器官的神经网三维立体模型建模方法技术

本发明专利技术提供了器官的神经网三维立体模型的建模方法及其在分析前列腺等器官神经网上的应用，该方法包括利用建立神经网三维数据和神经网三维立体模型。所述方法获得的器官的神经网三维立体模型对外科手术和医学教育有着重要意义。利用本发明专利技术方法构建完成的前列腺神经网可以清楚地展示出前列腺周围神经网的分布情况，已足够指导外科手术时尽可能避开神经网的要求，降低术中前列腺神经的损伤。用本发明专利技术方法构建的各种器官神经网模型还可协助相关教学和练习、可通过模型向患者展示疾病和手术具体操作实施过程的情况。具有较高的临床应用价值。用价值。用价值。

【技术实现步骤摘要】
器官的神经网三维立体模型建模方法


[0001]本专利技术属于神经网络模型构建领域。具体的，本专利技术涉及神经网三维立体模型的建模方法。

技术介绍

[0002]近年来，早期前列腺癌的年轻化，使得降低根治性前列腺切除术后并发症显得尤为重要。在保证肿瘤控制的前提下，尽量保留周围神经的根治性前列腺切除术已成为治疗前列腺癌不可或缺的技术。如果对解剖区域的神经分布不清楚，必然导致术中损伤相关神经，出现术后勃起功能和尿控功能障碍等并发症的发生。尽管目前机器人神经保留手术使并发症有所降低，但疗效仍不满意。可见，要在降低根治性前列腺切除术后并发症上取得实质性的突破，关键取决于获取准确的前列腺周围神经网三维立体信息。但目前还没有方法获得直观的神经网三维立体模型及其构建方法，以协助开展根治性前列腺切除术。
[0003]3D打印技术(three dimensional printing)被誉为“第三次工业革命的重要标志之一，是一种基于计算机数字成像技术及多层次连续打印的新兴快速成型技术。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。近几年来，随着精准医疗及个体化医疗概念的提出，3D打印技术在医学领域的应用日益广泛。例如利用3D生物打印制造出人工器官和组织，用于器官移植等。或利用3D打印制造个体化器官，例如骨科个体化钢板、人工关节、个性化种植牙等方面。3D打印技术也越来越多的应用于医学模型领域，比如用于手术计划、练习和教学，还可通过模型向患者展示疾病情况和手术操作过程。目前，3D打印模型使用多种材质进行打印，能够用于骨科医疗器械，活体组织和器官打印，其应用前景非常广阔。
[0004]如何通过3D打印技术打印出逼真、精确、可视化的生物模型，在手术设计、手术演练、手术培训、手术复盘中变得越来越重要。要获得精确的3D打印模型，需要在标本的选择、相关生物信息的数字化以及三维立体模型的建模等方面，持续改进和提高。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种器官的神经网三维立体模型的建模方法，包括以下步骤：
[0006](1)创建神经网三维数据：将器官分为不同部位，每个部位设置若干观察区，获得各部每个观察区内的神经元数量；
[0007](2)建立神经网三维立体模型：根据前列腺神经网各部分的形状，绘制各部分横截面轮廓；依据步骤(1)中获得的数据，获得每个截面某区域的神经元个数，并以特定形状随机分布在该区域，绘制神经元在各区域的分布图，每个截面某区域的神经元个数＝该部对应区域的神经元总数/横截面个数；将各部分各截面各个区域内或相邻区域内的神经元用曲线进行连接，绘制各截面之间单根神经的连接曲线；利用软件的扫描功能，依次将每根连接曲线扫描成单根神经；在软件的装配体工作环境下进行基准面重合装配，装配完成神经
网整体模型。
[0008]进一步的，如神经元总数不足以分布到每个横截面或平均后有余数，随机选若干个横截面分配这些剩余部分。
[0009]进一步的，所述特定形状选自小圆点或星号。
[0010]进一步的，每个横截面分为里层、外层、中间层三层。
[0011]进一步的，将每层等分为I至XII的12个区域。
[0012]进一步的，采用显微镜下观察切片中染色后的神经组织数量，获得某部对应区域的神经元总数的数据。
[0013]进一步的，连接时，神经元从基底部到尖部以随机选取的方式连接。
[0014]进一步的，软件为Solidworks软件。
[0015]本专利技术还提供了该方法在体外构建前列腺、直肠、膀胱的等器官神经网络上的应用。
