CN105496555A - 一种打印方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种打印方法及装置，所述方法包括：读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据；对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据；对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型；如此，能够利用所述肾结石的3D打印模型多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度、穿刺深度及穿刺路径，保障碎石手术成功率。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种打印方法及装置。
背景技术
肾结石指发生于肾盏、肾盂及肾盂与输尿管连接部的结石。多数位于肾盂肾盏内，肾实质结石少见。平片显示肾区有单个或多个圆形、卵圆形或钝三角形致密影，密度高而均匀。
目前，如果肾盏、肾盂存在单个结石的话，一般是将肾盂或肾窦切开取石；如果肾盏、肾盂存在较大结石的话，一般通过肾实质切开取石。而现有技术中，一般是通过X射线引导或B超引导来观察结石，并确定穿刺路径、穿刺角度及穿刺深度进行取石。但通过X射线来引导时，不宜把握穿刺角度且存在射线暴露的风险；通过B超引导时，清晰度较差，导致不宜设计最佳的穿刺角度及穿刺路径，给碎石增加困难，降低手术成功率。
基于此，目前亟需一种肾结石三维立体模型，以能够多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度、穿刺深度及穿刺路径。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种打印方法及装置，用于解决现有技术中对肾结石进行碎石手术时，不能通过肾结石三维立体模型多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度、穿刺深度及穿刺路径，保障手术成功率的技术问题。
本发明提供一种打印方法，所述方法包括：
读取泌尿系统的计算机断层扫描(CT，ComputerTomography)影像数据；
对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据；
对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；
对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
上述方案中，所述对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据具体包括：
根据基于阈值的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
上述方案中，所述对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据具体还包括：
根据基于轮廓的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
上述方案中，对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型具体包括：
根据定位标准去除干扰图像数据，确定所述肾结石的待打印图像数据；
将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取所述肾结石的三维图像数据；
将所述肾结石的三维图像数据保存为STL文件，建立所述肾结石的待打印模型。
上述方案中，所述定位标准为第十二肋。
本发明还提供一种打印装置，所述装置包括：
读取单元，所述读取单元用于读取泌尿系统的CT影像数据；
提取单元，所述提取单元用于对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据；
建立单元，所述建立单元用于对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；
打印单元，所述打印单元用于对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
上述方案中，所述提取单元具体用于：根据基于阈值的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
上述方案中，所述提取单元具体还用于：根据基于轮廓的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
上述方案中，所述建立单元具体用于：
根据定位标准去除干扰图像数据，确定所述肾结石的待打印图像数据；
将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取所述肾结石的三维图像数据；
将所述肾结石的三维图像数据保存为STL文件，建立所述肾结石的待打印模型。
上述方案中，所述定位标准为第十二肋。
本发明提供了一种打印方法及装置，所述方法包括：读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据；对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据；对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型；如此，能够利用所述肾结石的3D打印模型多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度、穿刺深度及穿刺路径，保障碎石手术成功率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的打印方法流程示意图；
图2为发明实施例二提供的打印装置整体结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的肾结石的3D打印模型；
图4为本发明实施例三提供的肾盂组织的3D打印模型。
具体实施方式
