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1、 淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：徐晶学 号：3092108129专 业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：人体骶骨三维重建及快速成型指 导 教 师:高鉴英 程学进2013年3月8日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述1引言 随着全球市场一体化的形成，各行各业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为各业全球竞争的实力基础。对于医疗行业，随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助
2、制造(CAM)、数控(CNC)技术、激光技术及材料科学的进步,三维重建及快速成型技术已逐渐渗透到医学领域,并逐步改变了传统的医学诊断、手术规划、假体制作等方法,为手术导航及模拟仿真等手段提供了技术支持。2 RP技术的起源20世纪80年代末、90年代初发展起来的快速成形（Rapid Prototyping & Manu facturing：RP）技术，突破了传统的加工模式，是近20年制造技术领域的一次重大突破。它与科学计算可视化和虚拟现实等技术相结合，为设计者、制造者与用户之间提供了一种可测量、可触摸的新手段。快速成形技术可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零
3、件（模具），有效地缩短了产品的研发周期，是提高产品质量、缩减产品成本的有力工具。它的核心是基于数字化的新型成形技术。快速成形技术对企业的模型、原型及成形件制造方式正产生深远的影响。RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者通过逆向工程所采集的几何数据，建立数字化模型，这是完成快速成型制造的一项基本条件，借助现有的主流三维设计软件建立三维模型，再经过三维CAD导出相应的文件格式输入快速成型机当中，通过逐点、逐面进行三维的立体堆积，部件完成后，再经过必要的后续处理，使完成的部件在性能、形状尺寸、外观上等方面达到设计要求。3 国内外研究现状国外，美国在发展快速自
4、动成型技术方面，一直处于领先地位，一些著名的高校如麻省理工学院、得克萨斯大学和一批研究机构从政府和工业界取得了大笔开发究经费，用于这项技术的进一步研究。各大公司纷纷购入成型机，以满足争分夺秒的市场需求。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告日本、德国、英国等都在研究新的成型技术，开发新产品。现已有2500多套快速成型机分布在世界各地的不同领域。 国内，快速成型技术已经日趋达到世界领先水平。主要有北京隆源、华北工学院、华中理工大学等在进行快速成型设备生产与工艺研究。使用快速自动成型技术生产精铸用蜡模的厂家主要有航空部材料研究所、北京钢铁研究总院、西安航天发动机厂等，取得了良好的经济效益。目前，该
5、项技术已经充分应用于医疗行业，利用快速成型技术可以发展出一条医学领域与工程领域相结合的敏捷制造系统。由于目前假肢移植手术需求很多,而每个病人的骨骼又不相同,为保证手术的尽快实施和手术的成功率,必须采用快速成型技术。值得一提的是,随着电子仪器和计算机技术的发展,人们已经在研究如何将CT 扫描的数据直接传到快速成型机上,这样将减少中间较为复杂的三维重构过程,并减少因数据转换造成的误差。另外,随着材料科学的发展,不久的将来可直接采用与人骨有相同力学特性和组织特性的材料,使快速成型加工出的模型直接用于临床。快速成型技术在人体骨骼置换术中的临床应用主要有两个方面: 一是应用于术前立体认知的建立，为术前、
6、术中方案规划提供一个直观的依据，提高手术质量; 二是利用快速成型机制作高精度骨骼模型，应用于人工骨骼的制造环节。Krupa 等人使用快速成型技术制作股骨末端塑胶模型，用来作为一种开发定制适合植入种子与骨髓干细胞的支架，支架可随后植入病变关节内，从而提高修复手术的质量。随着生物活性材料的发展，快速成型技术在医学领域的临床应用将会不断向着更加个性化、灵活化的方向发展; 同时，随着更加智能化与专业化的逆向工程软件的开发，骨骼的复原拟合精度更高，从而可以加工出更高精度的实体模型。未来的人工骨骼设计研究将会向着更加数字化、系统化和标准化的方向发展，结合三维建模软件强大的二次开发功能，可以快速生成符合不同
7、要求、不同系列的骨骼模型，使人工骨骼能够更高效、广泛地应用于骨骼疾病的诊疗当中。4 小结总而言之，RP技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。在工业发达国家，企业在新产品研发过程中采用RP技术确保研发周期、提高设计质量已成为一项重要策略。利用三维重建，对人体骨骼进行快速重建，使之完善医疗系统中涉及的领域。随毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告着市场竞争的日趋激烈，该技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展发挥更大的作用，并给企业带来巨大的经济效益。同时，快速成型技术作为一门多学科交叉的先进制造技术，也将推动相关技术、产业的发展。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参考文献1.W
8、hite SP. Porteous AJ. Newman JH. et al.Arthrodesis of the knee using a custommade intramedullary coupled device. J Bone Joint Surg Br,2003,85(1):57-61.2.Bibb R. Freeman P. Brown R. et al. An investigation of three dimensional scanning of human body surfaces and its use inn the design and manufacture
9、 of prostheses. Proc Inst Mech Eng,2004,214:589-594 3.Ashly S. Prototyping with advanced tools. Mechanical Engineering,1994,116（6）：48-554.朱玉红。快速成型技术及其应用J。现代制造工程，2005（2）：138-139.5.王运赣。快速成型技术M。武汉：华中理工大学出版社，1999. 6.蒋妍彦，王广春，马新武，等。快速成型技术在人体骨骼个体化修复中的应用进展J。模具工程，2009（10）：78-807.谢长生，熊华明。DICOM图像显示的研究与实现J。计算机工
10、程于科学，2002，24（6）：1-2.8.刘伟军。快速成型技术应用M。北京：机械工业出版社，20059.张伟。三维重建及快速成型在骨科临床应用研究D。天津医科大学，201010.胡耀民。人体解剖标本彩色图谱M。广州：广东科技出版社，200611.濮良贵。机械设计（第七分册）。北京：高等教育出版社，200212.冯辛安。机械制造装备设计。北京：机械工业出版社,200213.洪如瑾。UG NX6 CAD快速入门指导。北京：清华大学出版社,2009 14.李仲阳,谢存禧,邵明,成晓阳。快速成型的精度分析与自适应分层的研究J。广东工业大学学报，2000 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）研究或解决的问题： 1、熟悉人体脊柱的基本结构，构建人体骶骨的三维模型 2、人体骶骨快速成型的工艺技术研究手段： 1、运用医学CT扫描仪或其他扫描设备获取人体骨骼相关数据，利用MIMICS软件实现骶骨模型三维重建。 2、将人体骶骨的数据转换成STL格式，利用INSIGHT软件完成模型的快速成型加工。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：年月日 指导教师： 所在专业审查意见： 负责人： 年月日
