2022年毕业设计方案参考例文——EBM技术人工关节可以套用的字体行间距标准模板 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 北京工业高校成人训练本科毕 业 设 计题 目_ EBM 技术在人工关节的应用专 业_ 班 级_ 姓 名_ 指导老师 _201x 年 5 月 5 日1 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业设计 技术及其在人工关节制作中的应用现状;2. 依据毕业设计题目查阅国内外其他相关资料,学习相关的新知 识;3. 依据毕业设计题目完成所承担的实际工作,结合工作实际撰写毕 业设计论文;基本要求 :3 月-4 月:依据任务的要求进行相关学问的学习,进行论文资料的 查找;4
2、月-5 月:完成论文要求的工作;5 月-6 月:撰写论文,进行答辩预备;主要参考资料 :1 宗贵升 . 快速成型技术 . 运算机帮助设计与制造2 马卫华,刘建国 . 三维图形重建及个体化人工髋关节讨论进展及现状 J.骨与关节损耗杂志, 2003 3 傅仕伟,严隽琪,姚振强,等 J. 上海交通高校学报, 1998 . 快速成型技术及其在骨骼三维重构中的应用4 宋涛,归来,张智勇,等个性化钛植入体修复大面积颅骨缺损J.创伤外科杂志, 2007完成期限 2022 年 05 月 15 日2 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - -
3、- - - 指导老师签章 2022 年 02 月 20 日摘要针对骨病、骨肿瘤,最抱负的治疗方法是依据患者病骨的几何解剖状态,特地设计定制个体化关节治疗方案,个体化治疗中涉及到个性化植入物的应用,现存的人工关节植入物缺乏个体匹配性;基于逆向工程和EBM快速成形技术直接制造的个性化金属植入物,解决了传统制造技术无法制造 , 制造周期较长的问题;采纳新型材料作原材料直接成型出个性化人工关节植入物将是快速成形技术在骨科应用的进展方向;针对医学领域中人工关节制造的多样性、复杂性和快速性的要求,提出利用 CAD技术和快速成型技术来满意这种需求的解决方案:将骨骼的每层CT片扫描,输入运算机进行图象矢量化,
4、所得数据点用CAD软件经过曲线重构、曲面重构, 以此作为人工关节设计的依据;对这一系统的实现过程进行讨论,提出了一种基于 术来制造人工关节的灵敏制造系统框架;CAD技术及 EBM快速成型技关键词 : 快速成型,人工关节,运算机帮助设计,EBM 3 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目次1 绪论 1 1.1 课题的来源及主要讨论内容 11.2 论文主要完成的工作 1 2 人工关节的概述 2 2.1 人工关节的定义 2 2.2 人工关节的分类 2 2.2.1 按置换部位分类 2 2.2.2 按固定方式分类 3
5、 2.2.3 按对合方式分类 3 2.3 人工关节的进展与展望 3 2.3.1 人工关节的进展 3 2.3.2 人工关节的展望 43 运算机帮助设计与制造 53.1 CAD/CAM 技术 53.2CAD/CAM 在关节假体设计中的应用 5 4 EBM 技术及其原理 5 4.1 EBM 技术简介 64.2EBM 机床结构及原理 64.3EBM 技术的优势 8 5 个性化定制人工关节的设计与制造 9 5.1 整体方案 9 5.2 CT 扫描数据的处理 Mimics10 5.3 人工关节的三维建模 Pro/e12 5.3.1 人体股骨的三维重建 12 5.3.2 人工股骨柄的设计 13 5.4 EB
6、M 文件处理 Magics Rp155.5 人工关节的 EBM 制造 18 结论 18致谢 18参考文献 20 4 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论多年来人们就采纳各种关节成形术治疗关节强直、关节畸形和各种破坏性骨关节 疾病,力图将这些有病的关节矫正和复原功能,使之成为稳固的、不疼的并有肯定的 功能的,为此很多学者做出了庞大的努力;迄今已研制出膝、髋、肘、肩、指、趾关 节假体用于临床;人工关节在关节炎及退变性疾病的治疗中取得了庞大的胜利 , 特殊是 膝关节被誉为 20 世纪骨科进展史中重要里程碑
