面向椎体成形术的骨水泥注射过程可视化仿真

摘要

在骨科经皮椎体成形手术中，骨水泥注射核心参数（如注射量、压力及角度）的确定仍依赖经验判断，而这些参数对防止渗漏和并发症至关重要.为此，本文提出一种集成多相非牛顿流体模型的先进仿真框架.该框架采用基于Voronoi图的仿生骨表征方法，用于预测骨小梁结构内的水泥流动特性，并支持不同工况下水泥弥散情况的高保真可视化分析.实验结果表明，本仿真框架在术前规划优化、手术培训辅助及渗漏风险评估方面展现出潜在应用价值：术前可辅助医护人员预演注射过程以优化操作方案；在培训场景中，能模拟不同参数下的水泥弥散效果，为新手医师熟悉操作逻辑提供参考；同时，其对渗漏风险的预测功能，也有望为提升临床手术安全性提供技术层面的支持.

关键词

医学可视化 / 骨填充模拟 / 多相非牛顿流体建模 / 骨水泥