获取松质骨模型
椎骨根据骨质可分为皮质骨和松质骨两部分，其中松质骨在椎骨内部。后续生物力学分析中应对这两部分赋予不同的材料属性，因此要从椎骨模型中分离出松质骨部分。可对椎骨模型进行复制，将复制所得模型的椎骨后部及周围的皮质骨部分去除，就可获得松质骨部分。松质骨部分同样需经过多边形处理和精确曲面处理，以获得松质骨实体模型。
【操作步骤】
①复制椎骨模型。在模型管理器中，右击导入的椎骨模型，在弹出的快捷菜单中选择“复制”，得到复制的椎骨模型。
②去除脊椎后部。松质骨位于椎体中心部分，应先把不含松质骨的脊椎骨后部结构删除，如图3.65 所示。
首先在右侧工具条中选择“套索”和“选择贯通”工具，并用鼠标选取要删除的后部结构，选中部分将显示为红色区域，如图3.65 所示。
再在“多边形”工具栏的“修补”按钮组中单击“删除”按钮（也可右击后在弹出的菜单中选择“删除”按钮），如图3.65 所示。
最后，对删除造成的椎弓根部分出现的两个孔进行填充，如图3.66 所示。选择“填充孔”按钮组的“填充单个孔”按钮，并指定填充方式为“平面”，且孔的样式为“内部孔”，单击相应的孔洞进行填充，即可得到椎骨前部。
图3.65 删除椎骨后部结构图
图3.66 填充孔
③去除皮质骨部分。据文献报道，皮质骨的厚度为2～3mm。此例中对该椎体模型整体向内偏移2.5mm，以去除皮质骨部分。
单击工具栏“偏移”按钮组的“偏移”→“整体偏移”按钮，并在“偏移多边形”对话框中设置偏移距离为-2.5mm，再单击该对话框的“确定”按钮就可获得松质骨部分，如图3.67 所示。
图3.67 椎体整体偏移去除皮质骨部分
对如图3.68（a）所示的去除椎骨后部的模型，通过偏移去除皮质骨将得到如图3.68（b）所示结果。
④重划网格。偏移后的模型应重划网格，在模型表面生成规整的三角面片。
单击工具栏“修补”按钮组的“重划网格”→“重划网格”按钮，并在“重划网格”对话框中设置三角片边长为0.9mm。最后单击该对话框的“确定”按钮，得到重划网格后的松质骨模型，如图3.68（c）所示。
图3.68 获取松质骨：（a）原椎体模型；（b）去除皮质骨的模型；（c）重划网格；（d）边界；（e）删除边界；（f）删除钉状物
⑤删除边界。此时的模型表面可能会出现部分红色线条，如图3.68（d）所示，这是Geomagic Wrap 自动识别的边界，应将其删除。
单击工具栏的“边界”按钮组的“删除”→“删除全部边界”按钮，完成边界删除。对图3.68（d）模型，删除边界的结果如图3.68（e）所示。
⑥删除钉状物。通常此时的模型表面存在钉状物，应该去除。
单击“平滑”按钮组的“删除钉状物”按钮，并在“删除钉状物”对话框中设置较高的平滑等级（此例中90 或以上）。最后单击该对话框的“确定”按钮，即可删除钉状物，获得如图3.68（f）所示的结果。
⑦网格检查。在多边形处理阶段的最后通常应使用网格医生进行网格检查。
单击工具栏“修补”按钮组→“网格医生”按钮，并在管理器窗口出现的“网格医生”对话框中查看检查结果。若存在问题，可在对话框中单击“应用”按钮，系统自动对问题进行修整；如果无问题，单击对话框的“确定”按钮，完成多边形阶段的处理。
⑧单击工具栏的“精确曲面”按钮进入精确曲面阶段，并在“精确曲面”工具栏单击“开始”按钮，激活其他按钮组。
虽然相比整个椎骨，松质骨形状比较规则，但如果使用“自动曲面化”按钮自动获得的曲面片仍不规整，可能对后续的有限元网格构建带来问题。例如，对图3.68（f）的松质骨模型，设置200 个曲面片自动曲面化获得的轮廓线、曲面片、格栅和NURBS 曲面分别如图3.69（a）、（b）、（c）和（d）所示。可见所得曲面片不规整。
图3.69 自动曲面化：（a）轮廓线；（b）曲面片；（c）格栅；（d）NURBS 曲面
⑨手动曲面化。为了获得规整的曲面化模型，仍应对松质骨手工进行提取轮廓线、构造曲面片、构造格栅和拟合曲面4 个阶段的操作。
对图3.68（f）所示的松质骨模型，在“探索轮廓线”对话框中设置曲率敏感度为最高值100，就可获得精准的分隔符，如图3.70（a）所示，从而抽取获得准确的轮廓线，如图3.70（b）所示。经过构造曲面片[图3.70（c）]、构造格栅[图3.70（d）]和拟合曲面等步骤，几乎不需要调整编辑，就可获得规则的曲面片、格栅，从而得到模型有效的NURBS 曲面表示，如图3.70（e）所示。
图3.70 手动曲面化：（a）分隔符；（b）轮廓线；（c）曲面片；（d）格栅；（e）NURBS 曲面