CN106863785B - 骨模型的制备方法及装置 - Google Patents

骨模型的制备方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106863785B
CN106863785B CN201710088593.5A CN201710088593A CN106863785B CN 106863785 B CN106863785 B CN 106863785B CN 201710088593 A CN201710088593 A CN 201710088593A CN 106863785 B CN106863785 B CN 106863785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bone
target
printed
model
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710088593.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106863785A (zh
Inventor
陈昱霖
王文军
王重
王成焘
李墨楚
晏怡果
王程
欧阳智华
刘洪�
曾志青
浣溢帆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710088593.5A priority Critical patent/CN106863785B/zh
Publication of CN106863785A publication Critical patent/CN106863785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106863785B publication Critical patent/CN106863785B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种骨模型的制备方法及装置，包括：获取目标医疗影像数据；根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，预设开孔用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料之后的目标骨模型；缓解现有技术中制备的骨模型的仿真效果差的技术问题，采用本发明提供的骨模型的制备方法及装置能够个体化定制骨模型，得到的骨模型实用性好，应用价值高，对生物医学的仿真意义重大。

Description

骨模型的制备方法及装置
技术领域
本发明涉及医疗模型制备技术领域，尤其是涉及一种骨模型的制备方法及装置。
背景技术
在有了生物医学仿真之后，医生就可以通过虚拟的病体来提升技术，这样既可以减少病人的痛苦，并且成本低、可重复、结果直观。在生物医学的骨科领域中，需要使用大量的人体骨骼以供仿真手术以及医师训练。
目前，对于个体化骨模型的制备主要有以下三种方式，包括：第一种方式是将目标CT(Computed Tomography，计算机X线断层摄影机)影像数据(即，三维数据)导入到计算机的三维处理软件中进行处理。三维数据经过处理，并通过处理之后的数据进行建模后，直接将建模之后的数据导入到3D打印机中，从而通过3D打印机打印出相应地骨模型，直接用某种材料3D打印成型的方式得到的骨模型产品性质与真实骨相差很大，进行模拟手术时，操作手感差，即仿真效果和实用性较差。第二种方式是通过将目标CT影像数据(即，三维数据)导入到削切机械等减材制造机器中，进而，机器就可以按照三维数据将原料修剪成对应骨的形状，得到骨模型，但是削切技术无法完成一些复杂结构以及内部有区分的骨模型，如脊柱及脊柱畸形骨。综上，当采用上述两种方式进行骨模型的制备时，得到的骨模型无法真实的模拟真实骨骼内部骨密度的变化的情况，仿真效果差。当使用上述两种方式仿真得到的骨模型进行仿真手术或者进行实验时，由于仿真效果差，因此，在模拟手术或者实验时，往往会带来一定的问题，因此，采用上述两种方式仿真得到的骨模型在仿真手术或者实验时并不实用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种骨模型的制备方法及装置，以缓解现有技术中制备的骨模型的仿真效果差的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种骨模型的制备方法，所述方法包括：
获取目标医疗影像数据；
根据所述目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，所述待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，所述待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，所述预设开孔用于向所述目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述待打印骨骼的三维模型内部具有多孔支架结构，其中，在对具有所述多孔支架结构的所述待打印骨骼的三维模型进行打印时，得到的所述目标骨模型的外壳的内部具有所述多孔支架结构。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述多孔支架结构包括以下任一种：正交结构，蜂窝状结构，八面体嵌套结构，高孔隙杆系结构，正六面体嵌套结构，交叉曲面结构。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述多孔支架结构的各个支柱的粗细由所述待打印骨骼的骨密度决定。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述目标打印设备为3D打印设备，其中，所述目标打印设备中选取目标打印材料打印得到所述目标骨模型的外壳。