CN1923299A - 一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，解决现有技术的修复体难以实现个性化的精确塑型的缺陷，包括采用CT断层扫描获取病患颅颌面骨图像数据，颅颌面骨计算机三维重建，修复件的计算机辅助设计，快速成型加工修复件模型，熔模精密铸造等基本步骤，特别是修复件的计算机辅助设计中，缺损部位采用了四边形覆盖，并进而生成四条封闭曲线，最后生成封闭曲面的设计，并采用了两种个性化的颅颌面骨曲面覆盖方式，实现了修复体最后采用熔模精密铸造方式个性化精确塑型。

Description

一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法

技术领域：

本发明涉及用于替代颅颌面骨缺损骨骼的人工假体的制备方法，特别是一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体的制备方法，该方法采用先进制造技术进行个性化的颅颌面骨修复体的加工，该方法主要用于神经外科、整形外科、口腔颌面外科等领域的颅颌面骨创伤或病变切除后的骨缺损修复。

背景技术：

医学内置物置换手术是常见的外科手术之一，而临床的假体置换手术面临的一个难题就是：在进行手术干预之前无法知道内置物的最佳几何形态。而颅颌面骨缺损的特殊性在于对术后形态的要求较之其他部位更加突出。传统的修补材料包括有机玻璃、灭活异体骨、骨水泥、硅胶假体。但由于上述材料需要在手术台上花费很长的时间塑形并且强度不够而渐渐被新材料所替代。近年来钛网、多孔聚乙烯(Medpor)由于其良好的生物相容性，较易塑形等特点成为临床新宠。但面对复杂程度较高的形态，其塑形难度往往不能很好的解决。而针对较大面积的缺损或力学要求较高的部位(如下颌骨缺损修复)，易塑形的材料又往往面临强度不够的难题。

在材料加工方面，传统的手术多采用临床人工塑形。对于缺损形态极不规则，解剖结构复杂，缺损面积巨大的病例，修补体的塑形和拼接工作成为令外科医生头疼的难题，他们往往需要花费很长的时间将市场上可以购得的规格不同的材料利用有限的手术器械弯制成不同的曲度，再像拼图一样将小块拼接起来，不仅大大延长了手术时间，增加手术风险，而且这种“人工”打造的修补体形态往往不能让患者满意。近年来，运用工业领域的先进制造技术进行修复体的预制成型成为新的研究领域。目前主要的几种加工方法及其特点有：

模具加工：在数控机床上加工出冲压模具，然后压制钛板或钛网成形。这种方法较之手工塑形能满足更好的形态需要，但这种方法一般用于大规模标准件的生产，用于个性化的生产由于模具只使用一次，造成浪费。另一方面，由于冲压造成的应力问题也会造成配合精度的隐患。

无模成型：利用多点无模成型技术快速压制钛网成形，运用反复压制克服了材料应力问题。但是这种方法精度稍差，不能满足复杂度较高的形态需求，在曲度较大部位还会造成材料拉伸断裂或挤压产生皱褶的现象。并且由于只能对钛网进行加工，对于面积稍大的缺损或特殊部位不能满足强度要求。

数控加工：利用数控铣床对块状钛材进行切削加工成型。这种方法精确度高，但造成大量的材料浪费。

精密铸造：利用快速成型设备加工出修复体的蜡模，采用钛合金材料用精密铸造加工技术翻模加工成型。这种方法精确度高，成型后形态稳定、强度高。但现有技术都是对人工关节或身体内其他部分骨骼的加工修复，而对于颅颌面骨的缺损，由于缺损状况复杂，颅颌面骨相对太薄，现有技术难以既要保证精确度又要使修复体的厚度不能太厚，因此到目前为止，精密，铸造加工没有在颅颌面骨修复体中得到应用。

快速成模后压制钛网成型：中国发明专利03156843.2和200410074339.2公开了一种钛合金颅颌面骨修复体的制备方法，该方法将CT扫描的颅颌面骨缺损图像进行三维重建，然后利用快速原型系统制作修复体模型，最后比照模型压制钛网修复体。该方法虽然能够制作较准确的修复体模型，但是，由于是将钛网比照修复体模型进行压制而制作修复体，因此对结构很复杂的缺损难以制作出贴合的修复体，同时如果是较大的缺损面或力学要求较高的部位，钛网的强度无法满足要求，不能用来做大的颅颌面骨或力学要求较高的部位缺损的修复。

