皮肤软组织扩张辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种皮肤软组织扩张辅助系统，包括二维显示模块，三维重建模块，扩张模拟模块和效果模拟模块。二维显示模块用于显示医学图像，三维重建模块根据医学图像重建患者三维模型，扩张模拟模块根据三维模型计算患者患处面积，模拟扩张效果，确定扩张方案，最后由效果模拟模块输出术后效果图。采用本发明专利技术的辅助系统，有利于为患者选取最佳的扩张方案，不会造成扩增皮肤不够或过多的情况，减少患者的痛苦。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种皮肤软组织扩张辅助系统，包括二维显示模块，三维重建模块，扩张模拟模块和效果模拟模块。二维显示模块用于显示医学图像，三维重建模块根据医学图像重建患者三维模型，扩张模拟模块根据三维模型计算患者患处面积，模拟扩张效果，确定扩张方案，最后由效果模拟模块输出术后效果图。采用本专利技术的辅助系统，有利于为患者选取最佳的扩张方案，不会造成扩增皮肤不够或过多的情况，减少患者的痛苦。【专利说明】皮肤软组织扩张辅助系统
本专利技术属于整形整容
，尤其涉及一种皮肤软组织扩张辅助系统。
技术介绍
皮肤是人体最大的器官，重量约占体重的16%，具有保护机体、抵抗外界侵害、排泄废物、分泌、吸收、调节体温等多种功能。但是现实生活和生产经营活动中，多种原因可导致皮肤缺损，如:先天性畸形、创伤、肿瘤等,另外各种类型的秃发以及疤痕的修复也需要正常皮肤组织的重新覆盖，因此如何促进皮肤生理性修复以及如何进行皮肤软组织再生与功能重建具有重要意义。皮肤软组织扩张术(tissue expansion)是继皮肤移植术(植皮术)和皮瓣转移术之后整形外科发展起来的又一项最基本的组织修复技术。美国Georgetown医学院的整形外科医师ChadomirRodovan是最具创造力的先驱之一,976年I月26日，他在华盛顿的Veteran’s Administration hospital实施了他本人的第一例扩张器置入手术；其后，他将皮肤扩张术应用于乳腺癌术后患者的乳房再造。通过众多医生学者的共同努力，皮肤软组织扩张术终于成为一项重要的外科治疗手段，已广泛应用于整形外科、美容外科、修复重建外科等诸多领域。但是皮肤软组织扩张术需要根据待修复的部位、形态、病变范围的变化，精确地预判所需皮肤软组织扩张器的形状、大小以及放置的部位和数量，评估扩张后的软组织量、预计手术方式和手术效果是手术能否成功的关键。由于皮肤软组织是具有各向异性、非线性、粘弹性等生物力学特性的生物活性组织，同时扩张器取出后皮瓣的舒平涉及皮瓣的三维空间再分布，上述因素决定了扩张器的手术设计是一个复杂的综合判断，到目前为止，临床上主要还是依靠医生长期临床实践积累的经验来进行判断，因此初学者或非整形专业医师难以在短期内掌握皮肤扩张技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过计算机技术，建立皮肤软组织扩张术辅助系统，以解决现有技术无法精确地预判扩张器形状、大小以及放置的部位和数量，只能靠临床经验来进行手术带来的风险问题。一种皮肤软组织扩张辅助系统，所述皮肤软组织扩张辅助系统包括:二维显示模块，用于医学图像的浏览；三维重建模块，用于根据医学图像模拟得到患者患处的三维模型；扩张模拟模块,用于建立扩张模拟模型，确定最优的扩张方案；效果模拟模块，用于根据扩张模拟结果，给出术后效果图。进一步地，所述二维显示模块设置有水平面X轴滑动条和Y轴滑动条，竖直方向Z轴滑动条，拖动三个滑动条，可以限定所需要浏览的平面。进一步地，所述三维重建模块包括:三维通用模型模拟单元，用于建立患者患处的三维通用模型；修正单元，用于根据患者的医学图像，对三维通用模型进行修正，得到该患者的三维模型。其中，所述三维通用模型模拟单元采用立体分割的活动形体建模法和非均匀有理B样条NURBS表面表示法建立人体头部的三维通用模型进一步地，所述扩张模拟模块包括:面积测量单元，用于测量患者患处面积和扩张模拟模型软组织的面积；扩张参数选择单元，用于选择扩张参数；扩张模拟模型建立单元，用于根据选择的扩张参数，建立扩张模拟模型。其中，所述的扩张参数包括:扩张器的形状，扩张器放置位置和扩张器预估扩张大小。