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述目标打印材料包括第一目标粉末或所述第一目标粉末与第二目标粉末的混合物，其中，所述第一目标粉末包括以下任一种：尼龙粉末、聚醚醚酮粉末、聚乙烯醇粉末、聚己内酯粉末、左旋聚乳酸粉末，所述第二目标粉末包括以下任一种：石膏粉末，碳粉末，羟基磷灰石，玻璃，二氧化硅，所述第二目标粉末用于改变所述待打印骨骼的外壳的硬度和力学特性。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一目标粉末与所述第二目标粉末的混合物包括：所述尼龙粉末与所述第二目标粉末的质量比不小于6：4，所述聚醚醚酮粉末与所述第二目标粉末的质量比大于6：4，所述聚乙烯醇粉末与所述第二目标粉末的质量比大于7：3，所述聚己内酯粉末与所述第二目标粉末的质量比大于7：3，所述左旋聚乳酸粉末与所述第二目标粉末的质量比大于6:4。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述待打印骨骼的三维模型的所述预设厚度取决于所述医疗影像数据的测量结果，或者取决于所述医疗影像数据的测量结果和所述第一目标粉末与所述第二目标粉末的质量比。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，在采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的外壳之后，所述方法还包括：
通过所述预设开孔向打印得到的所述待打印骨骼的外壳内注入发泡材料，得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型，其中，所述发泡材料包括硬泡聚醚多元醇和聚合多苯基多次甲基多异氰酸酯按照质量比1：1的比例混合得到。
第二方面，本发明实施例还提供了一种骨模型的制备装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标医疗影像数据；
第二获取模块，用于根据所述目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，所述待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，所述待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
打印模块，用于采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，所述预设开孔用于向所述目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的一种骨模型的制备方法及装置，该骨模型的制备方法包括：获取目标医疗影像数据；根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，预设开孔用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料之后的目标骨模型。
与现有技术将目标CT影像数据导入到计算机的三维处理软件中，采用三维处理软件对目标CT影像数据进行处理，然后3D打印出骨模型的方法相比，其通过获取目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型，采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，该外壳上设置有预设的开孔，可用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料的目标骨模型；使得打印得到的目标骨模型不仅在形态上与真实骨(目标医疗影像数据上的骨)一致，还可以通过外壳上的开孔注入发泡材料，以仿真真实骨骼内部的骨密度变化，能够制备出供仿真手术(如切割、置钉以及内部物装配等)使用的目标骨模型，缓解了现有技术中制备的骨模型的仿真效果差的技术问题，采用本发明提供的骨模型的制备方法及装置得到的目标骨模型实用性好，应用价值高，对生物医学的仿真意义重大。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明实施例提供的一种骨模型的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型的流程图；
图3为本发明实施例提供的确定目标医疗影像数据中的待打印骨骼区域的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种骨模型的制备装置的结构示意图。
图标：
1-骨模型的制备装置；11-第一获取模块；12-第二获取模块；13-打印模块。
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，下面将结合附图对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
目前，现有技术中通过将目标CT影像数据导入到计算机的三维处理软件中，采用三维处理软件对目标CT影像数据进行处理，然后3D打印得到骨模型。但是，现有技术虽然可以较为精确的仿真骨的外形结构，但是难以仿真出真实骨内部的骨密度变化，仿真效果差。基于此，本发明实施例提供的一种骨模型的制备方法及装置，能够缓解现有技术中制备的骨模型的仿真效果差的技术问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种骨模型的制备方法进行详细介绍。
一种骨模型的制备方法，参考图1，该方法包括：
S101、获取目标医疗影像数据；
具体的，上述目标医疗影像数据可以通过人体的CT影像数据获取，在获取过程中，人躺在CT机上，其中，CT机是用X射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描(薄层扫描)，当X射线射向人体组织时，部分射线被组织吸收，部分射线穿过人体被检测器接收，产生信号。因为人体各种组织的疏密程度不同，并且X射线的穿透能力不同，所以检测器接收到的射线就有了差异。接下来，就可以将接收到的具有差异的射线信号转变为数字信息(即目标医疗影像数据)。
S102、根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
