CN106683550A - 一种耳部结构模型的制造方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种耳部结构模型的制造方法及装置，方法包括：获取耳部结构的多个断面扫描影像；分别对多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；根据多个重建断面图像，建立耳部结构的三维几何模型；根据三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型；相应地，本发明实施例还提供了一种耳部结构模型的制造装置；本发明实施例提供的技术方案，基于个体化的医学图像为基础，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，解决了目前无法制作高仿真耳部结构模型的问题，构建出的模型结构与真实耳部结构的相似度高，为研究结果的可靠性提供了重要前提，为针对耳鸣影响因素进行个性化研究提供依据。

Description

一种耳部结构模型的制造方法及装置

技术领域

本发明实施例属于模型制造技术领域，具体地说，涉及一种耳部结构模型的制造方法及装置。

背景技术

血管性耳鸣是耳科和神经内科就诊的常见症状。我国约有900万患者，并且逐年增多。长时间耳鸣会严重影响患者生活质量、工作能力，甚至引起精神异常(抑郁症、烦躁等)、自杀等严重后果，给社会造成很大的经济和社会负担。但是，因为影响血管性耳鸣发生的相关因素并未完全清楚，导致缺乏针对性的治疗方法。

目前，关于血管性耳鸣的研究仅局限于假设和临床观察，在探索血管性耳鸣这一常见病的发生机制方面存在局限性。例如，在人体和动物实验模型上不可能针对多个因素，随意根据要求设计不同的实验条件进行研究，并且一部分实验还有可能会对研究对象的身体健康构成危害。而且，目前无法制作高仿真的耳部结构模型，无法根据高仿真的耳部结构模型进行相关实验，由于实验研究方面存在的局限直接影响了对血管性耳鸣这一疾病发生机制的深入研究，导致国内外对血管性耳鸣的实验研究均局限于颞骨及血管的解剖学结构。

因此，如何突破现有实验局限造成的瓶颈，推动血管性耳鸣发生机制及新诊断、治疗手段研究的进展是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种耳部结构模型的制造方法及装置，解决了现有针对血管性耳鸣研究的实验局限造成的瓶颈，为研究血管性耳鸣提供有效手段。

为解决现有技术中的技术问题，本发明实施例提供了一种耳部结构模型的制造方法，包括：

获取耳部结构的多个断面扫描影像；

分别对所述多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；

根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型；

根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

可选地，所述多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取所述断面扫描影像对应的重建参数；

根据所述重建参数，对所述断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，所述重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

可选地，所述根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型，包括：

根据所述多个重建断面图像，分别确定所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数；

获取三维建模参数；

根据所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及所述三维建模参数，建立所述耳部结构的三维几何模型。

可选地，所述三维几何模型包括耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型；以及

根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型，包括：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据所述颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型；

其中，所述耳部结构的实体模型包括所述耳部颞骨骨性结构实体模型和所述颞骨区静脉窦实体模型。

可选地，根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型，包括：

对所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；

以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用金属材料粉末分别打印所述多个切片单元，以堆叠形成所述颞骨区静脉窦实体模型。

可选地，建立所述耳部结构的三维几何模型，还包括：对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。

可选地，所述对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型，包括：

将所述三维几何模型转化为点阵模型；

采用点密度均一化将所述点阵模型优化；

根据优化后的所述点阵模型，生成面模型；

对所述面模型进行至少一次的修补处理；

根据预设生成厚度，对修补处理后的所述面模型进行抽壳处理，得到所述高精度三维几何模型。

可选地，所述根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型，包括：

根据所述高精度三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

相应地本发明实施例还提供了一种耳部结构模型的制造装置，包括：

获取模块，用于获取耳部结构的多个断面扫描影像；

重建模块，用于分别对所述多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；

建立模块，用于根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型；

成型模块，用于根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

可选地，所述重建模块，进一步用于将所述多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取所述断面扫描影像对应的重建参数；

根据所述重建参数，对所述断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，所述重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

可选地，所述建立模块进一步用于：

根据所述多个重建断面图像，分别确定所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数；

获取三维建模参数；

根据所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及所述三维建模参数，建立所述耳部结构的三维几何模型。