7、之一;但关节解剖学及关节面几何学特 征仍存在较在的个体差异,特殊是对于那些关节严峻畸形的患都,依据统计数据进行 等系列化,标准化设计的假体,往往难以满意他们的特殊需求,缺乏个体匹配性;如 术前能针对不同的患者定制手术所需的人工假体,不仅使植入物与患区获得良好的匹 配,而且缩短了手术时间;随着材料学和运算机帮助工程学的快速进展,人工关节的 加工工艺越来越精细,并使得个性化的设计、制造普及成为可能;一、个性化定制关节可以依据每个患都的实际情形量身定做,提高假体植入后的 稳固性,并更为有效地复原患者的生理状态下的关节解剖学及运动学特点,从而削减 由于假体匹配不良及固定不合理而导致的过早松动;二、运算
8、机技术以及现代制造技术的讯猛进展,特殊是 合, 为个性化定制人工关节的开发供应了前所未有的手段;CAD/CAE/CAM与临床相结三、通过三维图形重建、快速成型、CAD/CAM等技术,保证了假体设计与制作的科学性与精确性;形成了以满意个体患者需要为目的的定制型人工关节制造体系,建立了生产速度、产品价格与质量监控均能符合临床要求的制造- 应用流程;1.1 课题的来源及主要讨论内容本课题是北京幸福曼德智能工程技术有限公司,运用EBM技术为患者供应个性化定制人工关节;目标是依据患者的实际情形设计最适合患者的人工关节,通过 EBM快速成型机,制造出具有特殊表面的人工关节;1.2 论文主要完成的工作本论文
9、要完成的工作主要是:设计安全牢靠,能与患者髓腔精确匹配的人工关节;着重运用 CAD/CAM及 EBM技术及可行措施,确保人工关节具有牢靠的稳固性、先进的性能 一、明白人工关节的基本学问及进展;二、娴熟把握 EBM技术及 EBM原理;, 长期使用寿命和质量;三、个性化定制人工关节结构的三维设计 : 运用 CAD/CAM技术对患者的 CT原关节CT 扫描图像经过运算机图像处理,得到了人体关节各层截面的几何轮廓,得到的原始数据是人工关节 CAD模型三维重建的基础,并利用 1 / 24 Pro ENGINEER软件进行个性化定制名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页精选学习资
10、料 - - - - - - - - - 人工关节的建模;四、个性化定制人工关节的制造:将设计好的关节3D文件用 MAGICS RP转换为EBM机器所支持的格式,用 EBM快速成型机制造出人工关节;2 人工关节的概述2.1 人工关节的定义人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而 设计的一种人工器官,它在人工器官中属于疗效最 好的一种;一般来说,其使用年限可达 20 年以 上;随着科技进步,人工关节手术已经是一种特别 胜利和有把握的手术:它可以即刻排除关节疼痛、复原关节的正常活动功能,使长期受关节病痛磨练 的人们再次获得新生,手术后可以象正常人那样,行走、爬楼、外出旅行、外出工作、购物和体育锻 炼等
11、;个性化定制人工关节是以运算机帮助设计和快 速成型技术为核心,立足于关节假体生物力学性,功能性、稳固性、牢靠性及耐用性的设计原就,为 患者量身定制的人工关节;2.2 人工关节的分类人工关节依据不同的分类原就可以有如下几种不同的分类 : 2.2.1按置换部位分类按关节被置换的部分分 , 目前就用于临床的人工关节有: 髋关节、人工股骨头、膝关节、肘关节、腕关节、肩关节、踝关节及指关节等;最常见的人工髋关节和人工膝关节;2.2.2按固定方式分类按关节植入后的固定方式分,主要有骨水泥型,非骨水泥型和混合型;2 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页精选学习资料 -