具体的，将上述数字信息导入计算机的建模软件中，比如MIMICS(Materialise'sinteractive medical image control system)软件(本发明实施例对其不做具体的限制)中，并输出到建模软件的显示器上，显示出目标医疗影像图像，该目标医疗影像图像即为目标医疗影像数据的一部分，而上述图像中还包括阴影亮度变化的比率、密度等数据信息，它们共同构成了目标医疗影像数据。
进一步的，根据目标医疗影像数据中的信息就可以得到待打印骨骼的三维模型，待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，并且在待打印骨骼的三维模型上设置有预设的开孔，其中，可以为预设开孔配置一个可活动的孔盖。在本发明实施例中，预设开孔的位置一般会根据骨模型的使用目的来进行设置，可以设置于待打印骨骼的三维模型的非关键位置。上述可活动的孔盖可以理解为，为预设开孔设置一个活动的孔盖，当需要向骨模型内注入相应地材料时，可以打开该孔盖并向骨模型内部进行材料的注入，当不需要向骨模型内注入相应地的材料时，可以不用打开该孔盖。进一步地，在本发明实施例中，该孔盖还可以设置为能够保证骨模型内部和骨模型外部的压强满足一定条件，以避免骨模型在不同条件下由于外界条件可能会破损的现象发生，例如，外界环境的温度和外界环境的气压等。
需要说明的是，上述获取目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型的过程是在计算机建模软件中完成的，例如，MIMICS软件。
值得注意的是：上述目标医疗影像数据可以通过人体的CT影像数据获取，也可以通过其它的能够完成相同目的的医疗影像数据来获取，本发明实施例对其不做具体的限制。
S103、采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，预设开孔用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料之后的目标骨模型。
在本发明实施例中，目标打印设备可以完成对待打印骨骼的三维模型的打印，得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳。具体的，得到的目标骨模型的外壳上还设置有预设的开孔，该预设开孔设置有可活动的孔盖，可根据需要随时将其打开和封闭，该预设开孔用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料的目标骨模型，可以更加真实的仿真真实骨骼模型。
本发明实施例提供的一种骨模型的制备方法，与现有技术将目标CT影像数据导入到计算机的三维处理软件中，采用三维处理软件对目标CT影像数据进行处理，然后3D打印出骨模型的方法相比，其通过获取目标医疗影像数据；根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，该外壳上设置有预设开孔，可用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料的目标骨模型；使得打印得到的目标骨模型不仅在形态上与真实骨(目标医疗影像数据上的骨)一致，还可以通过外壳上的开孔注入发泡材料，以仿真真实骨骼内部的骨密度变化，采用目标打印设备打印得到的待打印骨骼的外壳可以仿真骨骼的骨皮质，同时如果内部注入发泡材料后，发泡材料可以仿真骨骼内部的骨松质，这样得到的目标骨模型可同时仿真出真实骨的骨皮质和骨松质的力学特性，能够制备出供仿真手术(如切割、置钉以及内部物装配等)使用的目标骨模型，缓解了现有技术中制备的骨模型的仿真效果差的技术问题，实用性好，应用价值高，对生物医学的仿真意义重大。
上述内容对骨模型的制备方法进行了整体的描述，下面对其中涉及到的过程进行具体描述：
在根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型的过程中，参考图2，具体包括：
S201、确定目标医疗影像数据中的待打印骨骼区域；
具体的，将人体的CT影像数据导入到计算机建模软件后，显示器上显示出包括阴影亮度变化的比率、密度等数据信息的目标医疗影像图像(即为目标医疗影像数据)，该图像是根据人体的CT影像数据得到的，图像中不仅包括人体某一部位的骨骼区域，还包括脂肪软组织等非骨骼区域，为了得到目标骨模型，需要在目标医疗影像数据中确定待打印骨骼区域，然后对确定得到的待打印骨骼区域进行进一步的操作。
S202、对待打印骨骼区域进行三维建模，以得到待打印骨骼的初始三维模型；
具体的，得到待打印骨骼区域后，通过三维建模软件进行三维建模，在建模时，可对建模质量进行选择，并可对建模得到的待打印骨骼的初始三维模型进行光顺操作，最终得到待打印骨骼的初始三维模型。
S203、对初始三维模型执行第一操作，其中，第一操作用于删除初始三维模型中的杂乱数据；
具体的，对初始三维模型执行第一操作，从而删除由于图像处理失误造成的初始三维模型中的杂乱数据，从而使得执行第一操作后的初始三维模型成为一个完全封闭的壳体。在本发明实施例中，在对初始三维模型执行第一操作之后，还可以运用基于曲率的空填充、光顺等操作对三角面片(初始三维模型有多个三角面片组成)进行编辑，并根据建模软件强大的视觉效果构建实体外形。
S204、为删除杂乱数据之后的初始三维模型设置预设厚度和预设开孔，并将设置之后的初始三维模型作为目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型。
具体的，为删除杂乱数据之后的初始三维模型设置预设厚度，并在删除杂乱数据之后的初始三维模型上打孔，以设置预设的开孔，根据目标骨模型的使用目的，在其初始三维模型的非关键位置开直小孔，设置预设厚度和预设开孔后的初始三维模型就作为目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型。
上述内容对根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型的过程进行了描述，下面对其中的确定目标医疗影像数据中的待打印骨骼区域的过程进行具体描述：
在确定目标医疗影像数据中的待打印骨骼区域的过程中，参考图3，具体包括：
