一种3D打印盆骨的制造方法技术

本发明专利技术涉及医疗辅助技术领域，具体涉及一种3D打印盆骨的制造方法，包括如下步骤：S1、获取患者的盆骨影像；S2、基于Faster R

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印盆骨的制造方法


[0001]本专利技术涉及医疗辅助
，具体涉及一种3D打印盆骨的制造方法。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种3D打印盆骨的制造方法，可以实现3D盆骨的快速、精准制作，供术者手术前对盆骨进行操作，减少手术时间和风险。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种3D打印盆骨的制造方法，包括如下步骤：
[0006]S1、获取患者的盆骨影像；
[0007]S2、基于Faster R-CNN模型挖掘盆骨影像中的盆骨骨架；
[0008]S3、基于Faster R-CNN模型实现盆骨骨架上的软组织所在区域的圈定，生成软组织图像；
[0009]S4、基于kinect深度传感器分别获取盆骨骨架、软组织图像的深度图像，并将所获得的盆骨骨架深度图像、软组织图像进行三角化，然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建的分层有向距离场，对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,从而完成盆骨骨架和软组织的三维重构，得盆骨骨架三维模型和软组织三维模型；
[0010]S5、基于软组织在盆骨骨架上的定位信息，一一抠除盆骨骨架三维模型内载的软组织三维模型区域，抠除完成后，进行三维模型的修补处理，即得盆骨3D模型；
[0011]S6、基于盆骨3D模型及盆骨影像内载的盆骨尺寸参数通过3D打印设备实现盆骨的打印。
[0012]进一步地，所述步骤S1中，通过CT/MIR获取患者的盆骨影像，内载盆骨尺寸参数。
[0013]进一步地，所述步骤S3中，首先通过Faster R-CNN模型实现盆骨骨架上的软组织所在区域的圈定，然后基于连通分量外接矩形的长宽比进行软组织平面形状、尺寸的识别，并基于软组织平面尺寸的识别结果。
[0014]进一步地，所述步骤S3中，还包括以盆骨骨架的中心点为原点绘制坐标系，获取每个软组织区域(中心点)所在的二维坐标的步骤。
[0015]进一步地，所述步骤S5中，首先将每个软组织区域(中心点)所在的二维坐标转换成以盆骨骨架三维模型中心点为原点的三维坐标系内对应的三维坐标，然后根据三维坐标一一抠除盆骨骨架三维模型内载的软组织三维模型区域，抠除完成后，遍历整个盆骨骨架，
将不平整(光滑)的区域填充平整(处理光滑)，即得盆骨3D模型。
[0016]进一步地，所述步骤S6中，首先根据盆骨影像内载的盆骨尺寸参数生成盆骨3D模型的尺寸参数，然后通过3D打印设备根据盆骨3D模型及其对应的尺寸参数实现盆骨的打印。
[0017]进一步地，还包括：基于Faster R-CNN模型挖掘盆骨影像中的盆骨骨架中骨折区域识别，并基于连通分量外接矩形的长宽比进行裂纹形状、尺寸的测量，并进行裂纹标记的步骤。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]可以实现3D盆骨的快速、精准制作，经实验可知，利用Kinect传感器采集的不同的深度图像完成目标物体的三维重建,仅需要48s,并且可以得到非常精细的重建效果，协同Faster R-CNN模型的应用可以实现目标区域的快速精准挖掘，进一步提高了3D盆骨制作的效率和精准率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1一种3D打印盆骨的制造方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0022]实施例1
[0023]一种3D打印盆骨的制造方法，包括如下步骤：
[0024]S1、通过CT/MIR获取患者的盆骨影像，内载盆骨尺寸参数；
[0025]S2、基于Faster R-CNN模型挖掘盆骨影像中的盆骨骨架；
[0026]S3、实现盆骨骨架中骨折区域的识别，裂纹形状尺寸的测量，并并在盆骨骨架上完成裂纹的标记；具体的，首先基于Faster R-CNN模型挖掘盆骨影像中的盆骨骨架中骨折区域识别，然后基于连通分量外接矩形的长宽比进行裂纹形状、尺寸的测量，最后根据骨折区域识别到的裂纹所在定位数据和裂纹的形状和尺寸参数在盆骨骨架上完成裂纹的标记；
[0027]S4、基于Faster R-CNN模型实现盆骨骨架上的软组织所在区域的圈定，生成软组织图像；
[0028]S5、实现盆骨骨架和软组织的三维重构，得到盆骨骨架三维模型和软组织三维模型；具体的，基于kinect深度传感器分别获取盆骨骨架(携带裂纹标记的盆骨骨架)、软组织图像的深度图像，并将所获得的盆骨骨架深度图像、软组织图像进行三角化，然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建的分层有向距离场，对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,从而完成盆骨骨架和软组织的三维重构，得盆骨骨架三维模型和软组织三维模型；
[0029]S6、基于软组织在盆骨骨架上的定位信息，一一抠除盆骨骨架三维模型内载的软组织三维模型区域，抠除完成后，进行三维模型的修补处理，即得盆骨3D模型；
[0030]S7、基于盆骨3D模型及盆骨影像内载的盆骨尺寸参数通过3D打印设备采用聚乳酸实现盆骨的打印。
[0031]本实施例中，所述步骤S3中，首先通过Faster R-CNN模型实现盆骨骨架上的软组织所在区域的圈定，然后基于连通分量外接矩形的长宽比进行软组织平面形状、尺寸的识别，并基于软组织平面尺寸的识别结果。
[0032]本实施例中，所述步骤S3中，还包括以盆骨骨架的中心点为原点绘制坐标系，获取每个软组织区域(中心点)所在的二维坐标的步骤。
[0033]本实施例中，所述步骤S6中，首先将每个软组织区域(中心点)所在的二维坐标转换成以盆骨骨架三维模型中心点为原点的三维坐标系内对应的三维坐标，然后根据三维坐标一一抠除盆骨骨架三维模型内载的软组织三维模型区域，抠除完成后，遍历整个盆骨骨架，将不平整(光滑)的区域填充平整(处理光滑)，即得盆骨3D模型。
[0034]本实施例中，所述步骤S7中，首先根据盆骨影像内载的盆骨尺寸参数生成盆骨3D模型的尺寸参数，然后通过3D打印设备根据盆骨3D模型及其对应的尺寸参数实现盆骨的打印。
[0035]本实施例中，三个Faster R-CN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、获取患者的盆骨影像；S2、基于Faster R-CNN模型挖掘盆骨影像中的盆骨骨架；S3、基于Faster R-CNN模型实现盆骨骨架上的软组织所在区域的圈定，生成软组织图像；S4、基于kinect深度传感器分别获取盆骨骨架、软组织图像的深度图像，并将所获得的盆骨骨架深度图像、软组织图像进行三角化，然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建的分层有向距离场，对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,从而完成盆骨骨架和软组织的三维重构，得盆骨骨架三维模型和软组织三维模型；S5、基于软组织在盆骨骨架上的定位信息，一一抠除盆骨骨架三维模型内载的软组织三维模型区域，抠除完成后，进行三维模型的修补处理，即得盆骨3D模型；S6、基于盆骨3D模型及盆骨影像内载的盆骨尺寸参数通过3D打印设备实现盆骨的打印。2.如权利要求1所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，通过CT/MIR获取患者的盆骨影像，内载盆骨尺寸参数。3.如权利要求1所述的一种3D打印盆骨的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，首先通过Faste...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛鸣，马飞，王海勇，马菊蓉，王旭勃，
申请(专利权)人：牛鸣，
类型：发明
国别省市：