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摘要：本发明涉及一种仿制颈椎界面间应力分布进行弹性模量适配的颈椎多孔金属骨替代物的设计方法，包括以下步骤：第一步、通过对患者进行CT扫描三维重建颈椎模型，根据患者体重拟定受力条件，使用有限元计算需替换椎体中的应力分布情况；第二步、构建三周期极小曲面单元；通过3×3×3个三周期极小曲面单元堆叠为一个立方模块；采用机器学习构建立方模块中单元的相对密度与立方模块的力学性能的关系，实现在给定弹性模量下，设计出最优强度的模块；第三步、对有限元应力数据S进行网格化，得到S2；第四步、将对应弹性模量E的模块填充至网格化节点，再将现有椎体外形与网格化的模块进行交集的布尔运算，得到颈椎多孔金属骨替代物。
主权项：1.一种仿制颈椎界面间应力分布进行弹性模量适配的颈椎多孔金属骨替代物的设计方法，其特征在于，所述的仿制颈椎界面间应力分布进行弹性模量适配的颈椎多孔金属骨替代物的设计方法包括以下步骤：第一步、通过对患者进行CT扫描三维重建颈椎模型，根据患者体重拟定受力条件，使用有限元计算需替换椎体中的应力分布情况，得到有限元网格节点中的应力数据S（x,y,z,s），其中x、y、z为三维坐标，s为节点应力；第二步、构建三周期极小曲面单元，边长为a；通过3×3×3个三周期极小曲面单元堆叠为一个立方模块，边长为A=3a;采用机器学习构建立方模块中三周期极小曲面单元的相对密度与立方模块的力学性能的关系，实现在给定弹性模量下，设计出最优强度的模块；第三步、对有限元应力数据S进行网格化，得到S2：根据立方模块的边长大小A,设定整数节点XA,YA,ZA；其中X,Y,Z为整数；S2=XA,YA,ZA,s2，其中s2为以XA,YA,ZA为中心、周围边长为A的立方体内所有节点应力s的平均值；第四步、根据s2的大小设定与弹性模量E的线性对应关系：E=ks2，k为常数；随后将对应弹性模量E的模块填充至网格化节点，再将现有椎体外形与网格化的模块进行交集的布尔运算，得到所述的仿制颈椎界面间应力分布进行弹性模量适配的颈椎多孔金属骨替代物。
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百度查询： 北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院) 一种颈椎多孔金属骨替代物的设计方法
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