S301、在获取目标医疗影像数据后，在目标医疗影像数据中提取待建模数据，其中，待建模数据用于建立待打印骨骼的三维模型，待建模数据为目标医疗影像图像中的灰度值处于预设灰度值范围内的数据；
在本发明实施例中，将人体的CT影像数据导入到建模软件后，得到目标医疗影像数据，其中目标医疗影像数据包括目标医疗影像图像以及上述图像中所包含的阴影亮度变化的比率、密度等数据信息，上述图像是根据人体的CT影像数据得到的，图像中不仅包括人体某一部位的骨骼区域，还包括脂肪软组织等非骨骼区域，为了得到目标骨模型，需要提取待建模数据，待建模数据用于建立待打印骨骼的三维模型。
具体的过程为：由于骨骼和脂肪软组织具有不同的密度，对应于上述图像中以灰度值的大小来区分。提取待建模数据时，通过预设的灰度值范围来定义待建模数据，如果灰度值落在该预设范围之内，即被提取，提取之后最终得到用于建立待打印骨骼的三维模型的待建模数据。
S302、根据提取之后的待建模数据对待建模数据执行第二操作，其中，第二操作用于补充在获取目标医疗影像数据的过程中丢失的数据；
具体的，在对人体进行CT扫描的过程中，往往夹杂着各种噪声，常常会出现目标医疗影像数据中的一些待建模数据信息丢失，所以需要对提取以后的待建模数据执行第二操作，第二操作用于补充在获取目标医疗影像数据的过程中丢失的数据，其中，根据提取之后的待建模数据以及人对骨骼的常识性认识可以很容易判断出待建模数据的丢失情况。
S303、通过区域增长算法对执行第二操作之后的待建模数据进行处理，并将处理结果作为待打印骨骼区域。
具体的，区域增长算法又叫区域生长算法，它是根据同一物体区域内像素的相似性质来聚集像素点的方法，从初始区域(如小邻域或甚至于每个像素)开始，将相邻的具有同样性质的像素或其它区域归并到目前的区域中从而逐步增长区域，直至没有可以归并的点或其它小区域为止。在这里，区域内像素的形似性包括灰度值、密度等信息；这样具有相似性质的像素集合起来构成需要三维建模的区域，可以避免仪器台面或其它带来的干扰，最终，通过区域增长算法得到待打印骨骼区域。上述内容是对根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型的描述，上述过程是在计算机的建模软件中完成的，下面对骨模型的制备方法的其它内容进行具体说明。
待打印骨骼的三维模型内部具有多孔支架结构，其中，在对具有多孔支架结构的待打印骨骼的三维模型进行打印时，得到的目标骨模型的外壳的内部具有多孔支架结构。
在本发明实施例中，提供了一种通过结构上的改变来仿真真实骨骼内部的骨松质的方法。具体的，可通过在待打印骨骼的三维模型中设计多孔支架结构，通过多孔支架结构仿真真实骨骼的骨松质，这样，在对具有多孔支架结构的待打印骨骼的三维模型进行打印时，得到的目标骨模型的外壳的内部也具有多孔支架结构，目标骨模型的外壳用来仿真真实骨骼的骨皮质，从而可得到同时仿真真实骨结构骨皮质和骨松质的目标骨模型。
进一步的，对于多孔支架结构的设计进行具体说明。
多孔支架结构包括以下任一种：正交结构，蜂窝状结构，八面体嵌套结构，高孔隙杆系结构，正六面体嵌套结构，交叉曲面结构。
具体的，在步骤S303之后，可以对待打印骨骼区域的内部进行进一步的设计，以得到内部具有多孔支架结构的待打印骨骼区域，再根据步骤S202至步骤S204对具有多孔支架结构的待打印骨骼区域进行处理，得到内部具有多孔支架结构的待打印骨骼的三维模型。在对多孔支架结构进行设计时，多孔支架结构可以包括以下任一种：正交结构，蜂窝状结构，八面体嵌套结构，高孔隙杆系结构，正六面体嵌套结构，交叉曲面结构。
多孔支架结构的各个支柱的粗细由待打印骨骼的骨密度决定。
下面对多孔支架结构的构建方法进行具体说明：
所构建的目标骨模型是由一定的密度灰度值区间构成的。例如：100-500，本发明实施例对其不做具体限制。按目标骨模型的应用需求的精确程度对密度灰度值的区间划分梯度。例如分为4等份，分别为100-200并标记为A区域(A区域对应的支柱横切面面积为Sa，对应的支柱半径为Ra)，200-300标记为B区域(B区域对应的支柱横切面面积为Sb，对应的支柱半径为Rb)，300-400标记为C区域(C区域对应的支柱横切面面积为Sc，对应的支柱半径为Rc)，400-500标记为D区域(D区域对应的支柱横切面面积为Sd，对应的支柱半径为Rd)。则A的灰度中位数是150，B是250，C是350，D是450。可以看出，梯度越多则更加逼近于真实密度分布，本发明实施例对上述梯度不做具体限制。
在待打印骨骼区域内选取具体的某种多孔支架结构，设定预设初始孔径为X和最小支柱直径为2Ra(这里以圆柱形支柱为例进行说明)，将该种多孔支架结构填充进待打印骨骼区域内。按之前划分得到的A，B，C，D区域对支柱参数进行调整，即支柱横切面面积的比与各区域的灰度中位数比相同，即横切面积Sa：Sb：Sc：Sd＝150：250：350：450，Sa＝πRa2。
Sa：Sb＝150：250＝πRa2：πRb2，以此来进一步确定B，C，D区域支柱的直径参数。按计算结果对相应区域的支柱进行直径的调整，则可得到一个具有多孔支架结构的待打印骨骼的三维模型。这种方法可以保证待打印骨骼的三维模型内部多孔支架结构的完整性，不会在密度梯度交界处产生连结断层，并且这种结构有利于减少巨大的数据计算，减少运算错误，并最终有利于3D打印机打印成型。
该种多孔支架结构有两种应用的方式：1、预设孔径X较大，支柱初始直径较小，梯度分层较少。该种多种支架结构主要起到强化骨壳科及保持其形态的作用，即使使用厚度很薄的皮质外壳，在后期注入发泡材料后仍不会变形。此时硬化后的发泡材料主要扮演内部骨质的角色。这是一种较为粗略的方案。2、预设孔径较小，梯度分层较细时，配合使用目标打印材料对待打印骨骼的三维模型进行打印，制造出以多孔支架结构为主，发泡材料为辅填充孔隙，仿真真实骨密度梯度的目标骨模型。
