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· 信息技术 · 陈海峰 ,等 ·基于CAD/CAM软件的股骨模型三维重建及数控加工
基于 CAD/CAM软件的股骨模型三维重建及数控加工
陈海峰 。刘浩
(南京航空航天大学 航空宇航制造工程学院。江苏 南京 210016)
摘 要:运用通用 CAD/CAM软件 Mimics,Ilnageware,CATIA,对股骨模型进行三维模型重建及
数控加工程序编制,配备四轴数控雕刻机床进行数控加工,提出了一套完整的股骨模型三维重
建及数控加工的方法。
关键词:CAD/CAM;股骨模型;数控编程;数控加工
中图分类号:THI2;TG659 文献标志码 :B 文章编号:1671I5276(20114
3dReconstructionandCNC ProcessingofFemoralModelBasedOnCAD/CAM Software
CHEN Hai—feng,LIU Hao
(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)
Abstract:ThispaperutilizesCAD/CAM software—Mimics,Imageware,CATIAforprogrammingtheinversedesignandCNC process·
ingofthefemoralmode1.FouraxisCNC engravingmachine isusedforNC manufacturing.A wholeseriesmethodofthefemoral
modelinversedesignandNC machiningisproposed.
Keywords:CAD/CAM;femoralmodel;NC programming;NCmanufacturing
术,实现在计算机上对个性化股骨的宏观设计及生产过程
0 前言 的综合系统。整个系统实现了从医学图像的输入、处理,
股骨的三维重建及数控加工技术模拟的过程。
目前全球每年人工髋关节的置换数量估计 已达到80
万个 J,且随着人年龄的增长,这个公共的健康 问题越来 三维实体模型制作
越受到重视。髋关节是人体中最大的关节 ,由于先天发育
医学断层图像三维重建 已经形成 比较完善的系统,它
不 良、病变和骨折等多种原因,髋关节的发病率很高。我
包括图像处理和三维重建两大部分 。图像处理,也就
国是世界上人 口最多的国家,各种原因引起的髋关节疾病
很多。因此 ,研究股骨模型的构造,对髋关节具体化及提 是图像分割,是利用给定的特征量 (如灰度或阈值)来检
高手术品质具有重要意义。由于人体关节外形复杂,利用 测区域的一致性,达到图像分割成不同区域的 目的,使 目
数控加工技术制作实物模型是触摸和了解病人髋关节个 标区域能够准确清晰地分离出来 ,以达到更高层次的分析
体的理想方法。 和理解的可能性。三维重建就是利用图像分割分离出来
目前股骨模型的成型技术应用最多的是快速成型技 的目标区域的数据点的特征,构建其三维几何模型,并建
术 ,其主要优势为可 以快速为具有 内部复杂结构 的制 品。 立合理的数据结构来表达模型的几何与拓扑信息,从而对
而股骨模型作为术前规划的组成部分其主要作用在于给 重建的三维模型进行显示、几何操作 (旋转、平移、缩放
予医生正确直观的认识病体股骨的具体情况 ,并能经过触 等)以及模型数据的查询、修改和删除。本研究建立了以
觉系统感受
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