为了能够利用所述肾结石的3D打印模型多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度及路径，保障碎石手术成功率，本发明提供了一种打印方法及装置，所述方法包括：读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据；对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据；对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种打印方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤110，读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据。
本步骤中，当获取患者泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据后，利用三维重建软件读取所述泌尿系统的CT影像数据。
步骤111，对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
本步骤中，当三维重建软件读取到泌尿系统的CT影像数据后，根据CT影像数据的特征利用不同的图像分割方法对CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据。
具体地，所述CT影像数据中可以包括：血管图像、肌肉图像、大器官图像及软组织图像等。
这里，可以利用根据基于阈值的图像分割方法对血管图像、肌肉图像进行提取，获取血管图像及肌肉图像的源数据。可以利用基于轮廓的图像分割方法对所述大器官图像及软组织图像进行提取，获取所述大器官图像及软组织图像的源数据。当然，也可以通过自动分割法或半自动分割法对图像数据进行分割提取。
步骤112，对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型。
本步骤中，当获取到源数据后，所述三维重建软件对源数据进行处理获取三维图像数据，据所述三维图像数据建立肾结石的待打印模型。
具体地，根据定位标准去除肾结石周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定肾结石的待打印图像数据；将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取肾结石的三维图像数据；将所述肾结石的三维图像数据保存为三维图像文件STL格式文件，建立肾结石的待打印模型。其中，所述定位标准为第十二肋。
步骤113，对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
本步骤中，当所述肾结石的待打印模型建立好之后，利用3D打印机对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
本实施例提供的打印方法，可以根据患者临床泌尿系统的CT影像数据，打印所述肾结石的3D打印模型，以能对肾结石进行碎石手术时，通过肾结石3D打印模型多方位，多角度观察结石的大小及位置，设计最佳穿刺角度及路径，保障手术成功率。
实施例二
相应于实施例一，本实施例还提供一种打印装置，如图3所示，所述装置包括：读取单元21、提取单元22、建立单元23及打印单元24；其中，
所述读取单元21用于读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据；具体地，当获取患者泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据后，所述读取单元21读取所述泌尿系统的CT影像数据。
当所述读取单元21读取到所述泌尿系统的CT影像数据后，所述提取单元用于对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。具体地，所述提取单元22根据CT影像数据的特征利用不同的图像分割方法对CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据。
其中，所述CT影像数据中可以包括：血管图像、肌肉图像、大器官图像及软组织图像等。
这里，所述提取单元22可以利用根据基于阈值的图像分割方法对血管图像、肌肉图像进行提取，获取血管图像及肌肉图像的源数据。可以利用基于轮廓的图像分割方法对所述大器官图像及软组织图像进行提取，获取所述大器官图像及软组织图像的源数据。当然，也可以通过自动分割法或半自动分割法对图像数据进行分割提取。
当所述提取单元22提取到所述肾结石的源数据后，所述建立单元23用于对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型。
具体地，所述建立单元23根据定位标准去除肾结石周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定肾结石的待打印图像数据；将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取肾结石的三维图像数据；将所述肾结石的三维图像数据保存为三维图像文件STL格式文件，建立肾结石的待打印模型。其中，所述定位标准为第十二肋。
当所述建立单元23建立好肾结石的待打印模型后，所述打印单元24具体用于对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
本实施例提供的读取单元21、提取单元22、建立单元23及打印单元24可以由该装置中的中央处理器(CPU，CentralProcessingUnit)、数字信号处理器(DSP，DigtalSignalProcessor)、可编程逻辑阵列(FPGA，FieldProgrammableGateArray)、微控制单元(MCU，MicroControllerUnit)实现。
实施例三
实际应用时，对患者做碎石手术时，可根据实施例一提供的打印方法及实施例二提供的打印装置根据患者的泌尿系统的CT影像数据打印出肾结石及肾盂输尿管组织3D打印模型。根据肾结石及肾盂输尿管组织3D打印模型设计穿刺路径、穿刺角度及穿刺深度，对患者进行碎石手术。
