一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法及評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法及評(píng)估系統(tǒng)，方法包括對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，再獲取關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積；最后根據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖；另外，本發(fā)明還公開了一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估系統(tǒng)，包括測(cè)量路徑規(guī)劃模塊、點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成模塊、磨損計(jì)算模塊和云圖生成模塊，在獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)前，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，在測(cè)量前進(jìn)行了測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)和觸測(cè)矢量的控制，可以使測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度得到控制，從而提高了關(guān)節(jié)磨損評(píng)估的準(zhǔn)確性；本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量點(diǎn)云精度無法控制的問題，還解決了關(guān)節(jié)的磨損測(cè)量過程中樣品的重復(fù)安裝誤差和邊界測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。
【專利說明】一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法及評(píng)估系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物摩擦學(xué)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)摩擦磨損評(píng)估，特別涉及一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法及評(píng)估系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磨損是影響人工關(guān)節(jié)壽命的關(guān)鍵因素，磨損產(chǎn)生的顆粒會(huì)誘發(fā)骨溶解從而引起關(guān)節(jié)的無菌性松動(dòng)，這是目前人工關(guān)節(jié)假體失效最主要的原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%的人工關(guān)節(jié)置換失效都是由于骨溶解引起的無菌性松動(dòng)造成的。目前，研究人工關(guān)節(jié)磨損的主要方法是人工關(guān)節(jié)模擬機(jī)磨損測(cè)試實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟隗w外模擬關(guān)節(jié)在體內(nèi)的摩擦磨損狀況。因此，準(zhǔn)確地測(cè)量磨損對(duì)研究人工髖關(guān)節(jié)的磨損機(jī)制和壽命預(yù)測(cè)有重要的意義。
[0003]以人工髖關(guān)節(jié)為例，目前體外實(shí)驗(yàn)研究中，測(cè)量人工髖關(guān)節(jié)磨損的主要方法有重量分析法和體積分析法。重量分析法是目前廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，但其應(yīng)用有一定的局限性，如聚合物假體因易受吸水性、溫度、濕度等因素而影響天平稱重的精度；而有些關(guān)節(jié)(骨水泥型髖白杯)，由于安裝組件重量超出天平精確稱量的量程而不能使用重量分析法測(cè)量磨損；再如陶瓷假體，由于磨損量過小而無法由稱重法識(shí)別。體積分析法可以在排除一定環(huán)境因素干擾的情況下直接對(duì)假體表面磨損變化進(jìn)行評(píng)估，并可同時(shí)獲得假體表面的磨損形貌和磨損量。但是，體積分析法與重量分析法相比，測(cè)試方法不容易掌握，而且對(duì)測(cè)量設(shè)備的性能和測(cè)試人員的要求比較高，一直以來在應(yīng)用上受到了限制。
[0004]體積分析法主要包括微米X射線掃描、三坐標(biāo)測(cè)量、激光掃描、圓度儀測(cè)量等測(cè)量方式。其中，由于三坐標(biāo)測(cè)量方法精度較高而更有應(yīng)用前景。Derbyshire在研究中使用兩種不同的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)內(nèi)徑22mm的未磨損聚乙烯髖臼杯內(nèi)腔體積進(jìn)行了測(cè)量，其結(jié)果重復(fù)性精度分別為±0.83mm3和±1.34mm3,良好的重復(fù)性精度為三坐標(biāo)體積測(cè)量方法提供了應(yīng)用前景。Barbour曾將三坐標(biāo)測(cè)量方法直接應(yīng)用到人工髖關(guān)節(jié)模擬機(jī)磨損實(shí)驗(yàn)中的聚乙烯白杯磨損測(cè)量，其測(cè)量重復(fù)性精度為±4mm3。然而上述的三坐標(biāo)測(cè)量方法并沒有提供測(cè)量點(diǎn)云的精度控制、測(cè)量過程中樣品重復(fù)安裝誤差和邊界測(cè)量不準(zhǔn)確的控制方法，而這些因素對(duì)磨損的評(píng)估的重復(fù)性精度和準(zhǔn)確性具有重要的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法及評(píng)估系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量點(diǎn)云精度無法控制的問題，還解決了關(guān)節(jié)的磨損測(cè)量過程中樣品的重復(fù)安裝誤差和邊界測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一、對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，具體為:
[0009](I)確定所述測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)參數(shù)并建立關(guān)節(jié)的零件坐標(biāo)系；
[0010](2)、根據(jù)所述設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算關(guān)節(jié)的測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的測(cè)量坐標(biāo)；[0011](3)、根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)計(jì)算所述測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系的觸測(cè)矢量；
[0012]步驟二、獲取關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0013]步驟三、根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積；