可选地，所述建立模块建立的所述三维几何模型包括耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型；以及

所述成型模块进一步用于：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据所述颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型；

其中，所述耳部结构的实体模型包括所述耳部颞骨骨性结构实体模型和所述颞骨区静脉窦实体模型。

可选地，所述成型模块进一步用于：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型，包括：

对所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；

以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用金属材料粉末分别打印所述多个切片单元，以堆叠形成所述颞骨区静脉窦实体模型。

可选地，还包括优化模块，用于对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。

可选地，所述优化模块进一步用于：

将所述三维几何模型转化为点阵模型；

采用点密度均一化将所述点阵模型优化；

根据优化后的所述点阵模型，生成面模型；

对所述面模型进行至少一次的修补处理；

根据预设生成厚度，对修补处理后的所述面模型进行抽壳处理，得到所述高精度三维几何模型。

另外，可选地，所述所述成型模块，还用于：

根据所述高精度三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

根据发明实施例提供的技术方案，基于个体化的医学图像为基础，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，解决了目前无法制作高仿真的耳部结构模型的问题，构建出的模型结构与真实耳部结构相一致，为研究结果的可靠性提供了重要前提，为针对耳鸣影响因素进行个性化研究提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例的耳部结构模型的制造方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的耳部结构模型的制造装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的优选的耳部结构模型的制造装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

在本发明的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

发明人在实现本发明的过程中发现，导致血管性耳鸣的研究具有局限性的原因是，在人体和动物实验模型上不可能针对多个因素，随意根据要求设计不同的实验条件进行研究，并且一部分实验还有可能会对研究对象的身体健康构成危害。此外，现有的耳部结构模型制造工艺制作出的耳部结构模型往往很粗糙，不能够真实反映耳部结构的研究数据，究其原因是现有的耳部结构模型制造工艺的制作参数不是真实的耳部结构参数，因此无法制作高仿真的耳部结构模型，从而现有医学研究无法根据高仿真的耳部结构模型进行相关实验，由于实验研究方面存在的局限直接影响了对血管性耳鸣这一疾病发生机制的深入研究，导致国内外对血管性耳鸣的实验研究均局限于颞骨及血管的解剖学结构。

因此，为解决现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种耳部结构模型的制造方法及装置，以便解决现有实验局限造成的瓶颈，推动血管性耳鸣发生机制及新诊断、治疗手段研究的进展。

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明实施例的实施方式，藉此对本发明实施例如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施，以下结合附图对本发明的结构做进一步说明。

实施例1：

图1为本发明实施例的耳部结构模型的制造方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种耳部结构模型的制造方法，包括：

S101：获取耳部结构的多个断面扫描影像。

为保证构建的耳部结构模型的解剖结构与研究活体解剖结构一致，在构建耳部结构模型时需要以患者个体化的医学图像为基础，获取耳部结构的多个断面扫描影像，患者个体化的医学图像的获取途径包括但不限于从患者图像数据库中调取、通过仪器扫描直接获取等，从获取到患者个体化的医学图像中获取耳部结构的多个断面扫描影像，并对获取到的耳部结构的多个断面扫描影像按照步骤S102进一步进行处理。

S102：分别对多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像。

对获取到的耳部结构的多个断面扫描影像进行重建，先要获取重建参数，根据重建参数对断面扫描影像进行重建，得到重建断面图像，将重建断面图像按照步骤S103进一步进行处理。

S103：根据多个重建断面图像，建立耳部结构的三维几何模型；

根据多个重建断面图像，获取耳部结构的三维几何模型的构建参数，并根据多个重建断面图像以及构建参数，构建耳部结构的三维几何模型。

S104：根据三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型。

根据步骤S103中构建的耳部结构的三维几何模型，采用成型技术制造耳部结构的实体模型。

根据发明实施例提供的技术方案，基于个体化的医学图像为基础，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，解决了目前无法制作高仿真的耳部结构模型的问题，构建出的模型结构与真实耳部结构相一致，为研究结果的可靠性提供了重要前提，为针对耳鸣影响因素进行个性化研究提供依据，根据本发明实施例提供的技术方案构建的高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，为突破现有实验局限造成的瓶颈提供了有利条件，并推动血管性耳鸣发生机制及新诊断、治疗手段研究的进展。