另外，还可以通过其它孔隙结构来替代多孔支架结构，具体的为：将需要填充的部分按梯度划分计算出梯度中位数及其灰度值的梯度比例(参考多孔支架结构的构建方法中的数值)。选择一种可控孔隙率的填充方案(如分级多孔支架设计；三维重建多孔结构；派生多边形细分；NURBS；样本驱动多空隙连通结构设计；基于微观结构单元建模；优化晶格单元装配多孔结构；纹理合成骨微观结构)，根据应用的需要预设最低灰度值区域A的孔隙率为a，孔隙率的比是灰度中位数倒数的比。如中位数比为150：250：350：450；那么孔隙率a:b:c:d＝1/150:1/250:1/350:1/450。此外，对于仿真一些密度梯度较少的骨骼时，比如这些骨骼仅有明显的骨皮质和骨松质，则可以通过人工的方式直接选择出骨皮质的主要灰度区间和骨松质的灰度区间，得到两个区间灰度值的中位数后，其比值根据上述方法进行换算，得到相应的支柱的直径参数或者孔隙率。而对于仿真密度跨度大，梯度多的骨骼来讲，待打印骨骼的骨区域梯度划分的越多则更加逼近于真实骨骼的骨密度分布，类似于微积分，而当两个区域(如A区域与B区域)部分重合时，重合部分计入灰度值较大的那个区间。
进一步的，对目标打印设备以及目标打印材料进行具体说明。
目标打印设备为3D打印设备，其中，目标打印设备中选取目标打印材料打印得到目标模型的外壳。
在本发明实施例中，3D打印设备可以使用选择性激光烧结目标打印材料，本发明实施例对其不做具体限制。其中，选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)是采用红外激光器作为能源，使用的造型材料(即目标打印材料)多为粉末材料。加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，激光烧结处的粉末凝固，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，就可以得到一烧结好的模型。所以在有待打印骨骼的三维模型信息的计算机的控制下可以打印得到目标骨模型的外壳。另外，在使用选择性激光烧结的方式打印时，打印成型后，需要清理表面以及内部的残余粉末，可以称之为排粉。
目标打印材料包括第一目标粉末或第一目标粉末与第二目标粉末的混合物，其中，第一目标粉末包括以下任一种：尼龙粉末、聚醚醚酮粉末、聚乙烯醇粉末、聚己内酯粉末、左旋聚乳酸粉末，第二目标粉末包括以下任一种：石膏粉末，碳粉末，羟基磷灰石，玻璃，二氧化硅，第二目标粉末用于改变待打印骨骼的外壳的硬度和力学特性。
下面以第一目标粉末为尼龙粉末为例进行说明，在使用选择性激光烧结尼龙粉末进行打印时，打印得到的目标骨模型的外壳可用于仿真真实骨的骨皮质，它和骨皮质的力学特性以及手感较为相似，但单纯的选择性激光烧结尼龙粉末得到的目标骨模型的外壳的力学特性与真实骨有差距。为了得到更加真实的骨模型，可以使用选择性激光烧结尼龙粉末与第二目标粉末的混合材料得到目标骨模型的外壳，其中，第二目标粉末包括以下任一种：石膏粉末，碳粉末，羟基磷灰石，玻璃，二氧化硅等，在选择性激光烧结之前，在尼龙粉末中掺入石膏粉末(或者其它)作为稀释，然后打印得到的目标骨模型的外壳的相互分子之间会有一些空隙，坚韧性、硬度降低，此时，使得打印得到的目标骨模型的外壳更加接近真实骨骼的骨皮质；上述第一目标粉末也可以是以下任一种：聚醚醚酮粉末、聚乙烯醇粉末、聚己内酯粉末、左旋聚乳酸粉末，另外，本发明实施例对上述第一目标粉末和第二目标粉末不作具体限制。
第一目标粉末与第二目标粉末的混合物包括：尼龙粉末与第二目标粉末的质量比不小于6：4，聚醚醚酮粉末与第二目标粉末的质量比大于6：4，聚乙烯醇粉末与第二目标粉末的质量比大于7：3，聚己内酯粉末与第二目标粉末的质量比大于7：3，左旋聚乳酸粉末与第二目标粉末的质量比大于6:4。
具体的，在进行打印时，选择的尼龙粉末与第二目标粉末的质量比不小于6：4，聚醚醚酮粉末与第二目标粉末的质量比大于6：4，聚乙烯醇粉末与第二目标粉末的质量比大于7：3，聚己内酯粉末与第二目标粉末的质量比大于7：3，左旋聚乳酸粉末与第二目标粉末的质量比大于6:4。
进一步的，待打印骨骼的三维模型的预设厚度取决于医疗影像数据的测量结果，或者取决于医疗影像数据的测量结果和第一目标粉末与第二目标粉末的质量比。
具体的，待打印骨骼的三维模型的预设厚度可根据医疗影像数据的测量结果进行调节改变，另外，上述预设厚度也取决于医疗影像数据的测量结果和第一目标粉末与第二目标粉末的质量比，这是因为当目标打印材料只选用第一目标粉末(比如尼龙粉末)时，打印得到的目标骨模型的外壳较真实骨骼的骨皮质相比较硬，通常预设厚度一般要比真实骨骼的骨皮质的厚度薄一些。而在第一目标粉末中掺入石膏粉末(或者其它)作为稀释后，打印得到的目标骨模型的外壳的相互分子之间会有一些空隙，坚韧性、硬度降低，此时的预设厚度要比单纯的使用第一目标粉末时厚一些，所以待打印骨骼的三维模型的预设厚度可根据具体情况进行调节。
上述过程对目标骨模型的外壳(用来仿真真实骨骼的骨皮质)进行了具体说明，同时也说明了采用多孔支架结构以及其它孔隙结构来仿真真实骨骼的骨松质，本发明还提供了另外一种用来仿真真实骨骼的骨松质的方法，下面对此方法进行具体说明。
通过预设开孔向打印得到的待打印骨骼的外壳内注入发泡材料，得到注入发泡材料之后的目标骨模型，其中，发泡材料包括硬泡聚醚多元醇和聚合多苯基多次甲基多异氰酸酯按照质量比1：1的比例混合得到。
在本发明实施例中，骨松质可以用发泡材料来仿真，因为发泡材料自身的力学性质独特，它具有一定的弹性，能够承受一定的压力，所以可以用来仿真骨松质的蠕变性，发泡材料选择的是硬泡聚醚多元醇和聚合多苯基多次甲基多异氰酸酯(简称MDI)的混合物，二者按照质量比为1：1的比例混合，，也可以是其它能够仿真骨松质的材料，本发明实施例对其不做具体限制。具体的，对于人体的脊椎骨骼，发泡材料的注入量为脊椎体积的一半多即可，视不同年龄层的人体而具体而定；即发泡材料的注入量可根据具体情况而进行调节。当注入的发泡材料冷却后将得到的模型表面多余的材料打磨掉即可得到目标骨模型；上述的发泡材料也可以是其它的能够仿真骨骼内部骨松质的材料，本发明实施例对发泡材料不作具体限制。
在本发明实施例中，具体提供了四种制备骨模型的方案，下面对每一种方案(以第一目标粉末为尼龙粉末为例)进行具体说明。
方案一：将人体的CT影像数据导入计算机的建模软件中，由建模软件对其进行处理，参考步骤S201至步骤S204以及步骤S301至步骤S303，得到目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的预设的厚度为固定值(一般情况下，比CT影像数据的骨皮质测量结果薄一些)。同时，待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔，然后采用选择性激光烧结尼龙粉末的方式对待打印骨骼的三维模型进行打印，得到目标骨模型的外壳，此时目标骨模型的外壳实际上是具有固定厚度、内部空心的外壳，并且外壳上还设置有预设的开孔，同时，得到的目标骨模型的外壳即用来仿真真实骨骼的骨皮质；最后，通过预设开孔向打印得到的目标骨模型的外壳内注入发泡材料，而发泡材料可以用来仿真真实骨的骨松质，最终得到可同时仿真骨皮质和骨松质的目标骨模型。
