椎底板的精密测量和参数模型

这种准确且可重复的方法可用于从椎骨端板获取详细和全面的几何数据，并开发参数模型，而无需对太多地标进行数字化。这种逆向工程系统可用于高效开发复杂椎骨表面解剖特性的准确表示，具有良好的可靠性和可重复性。该协议有助于个性化脊柱植入物的设计、手术规划、临床诊断和精确有限元模型的开发。

该方法可用于复杂的形态学研究，参数化模型可应用于计算机断层扫描和MRI等成像方式。虽然初学者可能需要额外的时间来完成这个过程，但这项技术需要一个简短的学习曲线整体，掌握。演示这个程序的将是我实验室的临床医生韩峰。

在开始手术之前，将干燥的颈椎，没有病理变形或损坏的部分，垂直到扫描仪的平台上，端板朝对相机镜头。启动扫描过程以获取 CloudPoint 数据，并打开处理点云的软件。单击"导入"导入点云数据并生成椎骨的数字图形。

单击"换行"可将成像数据打包到 STL 格式文件中，将点云转换为网格，这将点对象转换为多边形对象，并打开适当的 3D 重建和数据处理软件程序。在"新"子菜单下，单击"文件"并在类型列表中选择"部件"。单击"开始"和"形状"以及"数字化形状编辑器"。

然后单击"导入"图标，选择 STL 格式文件，然后单击"应用"和"确定"。要定义端板 3D 坐标系统，请标记表观物理轮圈的左右端点上一个解剖地标，并在前中位点上标记地标。单击"直线"图标并选择两个尾随边缘端点以定义后侧正面线。

单击"平面"图标将平面类型设置为曲线正常，并选择前中位数点中的后前部线以定义中游平面。单击"开始"、"形状"和"快速曲面重建"。要生成相交曲线，请单击"平面剖面"图标在数字选项中输入 1，然后选择端板图像和中游平面。

单击"扫描"图标中的"曲线"，然后选择相交曲线和后侧皮边缘的交点，将交点定义为后中点。单击"点"图标、"点"和"平面重复"。然后，选择中半分直径，并在"实例"选项中输入 1，以定义中下半月直径的中点。

单击"轴系统"图标并选择中轴直径的中点作为原点。平行于后侧正面线的线为 x 轴，中轴直径为 y 轴，线指向 X-Y 平面，垂直 X-Y 平面为 z 轴。 坐标系的适用性可以根据定义的中轴平面线与日冕平面的交点是否垂直于端板部分确定。要拟合特征曲线和端板表面上的点，请选择中松直径，并在"实例"选项中输入 3，以将中松石直径平均划分为四个部分。

单击"平面剖面"图标，在数字选项中输入 1，然后选择端板图像和 X-Z 平面以生成相交曲线。单击"扫描"图标中的"曲线"，然后选择 X-Z 平面和表皮边缘的两个交点。将两个交点之间的线定义为中前径，并平均将中前径划分为四个部分。

要测量中松直径的四分之一的长度，请单击"测量之间"图标。要生成两条拟合曲线，请在正面部分的一侧单击"平面剖面"图标，在数字选项中输入 2，并在"步进"选项中输入测量值，然后选择端板图像和 X-Z 平面。然后，单击"交换"以在另一侧生成两条拟合曲线。

接下来，在每条曲线中选择 11 个等距点，并在端板表面上获取 9 条拟合曲线，如所证明的。然后，从"扫描"图标中单击"曲线"并选择拟合曲线和中游曲线的交点，在每个端板上获得总共 66 个点。要测量线参数的长度，即两个测量点之间的距离，请单击"测量之间"图标。

要测量圆锥度参数，请单击"开始"、"形状"和"生成形状设计"，然后单击"草图"图标和 X-Y 平面。单击"圆圈"图标和原点，然后将鼠标光标拖动到适当的距离，然后单击。然后，单击"退出工作台"图标。

单击"偏移"图标，选择填充平面，并在"偏移"选项中输入适当的值，直到它与最凹面零件切线。放大并单击"开始"、"形状"和"快速曲面重建"，然后是 3D 曲线图标，以查找和创建最凹点。然后，单击"测量之间"图标，然后选择最凹点和 X-Y 平面，以测量整个端板凹面深度。

要量化表面积参数，请单击"测量惯性"图标，然后单击端板曲面以测量表面积。要确定参数方程的拟合顺序，请打开数据分析和可视化软件，并在命令窗口中输入 X 相应的数据。单击"输入"并输入相应的数据 Z。

然后输入指示的代码。对于参数方程拟合，输入 cftool"并单击 Enter 以启动曲线拟合工具。然后，如所演示，在命令窗口中输入曲线的坐标。

选择"多项式"并输入拟合顺序，以获得端板表面的参数方程。要获取几何数据，请输入命令窗口中端板上任何点的任何点的 X 和 Y 坐标值，并使用多边形工具输入已拟合方程的参数。然后，输入方程并单击 Enter 以获取结果。

要获取 3D 模拟图形，请在命令窗口中输入多项式参数，然后输入指示的代码。输入指示的代码和方程。然后，输入指示的代码。

如所证明，使用高精度光学 3D 范围平板扫描仪，这些具有代表性的端板被转换为 4500 多个数字点，以充分描述其形态特征。使用演示的测量方案，对端板表面进行了空间分析，并在表面上安装和量化了代表性曲线，以描述每个端板形态。测量结果包括中月平面的凹度深度和凹度顶点位置。

除了整个端板凹面和任何特定的感兴趣部分。其次，分离端板、表皮边缘和中央端板的组件，获得其长度和面积。然后根据11点的坐标推导出每条曲线的参数方程。

为每个端板定义 3D 协调系统对于协议的成功至关重要。通过定义最佳拟合平面，可以根据双边无平面过程的前部和最后部点来区分非脊椎关节。该协议为对复杂表面进行形态学研究提供了一种准确且可重复的方法。