发明内容：

本发明解决上述各种修复体加工方法存在的问题，提供一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，所制作的钛制材料修复体能实现个性化的精确塑型，能够对各种形态、大小的颅颌面骨缺损实现精确贴合，而且能保证优良的力学性能。

技术内容：本发明包括下述步骤：

第一步、采用CT断层扫描获取病患颅颌面骨图像数据，要求扫描层厚≤10mm，重建层厚≤2mm。将数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存。

第二步、颅颌面骨计算机三维重建，将CT图像中分割的颅颌面骨数据进行三维重建，即采用医学图像控制系统软件形成反映颅颌面骨原形的三维图形数据，输出文件格式为STL。

第三步、修复件的计算机辅助设计，采用通用非线性曲面造型软件(Imageware、Geomagic Studio等)进行修复件的设计，设计步骤为：因为所有的缺损部位都几乎都可以用不等边的四边型来覆盖，所以A、首先根据第二步所得的反映颅颌面骨原形的三维图形基本确定缺损部位相接近的四边型的形状，复杂的缺损部位可以用2个或多个四边型来覆盖，B、然后利用非线性曲面造型软件中的功能，在修复边界生成4条封闭曲线，由4条封闭曲线生成封闭曲面，C、再利用曲面造型功能对该曲面各部分进行人工造型设计，D、最后使封闭曲面的大小能完整覆盖缺损部位，其曲面形状又能完美呈现颅颌面骨缺损部位原先的曲面状态，而四周边界又能与缺损部位四周完美贴合，所述封闭曲面即为计算机生成的修复件，也即补件，补件的厚度＞1mm。上述封闭曲面覆盖包含两种方式的个性化颅颌面骨设计方法：

I、对于较平缓部位的颅颌面骨修复设计，补件与患者缺损部位四周完全贴合，四周皆要固定，补件在每个方向大于缺损口约3mm，该方式定义为完全贴合法；II、对于复杂部位颅颌面骨在缺损部位的某方向不贴合不固定，在剩余方向贴合固定，该方法定义为缺边贴合法。

第四步、快速成型加工修复件模型，将计算机设计生成的修复件数据传送给快速成型机，运用SLS(选区激光烧结)法制成修复体蜡模。(附图三)

第五步、熔模精密铸造，用快速成型制成的蜡模作为熔模，通过制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔炼浇注、铸件清壳、精修、热等静压等工序得到铸件修复件，。

技术效果：本发明个性化颅颌面骨修复体的制备方法中，由于在修复件的设计步骤中，采用了一个以上四边形确定缺损部位的形状，并进而生成4条封闭曲线，由该四条封闭曲线生成封闭曲面，这样能使计算机设计的修复体能完整覆盖各种复杂的缺损部位，并与缺损部位四周完美贴合，并且由于采用I、II两种覆盖方式，能使修复体实现个性化的精确塑型。骨修复件的设计原则有两个：第一精确贴合，第二符合人体头面部美学自然塑型。人体颅颌面骨的不同部位形状差异很大，一些部位造型复杂，因此并没有一种通用的方法来解决所有部位的骨修复件设计问题，而两种覆盖方式则能满足个性化的要求。精确的计算机修复体的设计才能制备精确的修复体蜡模，这样经过熔模精密铸造工艺，就能得到能与颅颌面骨缺损实现精确贴合的修复体，而使设计修复件厚度控制在＞1mm的尺度内，既能保证通过铸造工艺做出修复件，又能保证不至于使蜡模太薄而无法铸造。铸造的修复体由于在计算机设计阶段进行了有效控制，因此既能满足制造复杂缺损的修复件的需要，又能保证优良的力学性能。

在第三步的计算机辅助设计中，还包括对计算机修复件进行最优的半封闭或全封闭的附加设计，即设计出对计算机修复件的支撑，所述支撑为条状或块状，所述条状或块状支撑的端头部分别固连在计算机修复件的开放端端头部，所述条状支撑为并列的2条或2条以上。

效果：开放式较大面积超薄修复件在铸造过程中易发生形变，我们提出预封闭的设计策略，即在设计过程中充分考虑修复件自身的力学特性，对修复件开放端进行最优的半封闭或全封闭的附加设计，即设计出对计算机修复件的支撑，以确保加工过程中修复件不会发生形变，而加工完成后通过去除附加的支撑部分，最终得到精确的修复体。

在第三步的计算机辅助设计中，还包括对修复件固定孔、通孔的设计，具体过程为在设计过程中先参考临床意见，对每个孔的位置定标，进而分析加孔修复件力学特性，对孔的位置进行适当的调整，再考虑其临床适应性，经多次反复，使得固定孔、通孔的密度与位置既符合临床的需要，又能保证修复件自身的力学特性。

