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股骨头坏死是目前世界上一个很普遍的疾病。在股骨头坏死疾病中晚期,股骨头发生严重变形和塌陷,患者只能采用人工股骨头假体对坏死的股骨头进行置换。股骨头是人体的承重关节结构,不同人之间存在个体差异性。所以,设计一种合理和准确的个体化股骨头假体模型,成为计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing, CAM)的一个难题。股骨头假体模型的设计决定股骨头和髋臼的匹配性能。如果股骨头假体模型的尺寸和形状设计不合理,人工股骨头假体会出现假体松动和脱位,导致患者进行再次修复手术,同时,降低股骨头假体的使用寿命。目前,医生常用的人工股骨头假体是标准化设计和批量生产的模型,但是,这种股骨头假体不能满足病人的个体化需求。为了构建病人的个体化股骨头假体模型,本文提出一种股骨头个体化建模方法。首先,针对计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)图像特征,利用基于轮廓波(Contourlet)变换的图像去噪增强方法进行图像预处理。其次,对一种髋臼图像分割算法进行改进,分割出完整的髋臼结构。为了采集曲面拟合的数据点,本文利用二维髋臼月状面采样算法和改进的三维月状面采样算法进行采样,并对采样后的数据点进行提纯处理。根据反求工程理论和方法,重建出个体化的球体股骨头假体模型。最后,由于髋臼的特殊解剖结构特征,本文利用一种改进的椭球拟合方法对股骨头进行建模。为了便于医生对病变结构的诊断,本文提出一种改进的移动立方体(Marching Cubes, MC)算法,实现对股骨头和髋臼结构的三维重建(3D Reconstruction)。通过实验证明,改进的椭球股骨头假体模型可以与髋臼进行良好的匹配,它为不同患者“量身定制”股骨头假体模型提供了理论参数,也为骨科手术的导航和模拟提供了帮助。