方根误差在1.453~2.341 mm之间。重建模型的股骨头直径、颈干角、偏置距离和前倾角的平均误差分别为0.597 mm、1.163°、1.389 mm和1.354°。相比传统建模方法,新方法能够在更短时间内较为准确地实现股骨三维快速重建。本文为骨几何三维快速建模提供了新技术,有助于推动针对患者的快速生物力学分析,为骨科植入物的选择与定制植入物假体的快速研发提供新的思路。