优选的是，在孔的加工过程中，我们提出自由曲面法线定位策略，确保每个孔的位置都在曲面的法线方向。

在第二步颅颌面骨三维重建步骤中，医学图像控制系统软件可采用常规的Mimics软件系统，优选地，采用申请人自编软件系统，该软件系统的实现步骤包括：分割；提取感兴趣区域；轮廓线提取、跟踪；连接轮廓线；生成三角面片；光照效应计算；生成三维图像；输出文件。文件输出格式为STL。

上述自编软件系统是基于表面绘制的软件，为了得到可旋转的立体感和精确度更高的三维图像，申请人采用基于体素的体绘制方法，设计了用于诊断和手术方案制订的三维重建医学软件，实现步骤为：A、分割；B、提取感兴趣区域；C、插值；D、最后利用视觉原理将体素投影到显示平面进行显示；其中所述分割采用多种分割模式，包括基于密度值以及形态、邻近关系等条件的分割模式，所述插值对稀疏层片数据采用基于倒角距离的形状插值，既可以构造完整的体数据，又可以保证数据形态的真实性。采用上述步骤的三维重建软件，整个头骨的三维重建过程控制在半分钟以内，图像质量清晰、逼真，具有极高的精确度。在此基础上，该软件还可进行三维图像的旋转、切割及复杂测量。不仅能为医生提供真实感的患者影像，更有利于病情诊治和医疗手术方案的制定。

上述基于表面绘制的软件，可以先从体数据中通过几何单元拼接来拟合物体表面，然后利用传统计算机图形学技术对重建的物体表面进行绘制，即采用高效简洁的轮廓线连结法对颅颌面骨的表面进行绘制，使产生的三维模型表面较其他算法更为光滑，光顺度好，软件输出的STL格式的数据文件可以直接用做工业设计软件和快速成型机的输入数据，具备良好的兼容性能，整个三维重建过程无需人工干预，表面连结自然光滑无跃层感，且能保证很高的精确度。表面形态和数据的准确性保证了后续设计的精确。

特别地，第一步骤的CT断层扫描针对DICOM图像数据采集编写了DICOM-SLICE数据转换压缩软件，其实现步骤为：对原始DICOM图像数据顺次移位、紧密方式压缩；其次顺次扫描、计算差值数据；然后差值数据的高效替换表示，最后得到高压缩比的数据。

特别地，第五步骤中还需对用于制作修复体的铸造件进行表面处理。

所述表面处理包括：对铸件进行打孔及表面的抛光打磨，并对表面进行喷砂和抛丸处理。喷砂能够清除残留在修复件表面和内腔中的耐火材料和氧化玷污层等，使表面和内腔清洁，色泽均匀，并在一定程度上降低表面粗糙度；而抛丸清理是利用抛丸器的回旋叶轮的高速旋转，将弹丸连续高速的抛向钛和钛合金铸件的表面，清除修复件表面污物，经过喷砂和抛丸处理的修复件利于手术，且能与人体组织更好的结合。

附图说明：

图1是本发明的流程示意框图；

图2是本发明对修复件进行附加设计的流程框图；

图3是本发明对修复件固定孔、通孔的设计流程图；

图4是本发明三维重建软件的流程框图；

图5是本发明基于表面绘制的软件的流程框图；

图6是本发明图像压缩软件的流程框图；

图7是本发明图4所示三维重建软件构筑的颅颌面骨三维图；

图8是本发明计算机辅助设计制作的带缺损的颅颌面骨三维图；

图9是本发明计算机辅助设计制作的依据计算机修复体快速成型的修复体蜡模；

图10是本发明方法制作的修复体完美贴合后的三维图。

图11是本发明具有两条条状支撑的计算机修复件，即计算机修复件具有半封闭的附加设计。

图12是本发明具有块状支撑的计算机修复件，即计算机修复件具有全封闭的附加设计。

图13去除附加设计的精确的修复体。

图14是图10所述修复体手术后固定后的照片。

具体实施方式：

下面针对附图对本发明做进一步的说明。

图1描述了本发明的基本步骤：第一步、采用CT断层扫描获取病患颅颌面骨图像数据，第二步、颅颌面骨计算机三维重建，第三步、修复件的计算机辅助设计，第四步、快速成型加工修复件模型，第五步、熔模精密铸造。

