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钢板选型及力学适配性虚拟仿真系统
发布时间: 2025-11-05
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
生物与新医药技术
成果介绍
项目面向国家智能医疗装备重大需求，以提升医疗装备产品性能和质量水平为导向，聚焦钢板选型及力学适配性仿真技术领域。钢板内固定技术是骨科手术中用于治疗骨折、骨不连或进行截骨矫形等的一种核心内固定方法。它利用金属钢板和螺钉，通过手术将骨折断端固定在一起，提供稳定性和对线，为骨折愈合创造有利条件。
钢板选型虚拟仿真系统，这一技术本质是将手术核心决策前移，通过“数字孪生”技术实现：精准匹配解剖 → 减少术中适配问题，预演螺钉路径 → 规避神经血管风险，模拟力学性能 → 优化固定可靠性，对比优选方案 → 提升治疗标准化。该技术正逐步成为骨折内固定手术的黄金预规划工具，其价值不仅在于“选对钢板”，更在于构建了一套可预测、可验证的数字化手术闭环。
成果亮点
其先进性主要表现在以下几个方面：1、提前发现钢板不贴合或螺钉冲突问题，系统允许医生快速切换不同品牌、型号、长度的钢板进行对比，避免术中反复更换钢板或调整位置，显著缩短手术时间。2、预先规划安全螺钉通道，生成详细的“螺钉地图”：包括每颗螺钉的建议长度、直径、进钉点和方向，最大限度降低神经血管损伤和关节内穿钉风险，减少手术时间。3、可进行有限元分析，模拟不同负载下钢板-骨骼结构的应力分布，螺钉的应力集中点，骨折端的微动情况等。通过力学模拟选择最稳固的固定方案，降低术后并发症。4、为复杂解剖或特殊病例提供定制钢板设计依据，实现真正个体化治疗。5、采用斥力场碰撞检测算法，通过建立物理驱动的能量场模型，在数字空间中智能规避骨块间的非正常穿透（碰撞），实现解剖精准复位。
团队介绍
毕建平，副主任医师，中共党员，2002年毕业于山东中医药大学，擅长四肢骨折与关节脱位的手法和手术治疗。对骨关节畸形、感染及骨不连等疑难疾病有丰富的经验。主要研究领域为"智能医疗"，近年来在"四肢骨折高精度手术机器人系统"和"中医正骨可视化系统"等领域取得了众多突破性的进展，提出了基于灰度值的骨骼承载力计算方法，非呼吸控制机器人精准定位技术，四步快速骨折复位路径规划方法，机器人联合牵引协同骨折复位系统等。2020年被中促会"人工智能"专家学组聘为主任委员，兼青委会副主任委员。先后发表SCI论文7篇，主持课题7项，申报发明专利30余项。
成果资料
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