随着人口老龄化和各种交通事故的频繁发生,骨折已成为生活中的常见疾病。骨折手术中,对接骨板的使用量巨大,由于骨折患者的个体化差异,接骨板作为标准件,与患者骨折位吻合性不高,经常需要医生根据经验对其进行二次塑形,由此可能造成接骨板使用寿命缩短等问题。定制接骨板能根据患者骨骼特征和骨折病理形态进行设计和制造,其核心技术是接骨板贴合曲面的构建。这些对医生的曲线曲面分析、建模水平、工程软件使用等能力提出较高的要求,限制了接骨板定制技术的使用和推广。论文设计开发了一个定制接骨板的软件平台,重点对接骨板贴合曲面的快速构建进行了研究。研究考虑了患者骨骼状态和医生群体的使用习惯,设计出贴合患者骨骼的定制化接骨板贴合曲面。主要研究工作包括:(1)提出面向医生用户群体的病灶感兴趣区域选取方法。该方法包含轮廓线策略和中心线参考曲线策略,用于在骨骼表面精确选取感兴趣区域轮廓。根据设计对象的形状,设计了矩形、椭圆、基于Bezier曲线的自由形状和基于三次样条插值曲线等选取工具,以提高选取效率;对感兴趣区域的骨骼模型进行局部纹理处理,通过动态纹理构造和基于视线的线性计算,建立模型特征点与二维纹理之间的映射关系,实现局部模型特征点的精确匹配,提高了接骨板贴合曲面与骨骼的吻合程度。(2)提出一种基于骨骼感兴趣区域点云的快速接骨板贴合曲面构建方法。在已获得的感兴趣区域上,对二维平面的感兴趣区域进行不同密度的划分,获得包括轮廓在内的二维特征点;通过射线投射技术,获取骨骼表面三维特征点,作为接骨板贴合曲面的点云数据;使用Bezier曲面算法拟合点云,构建接骨板贴合曲面;利用UG二次开发,编写曲面构建程序,实现曲面的快速构建。在构建过程中对参数的调整可视化进行,曲面构建过程基本自动实现,提高了接骨板贴合曲面构建的效率。(3)开发了定制接骨板贴合曲面构建平台的原型系统。系统基于Unity 3D引擎开发,采用MVC设计框架,实现了接骨板中贴合曲面构建的可视化呈现。系统主要包括文件管理、贴合曲面设计和贴合曲面构建三个模块。能够完成对患者骨骼模型的读取、显示及相关操作数据的保存;实现对接骨板贴合曲面轮廓的选取和点云数据的提取;快速构建接骨板的贴合曲面,定制出接骨板模型,并生成接骨板加工数据。原型系统的运行实例表明,论文所提出的方法能够完成接骨板的精确定制。