CN105631933A - 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：读取医疗图像数据；对所述图像数据进行提取，获取源数据；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待打印模型；对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型；如此，可以根据患者临床医疗数据打印出患者的肿瘤的3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，根据3D打印模型直观地设计个体化治疗方案，确保手术成功率及治疗效果。
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
众所周知，人的身体十分复杂，每个人的身体细微之处又各不相同，但又避免不了患上疾病；比如：需要对肿瘤进行切除或者需要更换组织器官或者植入人工植入物等。
现有技术中，对肿瘤进行治疗时，主要是依靠术前CT造影对肿瘤进行切除。但是这样不能清晰地显示肿瘤位置、大小及肿瘤与周围组织的关系，手术精度得不到保证，降低了手术成功率。另外，当需要更换组织器官时或向人体植入人工植入物时，传统的医疗方法不能根据患者特定的解剖结构、生理功能和治疗需求进行量身定做，导致手术效果不理想。综上，现有的医疗方法不能根据患者的特定需求制备个体化治疗方案，导致手术精度及成功率得不到保障。
基于此，目前亟需一种打印方法及装置，可根据患者特定的解剖结构、生理功能和治疗需求打印肿瘤的3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，利用3D打印模型直观地设计手术方案，确保手术精度及成功率。
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，不能根据患者特定的解剖结构、生理功能和治疗需求打印肿瘤3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，使得不能直观地根据三维模型进行手术方案的设计，降低了手术精度及成功率的技术问题。
本发明提供一种打印方法，所述方法包括：
读取医疗图像数据；
对所述图像数据进行提取，获取源数据；
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待打印模型；
对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。
上述方案中，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、核磁共振成像(MRI，MagneticResonanceImaging)影像数据及计算机断层扫描(CT，ComputerTomography)影像数据。
上述方案中，所述对所述图像数据进行提取，获取源数据具体包括：
根据基于阈值的图像分割方法对所述图像数据进行提取，获取源数据。
上述方案中，所述对所述图像数据进行提取，获取源数据具体还包括：
根据基于轮廓的图像分割方法对所述图像数据进行提取，获取源数据。
上述方案中，所述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，确定待打印图像数据；
将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，获取三维图像数据；
将所述三维图像数据保存为STL文件，建立待打印模型。
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医疗图像数据；
提取单元，所述提取单元用于对所述图像数据进行提取，获取源数据；
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待打印模型；
打印单元，所述打印单元用于对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。
上述方案中，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、MRI影像数据及CT影像数据。
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图像数据进行提取，获取源数据。
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图像数据进行提取，获取源数据。
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，确定待打印图像数据；
将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，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文件，建立待打印模型。
本发明提供了一种打印方法及装置，所述方法包括：读取医疗图像数据；对所述图像数据进行提取，获取源数据；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待打印模型；对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型；如此，可以根据患者临床医疗数据打印出患者的肿瘤的3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，根据3D打印模型直观地设计个体化治疗方案，确保手术成功率及治疗效果。
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为本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；
图5为本发明实施例四提供的患侧肾脏及肿瘤组织的3D打印模型；
图6为发明实施例五提供的主动脉夹层部位的3D打印模型。
具体实施方式
为了可以利用3D打印模型，直观地设计手术方案，确保手术精度及手术成功率，本发明提供了一种打印方法及装置，所述方法包括：读取医疗图像数据；对所述图像数据进行提取，获取源数据；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待打印模型；对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。
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：
步骤110，读取医疗图像数据。
本步骤中，当获取到医疗图像数据后，利用三维重建软件读取医疗图像数据。其中，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、MRI影像数据及CT影像数据。
步骤111，对所述图像数据进行提取，获取源数据。
本步骤中，当三维重建软件读取到图像数据后，根据图像数据的特征利用不同的图像分割方法对图像数据进行提取，获取源数据。
具体地，所述图像数据中可以进一步包括：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待打印模型。
具体地，根据定位标准去除干扰图像数据和不需要的图像数据，确定待打印图像数据；将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，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，建立待打印模型。其中，所述定位标准为所述待打印图像数据周围的器官图像。
步骤113，对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型；
本步骤中，当建立好待打印模型后，利用3D打印机对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。所述3D打印模型可以包括：肿瘤模型、肾结石模型及开窗支架。
本发明提供的打印方法，可以根据患者临床医疗数据打印出患者的肿瘤的3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，设计个体化治疗方案，确保手术成功率及治疗效果。
实施例二
相应于实施例一，本实施例还提供了一种打印装置，如图2所述，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用于读取医疗图像数据；具体地，当获取到医疗图像数据后，所述读取单元21读取医疗图像数据。其中，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、MRI影像数据及CT影像数据。
当所述读取单元21读取到图像数据后，所述提取单元22用于对所述图像数据进行提取，获取源数据。具体地，所述提取单元22根据图像数据的特征利用不同的图像分割方法对图像数据进行提取，获取源数据。