下面进一步对耳部结构模型的制造方法进行详细介绍。

对于步骤S101中获取患者个体化的医学图像的方式可以通过以下方式进行获取：

耳鸣患者CT图像采集，患者呈仰卧位，静脉注射对比剂，过程如下：使用PhilipsBrilliance 64层螺旋CT(Philips Healthcare，Cleveland，Ohio)扫描数据，扫描范围自第6颈椎水平至颅顶，扫描参数：120kV，300mAs；准直：64×0.625mm；矩阵：512×512；旋转时间：0.75s；经手背静脉注射370mgI/ml碘海醇，剂量1ml/kg，注射速度5ml/s，对比剂注射完毕后以相同的流率注射20ml生理盐水，使用团注追踪技术(感兴趣区：200mm2；触发点：升主动脉；触发阈值：150HU)自动触发扫描，自颅底向头顶方向采集患者CT图像。

根据采集的患者CT图像，获取耳部结构的多个断面扫描影像。

对于步骤S102中，本发明实施例中对多个断面扫描影像进行重建时，优选地，多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取断面扫描影像对应的重建参数；

根据重建参数，对断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

获取断面扫描影像对应的重建参数的方式包括但不限于以下方式：

接收通过重建参数的设置界面输入的重建参数，在对断面扫描影像进行重建时，可以通过重建参数的设置界面人工进行输入重建参数，根据不同的重建方案，可以将重建参数进行相应的调整，从而完成不同的模型构建；

和/或

根据断面扫描影像，从存储器中获取到重建参数，其中，对断面扫描影像进行图像识别，识别出耳部结构，再通过识别出的耳部结构与存储器中预存储的耳部结构进行匹配，获取存储器中匹配的耳部结构相对应的重建参数；

和/或

根据断面扫描影像，获取人工在重建图像中勾画出的耳部结构的边界，根据边界，获取重建参数。

获取到断面扫描影像对应的重建参数后，根据重建参数对断面扫描影像进行重建。具体实施时，本发明实施例中对断面扫描影像进行重建可以利用CTviewer软件对断面扫描图像进行重建，重建参数设置为：重建基线平行于水平半规管，重建层厚1mm，层间距1mm，窗宽/窗位为原始图像窗宽/窗位，得到对应的重建断面图像。

对于步骤S103中，根据多个重建断面图像，建立耳部结构的三维几何模型，可采用如下方法实现：

S1031、根据多个重建断面图像，分别确定多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数。

S1032、获取三维建模参数。

S1033、根据多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及三维建模参数，建立耳部结构的三维几何模型。

建立耳部结构的三维几何模型需要先确定多个重建断面图像中各重建断面图像对应的耳部结构的轮廓参数，轮廓参数包括目标骨型结构边缘及血管内壁、外壁。

上述1031中，确定耳部结构的轮廓参数的方式可包括但不限于以下方式：

接收通过轮廓参数的设置界面输入的轮廓参数。

和/或

根据重建断面图像，从存储器中获取到轮廓参数。例如，对断面扫描影像进行图像识别，识别出耳部结构，再通过识别出的耳部结构与存储器中预存储的耳部结构进行匹配，获取存储器中匹配的耳部结构相对应的轮廓参数。

和/或

根据重建断面图像，获取人工在重建图像中勾画出的耳部结构的边界，根据边界，获取轮廓参数。

上述S1032中，不同的构建方案对应的三维建模参数的设置可不同。具体实施时，可预先为多个构建方案分别设置对应的三维建模参数，后续可直接从中提取以获取所需的三维建模参数。具体的，三维建模参数可包括：层厚、层间距以及像素。例如，本实施例中三维建模参数中的层厚可以是0.625mm～1mm，层间距可以是0.625～1mm，像素可选择512*512～1024*1024。

上述S1033中，建立的三维几何模型中可包括颞骨区静脉窦、静脉窦旁骨板、颞骨蜂房和鼓室的三维几何模型。上述1033的过程简单的说就是：将每个重建断面图像对应的轮廓，按照设定层厚(例如0.625～1mm)和显示清晰度(例如：像素选择1024*1024)进行拉伸得到对应的三维模型单元；将上述拉伸得到的多个三维模型单元按照顺序进行堆叠，即得到所述三维几何模型。