[0016]本专利技术还提供了该方法在分析前列腺、直肠、膀胱的神经网络上的应用。
[0017]进一步的，将前列腺器官划分为前列腺的基底部、中部和尖部。
[0018]本专利技术还提供了一种前列腺周围神经网分布模型分为三层，分别是里层的神经网三维模型、中间层的神经网三维模型、外层的神经网三维模型，所述里层、中间层和外层三部分神经网三维模型由内而外套接在一起。所述里层、中间层和外层均包含基底部、中部、尖部三个部分。该模型分为I至XII的12个区域。
[0019]里层、中间层和外层三部分神经网三维模型分别由单根神经和神经间的空隙组成，不同层的单根神经通过插入至另一层的空隙而使里层、中间层和外层相互套接在一起。单根神经的形状为圆形。
[0020]有益效果：利用本专利技术方法获得的三维神经网三维立体模型，简洁、直观，对手术中避免神经损伤，显微神经网络组织工程的神经再造，其他器官显微神经模型的临床研究和治疗具有较显著的临床价值。外科医生可利用本专利技术方法获得的神经网三维立体图或三维模型，结合患者的病灶情况，可有效减少手术(如根治性前列腺切除术)中对神经的损伤，降低术后并发症。因此本专利技术对外科手术和医学教育有着重要意义。
附图说明
[0021]图1是神经网外形轮廓示意图。
[0022]图2是将横截面分为36个区域的示意图。
[0023]图3是尖部第三张大切片第I区域神经元数量的示意图。
[0024]图4是基底部区域划分以及每个区域内的神经元总数。
[0025]图5是中部区域划分以及每个区域内的神经元总数。
[0026]图6是尖部区域划分以及每个区域内的神经元总数。
[0027]图7是基底部一个横截面轮廓图。
[0028]图8是中部一个横截面轮廓图。
[0029]图9是尖部一个横截面轮廓图。
[0030]图10是基底部某一横截面的神经元随机分布图。
[0031]图11是中部某一横截面的神经元随机分布图。
[0032]图12是顶部某一横截面的神经元随机分布图。
[0033]图13是神经元之间的曲线连接图。
[0034]图14是图13的另一个角度。
[0035]图15是里层神经网三维图。
[0036]图16是图15的俯视图。
[0037]图17是外层神经网三维图。
[0038]图18是中间层神经网三维图。
[0039]图19是将图15、17和18中的三维图装配后的神经网整体模型示意图。
具体实施方式
[0040]以前列腺周围神经网络构建为例具体说明神经网三维立体模型的建模方法。
[0041]一、总体建模方案
[0042]采用三维设计建模软件Solidworks2018，根据神经网三维数据模型，分别构建里层、外层、中间层神经网立体图，然后对三层立体图进行基准面重合装配，完成整个神经网立体图的建模。
[0043]二、建立神经网三维数据模型
[0044]1、将神经网在Z轴方向上分为基底部、中部、尖部三个部分。按基底部高度为13mm，中部高度为14mm，尖部高度为13mm，基底部的开口直径为30mm，中部最大直径是32mm，尖部开口直径为10mm，绘制出如图1所示的外形轮廓。
[0045]2、首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器官的神经网三维立体模型的建模方法，包括以下步骤：(1)创建神经网三维数据：将器官分为不同部位，每个部位设置若干观察区，获得各部每个观察区内的神经元数量；(2)建立神经网三维立体模型：根据前列腺神经网各部分的形状，绘制各部分横截面轮廓；依据步骤(1)中获得的数据，获得每个截面某区域的神经元个数，并以特定形状随机分布在该区域，绘制神经元在各区域的分布图，每个截面某区域的神经元个数＝该部对应区域的神经元总数/横截面个数；将各部分各截面各个区域内或相邻区域内的神经元用曲线进行连接，绘制各截面之间单根神经的连接曲线；利用软件的扫描功能，依次将每根连接曲线扫描成单根神经；在软件的装配体工作环境下进行基准面重合装配，装配完成神经网整体模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如神经元总数不足以分布到每个横截面或平均后有余数，随机选若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱再生，袁坚列，朱建锡，
申请(专利权)人：金华市中心医院，
类型：发明
国别省市：