周先阳，彭弘哲，李必文（通信作者），谭文甫

1 南华大学机械工程学院 （湖南衡阳 421001）；2 南华大学附属第二医院 （湖南衡阳 421001）

借助于计算机辅助设计（computer aided design，CAD）技术科学、精确、高效地规划髋臼置钉通道并将其作为曲面定位型置钉瞄准器的设计依据，可促使经内固定术的骨折髋臼重新获得负重部位的解剖复位和可靠固定[1]。为避免螺钉偏置导致的损伤及并发症，保证最大限度地改善或恢复髋臼的生物力学性能，必须实现置钉通道总长的全局优化[2]。本研究针对现行多截面调控规划法的不足，研究了基于点云数据的髋臼置钉通道规划方法，真正实现了对置钉通道总长的全局优化。

1 现行多截面调控规划法及其不足

1.1 规划步骤

王林超等[3]和李杰等[4]分别提供了髋臼前柱、后柱置钉通道的多截面调控规划法，先调控规划出前后柱的最大内接圆柱体，再向内偏移出同轴圆柱体作为置钉通道的安全范围。获取后柱最大内接圆柱体的步骤如下：（1）依据手术区域目标髋骨的螺旋CT 检查数据重建骨骼3D 模型，通过髋臼窝中心并沿髂耻线的平行方向去除前柱，得到只含后柱区域的3D 模型，见图1a；（2）以3D 模型中心点点集创建骨骼干轴的最小二乘直线，作为后柱最大内接圆柱体的轴线方向，见图1b；（3）寻找通过髋臼窝中心点的正截面，并以其为起始面，向两端各偏移5个等距正截面，得到11个截面的外轮廓线，见图1c；（4）将11个外轮廓线沿轴线方向投影至最靠近坐骨的外侧正截面上，寻找并做出封闭区间的最大内切圆，其沿轴线拉伸出的圆柱体即为后柱的最大内接圆柱体，见图1d。……