进一步地，所述皮肤软组织扩张辅助系统还包括切割模块，用于提取医学图像中感兴趣的区域图像；鼠标取点模块，用于选取三维模型上的坐标；角度测量模块，用于测量三维模型上的角度，并显示其对应的弧度值。本专利技术的皮肤软组织扩张辅助系统，通过计算机技术，根据患者的医学图像，通过二维显示模块和三维建模，对医学图像进一步进行显示，有利于医生观察和诊断。同时，通过扩张模拟模块，选择合适的扩张器和扩张方案，不会造成扩增皮肤不够或者过多情况，减少了患者的痛苦，避免了仅靠医生的临床经验带来的风险。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术皮肤软组织扩张辅助系统结构框图；图2为医学图像的浏览示意图；图3为体绘制三维模型示意图；图4为面绘制三维模型示意图；图5为扩张模拟模型示意图；图6为本专利技术切割显示示意图；图7为本专利技术鼠标取点示意图；图8为本专利技术角度测量示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本专利技术的限定。本专利技术的皮肤软组织扩张术辅助系统结构框图如图1所示，包括二维显示模块，三维重建模块，扩张模拟模块和术后效果模拟模块。其中，二维显示模块用于医学图像的浏览。本专利技术中，对于给定的一组患处的磁共振成像MRI或者计算断层造影CT切层图像，在三维体数据中以一个点和法向量确定一个平面，提取出体数据在这个平面上的像素点以及灰度值，形成新的图象，进而显示出来，从而可以从任意角度浏览医学图像。如图2所示为某一医学图像的横状面、冠状面和矢状面的示例，供医师诊疗查看患者患处的图像，该图像是512x512像素的，一共有249层，那么在水平方向，可以按像素或者在竖直方向按层数来浏览冠状面、矢状面和横截面。该二维显示模块设置有水平面X轴和Y轴，以及竖直方向Z轴滑动条，层数的设定是通过拖动三个滑动条来设定的，可以设置任何一个方向是显示还是不显示，所以可以随意浏览任何一个方向的任意一面。三维重建模块，用于根据医学图像模拟得到具体患者的最佳三维模型。具体地，三维重建技术是指利用CT或者MRI等医学影像设备输出的图像体数据，根据需要选择合适的三维重建算法，得到可以从任意视角进行观察的三维投影图像，这样诊断医生就可以方便地对人体内部组织或器官的结构进行观察诊断。目前应用最多的三维重建的方法主要有面绘制和体绘制两类。体绘制是采用光照模型，直接在体数据采样，三维空间的这些离散采样点原本是不具有色彩属性的，只具有灰度值，采样点的颜色值和透明度等属性值是在物质分类的基础上人为的赋予。将采样点的属性值分布情况进行合成，从而得到全部采样点对屏幕象素的贡献，也就是每一个屏幕象素的光强度值。这种绘制方法也称直接体绘制，体绘制能够完整地显示出三维图像的内部结构信息。目前体绘制用的比较多的方法有光线投射法、投影成像法和频域变换法。体绘制方法的一个基础是物质分类，不同密度的物质在图像中表现为具有不同的灰度值。为了在最终的图像中用不同的颜色正确地反映出共存的多种物质的分布，就需要对数据进行分类，找出数据与不同物质之间的对应关系，只有对三维数据进行准确的分类，经过后续处理才能得出合理的图像。面绘制是指表面重建，即从医学影像设备输出的切片数据集构造出三维体数据，然后在三维数据中通过插值方式抽取出等值面，将等值面进行曲面表示，再进行三角剖分以获得三角形面片，最后用图形学中的图元绘制技术将三角形面片绘制出来而实现表面绘制。目前表面绘制算法有表面跟踪法MC法(Marching cube)、MT法(MatchingTetrahedral)和DC法(Dividing Cub本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮肤软组织扩张辅助系统，其特征在于，所述皮肤软组织扩张辅助系统包括：二维显示模块，用于医学图像的浏览；三维重建模块，用于根据医学图像模拟得到患者患处的三维模型；扩张模拟模块，用于建立扩张模拟模型，确定最优的扩张方案；效果模拟模块，用于根据扩张模拟结果，给出术后效果图。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵雁，林丽丽，顾子春，管秋，陈胜勇，
申请(专利权)人：邵雁，
类型：发明
国别省市：浙江;33