IC0M數(shù)據(jù)，根據(jù)患者病情或研究需要，勾選研究所需的DIC0M數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)輸入，確認(rèn)模型的三維立體方向，轉(zhuǎn)化為研究模型。
[0028]步驟2:數(shù)據(jù)處理:
[0029]2.1制作骨骼數(shù)字模型:
[0030]2.1.1閾值限定:根據(jù)Bone (CT)或Bone (MRI)灰度值閾值進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)劃分。人體CT灰度值反應(yīng)了物質(zhì)對X線的衰減大小，水的灰度值定義為0，脂肪的CT值為-100，骨皮質(zhì)密度為2000，因此以CT骨骼成像為例，選取bone scale范圍，灰度值在226-3071之間。而松質(zhì)骨、皮質(zhì)骨和牙齒等硬組織CT值范圍可按照相關(guān)系數(shù)篩選，生成選定區(qū)域的蒙皮文件。
[0031]2.1.2 3D運算:使用mimics等醫(yī)學(xué)影像學(xué)軟件完成圖形的三維重建，鑒于本發(fā)明的3D打印數(shù)據(jù)輸出精度通常高于數(shù)據(jù)錄入精度，在quality中選擇custom選項，根據(jù)模型需要對slices和smothing等選項進(jìn)行設(shè)定，運算生成模型的數(shù)字三維結(jié)構(gòu)。
[0032]2.2模型區(qū)域限定:
[0033]2.2.1三維空間限定:生成骨骼三維數(shù)字模型后，在軟件的冠狀位、水平位和矢狀位三個窗口分別拖拉標(biāo)尺，框選所研究的區(qū)域，同時反復(fù)運算節(jié)選后的蒙皮文件，生成新的三維數(shù)字模型。
[0034]2.2.2組織結(jié)構(gòu)分離:由于骨骼的三維結(jié)構(gòu)具有不規(guī)則性，軟件工具不能完全分離相關(guān)骨骼，因此必須根據(jù)骨骼外形進(jìn)行進(jìn)一步的模型分離。按照數(shù)據(jù)的冠狀位、水平位和矢狀位三個不同層面，進(jìn)行相關(guān)骨骼的選取或去除，完成將要打印的骨骼與周圍硬組織分離，生成新的蒙皮文件，再次完成三維重建運算，生成新的數(shù)字模型。
[0035]2.3模型打印前準(zhǔn)備:
[0036]2.3.1 STL文件輸出:完成骨骼三維數(shù)字模型建立后，輸出目標(biāo)骨骼或組織的stl文件格式，保存到目的文件夾；
[0037]2.3.2 STL文件轉(zhuǎn)化:STL文件導(dǎo)入模型切片如圖，例如Maker-bot公司的Makeware軟件，設(shè)定打印模型的空間位置、旋轉(zhuǎn)方向和縮放大小，避免調(diào)節(jié)模型的縮放功會泛。
[0038]2.3.2.1模型空間位置:設(shè)定為Move to Platform，將模型至于面板上可以減少支撐的打印，節(jié)省打印材料；
[0039]2.3.2.2旋轉(zhuǎn)方向:由于3D打印過程中在空間Z方向會生成模型支柱，同時Z方向打印精度最差，旋轉(zhuǎn)模型減少支柱能夠節(jié)省打印材料，提高打印精度。
[0040]2.3.2.3縮放大小:為保證模型的精確性，模型應(yīng)保持原有大小。
[0041]步驟3:模型打印:
[0042]3.1硬件購置:使用現(xiàn)有熔纖打印機，例如美國Makerbot公司生產(chǎn)的thereplicator 2桌面打印機，及其配套的聚乳酸(PLA)打印材料。
[0043]3.2硬件安裝:按照使用說明書將打印機安裝在固定桌面上，避免晃動。連接電源，對打印機進(jìn)行調(diào)平和測試。
[0044]3.3打印文件輸入:使用數(shù)據(jù)線與計算機相連，安裝usb端口后，應(yīng)用makerware軟件直接打??；或是輸入x3g文件至SD卡，插入打印機選擇From SD card脫機打印。
[0045]3.4打印:打印面板安裝保護(hù)膜，按照打印機說明書要求預(yù)熱打印機至230°C (PLA材料的熔點)，添加PLA材料，應(yīng)用融纖打印的方式，打印設(shè)計骨骼模型。
