(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 202211263828.7 (22)申请日 2022.10.17 (71)申请人 博志生物科技 （深圳） 有限公司 地址 518000 广东省深圳市前海深港合作 区南山街道月亮湾大道鲤鱼门前海青 年梦工场5号楼104 (72)发明人 吴天驰　 (74)专利代理 机构 深圳汉林汇融知识产权代理 事务所(普通 合伙) 44850 专利代理师 吴洪波 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G01L 5/24(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 脊柱内固定螺钉力学测试方法、 装置、 设备 及存储介质 (57)摘要 本发明涉及医疗设备领域， 公开了一种脊柱 内固定螺钉力学测试方法、 装置、 设备及存储介 质， 用于提高脊柱内固定螺钉力学测试的准确 率。 所述方法包括： 根据力学测试参数进行生物 力学性能测试， 得到目标测试数据； 根据生物力 学性能测试试验构建初始有限元模 型， 并对初始 有限元模型进行三维网格离散处理， 得到目标有 限元模型； 在目标有限元模型中模拟计算生物力 学性能测试， 生成有限元计算结果， 并提取有限 元计算结果对应的目标应变分布； 根据目标应变 分布和目标测试数据判断目标有 限元模型是否 满足预设条件； 若满足预设条件， 则根据目标有 限元模型计算螺 钉拔出力和螺 钉挤压力。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115329648 A 2022.11.11 CN 115329648 A 1.一种脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述脊柱内固定螺钉力学测试方 法包括： 接收终端发送的力学测试请求， 并根据 所述力学测试请求生成力学测试参数， 其中， 所 述力学测试参数包括： 位移参数和方向参数； 开展生物力学性能测试试验， 并根据所述力学测试参数进行生物力学仿真测试， 得到 目标测试 数据； 根据所述生物力学性 能测试试验构建初始有限元模型， 并对所述初始有限元模型进行 三维网格离散处理， 得到目标有限元模 型； 其中， 所述根据所述生物力学性能测试试验构建 初始有限元模型， 并对所述初始有限元模型进行三维网格离散处理， 得到目标有限元模型， 包括： 设置所述生物力学性能测试有限元仿真模型 的材料性能和模型边界条件； 根据所述 材料性能和所述模型边界条件构建初始有限元模型； 对所述初始有限元模型进行模型离 散， 并生成三维网格， 以及根据所述 三维网格生成目标有限元模型； 根据所述目标有限元模型模拟所述生物力学性能测试试验， 生成有限元计算结果， 并 提取所述有限元计算结果对应的目标应 变分布； 根据所述目标应变分布和所述目标测试数据判断所述目标有限元模型是否满足预设 条件； 若满足预设条件， 则根据所述目标有限元模型计算螺钉拔出力和螺钉挤压力。 2.根据权利要求1所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述开展生物力 学性能测试试验， 并根据所述力学测试参数进行生物力学仿真测试， 得到目标测试数据， 包 括： 开展生物力学性能测试 试验； 基于所述 生物力学性能测试 试验创建生物力学性能测试有限元仿真模型； 基于所述力学测试参数对所述生物力学性 能测试有限元仿真模型进行模拟， 并同步采 集测试状态数据； 根据所述测试状态数据判断是否 达到测试完成条件； 若达到测试完成条件， 则结束力学仿真测试并输出目标测试 数据。 3.根据权利要求1所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述根据 所述目 标有限元模型模拟所述生物力学性能测试试验， 生成有限元计算结果， 并提取所述有限元 计算结果对应的目标应 变分布， 包括： 根据所述目标有限元模型对所述目标测试数据进行计算， 生成有限元计算结果， 其中， 所述有限元计算结果包括： 应 变云图和第一载荷位移曲线； 提取所述目标有限元模型中与所述生物力学性能测试试验中对应的光斑位置， 并从所 述应变云图中提取 所述光斑位置对应的光斑 应变分布； 根据所述 光斑应变分布计算 最小主应变分布图， 生成目标应 变分布。 