这里，所述图像数据中可以进一步包括：血管图像、肌肉图像、大器官图像及软组织图像等。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，所述提取单元22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提取到所述图像数据的源数据后，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待打印模型。具体地，所述建立单元23根据定位标准去除干扰图像数据和不需要的图像数据，确定待打印图像数据；将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，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，建立待打印模型。其中，所述定位标准为所述待打印图像数据周围的器官图像。
当所述建立单元23建立好待打印模型后，所述打印单元23用于对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。其中，所述3D打印模型可以包括：肿瘤模型、肾结石模型及主动脉夹层部位模型。
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。
本实施例提供的打印装置，可以根据患者临床医疗数据打印出患者的肿瘤的3D打印模型或组织器官的3D打印模型或人工植入物的3D打印模型，设计个体化治疗方案，确保手术成功率及治疗效果。
实施例三
本实施例中，当待打印模型为肾结石时，可以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对肾结石进行3D打印，获取3D打印的肾结石模型。
具体地，首先利用3DCAD三维重建软件读取CT影像数据中的肾结石的图像数据。
其次，利用基于轮廓的图像分割方法对所述肾结石图像进行提取，获取源数据。
最后，为了保证肾结石的空间位置，以十二肋为定位标准去除肾结石图像周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定待打印图像数据。将肾结石的待打印图像的空间位置进行连接，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，建立肾结石的待打印模型，利用3D打印机对待打印模型进行打印，获取肾结石的3D打印模型，所述肾结石的3D打印模型如图3所示。
进一步地，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3DCAD三维重建软件读取CT影像数据中的肾盂组织的图像数据。
其次，利用基于轮廓的图像分割方法对所述肾盂组织图像进行提取，获取源数据。
最后，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，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。
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，为碎石成功提供了保障。
实施例四
本实施例中，当待打印模型为患侧肾脏及肿瘤组织时，可以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对患侧肾脏及肿瘤组织进行3D打印，获取3D打印的患侧肾脏及肿瘤组织模型。
具体地，首先利用3DCAD三维重建软件读取泌尿系统CT影像数据中的患侧肾脏及肿瘤组织的图像数据。
其次，利用基于轮廓的图像分割方法或基于阈值的图像分割方法对所述肿瘤组织图像进行提取，获取源数据。
最后，为了保证患侧肾脏及肿瘤组织的空间位置，以所述肿瘤组织位置及第十一肋的空间位置为定位标准去除肿瘤组织图像周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定待打印图像数据。将患侧肾脏及肿瘤组织待打印图像的空间位置进行连接，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，建立患侧肾脏及肿瘤组织的待打印模型，利用3D打印机对待打印模型进行打印，获取患侧肾脏及肿瘤组织的3D打印模型。所述患侧肾脏及肿瘤组织的3D打印模型如图5所示。
进一步地，当建立患侧肾脏及好肿瘤组织的待打印模型后，可以通过三维重建软件确定目标肿瘤组织，结合肿瘤组织的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，穿刺通道的深度约5.5cm，穿刺通道的角度为30度～60度。
进一步地，当患侧肾脏及肿瘤组织的3D打印模型打印出后，可以根据患侧肾脏及肿瘤组织的大小模拟冰球的尺寸。具体地，以穿刺通道的尖端为圆心，以覆盖住全部肿瘤为标准，确定冰球范围大小。这里，所述冰球是利用氦氩刀将肿瘤组织进行冷冻形成的。
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，可以打印出患侧肾脏及肿瘤组织模型，利用该模型可以更为直观地设计手术方案，保障手术成功率。
实施例五
本实施例中，当待打印模型为主动脉夹层部位时，可以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对主动脉夹层部位进行3D打印，获取3D打印的主动脉夹层部位模型。
具体地，首先利用3DCAD三维重建软件读取CT影像数据中的主动脉夹层部位的图像数据。
其次，利用基于轮廓的图像分割方法或基于阈值的图像分割方法对所述主动脉夹层部位图像进行提取，获取源数据。
最后，可以根据主动脉弓部位上的左颈总血管和左锁骨下血管的空间位置及病理层病变位置，去除主动脉夹层部位图像周围的干扰图像数据和不需要的图像数据，确定待打印图像数据。将主动脉夹层部位的待打印图像的空间位置进行连接，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，建立主动脉夹层部位的待打印模型，利用3D打印机对待打印模型进行打印，获取主动脉夹层部位的3D打印模型。所述主动脉夹层部位的3D打印模型如图6所示。
当打印出主动脉夹层部位的3D打印模型后，根据3D打印模型比对确定左颈总动脉和左锁骨下动脉的空间位置、角度及圆周大小，以及破窗位置，制作覆膜开窗支架，再将该支架植入血管内，到达个体化治疗的效果。
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，可以打印出动脉夹层部位的3D打印模型，利用该模型可以更为直观地设计开窗位置及支架大小，保障手术成功率。
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：
读取医疗图像数据；
对所述图像数据进行提取，获取源数据；
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待打印模型；
对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、核磁共振成像MRI影像数据及计算机断层扫描CT影像数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像数据进行提取，获取源数据具体包括：
根据基于阈值的图像分割方法对所述图像数据进行提取，获取源数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述图像数据进行提取，获取源数据具体还包括：
根据基于轮廓的图像分割方法对所述图像数据进行提取，获取源数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，确定待打印图像数据；
将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，获取三维图像数据；
将所述三维图像数据保存为STL文件，建立待打印模型。
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医疗图像数据；
提取单元，所述提取单元用于对所述图像数据进行提取，获取源数据；
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待打印模型；
打印单元，所述打印单元用于对所述待打印模型进行3D打印，获取3D打印模型。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述医疗图像数据包括：超声影像数据、MRI影像数据及CT影像数据。
8.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图像数据进行提取，获取源数据。
9.如权利要求8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图像数据进行提取，获取源数据。
10.如权利要求1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，确定待打印图像数据；
将所述待打印图像数据的空间位置进行连接，获取三维图像数据；
将所述三维图像数据保存为STL文件，建立待打印模型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201511021784.7A CN105631933A (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种打印方法及装置 |
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160601 |