其中，第一步的CT断层扫描，要求扫描层厚≤10mm，重建层厚≤2mm，优选为重建层厚1.5mm，这样，一个十几厘米的颅颌面骨，约有一百多张图像数据。将数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存。

优选地，对上述图像文件进行压缩处理，以便于在线数据传输。该数据转换压缩软件为DICOM-SLICE软件。压缩方法见附图6，为：首先对原始DICOM图像数据首先顺次移位、紧密方式压缩；其次顺次扫描、计算差值数据；然后差值数据的高效替换表示，最后得到高压缩比的数据。实现压缩的原理是：CT的DICOM数据为12位数据，但占用两个字节存储，这样就会产生4个空闲位，通过顺次移位的方式，将数据以紧密方式存储，不再有空闲位，然后采用差值法进一步压缩图像数据，这是一种可逆的压缩算法，所述顺次移位的方式为：对于大多数DICOM中的灰度图像，相邻的两个像素间的灰度值相差非常小，在计算机图形学中经过统计可以发现基本上都分布在-8-+8之间，因此对于每条扫描线，设第一个点的象素值为C1，第二个像素的值为C2，设X1＝C2-C1，则C2可以表示为G1+X1，以此类推，可以得到X2、X3、X4......由上可知，这此值大多分布在-8-+8之间，定义Y1、Y2、Y3......Y16分别表示0000，0001，0010....1111这十六个二进制值，得到的差值数据分别用Y1、Y2……等代替，最终得到压缩比比较高的图像数据。

第二步，将第一步CT图像中分割的颅颌面骨数据进行三维重建，即采用医学图像控制系统软件三维数据场形成反映颅颌面骨原形的三维图形数据(也可称为三维图形)，输出文件格式为STL。医学图像控制系统软件可采用常规的Mimics软件系统，但是该系统在用于对颅颌面骨这样复杂的系统建立三维图形数据时精确度还不能完全满足后续精密铸造的需要，因此，优选地，采用申请人自行编制的医学图像控制系统软件进行三维重建。

上述自编医学图像控制系统软件，包括两个部分，第一部分为三维重建软件，命名为3DMSee(3dimension medicine see CT)。为了给医生提供真实感的患者颅颌面骨影像，采用基于体素的体绘制方法来实现三维重建，流程框图见图4，实现步骤为：针对三维数据场，进行A、分割；B、提取感兴趣区域；C、插值；D、最后利用视觉原理将体素投影到显示平面进行显示。其中A步的分割采用多种分割模式，包括基于密度值以及形态、邻近关系等条件的分割模式，C步的插值对稀疏层片数据采用基于倒角距离的形状插值，既可以构造完整的体数据，又可以保证数据形态的真实性，D步首先对数据赋以视觉特征，包括给每个类别的数据赋颜色值和给每个类别的数据赋透明度，然后进行光照效应的计算，最后就可进行图像合成，即将体素投影在显示平面进行立体显示。采用上述步骤的三维重建软件，能使整个头骨的三维重建过程控制在半分钟以内，图像质量清晰、逼真，具有极高的精确度，见图7。该软件还可进行三维图像的旋转、切割(见图8)及复杂测量。不但能为医生提供真实感的患者影像，更有利于病情诊治和医疗手术方案的制定。

第二部分为基于表面绘制的软件，目的是为了与修复件的计算机辅助设计相衔接，用于颅颌面骨的制造。因为基于体素的体绘制方法构造的三维图像不能直接用于颅颌面骨的制造，要建立描绘各数据之间几何拓扑结构的三维表面模型才能用于制造。由于得到体数据前的步骤与前面第一部分相同，故可先从第一部分得到的体数据中通过几何单元拼接来拟合物体表面，然后利用传统计算机图形学技术对重建的物体表面进行绘制，其中常用的有连接轮廓线法、Marching Cube算法以及Dividing Cube算法等，我们采用了高效简洁的轮廓线连接法对颅颌面骨表面进行绘制，软件命名为3DMSR(3 dimension medicine surfacerendering)。该部分软件从扫描后所得断层图像数据开始的流程框图见图5，流程为：A、首先对三维空间数据场的数据进行数据简化和多方法的图像分割的工作；B、并进行感兴趣区提取，上述步骤与第一部分的A、B步相同，故可直接利用第一部分这两部所得数据；C、然后进行轮廓跟踪以确定每个感兴趣区的轮廓线；D、其后巧妙的运用标记、差影等方法以确定各层轮廓线间的对应关系；E、从而准确的连接轮廓线构造三维物体表面数据，生成三角面片；F、经过光照效应计算；G、最后生成三维图像。高效简洁的轮廓线连结法对颅颌面骨的表面进行绘制，使产生的三维模型表面较其他算法更为光滑，光顺度好，软件输出的STL格式的数据文件可以直接用做工业设计软件和快速成型机的输入数据，具备良好的兼容性能，整个三维重建过程无需人工干预，表面连结自然光滑无跃层感，且能保证很高的精确度。表面形态和数据的准确性保证了后续设计的精确。