在一种可实现的方案中，上述S103根据多个重建断面图像，建立耳部结构的三维几何模型的步骤可采用现有技术中的Mimics软件(例如Mimics10.0)来实现。例如，将多个重建断面图像导入Mimics软件中；然后通过Mimics软件中的设置功能进行三维建模参数的设置；随后通过Mimics软件中的轮廓勾画功能勾画重建断面图像中的轮廓曲线，反复修改、校正；最后由Mimics软件基于该轮廓曲线及三维建模参数建立三维几何模型。

根据发明实施例提供的技术方案，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型，能够为耳鸣影响因素的研究提供依据，可以根据不同的耳部结构的三维几何模型进行数据模拟实验，得出可靠的模拟数据，突破了现有实验局限造成的瓶颈。将本发明实施例提供的技术方案制备的耳部结构实体模块作为实验对象，可根据各种影响因素改变实验参数，方便定量研究各种影响因素对耳鸣发生的影响规律以及这些影响因素的组合性效应，从而显著地改进对这一疾病发生机制及病理生理学方面的认识。

对于步骤S104来说，在建立的耳部结构的三维几何模型基础上，采用成型技术可以制造出耳部结构的实体模型，利用耳部结构的实体模型完成与真实耳部结构一致的实验研究，为研究结果的可靠性提供了重要前提。

例如，上述三维几何模型中包含的耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型可采用如下方法实现：

根据耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型。

制作实体模型的成型技术包括但不限于三维打印技术，为保证实体模型更加接近真实的耳部结构，针对不同的部位采取的不同的制作材料。三维几何模型中包括的耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型中，耳部颞骨骨性结构三维几何模型的制作材质需要更加接近骨组织同时还要满足制作的需要，因此在制作耳部颞骨骨性结构三维几何模型时可采用金属材料粉末作为三维打印材料；制作颞骨区静脉窦三维几何模型需要更加接近真实血管的特性，因此在制作颞骨区静脉窦三维几何模型时采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料。

在制作材料上满足打印条件外，同时还要设置合适的打印参数，在打印材料和打印参数同时满足条件时，才能够制作出更加接近真实耳部结构的实体模型，因此，本发明实施例中，可选地，根据耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型，包括：对耳部颞骨骨性结构三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用金属材料粉末分别打印多个切片单元，以堆叠形成颞骨区静脉窦实体模型。

根据颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型，包括：对颞骨区静脉窦三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用可溶性尼龙材料粉末分别打印所述多个切片单元，以堆叠形成颞骨区静脉窦实体模型。

打印参数的设置与打印材料均满足制作条件，制作出的实体模型除了在结构上与真实的耳部结构接近，同时，在形态上也保持一致，为实验研究的真实性和研究结果的可靠性提供了重要的前提。

本发明实施例中，为保证构建的耳部结构的三维几何模型与制作的实体模型更加接近真实的耳部结构，在构建耳部结构的三维几何模型后，还可对耳部结构的三维几何模型进行优化处理。

在构建耳部结构的三维几何模型后，本发明实施例可选地，还可包括：对三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。其中，优化的方式包括但不限于：

将三维几何模型转化为点阵模型；采用点密度均一化将点阵模型优化；根据优化后的点阵模型，生成面模型；对面模型进行至少一次的修补处理；根据预设生成厚度，对修补处理后的面模型进行抽壳处理，得到高精度三维几何模型。

具体举例来说，可利用Geomagic 9.0软件对耳部结构的三维几何模型进行优化。即将耳部结构的三维几何模型图像导入Geomagic 9.0软件，设置合适的坐标系，将三维几何模型转化为点阵模型，采用点密度均一化将点阵优化，再将点阵模型生成面模型；然后将面模型通过多种手段修补模型破损部位，并反复以上修补步骤，直到面模型光滑无坏面。根据预设生成厚度(该预设生成厚度包括但不限于目标骨型厚度及血管壁厚度等)，利用抽壳功能，创建有厚度的面封闭实体，完成对三维几何模型的优化，得到高精度三维几何模型。

