[发明专利]人工颅骨数字化成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工颅骨修复体的制备方法，属于脑神经外科和整形、整容医学领域，一种人工颅骨数字化成型方法。

背景技术

钛合金网板强度高、无毒性，与人体有良好的生物相容性，广泛地应用于颅骨修复中。如何更好地制备钛网颅骨修复体是目前正在探讨的课题。

中国专利200810060908.6介绍了一种钛网颅骨修复体的制备方法，将CT薄层扫描图片导入二维坐标区内，画出颅脑中线、基线、参照线和作图线，在每条作图线与缺损区的对称区域中的完好颅骨的相交处确定需修复的颅骨的参照位点，并在颅骨缺损区生成相应的修复体单元点，将单元点的相应的扫描图片层次、作图线编号及单元点到基线的垂直距离加以记录，将不同层的CT片逐张导入坐标区内进行上述操作，形成缺损区颅骨形态的全部单元点数据，再用无模多点成形器依照上述单元点数据将钛网压制成钛网颅骨修复体。该方法操作者可以凭其经验，对单元点的位置作适当的选择，使修复后的颅脑外形更符合整容要求，但依赖手工操作的成份较多。

发明内容

本发明的人工颅骨数字化成型方法是对中国专利200810060908.6提出的钛网颅骨修复体的制备方法的改进，可提高颅骨修复体数据的形成速度和精度，形成的数据能提供给人工颅骨数字化自动塑形装置进行加工成形。

这种人工颅骨数字化成型方法为：从CT断层图片(简称CT图片)上获取缺损区颅骨修复体形态的各单元点数据，再用压力成形装置依照上述单元点数据将钛网压制成钛网颅骨修复体。其中缺损区颅骨修复体形态的各单元点数据的获取过程为：

(1)选取中轴面：分别在2～3张CT图片上手工选取三个中轴点，由电脑自动在三维图上生成中轴面，继续选取中轴点，电脑依据新选取的点对中轴面进行微调，直至满意之后确认；

(2)选取加工切面：分别在2～3张CT图片上手工选取三个加工切面的点，由电脑自动在三维图上生成加工切面，要求加工切面能完全将缺损部分切除出来，继续选加工切面的点对加工切面进行微调，直至满意之后确认；

(3)生成颅骨的镜像：在CT图片上，电脑以中轴面为对称轴面，在颅骨缺损侧自动生成对侧颅骨的镜像；

(4)手绘修复：在CT断层平面内，由电脑从CT断层平面与加工切面的交线上垂直发出按固定距离规则排列的单元线；人工选择有颅骨缺损的CT断层图片，以颅骨的镜像为参照，用手绘方式将颅骨缺损区弥合，手绘的曲线由所经过的单元线上的点组成。设定修正参数H值和D值，由电脑自动对手绘的曲线进行平滑处理。处理过程如下：手绘形成的第一点和最后一个点均自动移位至最近距离的颅骨表面(依灰阶判断)；其余诸点依次作为“被判断点”，与每个“被判断点”相邻的两点称为“基点”，两个基点的连线称为“判断基线”；H值表示曲线上的“被判断点”到“判断基线”之间的最大允许距离，D值表示两个“基点”所属单元线间的距离；当“被判断点”到“判断基线”的距离的值大于设定值H，该点将被移位至“判断基线”与该点所属单元线的交点，反之则保持原位不动。诸点依次、轮替作为“基点”和“被判断点”按顺序和逆序经过两次调整，组成一条与颅骨缺损缘贴合、既平滑又能体现手绘意图的曲线。选择不同断层的CT图片，对拟修复的缺损区逐一进行手绘弥合；未用手绘修复的颅骨缺损区(即修复体的截面)，由电脑根据邻近断层手绘线条的特征，自动插值组成其表面的曲线；所有曲线上的点构成了修复体曲面的“点阵”。

(5)形成“颅骨-修复体”三维图：原颅骨数据与修复体表面诸点的数据合并生成“颅骨-修复体”的三维图像，颅骨与修复体使用不同色彩实现虚拟装配；

(6)优化处理：由电脑将组成修复体表面的诸点转换成连续的曲面，并以加工切面为基准将该曲面按预先设定的固定的单元间距生成纵、横规则排列的新的点阵，再按照第(4)步中的平滑处理算法，由电脑分别在横向和纵向两个方向将新的点阵进行平滑处理，形成优化后的修复体，优化的结果在三维图像上显现；

(7)生成加工数据：电脑自动将优化后的修复体表面数据转化为以加工切面为基准、按一定间距排列的单元点。各单元点的位置与高度作为颅骨修复体加工的数据供制模时应用。

这种人工颅骨数字化成型方法将人工修正与电脑自动生成图像和数据相结合，提高了颅骨修复体数据的形成的速度和精度，形成的数据能提供给人工颅骨数字化自动塑形装置进行加工成形。

附图说明

图1为这种人工颅骨数字化成型方法的流程图；

图2为选取中轴面的示意图；

图3为选取加工切面的示意图；

图4为一张CT片的示意图；