[0046]步驟4:模型后期處理:
[0047]4.1模型支柱處理:取出模型，應(yīng)用機械力量去除多余的支柱結(jié)構(gòu)，同時避免損傷模型本身。在模型內(nèi)部的支柱，可先用10%的NaOH溶液浸潤30秒后再行機械去除。
[0048]4.2模型拋光處理:利用10%的NaOH溶液擦拭，化學(xué)溶解完成模型的表面拋光，自來水清洗；或是使用乙炔噴燈溶解模型表面PLA支柱殘留。
[0049]步驟5:植入體塑形技術(shù):
[0050]5.1利用制備的術(shù)后骨骼模型作為植入體預(yù)成型藍(lán)本，按照手術(shù)需要植入部位，將植入體放置于模型表面，使用塑形夾固定；
[0051]5.2使用塑形夾，按照重要的骨骼解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定加壓，并完成植入體xyz三個方向的調(diào)節(jié)塑形；
[0052]5.3固定過夜，解除植入體的金屬記憶性。
【主權(quán)項】
1.一種基于3D打印模型的骨骼固定板術(shù)前預(yù)成型的方法，其特征在于，包括以下步驟:獲取人體CT掃描數(shù)據(jù)；根據(jù)人體組織光密度值差異，利用開放式醫(yī)學(xué)影像學(xué)軟件完成骨骼數(shù)據(jù)獲取并完成人體骨骼虛擬手術(shù)；輸出STL格式至3D打印機進(jìn)行打印，使用聚乳酸材料融纖增材的打印方式，獲取骨骼模型；采用鈦板預(yù)成型工具，依據(jù)模型完成骨骼固定板成型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D打印模型的骨骼固定板術(shù)前預(yù)成型的方法，其特征在于，獲取人體CT掃描DICOM數(shù)據(jù)具體步驟如下:采集患者的薄層CT或MRI檢查所生成的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；CT或MRI掃描層厚小于等于2mm ;使用軟件錄入DICOM數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于3D打印模型的骨骼固定板術(shù)前預(yù)成型的方法，其特征在于，依據(jù)模型完成骨骼固定板成型具體方法如下:利用制備的術(shù)后骨骼模型作為植入體預(yù)成型藍(lán)本，將植入體放置于模型表面；使用塑形夾，按照重要的骨骼解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定加壓，并完成植入體xyz三個方向的調(diào)節(jié)塑形；固定過夜，解除金屬記憶性。
【專利摘要】本發(fā)明涉及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷及治療領(lǐng)域，具體為一種基于3D打印模型的骨骼固定板術(shù)前預(yù)成型的方法，獲取人體CT掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)人體組織光密度值差異，利用開放式醫(yī)學(xué)影像學(xué)軟件完成骨骼數(shù)據(jù)獲取并完成人體骨骼虛擬手術(shù)；輸出STL格式至3D打印機打印，使用聚乳酸(PLA)材料融纖增材的打印方式，獲取骨骼模型；設(shè)計制作鈦板預(yù)成型工具，依據(jù)模型完成骨骼固定板成型，用于臨床手術(shù)治療。本發(fā)明能夠快速、方便、公開共享地利用臨床放射數(shù)據(jù)，建立個性化的骨骼或硬組織模型，完成植入體預(yù)成型用于手術(shù)，提高手術(shù)精確性，節(jié)省手術(shù)時間。
【IPC分類】A61B17/80
【公開號】CN105380708
【申請?zhí)枴緾N201510812949
【發(fā)明人】李焰, 吳坡
【申請人】李焰
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月23日