相应的，上述实施例中步骤1034根据三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型，可具体为：

根据高精度三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型。

高精度三维几何模型具有更加细致、更加逼真的效果。根据高精度三维几何模型制作的实体模型更加接近于真实的耳部结构。同时，根据高精度三维几何模型制造耳部结构的实体模型的制作步骤以及三维打印的材料选取、打印速度以及打印厚度的设置可参考上述根据三维几何模型制造出耳部结构的实体模型的描述，此处不再一一赘述。

需要说明的是，上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法也由不同设备作为执行主体。比如，步骤101至步骤103的执行主体可以为设备A；又比如，步骤101和102的执行主体可以为设备A，步骤103的执行主体可以为设备B；等等。

实施例2

图2为本发明实施例的耳部结构模型的制造装置的结构示意图，如图2所示：相应地本发明实施例还提供了一种耳部结构模型的制造装置，包括：

获取模块10，用于获取耳部结构的多个断面扫描影像；

为保证构建的耳部结构模型的解剖结构与研究活体解剖结构一致，获取模块10以患者个体化的医学图像为基础，获取耳部结构的多个断面扫描影像。

重建模块20，用于分别对多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；

重建模块20与获取模块10相藕接，根据获取模块10获取到的耳部结构的多个断面扫描影像，,获取重建参数，根据重建参数对断面扫描影像进行重建，得到重建断面图像。

建立模块30，用于根据多个重建断面图像，建立耳部结构的三维几何模型；

建立模块30与重建模块20相藕接，根据重建模块20重建的多个重建断面图像，获取耳部结构的三维几何模型的构建参数，并根据多个重建断面图像以及构建参数，构建耳部结构的三维几何模型。

成型模块40，用于根据三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型。

成型模块40与建立模块30相藕接，根据建立模块30建立的耳部结构的三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型。

根据发明实施例提供的技术方案，基于个体化的医学图像为基础，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，解决了目前无法制作高仿真的耳部结构模型的问题，构建出的模型结构与真实耳部结构相一致，为研究结果的可靠性提供了重要前提，为针对耳鸣影响因素进行个性化研究提供依据。

可选地，重建模块20，进一步用于将多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取断面扫描影像对应的重建参数；

根据重建参数，对断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

可选地，建立模块30进一步用于：

根据多个重建断面图像，分别确定多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数；

获取三维建模参数；

根据多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及三维建模参数，建立耳部结构的三维几何模型。

可选地，建立模块30建立的三维几何模型包括耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型；以及

成型模块40进一步用于：

根据耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型；

其中，耳部结构的实体模型包括耳部颞骨骨性结构实体模型和颞骨区静脉窦实体模型。

可选地，成型模块40进一步用于：

采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型，设置三维打印参数为：切片厚度0.1～0.2mm，打印层厚为1mm，打印速度2～10mm/s；

采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型，设置三维打印参数为：切片厚度0.1～0.2mm，打印层厚为1mm，打印速度2～10mm/s。

图3为本发明实施例的优选的耳部结构模型的制造装置的结构示意图，如图3所示：

可选地，还包括优化模块50，用于对三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。

优化模块50与建立模块30相藕接，用于将建立模块30建立的耳部结构的三维几何模型进行优化处理，以便得到高精度三维几何模型。

可选地，优化模块50进一步用于：

将三维几何模型转化为点阵模型；

采用点密度均一化将点阵模型优化；

根据优化后的点阵模型，生成面模型；

对面模型进行至少一个的修补处理；

根据预设生成厚度，对修补处理后的面模型进行抽壳处理，得到高精度三维几何模型。

另外，可选地，成型模块40，还用于：

根据高精度三维几何模型，采用成型技术制造出耳部结构的实体模型。

图2和图3所示装置可以执行图1所示实施例的方法，实现原理和技术效果参考图1及图3所示实施例，方法与装置特征相对应，可以相互参照，此处不再一一赘述。

综上所述，根据发明实施例提供的技术方案，基于个体化的医学图像为基础，构建高仿真人耳部结构的三维几何模型以及制造出耳部结构的实体模型，解决了目前缺乏高仿真的实验模型进行实验研究的问题，构建出的耳部结构模型与真实耳部结构一致，模型解剖结构的真实性为研究结果的可靠性提供了重要前提，为临床针对耳鸣影响因素进行个性化手术策略提供依据，解决临床困境，另外，为血管性耳鸣手术规划、愈后判断的数字化工具，为血管性耳鸣以及相关疾病的后续深入研究提供崭新的平台。

