CN104732048A - 建立整型手术预览模型及植入物模型的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，让医师能透过显示装置微调颅颜模型，同时能让病人预览颅颜整型手术效果，大幅减少医病之间的争议，能够据以制作最适合病人的植入物，大幅增进手术的满意度。该方法是利用扫描一颅颜以取得一颅颜内轮廓及一第一颅颜外轮廓，再利用扫描颅颜以取得一第二颅颜外轮廓，经由重叠第一颅颜外轮廓及第二颅颜外轮廓以形成一重叠轮廓，据以建立一颅颜模型，且于颅颜内轮廓与重叠轮廓之间形成一调整轮廓区域，再经由拉伸调整轮廓区域使其与颅颜内轮廓之间形成一空腔，并且根据调整轮廓区域、颅颜内轮廓及空腔以建立一调整后颅颜模型，最后撷取空腔之三维立体数据以建立一植入物模型。
Description
技术领域
本发明涉及一种建立整型手术模型的方法，特别是指一种可在手术之前预览手术效果模型及建立植入物模型的方法。
背景技术
现今美容整型和重建整型手术中，对爱美人士、先天性颅颜缺损病人或事故造成的颅颜损伤，医师常植入人造材料于病人颅颜皮肤组织之下，以修饰病人的颅颜外观。虽然有不同尺寸型号的植入物供医师选用，医师也常须在术前切削植入物以符合病人的个别差异，却仍经常发生不适合病人的情形，特别是植入物与颅颜软硬骨之间其长度、宽度与角度的差异。其次，在手术完成以前，不论医师或病人都难以预见手术后的效果，而医师的审美主观、技术能力与病人的期望之间往往存在落差，极易造成医病之间的争议。再者，植入物不能反复地取出修改再植入，常使病人只能消极接受手术结果。
因此，如何提供一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，实属当前重要课题之一。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，是利用三维扫描和三维成像技术结合计算机辅助设计，让医师能透过显示装置微调颅颜模型，同时能让病人预览颅颜整型手术效果，大幅减少医病之间的争议。
本发明的另一目的是提供一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，是能够据以制作最适合病人的植入物，大幅增进手术的满意度。
本发明所采用的技术方案是：本发明提出的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，是利用扫描一颅颜以取得一颅颜内轮廓及一第一颅颜外轮廓；且利用扫描颅颜以取得一第二颅颜外轮廓；并且重叠第一颅颜外轮廓及第二颅颜外轮廓以形成一重叠轮廓，据以建立一颅颜模型；并且于颅颜内轮廓与重叠轮廓之间形成一调整轮廓区域；并且拉伸调整轮廓区域使其与颅颜内轮廓之间形成一空腔；并且根据调整轮廓区域、颅颜内轮廓及空腔以建立一调整后颅颜模型；最后撷取空腔之三维立体数据以建立一植入物模型。
其中植入物模型的成型步骤，是利用数控机床切削或利用3D打印植入物模型。
本发明的有益效果是：本发明的一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，能让医师透过显示装置微调颅颜模型，同时能让病人预览颅颜整型手术效果，大幅减少医病之间的争议，同时可制作最适合病人的植入物，大幅增进手术的满意度，不仅可应用在隆鼻手术，更可适用于隆下巴手术、先天性颅颜缺损或颅颜损伤之重建整型手术。
附图说明
第1图是本发明的建立模型的流程图；
第2图至第9图是本发明的示意图；
【主要组件符号说明】
10：颅颜 101：鼻骨 102：鼻软骨 11：颅颜内轮廓
12：第一颅颜外轮廓 13：第二颅颜外轮廓 1213：重叠轮廓
14：调整轮廓区域 141：内表面 15：空腔
10A：颅颜模型 10B：调整后颅颜模型 20：植入物模型。
具体实施方式
以下将参照相关图标，说明依据本发明较佳实施例的一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请参照第1图所示本发明的建立整型手术模型的流程图，首先，如步骤A，利用扫描一颅颜以取得一颅颜内轮廓及一第一颅颜外轮廓，扫描方式包括电子计算机X射线断层扫描（Computed Tomography，简称CT）或核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI）扫描。
之后，如步骤B，利用三维扫描仪（3D scanner）扫描颅颜以取得一第二颅颜外轮廓。
其后，如步骤C，重叠第一颅颜外轮廓及第二颅颜外轮廓以形成一重叠轮廓，并建立一颅颜模型，可透过一显示装置浏览颅颜模型，显示装置包括智能型手机、平板计算机、笔记型计算机或桌上型计算机等装置。
其后，如步骤D，于颅颜内轮廓与重叠轮廓之间形成一调整轮廓区域。
其后，如步骤E，拉伸调整轮廓区域使其内表面与重叠轮廓同向连动，同时使调整轮廓区域之内表面与颅颜内轮廓之间形成一空腔。拉伸调整轮廓区域形成空腔的方式系利用实体造型（Solid modelling）、参数化造型（Parameteric modelling）、计算机辅助设计（Computer Aided Design, 简称CAD）、立体绘制（volume rendering）或三维成像技术（3D rendering techniques）等技术。
其后，如步骤F，根据调整轮廓区域、颅颜内轮廓及空腔以建立一调整后颅颜模型。