方案二：将人体的CT影像数据导入计算机的建模软件中，由建模软件对其进行处理，参考步骤S201至步骤S204，同时参步骤考S301至步骤S303，并且在步骤S303后在计算机建模软件中设计待打印骨骼区域内部的多孔支架结构(也可以是其它孔隙结构，在这里以多孔支架结构为例进行说明，具体可参考文中关于多孔支架结构的设计部分)，得到目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型具有预设的厚度，并且待打印骨骼的三维模型内部具有多孔支架结构，多孔支架结构可以用来仿真真实骨骼的骨松质，然后采用选择性激光烧结尼龙粉末的方式对待打印骨骼的三维模型进行打印，得到目标骨模型的外壳，此时目标骨模型的外壳实际上是内部具有多孔支架结构的模型，得到的目标骨模型的外壳即用来仿真真实骨骼的骨皮质，内部的多孔支架结构可以用来仿真真实骨骼的骨松质。最终得到可同时仿真真实骨骼的骨皮质和骨松质的目标骨模型，并且目标骨模型仿真的骨皮质和骨松质是一体成型得到的。方案二是通过结构上的改变来仿真真实骨的骨松质，3D打印一体成型，无需再注入发泡材料，操作更加简单、方便。
方案三：将人体的CT影像数据导入计算机的建模软件中，由建模软件对其进行处理，参考步骤S201至步骤S204，同时参步骤考S301至步骤S303，并且在步骤S303后在计算机建模软件中设计待打印骨骼区域内部的多孔支架结构(也可以是其它孔隙结构，在这里以多孔支架结构为例进行说明，具体可参考文中关于多孔支架结构的设计部分)，得到目标医疗影像数据对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的预设的厚度取决于医疗影像数据的测量结果(具体是指医疗影像数据中骨皮质的厚度)以及尼龙粉末与目标粉末的质量比，并且待打印骨骼的三维模型内部具有多孔支架结构，多孔支架结构可以用来仿真真实骨骼的骨松质，然后采用选择性激光烧结尼龙粉末和目标粉末混合材料的方式对待打印骨骼的三维模型进行打印，得到目标骨模型的外壳，此时目标骨模型的外壳的厚度以及手感更加接近于真实骨骼的骨皮质，内部的多孔支架结构可以用来仿真真实骨骼的骨松质。最终得到可同时仿真真实骨骼的骨皮质和骨松质的目标骨模型，是对方案二中的目标骨模型的外壳的进一步改进，仿真效果较方案二更佳，并且目标骨模型仿真的骨皮质和骨松质也是一体成型得到的。
方案四：方案四可以在方案二的基础上注入发泡材料，通过多孔支架结构和发泡材料共同仿真真实骨骼的骨松质，而在仿真真实骨骼的骨皮质时采用选择性激光烧结尼龙粉末的方式得到目标骨模型的外壳；另外，方案四还可以在方案三的基础上注入发泡材料，通过多孔支架结构和发泡材料共同仿真真实骨骼的骨松质，同时，在仿真真实骨骼的骨皮质时采用选择性激光烧结尼龙粉末与目标粉末混合材料的方式得到目标骨模型的外壳，此方法得到的目标骨模型效果最佳、实用性更好。
需要说明的是，本发明实施例中提供的方法还可以组合出其它的相关方案，在此不再赘述，并且本发明提供的方法还可以延伸到内部密度不同的其它产业中，不只是骨模型的制备，在此对其不做限制。
本发明实施例还提供了一种骨模型的制备装置1，参考图4，包括：
第一获取模块11，用于获取目标医疗影像数据；
第二获取模块12，用于根据目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
打印模块13，用于采用目标打印设备对待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，预设开孔用于向目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入发泡材料之后的目标骨模型。
本发明实施例提供的一种骨模型的制备方法及装置，选取了高精度的特定材料采用3D打印的方式打印出目标骨模型的外壳，使得打印得到的目标骨模型的外壳不仅在形态上与真实骨的形态一致，同时，使得目标骨模型的外壳与真实骨骼的骨皮质具有相似的力学特性，并且通过在目标骨模型的外壳中注入发泡材料以及内部设计成多孔支架结构(或者其它孔隙结构)的方法仿真真实骨骼内部的骨松质，使得打印得到的目标骨模型有着和真实骨骼相当的韧性和抗压能力，能够制备出供仿真手术(如切割、置钉以及内部物装配等)以及生物力学试验使用的目标骨模型，即能够个体化定制骨模型，用于制造特定病人的仿真骨模型以及用于预手术和训练。缓解了现有技术中无法仿真出真实骨结构的骨皮质和骨松质的技术问题以及无法制备出供仿真手术使用的目标骨模型等问题，实用性好，应用价值高，对生物医学的仿真意义重大。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种骨模型的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标医疗影像数据；
根据所述目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，所述待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，所述待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，所述预设开孔用于向所述目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待打印骨骼的三维模型内部具有多孔支架结构，其中，在对具有所述多孔支架结构的所述待打印骨骼的三维模型进行打印时，得到的所述目标骨模型的外壳的内部具有所述多孔支架结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多孔支架结构包括以下任一种：正交结构，蜂窝状结构，八面体嵌套结构，高孔隙杆系结构，正六面体嵌套结构，交叉曲面结构。