Переломы бедра в центральной части являются широко распространенной травмой у пожилых людей. Это не только проблема хирургов-ортопедов, но также становится инженерной и научной проблемой. В мире количество ежегодно выполняемых операций эндопротезирования тазобедренного сустава составляет около 500000.

Для эффективного решения такой задачи она разбивается на несколько этапов, одним из важных является проектирование 3D-модели имплантата.

Широкие возможности современной компьютерной техники и программного обеспечения помогают получить достаточно достоверную 3D-модель объекта с точными размерами и получить наглядное представление имплантата для предварительной диагностики операции.

Математическое моделирование дает необходимую информацию для проведения моделирования операции, исходя из предварительного изучения полученного имплантата.

Для моделирования имплантата необходимо использовать САПР с возможностью моделирования и редактирования трехмерных объектов в виде тел и поверхностей.

Рассмотрим алгоритм создания модели имплантат в PowerSHAPE 2010.

  1. Создаем два объекта «Конус» в виде твердых тел и размещаем их как показано на (рис.1), используя локальную систему координат.
  2. Используем команду «вычитания» и получаем необходимую часть объекта (рис. 2).
  3. Создаем новое твердое тело с помощью команды «Выдавливание по сечениям», выбирая контуры в виде кругов и направляющую кривую и указывая необходимую толщину стен (рис. 3).
  4. Создаем новые вспомогательные твердые тела с помощью команды «Конус» и «Цилиндр» и розтошовуемо их как показано на (рис. 4).
  5. Используем логическую операцию вычитания между новыми телами и ранее созданным. Результатом будет твердотельный объект необходимой формы (рис. 5).
  6. Для создания дополнительных винтов використовуэмо команды «Конус» и «Цилиндр».
  7. Создаем резьбы с помощью твердого тела «Пружина» (рис.6).
    Располагаем резьбы в необходимых местах на винтах (рис.7).
  8. Размещаем винты в нужных местах, где были созданы отверстия.
    10.Створюемо необходимые фаски и сообщения с помощью команд «Фаска» и «скругления».
  9. Создаем рендер импланта с помощью команды «Фотореалистика» (рис.8).
Рис. 1. Объекты «Конус»
Рис.2. «Вычитания» объектов
Рис.3. Созидания тела с помощью команды «Выдавливание по сечениям»
Рис.4. Созидания вспомогательных твердых тел
Рис.5. Использование команды «вычитания»
Рис. 6. Создание резьбы
Рис. 7. Дополнительные винты
Рис. 8. Компьютерная модель имплантата для тазобедренного сустава