CN110393590A - 一种3d打印盆骨的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种3D打印盆骨的制造方法，它包括如下步骤：第一步，通过CT、MRI或正电子发射计算机断层显像获取患者的骨折盆骨影像；第二步，从骨折盆骨影像中提取出骨折盆骨的详细图形数据；第三步，将骨折盆骨的详细图形数据输入计算机，并通过计算机三维软件根据软组织和骨骼在图像中不同的灰度特点进行图像的分割处理，再根据各骨头位置的不同，将骨折盆骨数据从整体数据中分割、修补处理后，进行三维重建，建立骨折盆骨的3D模型；第四步，将骨折盆骨的3D模型数据输出到3D打印设备；第五步，用3D打印设备采用聚乳酸直接打印出骨折盆骨。其优点是：可以通过3D打印精准打印出骨折盆骨，供术者在术前操作模拟，确定最佳手术方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以通过3D打印精准打印出骨折盆骨，供术者在术前操作模拟，确定最佳手术方案的3D打印盆骨的制造方法。
背景技术
随着医学领域骨科的发展，对各种骨折都应运而生了各种骨科器械和内植入物，为人类的健康提供了保障，然而对于那些严重粉碎的关节内骨折以及危险复杂区域的骨折由于缺乏明显的复位标志，很难达到解剖复位，而在实际操作中，由于解剖因素，骨块复位，钢板的预弯及螺钉长度的选取，可能耗费大量时间，增加了手术风险。
发明内容
本发明针对以上问题，提供一种可以通过3D打印精准打印出骨折盆骨，供术者在术前操作模拟，确定最佳手术方案的3D打印盆骨的制造方法。
本发明的发明目的通过以下方案实现：一种3D打印盆骨的制造方法，它包括如下步骤：第一步，通过CT、MRI获取患者的骨折盆骨影像；第二步，从骨折盆骨影像中提取出骨折盆骨的详细图形数据；第三步，将盆骨的详细图形数据输入计算机，并通过计算机三维软件根据软组织和骨骼在图像中不同的灰度特点进行图像的分割处理，再将盆骨数据修补处理后，进行三维重建，建立骨折盆骨的3D模型；第四步，将骨折盆骨的3D模型数据输出到3D打印设备；第五步，用3D打印设备采用聚乳酸直接打印出骨折盆骨。
进一步的，将骨折盆骨的详细图形数据输入计算机后，将骨折盆骨的详细图形数据进行分离，分离后分别重建左右侧的半骨盆图像数据，形成两个半盆骨模型，将两个半盆骨模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折盆骨。
进一步的，第三步，再将骨折半盆骨模型内的盆骨骨折处分离形成两个骨折3D模型，两个骨折3D模型可组合形成一个骨折半骨盆模型，将两个骨折3D模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折半骨盆。
进一步的，第六步，将打印完成的骨折盆骨再进行第一、第二、第三步获取3D数据和打印骨折盆骨的3D模型，然后将获得的3D数据与3D模型与第三步中获得的数据与3D模型进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对3D数据，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。
进一步的，第三步建立骨折盆骨的3D模型后将获得的3D模型与第一步中获得的骨折盆骨影像进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对骨折盆骨影像，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。
进一步的，骨折盆骨模型通过对比折痕是否相互吻合确定是否合格。
进一步的，骨折盆骨模型通过对比折痕及碎骨形状是否相互吻合确定是否合格。
进一步的，判断为需要精修的骨折盆骨时，将打印完成的骨折盆骨的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与第三步3D模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修剪打印完成的骨折盆骨多余部位，然后再将修剪完成的骨折盆骨。
进一步的，修剪完成的骨折盆骨通过CT、MRI或正电子发射计算机断层显像获取影像；从影像中提取出详细图形数据；将详细图形数据输入计算机获得新的修剪完成的骨折盆骨的模型，再将第三步中的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与修剪完成的骨折盆骨的模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修补打印完成的骨折盆骨缺失部位。
本发明的有益效果在于：一是通过影像数据精确的打印出骨折的盆骨，供术者手术前对盆骨进行操作，减少手术时间和风险；二是通过二次对比进一步提高精确性；三是通过快速成型节约时间。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：一种3D打印盆骨的制造方法，它包括如下步骤：第一步，通过CT、MRI或正电子发射计算机断层显像获取患者的骨折盆骨影像；第二步，从骨折盆骨影像中提取出骨折盆骨的详细图形数据；第三步，将盆骨的详细图形数据输入计算机，并通过计算机三维软件根据软组织和骨骼在图像中不同的灰度特点进行图像的分割处理，再将盆骨数据修补处理后，进行三维重建，建立骨折盆骨的3D模型；第四步，将骨折盆骨的3D模型数据输出到3D打印设备；第五步，用3D打印设备采用聚乳酸（PLA）直接打印出骨折盆骨。根据让术者可以在手术前通过打印的骨折盆骨更好的模拟手术，提高手术的成功率，降低时间，更有针对性的进行手术。还可以找到更好的手术方式。
一种3D打印盆骨的制造方法，将骨折盆骨的详细图形数据输入计算机后，将骨折盆骨的详细图形数据进行分离，分离后分别重建左右侧的半骨盆图像数据，形成两个半盆骨模型，将两个半盆骨模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折盆骨。提高打印效率，降低打印时间，充分保障手术的及时性，不耽误救治。
一种3D打印盆骨的制造方法，第三步，再将骨折半盆骨模型内的盆骨骨折处分离形成两个骨折3D模型，两个骨折3D模型可组合形成一个骨折半骨盆模型，将两个骨折3D模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折半骨盆。提高打印效率，降低打印时间，充分保障手术的及时性，不耽误救治。