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多孔支架结构的各个支柱的粗细由所述待打印骨骼的骨密度决定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标打印设备为3D打印设备，其中，所述目标打印设备中选取目标打印材料打印得到所述目标骨模型的外壳。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标打印材料包括第一目标粉末或所述第一目标粉末与第二目标粉末的混合物，其中，所述第一目标粉末包括以下任一种：尼龙粉末、聚醚醚酮粉末、聚乙烯醇粉末、聚己内酯粉末、左旋聚乳酸粉末，所述第二目标粉末包括以下任一种：石膏粉末，碳粉末，羟基磷灰石，玻璃，二氧化硅，所述第二目标粉末用于改变所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳的硬度和力学特性。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一目标粉末与所述第二目标粉末的混合物包括：所述尼龙粉末与所述第二目标粉末的质量比不小于6：4，所述聚醚醚酮粉末与所述第二目标粉末的质量比大于6：4，所述聚乙烯醇粉末与所述第二目标粉末的质量比大于7：3，所述聚己内酯粉末与所述第二目标粉末的质量比大于7：3，所述左旋聚乳酸粉末与所述第二目标粉末的质量比大于6:4。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述待打印骨骼的三维模型的所述预设厚度取决于所述医疗影像数据的测量结果，或者取决于所述医疗影像数据的测量结果和所述第一目标粉末与所述第二目标粉末的质量比。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳之后，所述方法还包括：
通过所述预设开孔向打印得到的所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳内注入发泡材料，得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型，其中，所述发泡材料包括硬泡聚醚多元醇和聚合多苯基多次甲基多异氰酸酯按照质量比1：1的比例混合得到。
10.一种骨模型的制备装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标医疗影像数据；
第二获取模块，用于根据所述目标医疗影像数据获取对应的待打印骨骼的三维模型，其中，所述待打印骨骼的三维模型的厚度为预设厚度，所述待打印骨骼的三维模型上设置有预设开孔；
打印模块，用于采用目标打印设备对所述待打印骨骼的三维模型进行打印，打印得到所述待打印骨骼的目标骨模型的外壳，其中，所述预设开孔用于向所述目标骨模型的外壳内注入发泡材料，进而得到注入所述发泡材料之后的所述目标骨模型。
CN201710088593.5A 2017-02-17 2017-02-17 骨模型的制备方法及装置 Active CN106863785B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710088593.5A CN106863785B (zh) 2017-02-17 2017-02-17 骨模型的制备方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710088593.5A CN106863785B (zh) 2017-02-17 2017-02-17 骨模型的制备方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106863785A CN106863785A (zh) 2017-06-20
CN106863785B true CN106863785B (zh) 2019-07-09

Family

ID=59166416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710088593.5A Active CN106863785B (zh) 2017-02-17 2017-02-17 骨模型的制备方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106863785B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107997855A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 深圳先进技术研究院 3d多孔支架模型建立方法、装置及制备系统
CN108261241B (zh) * 2018-01-16 2020-02-14 河北瑞鹤医疗器械有限公司 骨科内植物定制方法、装置及系统
CN110223391A (zh) * 2019-06-24 2019-09-10 秒针信息技术有限公司 骨骼的三维立体模型的3d打印方法及装置
CN112402063A (zh) * 2019-08-23 2021-02-26 北京智塑健康科技有限公司 一种骨结构假体的模型构建方法、系统、装置及其可读存储介质
CN112184909B (zh) * 2020-09-16 2023-11-24 中国科学院力学研究所 一种基于有限元网格的力学等效仿真骨的制造方法
CN115690498B (zh) * 2022-10-31 2023-06-13 北京医准智能科技有限公司 椎体骨密度确认方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004014240A1 (de) * 2004-03-24 2005-10-06 Ono & Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines künstlichen Knochenmodells
CN104269092A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 成都学创伟业科技有限公司 手术辅助骨骼模型制备方法