具体地，当获取患者泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据后，利用三维重建软件读取所述泌尿系统的CT影像数据。根据CT影像数据的特征利用不同的图像分割方法对CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据及肾盂组织的源数据。
其中，所述CT影像数据中可以包括：血管图像、肌肉图像、大器官图像及软组织图像等。
这里，可以利用根据基于阈值的图像分割方法对血管图像、肌肉图像进行提取，获取血管图像及肌肉图像的源数据。可以利用基于轮廓的图像分割方法对所述大器官图像及软组织图像进行提取，获取所述大器官图像及软组织图像的源数据。当然，也可以通过自动分割法或半自动分割法对图像数据进行分割提取。
当获取到源数据后，所述三维重建软件对源数据进行处理获取三维图像数据，据所述三维图像数据建立肾结石的待打印模型及肾盂组织的待打印模型。
具体地，首先根据定位标准去除肾结石周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定肾结石的待打印图像数据；将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取肾结石的三维图像数据；将所述肾结石的三维图像数据保存为三维图像文件STL格式文件，建立肾结石的待打印模型。其中，所述定位标准为第十二肋。所述肾结石的3D打印模型如图3所示。
当建立好肾结石的待打印模型后，可以通过三维重建软件确定目标结石，结合肾结石的CT影像数据，确定经皮穿刺点大致位置11肋间设计穿刺通道并加以打印，同时记录穿刺深度及角度。其中，穿刺深度约5.5cm，穿刺角度为30度～60度。
当获取到肾结石的3D打印模型及确定穿刺深度及穿刺角度后，可以进一步地利用同样的方法确认肾结石在肾盂组织中的位置。
具体地，首先利用基于轮廓的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取肾盂组织的源数据。
其次，为了保证肾盂组织的空间位置，以十二肋为定位标准去除肾盂组织图像周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定肾盂组织的待打印图像数据。将肾盂组织的待打印图像的空间位置与十二肋进行连接，并将肾盂组织的局部剖开，获取三维图像数据；将所述三维图像数据保存为三维图像文件STL格式文件，建立肾盂组织的待打印模型，利用3D打印机使用透明材料对待打印模型进行打印，获取肾盂组织的3D打印模型，肾盂组织的3D打印模型如图4所示。其中，肾盂组织的3D打印模型为透明的，不用剖开也可以看到肾结石的位置。
最后，利用输尿管软镜模拟术中拟行进镜过程，与肾盂组织的3D打印模型旁边平行进镜，输尿管软镜由输尿管上行，当其头端到达肾盂位置后，弯曲输尿管软镜头端至目标肾盏，观察是否可以处理结石，以评估结石手术成功率。
本实施例通过实施例一提供的打印方法及实施例二提供的打印装置，可以打印出肾盂组织及肾盂组织中的肾结石，可以直观地看到肾盂组织中肾结石的位置，并模拟碎石手术，为碎石成功提供了保障。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种打印方法，其特征在于，所述方法包括：
读取泌尿系统的计算机断层扫描CT影像数据；
对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据；
对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；
对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据具体包括：
根据基于阈值的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据具体还包括：
根据基于轮廓的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型具体包括：
根据定位标准去除干扰图像数据，确定所述肾结石的待打印图像数据；
将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取所述肾结石的三维图像数据；
将所述肾结石的三维图像数据保存为STL文件，建立所述肾结石的待打印模型。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位标准为第十二肋。
6.一种打印装置，其特征在于，所述装置包括：
读取单元，所述读取单元用于读取泌尿系统的CT影像数据；
提取单元，所述提取单元用于对所述CT影像数据进行提取，获取肾结石的源数据；
建立单元，所述建立单元用于对所述源数据进行处理获取三维图像数据，根据所述三维图像数据建立所述肾结石的待打印模型；
打印单元，所述打印单元用于对所述肾结石的待打印模型进行3D打印，获取所述肾结石的3D打印模型。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述提取单元具体用于：根据基于阈值的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述提取单元具体还用于：根据基于轮廓的图像分割方法对所述CT影像数据进行提取，获取所述肾结石的源数据。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立单元具体用于：
根据定位标准去除干扰图像数据，确定所述肾结石的待打印图像数据；
将所述肾结石的待打印图像数据的空间位置进行连接，获取所述肾结石的三维图像数据；
将所述肾结石的三维图像数据保存为STL文件，建立所述肾结石的待打印模型。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述定位标准为第十二肋。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2015-12-30 CN CN201511024819.2A patent/CN105496555A/zh active Pending
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