[0014]步驟四、根據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖。
[0015]步驟一所述的設(shè)計(jì)參數(shù)包括:關(guān)節(jié)的理論半徑r，關(guān)節(jié)上平面的起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)中心軸的距離dO,關(guān)節(jié)內(nèi)表面起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)理論中心的高度dso,測(cè)量關(guān)節(jié)圓周開口方向的測(cè)量點(diǎn)間距dl以及測(cè)量關(guān)節(jié)經(jīng)線方向的測(cè)量點(diǎn)間距d2。
[0016]步驟一所述的零件坐標(biāo)系以關(guān)節(jié)的理論球心為原點(diǎn)0，以關(guān)節(jié)上平面的法向?yàn)閆軸，水平方向?yàn)閄軸，垂直于XOZ平面的方向?yàn)閅軸。
[0017]步驟二所述的測(cè)量關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體包括以下步驟:
[0018](I)、獲取具有所述零件坐標(biāo)系的測(cè)量關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)模型；
[0019](2)、在所述數(shù)據(jù)模型上建立測(cè)量坐標(biāo)系；
[0020](3)、根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)及觸測(cè)矢量生成三坐標(biāo)測(cè)量路徑，分別得到未磨損前及磨損后關(guān)節(jié)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0021]步驟三所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積，具體包括以下步驟:·[0022](I)、未磨損前及磨損后關(guān)節(jié)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0023](2)、確定計(jì)算參數(shù)，并根據(jù)所述計(jì)算參數(shù)對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定處理；所述計(jì)算參數(shù)包括:關(guān)節(jié)的理論半徑r,關(guān)節(jié)內(nèi)表面起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)理論中心的高度dso,關(guān)節(jié)圓周開口方向的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目un，關(guān)節(jié)經(jīng)線方向的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目vn。
[0024](3)、將所述關(guān)節(jié)的磨損表面及未磨損表面離散化，并獲得四面單元椎體；
[0025](4)、根據(jù)全部所述四面單元椎體計(jì)算關(guān)節(jié)未磨損前的體積、磨損后的體積及磨損量。
[0026]所述預(yù)定處理包括以下步驟:
[0027](I)、用最小二乘法將關(guān)節(jié)未磨損表面上的上表面的測(cè)量點(diǎn)擬合成一個(gè)空間平面；
[0028](2)、用最小二乘法將未磨損表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)空間球，并得到標(biāo)準(zhǔn)空間球的球心坐標(biāo)與最小二乘球半徑；
[0029](3)、將空間平面繞球心坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至水平面，并使關(guān)節(jié)的內(nèi)表面測(cè)量點(diǎn)跟隨做相同的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換；
[0030](4)、將標(biāo)準(zhǔn)空間球的球心平移至預(yù)設(shè)坐標(biāo)(0，0，0)，并使點(diǎn)云數(shù)據(jù)跟隨做相同的平移坐標(biāo)變換；
[0031](5)、根據(jù)平移坐標(biāo)變換后的測(cè)量點(diǎn)獲取新的邊界點(diǎn)。
[0032]步驟四所述磨損體積生成磨損云圖具體包括以下步驟:
[0033](I)、計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)到預(yù)設(shè)坐標(biāo)(0，O, O)的距離ri，并采用球坐標(biāo)表示所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0034](2)、將所述磨損云圖的繪圖區(qū)域進(jìn)行球坐標(biāo)網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格點(diǎn)；
[0035](3)、采用插值法獲得各個(gè)所述網(wǎng)格點(diǎn)的磨損前半徑和磨損后半徑；
[0036](4)、計(jì)算所述網(wǎng)格點(diǎn)的磨損深度；
[0037](5)、繪制磨損云圖。[0038]本發(fā)明提供的人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，由于在獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)前，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，根據(jù)測(cè)量關(guān)節(jié)的特征，在測(cè)量前進(jìn)行測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)和觸測(cè)矢量的控制，可以使測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度得到控制，從而可以有效提高關(guān)節(jié)磨損評(píng)估的準(zhǔn)確性。在進(jìn)一步的方案中，通過對(duì)測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換和邊界插值，消除了部分測(cè)量關(guān)節(jié)的重復(fù)性安裝誤差和邊界觸測(cè)不準(zhǔn)確性，有效提高了關(guān)節(jié)磨損評(píng)估的重復(fù)性精度。
[0039]本發(fā)明還提供了一種人工關(guān)節(jié)評(píng)估系統(tǒng)，包括測(cè)量路徑規(guī)劃模塊、點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成模塊、磨損計(jì)算模塊和云圖生成模塊，其中:
[0040]所述的測(cè)量路徑規(guī)劃模塊，用于建立關(guān)節(jié)的零件坐標(biāo)系，并根據(jù)預(yù)定的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算關(guān)節(jié)磨損的測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的測(cè)量坐標(biāo)，同時(shí)根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)計(jì)算所述測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的觸測(cè)矢量；