一种3D打印盆骨的制造方法，第六步，将打印完成的骨折盆骨再进行第一、第二、第三步获取3D数据和打印骨折盆骨的3D模型，然后将获得的3D数据与3D模型与第三步中获得的数据与3D模型进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对3D数据，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。预设阈值为3D模型吻合率高于90%。
一种3D打印盆骨的制造方法，第三步建立骨折盆骨的3D模型后将获得的3D模型与第一步中获得的骨折盆骨影像进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对骨折盆骨影像，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。预设阈值为3D模型吻合率高于90%。
一种3D打印盆骨的制造方法，骨折盆骨模型通过对比折痕是否相互吻合确定是否合格。
一种3D打印盆骨的制造方法，骨折盆骨模型通过对比折痕及碎骨形状是否相互吻合确定是否合格。
一种3D打印盆骨的制造方法，判断为需要精修的骨折盆骨时，将打印完成的骨折盆骨的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与第三步3D模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修剪打印完成的骨折盆骨多余部位，然后再将修剪完成的骨折盆骨。
一种3D打印盆骨的制造方法，修剪完成的骨折盆骨通过CT、MRI或正电子发射计算机断层显像获取影像；从影像中提取出详细图形数据；将详细图形数据输入计算机获得新的修剪完成的骨折盆骨的模型，再将第三步中的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与修剪完成的骨折盆骨的模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修补打印完成的骨折盆骨缺失部位。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。
Claims (9)
1.一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：它包括如下步骤：第一步，通过CT、MRI获取患者的骨折盆骨影像；第二步，从骨折盆骨影像中提取出骨折盆骨的详细图形数据；第三步，将盆骨的详细图形数据输入计算机，并通过计算机三维软件根据软组织和骨骼在图像中不同的灰度特点进行图像的分割处理，再将盆骨数据修补处理后，进行三维重建，建立骨折盆骨的3D模型；第四步，将骨折盆骨的3D模型数据输出到3D打印设备；第五步，用3D打印设备采用聚乳酸直接打印出骨折盆骨。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：第三步，将骨折盆骨的详细图形数据输入计算机后，将骨折盆骨的详细图形数据进行分离，分离后分别重建左右侧的半骨盆图像数据，形成两个半盆骨模型，将两个半盆骨模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折盆骨。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：第三步，再将骨折半盆骨模型内的盆骨骨折处分离形成两个骨折3D模型，两个骨折3D模型可组合形成一个骨折半骨盆模型，将两个骨折3D模型分别输出到不同的3D打印设备打印，最后合成骨折半骨盆。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：第六步，将打印完成的骨折盆骨再进行第一、第二、第三步获取3D数据和打印骨折盆骨的3D模型，然后将获得的3D数据与3D模型与第三步中获得的数据与3D模型进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对3D数据，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。
5.根据权利要求2所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：第三步建立骨折盆骨的3D模型后将获得的3D模型与第一步中获得的骨折盆骨影像进行比对，3D模型吻合率高于预设阈值时判定为合格，低于上述吻合率的预设阈值时则判断为不合格，不合格时根据比对骨折盆骨影像，其吻合率是否高于预设阈值时，判断盆骨精修或者通过第三步获得数据重新制作。
6.根据权利要求2所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：骨折盆骨模型通过对比折痕是否相互吻合确定是否合格。
7.根据权利要求2所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：骨折盆骨模型通过对比折痕及碎骨形状是否相互吻合确定是否合格。
8.根据权利要求3所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：判断为需要精修的骨折盆骨时，将打印完成的骨折盆骨的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与第三步3D模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修剪打印完成的骨折盆骨多余部位，然后再将修剪完成的骨折盆骨。
9.根据权利要求8所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：修剪完成的骨折盆骨通过CT、MRI或正电子发射计算机断层显像获取影像；从影像中提取出详细图形数据；将详细图形数据输入计算机获得新的修剪完成的骨折盆骨的模型，再将第三步中的3D模型构建出其包围盒；将包围盒沿其长宽高三个方向拆分成子长方体，每个子长方体的大小都相等；将每个子长方体与修剪完成的骨折盆骨的模型进行碰撞检测，将相互碰撞的打上标签1，不相互碰撞的打上标签0；将未发生碰撞的子长方体删除；将剩下的子长方体在空间特征向量构建为新的3D模型，通过新的3D模型修补打印完成的骨折盆骨缺失部位。
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