最后，如步骤G，利用实体造型（Solid modelling）、参数化造型（Parameteric modelling）、计算机辅助设计（Computer Aided Design, 简称CAD）、立体绘制（volume rendering）或三维成像技术（3D rendering techniques）等技术，以撷取空腔之三维立体数据进而建立一植入物模型，再将此植入物模型利用数控机床切削或3D打印成型完成植入物。
以上为本发明的建立整型手术模型的流程说明，底下将以隆鼻手术为例，详细说明整型手术预览模型及植入物模型的建立。
请参考第2图所示，利用核磁共振成像扫描一病人之颅颜10以取得一颅颜内轮廓11及一第一颅颜外轮廓12，颅颜内轮廓11包括鼻骨101与鼻软骨102的表面，第一颅颜外轮廓12即颅颜10之表面。
请参考第3图所示，接着利用三维扫描仪扫描颅颜10以取得一第二颅颜外轮廓13，系由具有颜色和明暗之颅颜10表面点云（Point Cloud）所构成。
请参考第4图及第5图所示，接着重叠第一颅颜外轮廓12及第二颅颜外轮廓13以形成一重叠轮廓1213，并建立一具有颜色和明暗之颅颜模型10A，以接近实体颅颜10的方式成像，同时透过一显示装置，例如智能型手机、平板计算机、笔记型计算机或桌上型计算机等，让医师与病人可浏览此一内含硬骨与软骨，外表具有颜色信息（RGB）的三维颅颜模型10A（即病人手术前样貌）。
请参考第6图所示，于颅颜内轮廓11与重叠轮廓1213之间形成一调整轮廓区域14，所标示出的调整轮廓区域14实质包括皮肤等覆盖于鼻骨101与鼻软骨102之上的软组织，具有一定的延展性。
请参考第7图所示，接着医师以光标或手指在屏幕上拉伸调整轮廓区域14让鼻梁变高变直挺，使其内表面141与重叠轮廓1213同向连动，拉伸同时，调整轮廓区域14之内表面141与颅颜内轮廓11之间形成一空腔15，空腔15相当于手术时将覆盖于硬骨与软骨之上的软组织剥离，使软组织内表面与硬骨和软骨之间产生间隙，而间隙所形成空腔15之容积即是植入物之体积。
请参考第8图所示，接着根据调整轮廓区域14、颅颜内轮廓11及空腔15以建立一调整后颅颜模型10B，透过显示装置显示调整后（即病人手术后样貌）的效果供医师和病人预览。
请参考第9图所示，最后撷取空腔15之三维立体数据以建立一植入物模型20，进而将此植入物模型20利用计算机数值控制工具机切削或3D打印成型完成植入物。
综上所述，本发明的一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，能让医师透过显示装置微调颅颜模型，同时能让病人预览颅颜整型手术效果，大幅减少医病之间的争议，同时可制作最适合病人的植入物，大幅增进手术的满意度，不仅可应用在隆鼻手术，更可适用于隆下巴手术、先天性颅颜缺损或颅颜损伤之重建整型手术。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者，任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于后附之申请专利范围中。
Claims (9)
1. 一种建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该方法包括下列步骤:
A 利用扫描一颅颜以取得一颅颜内轮廓及一第一颅颜外轮廓；
B 利用扫描该颅颜以取得一第二颅颜外轮廓；
C 重叠该第一颅颜外轮廓及该第二颅颜外轮廓以形成一重叠轮廓，并建立一颅颜模型；
D 于该颅颜内轮廓与该重叠轮廓之间形成一调整轮廓区域；
E 拉伸该调整轮廓区域使其与该颅颜内轮廓之间形成一空腔；
F 根据该调整轮廓区域、该颅颜内轮廓及该空腔以建立一调整后颅颜模型；及
G 撷取该空腔之三维立体数据以建立一植入物模型。
2. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤A中是利用一电子计算机X射线断层扫描方式或一核磁共振成像扫描方式扫描该颅颜以取得该颅颜内轮廓及该第一颅颜外轮廓。
3. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤B中是利用一三维扫描仪扫描该颅颜以取得该第二颅颜外轮廓。
4. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤C中，可透过一显示装置浏览该颅颜模型。
5. 根据权利要求4所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该显示装置为智能型手机、平板计算机、笔记型计算机或桌上型计算机。
6. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤E中，拉伸该调整轮廓区域同时，该调整轮廓区域之内表面与该重叠轮廓作同向连动。
7. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤E中，形成该空腔方式系利用实体造型、参数化造型、计算机辅助设计、立体绘制或三维呈像技术。
8. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：该步骤G中，撷取该空腔的三维立体数据是利用实体造型、参数化造型、计算机辅助设计、立体绘制或三维呈像技术。
9. 根据权利要求1所述的建立整型手术预览模型及植入物模型的方法，其特征在于：包括该植入物模型的成型步骤，是利用数控机床切削或利用3D打印该植入物模型。
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