(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210674558.2 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710048 陕西省西安市咸宁西路28号 申请人 陕西瑞一医疗科技有限公司 (72)发明人 李涤尘　董恩纯　邱健　陈华磊　 王玲　 (74)专利代理 机构 北京睿驰通 程知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11604 专利代理师 方丁一 (51)Int.Cl. G16H 50/50(2018.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种骨生长面积的获取方法及促进骨生长 的多孔结构设计方法 (57)摘要 本公开提供了一种骨生长面积的获取方法 及促进骨生长的多孔结构设计方法、 存储介质和 电子设备， 本公开通过建立第一目标有限元模 型， 对第一目标有限元模型中第二部件施加一第 一等效弹性模量值， 并获得多种活动姿态下终板 骨生长面积， 基于第一等效弹性模量与骨生长面 积关系， 获得最有利于骨生长的第二等效弹性模 量。 通过调整第二部件中的参数， 使多孔体的等 效弹性模量与最有利于骨生长的第二等效弹性 模量相匹配， 最终得到一种有利于促进骨生长的 椎间融合器设计， 从而提高椎间融合器在人体内 的服役效果与服役寿 命。 权利要求书2页 说明书12页 附图5页 CN 114898883 A 2022.08.12 CN 114898883 A 1.一种骨生长面积的获取方法， 应用于椎间融合器， 所述椎间融合器包括支撑体和多 孔体， 所述支撑体构造成支撑相邻两个目标椎体的上终板骨和下终板骨， 所述多孔体包括 多个多孔的单体， 每个单体包括构造成预设多孔结构的多个连接杆， 所述多个单体在空间 中多次重复且相互连接， 构造成均匀多孔或梯度多孔结构， 所述多孔体套接于所述支撑体 的蜂腰部， 且所述多孔体能够 在所述支撑体的支撑方向上弹性形变， 其特 征在于， 包括： 获取目标患者的相邻两个目标 椎体的多个二维断层图像； 根据所述多个二维断层图像和预设关键信息生成第一目标有限元模型， 其中， 所述第 一目标有限元模型至少包括： 支撑体的第一部件、 多孔体的第二部件、 所述相 邻两个目标椎 体的第三部件和固定两个目标锥体的第四部件， 所述第一部件与所述第二部件之间， 以及 所述第一部件与所述第三部件 之间基于预设关键信息相互施加影响， 预设关键信息至少包 括多种活动姿态的预设载荷信息； 当对所述第 二部件施加预设第 一等效弹性模量组中的任一第 一等效弹性模量值时， 使 所述第一目标有限元模型分别处于各种活动姿态的预设载荷信息影响下， 通过所述第三部 件获得对应活动姿态的上终板骨生长面积值和下终板骨生长面积值； 基于任一第一等效弹性模量值影响下获得的所述多种活动姿态的上终板骨生长面积 值和下终板骨生长面积值获得对应第一 等效弹性模量 值的有效骨生长面积值。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述通过所述第三部件获得对应活动姿态的上终板骨生长面积值和下终板骨生长面 积值的同时， 还 包括： 通过所述第三部件中获得对应活动姿态的上终板骨应 变值和下终板骨应 变值； 相应地， 所述基于任一第 一等效弹性模量值影响下获得的所述多种活动姿态的上终板 骨生长面积值和下终板骨生长面积值 获得对应第一等效弹性模量值的有效骨生长面积值， 包括： 判断任一第一等效弹性模量值影响下获得的所述多种活动姿态的上终板骨应变值和 下终板骨应 变值是否均在预设有效应 变范围内； 若是， 则确定所述第一等效弹性模量值为有效的第二等效弹性模量值， 并基于所述第 二等效弹性模量值影响下获得 的所述多种活动姿态的上终板骨生长面积值和下终板骨生 长面积值获得对应第二 等效弹性模量 值的有效骨生长面积值。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述第 二等效弹性模量值影响下 获得的所述多种活动姿态的上终板骨生长面积值和下终板骨生长面积值获得对应第二等 效弹性模量 值的有效骨生长面积值， 包括： 根据所述第二等效弹性模量值影响下获得的每种活动姿态的上终板骨生长面积值与 对应活动姿态的下终板骨生长面积值的和， 获得对应活动姿态的第一 生长面积值； 计算所述第二等效弹性模量值影响下获得的每种活动姿态的第一生长面积值与对应 活动姿态的预设权重值的积， 获得对应活动姿态的第二生长面积值， 其中， 预设权重值大于 零且小于1； 对所述第二等效弹性模量值影响下获得的各种活动姿态的第 二生长面积值进行累加， 获得对应第二 等效弹性模量 值的有效骨生长面积值。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述预设第 一等效弹性模量组中的任一第权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114898883 A 2一等效弹性模量 值均在1MPa～1 10GPa范围内。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述预设第 一等效弹性模量组中数值相邻 的两个第一 等效弹性模量 值的差等于1GPa。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述多种活动姿态包括： 前屈姿态、 后伸姿 态、 左侧弯姿态、 右侧弯姿态、 左旋转姿态和/或右旋转姿态。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 各个活动姿态的预设载荷信息， 包括： 固定 下椎体的下表面的信息、 对上椎体的上表面施加竖直向下的作用力与三 维坐标中各坐标轴 的正方向和负方向上脊柱所受的力矩， 其中， 所述作用力用于表征所述 目标患者的上半身 的重力。 8.一种促进骨生长的多孔结构设计方法， 其特 征在于， 包括： 基于权利要求1 ‑7所述方法获得目标患者的第 一目标有限元模型和预设第 二等效弹性 模量组中的每个第三等效弹性模量值对应的有效骨生长面积值， 其中， 任一第三等效弹性 模量值影响下获得 的所述多种活动姿态的上终板骨应变值和下终板骨应变值均在预设有 效应变范围内； 基于每个第三等效弹性模量 值与有效骨生长面积值的对应关系生成第一关系模型； 基于所述第一关系模型确定满足预设第一筛 选条件的第四等效弹性模量 值； 基于所述第四等效弹性模量值从预设关系模型中获得满足预设第二筛选条件的所述 连接杆的第一直径值， 其中， 预设关系模型包括所述单体的预设多孔结构 中连接杆 的直径 值与所述多孔体的第一等效弹性模量值的对应 关系， 预设多孔结构的孔隙率为30％ ‑90％， 孔径为10 0 μmm‑2000 μmm； 基于所述第四等效弹性模量值和所述第一直径值调整所述第一目标有限元模型中的 第二部件， 生成第二目标有限元模型； 在任一活动姿态 的预设载荷信息影响下， 对所述第二目标有限元模型进行应力分析， 获得对应活动姿态的第一应力值； 当各个活动姿态的第一应力值均小于或等于所述第一目标有限元模型的预设材料属 性信息中的预设材料强度阈值时， 确定所述第二目标有限元模型适用于生产所述目标患者 的椎间融合器。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 当任一活动姿态的第一应力值大于所述第一目标有限元模型的预设材料属性信息中 的预设材料强度阈值时， 触发所述基于所述第一关系模型确定满足预设第一筛选条件的第 四等效弹性模量 值的操作执 行。 10.根据权利要求8 或9所述的方法， 其特征在于， 预设多孔结构包括但不限于正弦曲线 结构、 正交结构、 体心立方 结构、 金刚石结构或菱形十二 面体结构。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114898883 A 3