CN110464525A - 一种基于医学影像的3d打印骨骼固定支架制备方法 - Google Patents

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    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
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Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，尤其为一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，包括有以下步骤：S1，采用CT扫描患者的患处，进行数据的采集；S2，CT扫描数据以DICOM格式文件导入MIMICS软件；S3，将皮肤从骨骼、软组织等组织里面分割出来进行三维重构；S4，通过清理内部残余的三角面片获取患处的单层轮廓面数据；S5，对该轮廓面数据进行曲面片的修复并得到拟合曲面数据；S6，将拟合的曲面数据转换成STEP格式，并导入UG软件中；S7，将数据导入3D打印装置中进行打印，得到骨骼固定支架。本发明，骨骼固定支架佩戴方便、贴合效果好、透气性好，可以保证关键处的活动以及康复锻炼。

Description

一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法。
背景技术
3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
现有技术中，用石膏绷带固定患处，但会给患者带来疼痛和不便，而且长期固定可能会导致肌腱与周围组织粘连和肌腱滑动功能受限等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，包括有以下步骤：
S1，采用CT扫描患者的患处，进行数据的采集；
S2，CT扫描数据以DICOM格式文件导入MIMICS软件；
S3，将皮肤从骨骼、软组织等组织里面分割出来进行三维重构；
S4，通过清理内部残余的三角面片获取患处的单层轮廓面数据；
S5，对该轮廓面数据进行曲面片的修复并得到拟合曲面数据；
S6，将拟合的曲面数据转换成STEP格式，并导入UG软件中；
S7，将数据导入3D打印装置中进行打印，得到骨骼固定支架。
优选的，所述S1中，CT扫描患者的患处时，患者关节处不便进行扫描时，根据人体的相似性、对称性的特点，通过人体另一侧正常的部位进行CT扫描数据，然后采用镜像的方式得到患处的三维数据。
优选的，所述S2中，调节皮肤所对应的阈值范围-718～-177。
优选的，所述S3中，重构的模型以STL格式输出，输出精度设为0774mm，边缘角为100。
优选的，所述S4中，关节处的单层轮廓面需进行分割并进行铰链设置，腕关节屈曲度30～450，掌指关节曲度40～700。
优选的，所述S6中，在UG中将曲面数据的厚度设置为2.8-3.3mm。
与现有技术相比，本发明提出了一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，具有以下有益效果：
本发明，以患者 CT 数据为基础设计了骨骼固定支架，CT扫描患者的患处时，患者关节处不便进行扫描时，根据人体的相似性、对称性的特点，通过人体另一侧正常的部位进行CT扫描数据，然后采用镜像的方式得到患处的三维数据。
本发明，通过关节处的单层轮廓面需进行分割并进行铰链设置，腕关节屈曲度30～450，掌指关节曲度40～70，可以保证关键处的活动以及康复锻炼。
本发明，该骨骼固定支架佩戴方便、贴合效果好、透气性好。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法的步骤示意图；
图2为本发明提出的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法的14层石膏绷带与该骨骼固定支架做载荷检测的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
请参照图1-2，一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，包括有以下步骤：
S1，采用CT扫描患者的患处，进行数据的采集；
S2，CT扫描数据以DICOM格式文件导入MIMICS软件；
S3，将皮肤从骨骼、软组织等组织里面分割出来进行三维重构；
S4，通过清理内部残余的三角面片获取患处的单层轮廓面数据；
S5，对该轮廓面数据进行曲面片的修复并得到拟合曲面数据；
S6，将拟合的曲面数据转换成STEP格式，并导入UG软件中；
S7，将数据导入3D打印装置中进行打印，得到骨骼固定支架。
所述S1中，CT扫描患者的患处时，患者关节处不便进行扫描时，根据人体的相似性、对称性的特点，通过人体另一侧正常的部位进行CT扫描数据，然后采用镜像的方式得到患处的三维数据。
所述S2中，调节皮肤所对应的阈值范围-718～-177。
所述S3中，重构的模型以STL格式输出，输出精度设为0774mm，边缘角为100。
所述S4中，关节处的单层轮廓面需进行分割并进行铰链设置，腕关节屈曲度30～450，掌指关节曲度40～700。
所述S6中，在UG中将曲面数据的厚度设置为2.8-3.3mm。
选择14层石膏绷带与该骨骼固定支架做载荷检测，检测得到弯曲曲线如图2所示，从实验曲线可以看出，该骨骼固定支架的最大弯曲载荷是l4层石膏绷带试样的2.3倍。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，包括有以下步骤：
S1，采用CT扫描患者的患处，进行数据的采集；
S2，CT扫描数据以DICOM格式文件导入MIMICS软件；
S3，将皮肤从骨骼、软组织等组织里面分割出来进行三维重构；
S4，通过清理内部残余的三角面片获取患处的单层轮廓面数据；
S5，对该轮廓面数据进行曲面片的修复并得到拟合曲面数据；
S6，将拟合的曲面数据转换成STEP格式，并导入UG软件中；
S7，将数据导入3D打印装置中进行打印，得到骨骼固定支架。
2.根据权利要求1所述的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，其特征在于，所述S1中，CT扫描患者的患处时，患者关节处不便进行扫描时，根据人体的相似性、对称性的特点，通过人体另一侧正常的部位进行CT扫描数据，然后采用镜像的方式得到患处的三维数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，其特征在于，所述S2中，调节皮肤所对应的阈值范围-718～-177。
4.根据权利要求1所述的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，其特征在于，所述S3中，重构的模型以STL格式输出，输出精度设为0774mm，边缘角为100。
5.根据权利要求1所述的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，其特征在于，所述S4中，关节处的单层轮廓面需进行分割并进行铰链设置，腕关节屈曲度30～450，掌指关节曲度40～700。
6.根据权利要求1所述的一种基于医学影像的3D打印骨骼固定支架制备方法，其特征在于，所述S6中，在UG中将曲面数据的厚度设置为2.8-3.3mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114248435A (zh) * 2021-12-28 2022-03-29 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） 一种用于维持标本皮支链形态的3d打印支架的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104282039A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 樊晓莉 基于三维扫描的骨骼矫形支具塑形方法
CN104943181A (zh) * 2015-07-27 2015-09-30 李晗郁 基于3d打印技术的外固定支架
CN106976240A (zh) * 2017-04-07 2017-07-25 新疆大学 一种手指屈肌腱损伤修复后的定制化固定支具的设计与制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104282039A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 樊晓莉 基于三维扫描的骨骼矫形支具塑形方法
CN104943181A (zh) * 2015-07-27 2015-09-30 李晗郁 基于3d打印技术的外固定支架
CN106976240A (zh) * 2017-04-07 2017-07-25 新疆大学 一种手指屈肌腱损伤修复后的定制化固定支具的设计与制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阿依古丽·喀斯木: "《基于3D 打印的手指屈肌腱损伤定制化支具设计》", 《机械设计与制造》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114248435A (zh) * 2021-12-28 2022-03-29 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） 一种用于维持标本皮支链形态的3d打印支架的制备方法
CN114248435B (zh) * 2021-12-28 2024-01-26 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） 一种用于维持标本皮支链形态的3d打印支架的制备方法

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