基于re%2frp个性化人工膝关节设计论文

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1、天津理工大学硕士学位论文基于RE/RP的个性化人工膝关节设计姓名：田喜燕申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：董黎敏201201摘要人体膝关节是人体最重要的部位，也是多发病变部位，一般严重受损的膝关节都采用全膝置换术来治疗。虽然近几年来全膝置换术得到了很好的发展，但是目前市场上应用的全膝关节都是依据欧美标准膝关节进行改进的，而国人与欧美人形体有很大差异，这就导致多数置换的膝关节不能与患者膝关节附近骨性组织很好的匹配，容易引起术后并发症，因此，个性化膝关节的设计研究亟不可待。个性化人工膝关节的设计涉及多个学科领域，主要涉及关节外科学、生物力学、图像处理

2、、曲面重构及CAD技术等，本文主要应用逆向工程和快速成型技术对人工膝关节进行个性化设计。主要内容如下：1．介绍了人工膝关节的研究现状，分析了人工膝关节研究仍然存在的问题，提出了开展个性化人工膝关节研究的必要性；介绍了逆向工程和快速成型技术的工艺流程，并且研究了两者结合的应用。2．详细介绍了人体膝关节的解剖结构以及运动特征，由此提出了个性化人工膝关节的设计理论，并对设计流程做了详细阐述。3．详细介绍了个性化人工膝关节建模方法。首先，对患者进行CT扫描，得到扫描图片，应用Mimics软件对扫描图片进行处理，得到患者膝关节三维点云数据；其次，将点云数据导入Geom

3、agic软件实体化，测量实体化模型的相关尺寸，将测量尺寸与标准人工膝关节统计尺寸相比较；最后，定制个性化人工膝关节假体，并截骨然后组装个性化人工膝关节。4．介绍了有限元分析方法在生物力学方面的应用，详细介绍了个性化人工膝关节接触分析的步骤，得到了接触应力分布图，并对结果做了评价。5．详细介绍了应用LifeMOD仿真软件如何建立人体动力学模型，对所建立的模型进行仿真分析得出结果并评价。6．详细介绍了快速成型的原理，阐述了个性化人工膝关节的快速成型方法，最终完成了个性化人工膝关节的快速成型。关键词：膝关节假体RE／RP个性化有限元分析AbstractHumank

4、neejointisthemostimportantbodypartandthemultiplelesionspart．Generalseverelydamagedkneeistreatedwithtotalkneearthroplasty．Inrecentyears，totalkneereplacementhavebeenwelldevelopment．ButtotalkneeapplicationscurrentlyarebasedonEuropeanandAmericanstandardsimprovementofkneejoint011themark

5、et．TherearegreatdifferenceswithEuropeandthehumanbody．ThisleadsmostreplacementofbonetissuenearthekneejointinpatientscannotbeagoodmatchwithkneejointandthisCallcausepostoperativecomplicationseasily．So，theresearchofpersonalizedkneeprosthesisistheurgentneed．1heresearchofpersonalizedknee

6、prosthesisrelatetomoresubjectareas．suchasjointsurgery,biomechanics，imageprocessing，8ul"faogreconstruction，CADtechnologyandSOon．Thisarticleismainlyusedreverseengineeringandrapidprototypingforthepersonalizeddesignofartificialkneejoint．Maincontentareasfollows：1．Introducedtheresearchst

7、atusoftheartificialkneejoint．Aanalysetheproblemtheartificialkneejointstillexist．Bringupthenecessitytodevelopethepersonalizedartificialkneejointresearch．IntroducedtheprocessofReverseEngineeringandRapidPrototyping,Introducedtheapplicationofcombination．2．Introducedanatomicalstructurea

8、ndmovementcharacteristicso