[0041]所述的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)述測(cè)量坐標(biāo)及觸測(cè)矢量生成三坐標(biāo)測(cè)量路徑，并得到關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0042]所述的磨損計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積；
[0043]所述的云圖生成模塊，用于根據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖。
[0044]本發(fā)明提供的人工關(guān)節(jié)評(píng)估系統(tǒng)，由于設(shè)置了測(cè)量路徑規(guī)劃模塊，在獲取關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)前，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路 徑規(guī)劃，并根據(jù)測(cè)量關(guān)節(jié)的特征，在測(cè)量前進(jìn)行測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)和觸測(cè)矢量的控制，可以使測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度得到控制，從而可以有效提高關(guān)節(jié)磨損評(píng)估的準(zhǔn)確性。
[0045]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果:
[0046](I)本發(fā)明提出在測(cè)量前根據(jù)關(guān)節(jié)的不同特征進(jìn)行測(cè)量路徑設(shè)計(jì)和觸測(cè)矢量的控制，從而可以適用于不同測(cè)量情況并幫助獲得更為精確地測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0047](2)本發(fā)明提出的通過對(duì)測(cè)量點(diǎn)云進(jìn)行坐標(biāo)變換和邊界插值處理有利于消除部分重復(fù)安裝誤差和邊界觸測(cè)的不準(zhǔn)確性對(duì)磨損計(jì)算的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0048]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種人工關(guān)節(jié)評(píng)估方法的原理圖。
[0049]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種人工髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種人工髖關(guān)節(jié)內(nèi)表面的測(cè)量路徑示意圖。
[0051]圖4為圖3的俯視圖。
[0052]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種人工髖關(guān)節(jié)測(cè)量點(diǎn)的觸測(cè)矢量示意圖。
[0053]圖6為對(duì)測(cè)量點(diǎn)云進(jìn)行坐標(biāo)變換的示意圖。
[0054]圖7為對(duì)測(cè)量點(diǎn)云進(jìn)行邊界插值處理的示意圖。
[0055]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種人工髖關(guān)節(jié)單元椎體體積計(jì)算的示意圖。
[0056]圖9為本發(fā)明人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施案例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0058]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，包括以下步驟:[0059]步驟一即S10、對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，
[0060]步驟二即S20、獲取關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0061]步驟三即S30、根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積；
[0062]步驟四即S40、根據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖。
[0063]步驟一所述的對(duì)關(guān)節(jié)磨損進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃包括以下步驟:S11:確定測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)參數(shù)并建立關(guān)節(jié)的零件坐標(biāo)系；
[0064]S12:根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算關(guān)節(jié)的測(cè)量點(diǎn)在零件坐標(biāo)系上的測(cè)量坐標(biāo)；
[0065]S13:根據(jù)測(cè)量坐標(biāo)計(jì)算測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系的觸測(cè)矢量。由于在獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)前，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，根據(jù)測(cè)量關(guān)節(jié)的特征，在測(cè)量前進(jìn)行測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)和觸測(cè)矢量的控制，可以使測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度得到控制，從而可以有效提高關(guān)節(jié)磨損評(píng)估的準(zhǔn)確性。對(duì)于步驟S12和S13中計(jì)算出來的測(cè)量坐標(biāo)及觸測(cè)矢量，可以合成為測(cè)量路徑文件，以便后續(xù)處理中使用，如生成測(cè)量路徑文件為excel文件，其存放格式下表所示，左邊三列分別為測(cè)量坐標(biāo)(X，Y, z)的數(shù)值，右邊三列分別為觸測(cè)矢量(i，z, k)的坐標(biāo)值。