12、- - - - - - - - 2.2.3 按对合方式分类按关节的对合方式分,有金属对聚乙烯,陶瓷对陶瓷,金属对金属等类型;总之,对人工关节正确而合适的挑选是整个手术治疗过程中的一个特别重要甚至 是打算性的环节;2.3 人工关节的进展与展望2.3.1人工关节的进展人工关节的进展和我国骨科的进展同步前进,建立在人工关节成型术的基础上;人工髋关节就更具有代表性,表达在理论上的完善,技术上的成熟,国产化较早,临 床应用较为广泛等;人工关节的进展在我国可分为三个阶段:第一阶段: 20 世纪 50 岁月我国老一辈骨科专家范国声教授 图1-1 应用聚甲基丙烯酸甲酯 methyl polymethacryl
13、ate为材料的 Judet 型人工股骨头 图 1-2,为 7 例高龄股骨颈骨折病人半髋置换术 图 1-3;1963 年报告其治疗结果 , 优良率为 4/7 ,这 是我国有关人工关节的最早报道;其次阶段: 20 世纪 70 岁月后期,我国的骨科医生和工程师相结合,开头自行生产 仿 MOORE 型自锁金属人工股骨头,分别在北京、上海进行批量生产,供应全国;分别 采纳不锈钢,钴 - 铬- 钼合金及钛合金为材料,从而进展了生物医学工程;1981 年在王 桂生教授的领导及积极推动下,在中国生物医学学会内成立了中国人工关节二级学 会;学会委员由医生和工程师共同组成,对我国人工关节的进展起到了促进作用,并
14、在江西南昌召开了第一届全国人工关节会议,参与会议的有医生、工程师及技术人员,会上进行了论文报告及学术沟通,更加亲密了医, 工的结合;此后各种类型人工关节相继生产并应用于临床,国产骨水泥在天津和上海相继研制胜利,同时生产出配套 的手术器械,我国人工关节技术进入了一个较快进展阶段,但假体在制作工艺和质量 上仍处于初级阶段;3 / 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三阶段: 20 世纪 90 岁月以后,由于国家的改革开放开放政策的影响,欧美等国 各大人工关节公司的产品进入中国市场,多达二十余家,它们带来的不仅是产
15、品,现 时也带来了技术和体会;众多骨科医生出国留学,拜访及参与国际学术会议;国外学 者来华拜访,进行学术沟通,促进了中国人工关节的进展及产品质量的提升;近 10 余 年来,虽然我国人工关节受到国外产品的很大立足于冲击,但产品质量已有了较大的 提升,正处于提高进展阶段;回忆 50 年的历程,中国国产人工关节假体从无到有,关节种类由少到多,涉及内 容从临床应用到基础讨论,各个方面正逐步完善提高,已迈上了一个新台阶;但和国 外相比,仍旧有 10 年以上的差距,随着我国经济的进展和骨关节病病人的增多,对人 工关节的需求也日益增加,我们信任在广大骨科医生和工程技术人员的共同努力下,我国人工关节假体及技术
16、可望在较短时间内缩小同国外的差距,达到国际先进水平,更好的地服务于广大的患者;2.3.2人工关节的展望自从 John Chamley 第一开创人工关节置换到今已有四十多年的历史;在此期间,有很多模型设计和转变和固定技术的提高,但是,超高分子聚乙炳磨损和假体四周骨溶解仍是一个无法完全防止的难题. 因此, 新的讨论热点集中于改进固定技术, 削减磨损颗粒的产生 , 以延长人工关节在人体内的寿命;材料科学的进展也将大大推动人工关节的进步;其中,由于钛及其合金不但具有 良好的生物力学性能,而且具备良好的生物相容性,因此使用最为广泛;20 世纪 70 年 代末,假体生物学固定兴起,主要是利用骨长入假体的表
17、面微孔,从而达到坚固固 定;在假体的表面制作多孔结构,为细胞,组织的长入供应空间,促进新生组织与假 体的长合,实现生物固定,是近几年国内外讨论的一个热点;讨论说明,假体表面的 孔隙结构直接影响着组织的长入和新骨的形成;目前,在假体表面制造多孔结构的主要方法有烧结和等离子喷涂技术;其中,等 离子喷涂技术是目前普遍采纳的一种在假体表面的局部制备多孔结构的方法;这一技 术是采纳等离子弧作为热源,将金属材料加热到熔融或半熔融状态,并以高速喷向经 过预处理的工件表面而形成附着坚固的表面层的方法,属于高温热处理技术;在向假 体表面喷涂金属粉末的过程中,由于高温的作用,假体本身的力学性能就会受到影 响,导致
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