第三步、修复件的计算机辅助设计，见附图2，采用通用非线性曲面造型软件(Imageware、Geomagic Studio等)进行修复件的设计，设计步骤为：因为所有的缺损部位都几乎都可以用不等边的四边型来覆盖，所以A、首先根据第二步所得的颅颌面骨原形的三维图形基本确定缺损部位相接近的四边型的形状，复杂的缺损部位可以用2个或多个四边型来覆盖，B、然后利用非线性曲面造型软件中的功能，在修复边界生成4条封闭曲线，由4条封闭曲线生成封闭曲面，C、再利用曲面造型功能对该曲面各部分进行人工造型设计，D、最后使封闭曲面的大小能完整覆盖缺损部位，其曲面形状又能完美呈现颅颌面骨缺损部位原先的曲面状态，而四周边界又能与缺损部位四周完美贴合，所述封闭曲面即为计算机生成的修复件，也即补件，补件的厚度＞1mm。上述封闭曲面覆盖包含两种方式的个性化颅颌面骨设计方法：

I、对于较平缓部位的颅颌面骨修复设计，补件与患者缺损部位四周完全贴合，四周皆要固定，补件在每个方向大于缺损口约3mm，该方式定义为完全贴合法；II、对于复杂部位颅颌面骨在缺损部位的某方向不贴合不固定，在剩余方向贴合固定，该方法定义为缺边贴合法。

为了防止开放式较大面积超薄修复件在铸造过程中发生形变，还包括对计算机修复件进行最优的半封闭或全封闭的附加设计，即设计出对计算机修复件的支撑，所述支撑为条状或块状，所述条状或块状支撑的端头部分别固连在具有弧度的计算机修复件的开放端端头部，当修复件适合选择条状支撑时，条状支撑可为并列的2条或2条以上，该种条状支撑方式称为半封闭的附加设计，见图11。块状支撑方式称为全封闭的附加设计，见图12。修复件加工完成后通过去除附加的支撑部分，最终得到精确的修复体，见图13。

在本第三步的计算机辅助设计中，还包括对修复件固定孔、通孔的设计，流程图见图3，具体过程为在设计过程中首先对修复件的形状分析，对每个孔的位置定标，即对通孔、固定孔位置由软件设定，然后参考临床意见，对孔的位置进行适当的调整，进而分析加孔修复件力学特性，看是否满足力学要求，再考虑其临床适应性，经多次反复，使得固定孔、通孔的密度与位置既符合临床的需要，又能保证修复件自身的力学特性。

优选的是，在孔的加工过程中，我们提出自由曲面法线定位策略，即通孔、固定孔的位置由法线方向确定，确保每个孔的位置都在曲面的法线方向，最后生成通孔和固定孔。

第四步、快速成型加工修复件模型，将计算机设计生成的修复件数据传送给快速成型机，运用SLS(选区激光烧结)法制成修复体蜡模，见图9。

第五步、熔模精密铸造，用快速成型制成的蜡模作为熔模，通过制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔炼浇注、铸件清壳、精修、热等静压等工序得到铸件修复件，。

特别地，第五步骤中还需对用于制作修复体的铸造件进行表面处理。

所述表面处理包括：对铸件进行打孔及表面的抛光打磨，并对表面进行喷砂和抛丸处理。喷砂能够清除残留在修复件表面和内腔中的耐火材料和氧化玷污层等，使表面和内腔清洁，色泽均匀，并在一定程度上降低表面粗糙度；而抛丸清理是利用抛丸器的回旋叶轮的高速旋转，将弹丸连续高速的抛向钛和钛合金铸件的表面，清除修复件表面污物，经过喷砂和抛丸处理的修复件利于手术，且能与人体组织更好的结合。

这样制得的修复件就可临床应用了，将修复件经常规灭菌处理后，通过手术将修复体植入颅颌面骨缺损部位，用钛钉坚强内固定，见图14。

制备修复件的材料可以是钛、钛合金或其他与人体相容性好的金属或合金材料。

Claims (10)