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃，具體為: (1)確定所述測(cè)量路徑的設(shè)計(jì)參數(shù)并建立關(guān)節(jié)的零件坐標(biāo)系； (2)、根據(jù)所述設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算關(guān)節(jié)的測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的測(cè)量坐標(biāo)； (3)、根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)計(jì)算所述測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系的觸測(cè)矢量； 步驟二、獲取關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 步驟三、根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積； 步驟四、根據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，步驟一所述的設(shè)計(jì)參數(shù)包括:關(guān)節(jié)的理論半徑r,關(guān)節(jié)上平面的起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)中心軸的距離dO,關(guān)節(jié)內(nèi)表面起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)理論中心的高度dso，測(cè)量關(guān)節(jié)圓周開口方向的測(cè)量點(diǎn)間距dl以及測(cè)量關(guān)節(jié)經(jīng)線方向的測(cè)量點(diǎn)間距d2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，步驟一所述的零件坐標(biāo)系以關(guān)節(jié)的理論球心為原點(diǎn)0， 以關(guān)節(jié)上平面的法向?yàn)閆軸，水平方向?yàn)閄軸，垂直于XOZ平面的方向?yàn)閅軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，步驟二所述的測(cè)量關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體包括以下步驟: (1)、獲取具有所述零件坐標(biāo)系的測(cè)量關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)模型； (2)、在所述數(shù)據(jù)模型上建立測(cè)量坐標(biāo)系； (3)、根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)及觸測(cè)矢量生成三坐標(biāo)測(cè)量路徑，分別得到未磨損前及磨損后關(guān)節(jié)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，步驟四所述磨損體積生成磨損云圖具體包括以下步驟: (1)、計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)到預(yù)設(shè)坐標(biāo)(0，O,O)的距離ri，并采用球坐標(biāo)表示所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)； (2)、將所述磨損云圖的繪圖區(qū)域進(jìn)行球坐標(biāo)網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格點(diǎn)； (3)、采用插值法獲得各個(gè)所述網(wǎng)格點(diǎn)的磨損前半徑和磨損后半徑； (4)、計(jì)算所述網(wǎng)格點(diǎn)的磨損深度； (5)、繪制磨損云圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，步驟三所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積，具體包括以下步驟: (O:未磨損前及磨損后關(guān)節(jié)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； (2):確定計(jì)算參數(shù)，并根據(jù)所述計(jì)算參數(shù)對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定處理；所述計(jì)算參數(shù)包括:關(guān)節(jié)的理論半徑r,關(guān)節(jié)內(nèi)表面起始點(diǎn)距關(guān)節(jié)理論中心的高度dso,關(guān)節(jié)圓周開口方向的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目un，關(guān)節(jié)經(jīng)線方向的測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目vn。 (3)、將所述關(guān)節(jié)的磨損表面及未磨損表面離散化，并獲得四面單元椎體； (4)、根據(jù)全部所述四面單元椎體計(jì)算關(guān)節(jié)未磨損前的體積、磨損后的體積及磨損量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種人工關(guān)節(jié)磨損評(píng)估方法，其特征在于，所述預(yù)定處理包括以下步驟:(1)、用最小二乘法將關(guān)節(jié)未磨損表面上的上表面的測(cè)量點(diǎn)擬合成一個(gè)空間平面； (2)、用最小二乘法將未磨損表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)空間球，并得到標(biāo)準(zhǔn)空間球的球心坐標(biāo)與最小二乘球半徑； (3)、將空間平面繞球心坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)至水平面，并使關(guān)節(jié)的內(nèi)表面測(cè)量點(diǎn)跟隨做相同的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換； (4)、將標(biāo)準(zhǔn)空間球的球心平移至預(yù)設(shè)坐標(biāo)(O，O，0)，并使點(diǎn)云數(shù)據(jù)跟隨做相同的平移坐標(biāo)變換； (5)、根據(jù)平移坐標(biāo)變換后的測(cè)量點(diǎn)獲取新的邊界點(diǎn)。
8.—種人工關(guān)節(jié)評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)量路徑規(guī)劃模塊、點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成模塊、磨損計(jì)算模塊和云圖生成模塊，其中: 所述的測(cè)量路徑規(guī)劃模塊，用于建立關(guān)節(jié)的零件坐標(biāo)系，并根據(jù)預(yù)定的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算關(guān)節(jié)磨損的測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的測(cè)量坐標(biāo)，同時(shí)根據(jù)所述測(cè)量坐標(biāo)計(jì)算所述測(cè)量點(diǎn)在所述零件坐標(biāo)系上的觸測(cè)矢量； 所述的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)述測(cè)量坐標(biāo)及觸測(cè)矢量生成三坐標(biāo)測(cè)量路徑，并得到關(guān)節(jié)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 所述的磨損計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算磨損體積； 所述的云圖生成模塊，用于根 據(jù)所述磨損體積生成磨損云圖。
【文檔編號(hào)】A61F2/76GK103655014SQ201310618495
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】王玲, 彭希鋒, 楊文劍, 靳忠民, 李滌塵 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)