4.根据权利要求3所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述根据 所述目 标应变分布和所述目标测试 数据判断所述目标有限元模型 是否满足预设条件， 包括： 获取所述目标测试数据对应的第 一应变分布， 并计算所述第 一应变分布和所述目标应 变分布的误差绝对值， 以及根据所述 误差绝对值 生成第一判断结果； 获取所述目标测试数据对应的第 二载荷位移曲线， 并计算所述第 二载荷位移曲线和所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329648 A 2述第一载荷位移曲线对应的斜率相对误差值， 以及根据所述斜率相对误差值生成第二判断 结果； 根据所述第一判断结果和所述第二判断结果判断所述目标有限元模型是否满足预设 条件， 得到目标判断结果， 其中， 所述目标判断结果包括： 满足预设条件和不满足预设条件。 5.根据权利要求1所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述若满足预设 条件， 则根据所述目标有限元模型计算螺钉拔出力和螺钉挤压力， 包括： 若满足预设条件， 则获取所述目标有限元模型的网格节点， 并计算所述网格节点对应 的网格节点力； 根据所述网格节点力计算垂直于横截面方向的合力， 得到 螺钉拔出力； 根据所述网格节点力计算平行于横截面方向的合力， 得到 螺钉挤压力。 6.根据权利要求1 ‑5中任一项所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法， 其特征在于， 所述 脊柱内固定螺钉力学测试 方法还包括： 若不满足预设条件， 则调整所述生物力学性能测试有限元仿真模型的材料性能， 并对 调整后的生物力学性能测试有限元仿真模型进行力学仿 真测试， 直至所述目标有限元模型 满足预设条件， 生成仿真测试 结果。 7.一种脊柱内固定螺钉力学测试装置， 其特征在于， 所述脊柱内固定螺钉力学测试装 置包括： 接收模块， 用于接收终端发送的力学测试请求， 并根据所述力学测试请求生成力学测 试参数， 其中， 所述力学测试参数包括： 位移参数和方向参数； 试验模块， 用于开展生物力学性能测试试验， 并根据所述力学测试参数进行生物力学 仿真测试， 得到目标测试 数据； 处理模块， 用于根据所述生物力学性能测试试验构建初始有限元模型， 并对所述初始 有限元模 型进行三维网格离散处理， 得到目标有限元模型； 其中， 所述根据所述生物力学性 能测试试验构建初始有限元模型， 并对所述初始有限元模型进行三维网格离散处理， 得到 目标有限元模型， 包括： 设置所述生物力学性能测试有限元仿真模型 的材料性能和模型边 界条件； 根据所述材料性能和所述模型边界条件构建初始有限元模型； 对所述初始有限元 模型进行模型离 散， 并生成三维网格， 以及根据所述 三维网格生成目标有限元模型； 计算模块， 用于根据所述目标有限元模型模拟所述生物力学性能测试试验， 生成有限 元计算结果， 并提取 所述有限元计算结果对应的目标应 变分布； 判断模块， 用于根据 所述目标应变分布和所述目标测试数据判断所述目标有限元模型 是否满足预设条件； 输出模块， 用于若满足预设条件， 则根据所述目标有限元模型计算螺钉拔出力和螺钉 挤压力。 8.一种脊柱内固定螺钉力学测试设备， 其特征在于， 所述脊柱内固定螺钉力学测试设 备包括： 存 储器和至少一个处 理器， 所述存 储器中存 储有指令； 所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令， 以使得所述脊柱内固定螺钉力学 测试设备 执行如权利要求1 ‑6中任一项所述的脊柱内 固定螺钉力学测试 方法。 9.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质上存储有指令， 其特征在于， 所 述指令被处理器执行时实现如权利要求1 ‑6中任一项所述的脊柱内固定螺钉力学测试方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329648 A 3