CN105944147A (zh) * 2016-04-25 2016-09-21 四川大学 一种多尺度可控微孔结构骨组织工程支架及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004014240A1 (de) * 2004-03-24 2005-10-06 Ono & Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines künstlichen Knochenmodells
CN104269092A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 成都学创伟业科技有限公司 手术辅助骨骼模型制备方法
CN105944147A (zh) * 2016-04-25 2016-09-21 四川大学 一种多尺度可控微孔结构骨组织工程支架及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106863785A (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106863785B (zh) 骨模型的制备方法及装置
KR102176893B1 (ko) 신체 부분의 물리적 재구성
Fantini et al. A method to design biomimetic scaffolds for bone tissue engineering based on Voronoi lattices
Sun et al. Bio-CAD modeling and its applications in computer-aided tissue engineering
Oxman Variable property rapid prototyping: Inspired by nature, where form is characterized by heterogeneous compositions, the paper presents a novel approach to layered manufacturing entitled variable property rapid prototyping
Lin et al. A novel method for biomaterial scaffold internal architecture design to match bone elastic properties with desired porosity
CN105499575A (zh) 一种多孔网格结构材料的设计及制作方法
CN107391784B (zh) 一种基于拓扑优化技术的松质骨多孔结构建模方法
CN104462723A (zh) 一种基于拓扑优化及骨重建仿真的个性化椎间融合器设计方法
CN108921928A (zh) 基于三角网格模型的体素化处理方法及其装置
Turgut et al. Computer-aided design and manufacture and rapid prototyped polymethylmethacrylate reconstruction
Pakhomova et al. Software for bioprinting
CN112184909B (zh) 一种基于有限元网格的力学等效仿真骨的制造方法
CN102973334A (zh) 颅骨组织工程支架仿生设计方法
CN105608744B (zh) 基于四面体网格的仿周期极小曲面的内部孔隙设计方法
CN109101686A (zh) 一种基于骨小梁结构形态和力学性能的多孔结构设计方法
CN115205293B (zh) 骨水泥流动预测方法、装置、设备及存储介质
CN101390752A (zh) 数字化虚拟手解剖结构的构建方法
Zhou et al. An improved trabecular bone model based on Voronoi tessellation
CN113821848A (zh) 一种仿生骨支架的等参变换混合结构及其3d打印方法
KR101472184B1 (ko) 안면 성형수술 시뮬레이션 방법
You et al. A new modeling method on skull defect repair
Wit et al. Simulation and optimization of porous bone-like microstructures with specific mechanical properties
US20090164176A1 (en) Method of producing a finite-element model of a unique body of complex shape and structure
Bajaj et al. Distributed design of hip prostheses with BHAUTIK

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 518109 No.38, Jinglong Jianshe Road, Longhua people's Hospital, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province

Co-patentee after: Wang Wenjun

Patentee after: Chen Yulin

Address before: 421001 First Hospital Affiliated to Nanhua University, 69 ship mountain road, Hengyang, Hunan

Co-patentee before: Wang Wenjun

Patentee before: Chen Yulin

CP02 Change in the address of a patent holder