目前,骨缺损、粉碎性骨折等骨科疾病是骨科领域治疗研究的一个重点与难点,而采用外部植入体代替宿主骨是应对大面积骨缺损的有效途径。以往的致密植入体由于弹性模量过高而存在“应力屏蔽”问题,即应力不能从植入体充分转移到骨,使植入体周围骨细胞难以得到足够的应力刺激而死亡。
为解决这一问题,人们将多孔结构引入到植入体,通过调整开孔率等参数,将支架弹性模量降低至人体骨骼水平,实现植入体与人体骨的匹配。
GB/T 36984-2018 定义了工业CT检测外科植入体多孔金属材料零件的开孔率计算方法。
本文介绍了通过工业CT结合马路科技ZEISS工业CT的体积区域功能,实现开孔率的计算,提升测量的准确性。
第一步:植入体扫描
利用工业CT的优势,可以对植入体扫描,获取高质量的体积数据,将数据导入马路科技工业CT软件数据中。
第二步:零件体积区域判定
根据灰度阈值去创建一个零件整体的体积区域。
第三步:放大/缩小体积区域
根据材料区域,使用放大/缩小体积区域来得到外部边界区域。
使用关闭模式来调整层数保证内部没有封闭孔存在。
第四步:反转零件体积区域
使用合并体积区域的功能来得到零件反转的区域。
第五步:交叉体积区域
使用合并体积区域里面交叉功能,获得外部边界区域与材料反转区域的交集,也就是缺陷区域。
第六步:从体积区域计算孔隙率
从体积区域创建体积缺陷元素,选择正确的缺陷区域与外部边界区域。
计算得到开孔率并显示。
近年来,3D打印技术的发展和应用正迅速提升,植入体个性化程度变高,结构也愈加复杂,而工业CT扫描时能够无视结构的复杂程度,拿到完整的体积数据进行计算,因此通用性更高,会逐步变成标准的解决方案。本文提供了工业CT结合数据软件计算多孔植入体开孔率的解决方案,帮助客户进行更为高效的研发或者产品质量控制。