1、一种钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，包括下述步骤：

第一步、采用CT断层扫描获取病患颅颌面骨图像数据，要求扫描层厚≤10mm，重建层厚≤2mm。将数据用标准DICOM格式记录成光盘文件保存；

第二步、颅颌面骨计算机三维重建，将CT图像中颅颌面骨断图像层数据进行三维重建，即采用医学图像控制系统软件形成反映颅颌面骨原形的三维图形数据，输出文件格式为STL；

第三步、修复件的计算机辅助设计，采用通用非线性曲面造型软件(Imageware、Geomagic Studio等)进行修复件的设计，设计步骤为：

A、首先根据第二步所得的颅颌面骨原形的三维图形基本确定缺损部位相接近的四边型的形状，复杂的缺损部位可以用2个或多个四边型来覆盖；

B、然后利用非线性曲面造型软件中的功能，在修复边界生成4条封闭曲线，由4条封闭曲线生成封闭曲面；

C、再利用曲面造型功能对该曲面各部分进行人工造型设计；

D、最后使封闭曲面的大小能完整覆盖缺损部位，其曲面形状又能完美呈现颅颌面骨缺损部位原先的曲面状态，而四周边界又能与缺损部位四周完美贴合，所述封闭曲面即为计算机生成的修复件，也即补件，补件的厚度＞1mm；所述封闭曲面覆盖包含两种方式的个性化颅颌面骨设计方法：

I、对于较平缓部位的颅颌面骨修复设计，补件与患者缺损部位四周完全贴合，四周皆要固定，补件在每个方向大于缺损口约3mm，该方式定义为完全贴合法；

II、对于复杂部位颅颌面骨在缺损部位的某方向不贴合不固定，在剩余方向贴合固定，该方法定义为缺边贴合法；

第四步、快速成型加工修复件模型，将计算机设计生成的修复件数据传送给快速成型机，运用SLS(选区激光烧结)法制成修复体蜡模；

第五步、熔模精密铸造修复件，用快速成型制成的蜡模作为熔模，通过制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔炼浇注、铸件清壳、精修、热等静压等工序得到铸件修复件。

2、根据权利要求1所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于在第三步的计算机辅助设计中，还包括对计算机修复件进行最优的半封闭或全封闭的附加设计，即设计出对计算机修复件的支撑，所述支撑为条状或块状，所述条状或块状支撑的端头部分别固连在计算机修复件的开放端的端头部。

3、根据权利要求2所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于所述条状支撑为并列的2条或2条以上。

4、根据权利要求1或2或3所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于在第三步的计算机辅助设计中，还包括对修复件固定孔、通孔的设计，具体过程为在设计过程中先参考临床意见，对每个孔的位置定标，进而分析加孔修复件力学特性，对孔的位置进行适当的调整，再考虑其临床适应性，经多次反复，使得固定孔、通孔的密度与位置既符合临床的需要，又能保证修复件自身的力学特性。

5、根据权利要求4所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于在孔的加工过程中，采用自由曲面法线定位每个孔。

6、根据权利要求4所述的颅钛制材料个性化颌面修复体制备方法，其特征在于在所述第二步颅颌面骨三维重建步骤中，医学图像控制系统软件采用申请人自编软件系统，该软件系统的实现步骤包括：分割；提取感兴趣区域；轮廓线提取、跟踪；连接轮廓线；生成三角面片；光照效应计算；生成三维图像；输出文件。文件输出格式为STL。

7、根据权利要求6所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于上述自编软件系统，还包括一基于体绘制方法的软件系统，其实现步骤为：A、分割；B、提取感兴趣区域；C、插值；D、最后利用视觉原理将体素投影到显示平面进行显示；其中所述分割采用多种分割模式，包括基于密度值以及形态、邻近关系等条件的分割模式，所述插值对稀疏层片数据采用基于倒角距离的形状插值。

8、根据权利要求5所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于特别地，第一步骤的CT断层扫描针对DICOM图像数据采集编写了DICOM-SLICE数据转换压缩软件，其具体实现为：对原始DICOM图像数据顺次移位、紧密方式压缩；其次顺次扫描、计算差值数据；然后差值数据的高效替换表示，最后得到高压缩比的数据。

9、根据权利要求5所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于第五步骤中还包括对用于制作修复体的铸造件进行表面处理。

10、根据权利要求9所述的钛制材料个性化颅颌面骨修复体制备方法，其特征在于所述表面处理为对铸件进行打孔及表面的抛光打磨，并对表面进行喷砂和抛丸处理。

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