需要说明的是，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。

本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述说明示出并描述了本发明实施例的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明实施例并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明实施例的精神和范围，则都应在本发明实施例所附权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种耳部结构模型的制造方法，其特征在于，包括：

获取耳部结构的多个断面扫描影像；

分别对所述多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；

根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型；

根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取所述断面扫描影像对应的重建参数；

根据所述重建参数，对所述断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，所述重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型，包括：

根据所述多个重建断面图像，分别确定所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数；

获取三维建模参数；

根据所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及所述三维建模参数，建立所述耳部结构的三维几何模型。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维几何模型包括耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型；以及

根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型，包括：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据所述颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型；

其中，所述耳部结构的实体模型包括所述耳部颞骨骨性结构实体模型和所述颞骨区静脉窦实体模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型，包括：

对所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；

以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用金属材料粉末分别打印所述多个切片单元，以堆叠形成所述颞骨区静脉窦实体模型。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，建立所述耳部结构的三维几何模型，还包括：对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型，包括：

将所述三维几何模型转化为点阵模型；

采用点密度均一化将所述点阵模型优化；

根据优化后的所述点阵模型，生成面模型；

对所述面模型进行至少一次的修补处理；

根据预设生成厚度，对修补处理后的所述面模型进行抽壳处理，得到所述高精度三维几何模型。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型，包括：

根据所述高精度三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

9.一种耳部结构模型的制造装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取耳部结构的多个断面扫描影像；

重建模块，用于分别对所述多个断面扫描影像进行重建，得到对应的多个重建断面图像；

建立模块，用于根据所述多个重建断面图像，建立所述耳部结构的三维几何模型；

成型模块，用于根据所述三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述重建模块，进一步用于将所述多个断面扫描影像中的至少一个断面扫描影像采用如下方法进行重建：

获取所述断面扫描影像对应的重建参数；

根据所述重建参数，对所述断面扫描影像进行重建，得到对应的重建断面图像；

其中，所述重建参数包括：重建基线、层厚/层间距、窗宽/窗位。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述建立模块进一步用于：

根据所述多个重建断面图像，分别确定所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数；

获取三维建模参数；

根据所述多个重建断面图像中各重建断面图像对应的轮廓参数以及所述三维建模参数，建立所述耳部结构的三维几何模型。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述建立模块建立的所述三维几何模型包括耳部颞骨骨性结构三维几何模型和颞骨区静脉窦三维几何模型；以及

所述成型模块进一步用于：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印耳部颞骨骨性结构实体模型；

根据所述颞骨区静脉窦三维几何模型，采用可溶性尼龙材料粉末作为三维打印材料打印颞骨区静脉窦实体模型；

其中，所述耳部结构的实体模型包括所述耳部颞骨骨性结构实体模型和所述颞骨区静脉窦实体模型。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述成型模块进一步用于：

根据所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型，采用金属材料粉末作为三维打印材料打印所述耳部颞骨骨性结构实体模型，包括：

对所述耳部颞骨骨性结构三维几何模型进行切片，得到多个切片厚度在0.1～0.2mm的切片单元；

以0.1～2mm的打印层厚及2～10mm/s的打印速度，使用金属材料粉末分别打印所述多个切片单元，以堆叠形成所述颞骨区静脉窦实体模型。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括优化模块，用于对所述三维几何模型进行优化处理，得到高精度三维几何模型。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述优化模块进一步用于：

将所述三维几何模型转化为点阵模型；

采用点密度均一化将所述点阵模型优化；

根据优化后的所述点阵模型，生成面模型；

对所述面模型进行至少一次的修补处理；

根据预设生成厚度，对修补处理后的所述面模型进行抽壳处理，得到所述高精度三维几何模型。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述所述成型模块，还用于：

根据所述高精度三维几何模型，采用成型技术制造出所述耳部结构的实体模型。