[发明专利]语义医学图像用以3D打印解剖学结构

说明书

本发明涉及语义医学图像用以3D打印解剖学结构。使创建患者特定的解剖体的为3D打印机准备就绪的模型的过程自动化。代替于手动操纵来自成像的3D网格以创建为3D打印机准备就绪的模型，提供了自动化的操纵。分割也可以被自动化。在一种方法中，计算在解剖体的预确定的网格和患者特定的3D网格之间的变换。预确定的网格具有对应的为3D打印机准备就绪的模型。通过将变换应用于为3D打印机准备就绪的模型，为3D打印机准备就绪的模型被变更成变成特定于患者。另外，在3D打印中可以包括目标操纵，所述目标操纵变更解剖学结构的语义部分。

背景技术

本实施例涉及根据医学成像而三维（3D）打印解剖学结构。

3D打印主要通过加成过程来打印来自3D模型的三维对象，在所述加成过程中，接连的材料层在计算机控制下被敷设。虽然3D打印能够打印任何3D对象，但是打印3D解剖学结构对于患者、医师以及外科医生而言是显著有兴趣的。临床上，外科医生可以使用所打印的模型来用于对手术进行规划。准父母可能喜爱他们的胎儿的3D模型。

3D解剖学模型可以得自3D医学扫描，诸如使用计算的层析X射线摄影法、磁共振、或超声波的扫描。3D医学图像扫描被提供给服务，所述服务从3D扫描中提取解剖学模型。人员手动地从医学扫描中提取解剖学模型。所提取的模型通常以3D网格的格式而被保存。并不是每一个网格都可以通过3D打印机直接打印的。例如，直接打印3D球是困难的。支持基底（supporting base）应当与3D球相组合地设计和使用。对于其它结构（例如，棱锥），网格需要取向适当以供3D打印（例如，棱锥取向成从底部到顶峰而被打印）。因此，人员手动地操纵3D网格以使得3D网格对于3D打印而言是适当的。3D打印然后用于打印解剖体（anatomy）。当前的图像到3D打印是大部分耗时并且需要专家的手动过程，因此可能不被部署用于一般的使用。

发明内容

作为介绍，以下描述的优选实施例包括用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备的方法、系统、指令和计算机可读介质。创建患者特定的解剖体的为3D打印机准备就绪的模型的过程被自动化。代替于手动操纵来自成像的3D网格以创建为3D打印机准备就绪的模型，提供了自动化的操纵。分割也可以被自动化。在一种方法中，计算在解剖体的预确定的网格和患者特定的3D网格之间的变换。预确定的网格具有对应的为3D打印机准备就绪的模型。通过将变换应用于为3D打印机准备就绪的模型，为3D打印机准备就绪的模型被变更成变成特定于患者。

在第一方面中，提供了一种用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备的方法。从医学成像系统获取对患者的解剖学结构进行表示的扫描数据。创建患者的解剖学结构的表面的患者网格。处理器计算患者网格到模板网格的变换。处理器将变换应用于与模板网格相对应的三维打印模型，从而导致经变换的三维打印模型。经变换的三维打印模型被输出到三维打印机。

在第二方面中，非暂时性的计算机可读存储介质已经在其中存储了表示指令的数据，所述指令由经编程的处理器可执行以用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备。存储介质包括用于以下各项的指令：在解剖体的患者特定的表示和解剖体的预确定的表示之间进行扭曲（warp）；并且基于所述扭曲而变更用于解剖体的预确定表示的三维打印构造。

在第三方面中，提供了一种用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备的系统。医学成像系统被配置成对患者进行扫描。处理器被配置成根据扫描而对患者的结构进行分割并且根据经分割的结构而创建用于三维打印的模型。所述分割和创建在免于分割和创建期间的用户输入的情况下发生。

本发明由随后的权利要求限定，并且本章节中没有什么应当被理解为对那些权利要求的限制。本发明的另外的方面和优点在以下结合优选实施例而进行讨论并且可以稍后独立地或组合地被要求保护。

附图说明

组件和各图不一定是按比例的，强调代替地被置于说明本发明的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号指明贯穿不同视图的对应的部分。