[发明专利]三维打印方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维打印领域，特别是一种三维打印方法和装置。

背景技术

根据不同的材料形式和工艺实现方法，目前较为成熟的典型3D打印技术可以分为以下5大类：SLS(Selective Laser Sintering，选区激光烧结技术)；SLA(Stereo Lithography Apparatus,光固化成型法)；FDM(Fusion Deposition Modeling，熔融沉积成型技术)；3DP(Three-Dimensional Printing，立体喷印技术)；LOM(Laminated Object Manufacturing，分层实体制造)。在各种医学模型、实体的打印中具有良好发展前景的是基于FDM与3DP的熔融材料三维打印技术。

当前，CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)、PET(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)、PETCT(Positron Emission Computed Tomography-Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像-电子计算机断层扫描)等断层扫描数据在打印之前，需要先进行Dicom(Digital Imaging and Communications in Medicine，医学数字成像和通信)数据的三维重建，重建为STL三维图形数据格式，再用三维打印分层软件转换为打印代码。在通过断层扫描获取Dicom数据后，进行如下的数据处理：

1)数据预处理 对图像进行平滑(减噪)及锐化等。噪声为扫描数据中与真实图像无关的图像细节，常与目标图像信号混杂在一起。利用均值滤波、中值滤波、自适应滤波、形态学滤波等方法处理数据，减少噪声的影响。但不论用那种方式，在减噪的同时也伴随着目标图 像信号的丢失。

2)图像分割 常用的图像分割法为阈值分割法，此方法只考虑像素本身的灰度值，而不考虑图像的空间分布，分割结果对噪声敏感。应用时应结合区域增长法、边缘检测法以及适当的人工编辑法进行图像分割。

3)轮廓提取 利用一阶或二阶导数检测边缘并进行细化、精简。

4)轮廓矢量化 用一条数学函数定义的矢量曲线来描述物体轮廓。

5)三维重构 STL格式是存储三维模型信息的一种简单方法,它用许多空间三角形小平面来逼近复杂的数字模型。通过记录各小三角形的顶点和法向矢量信息来间接描述原数字模型。

上述过程需要用专用的Dicom数据三维重建和编辑软件，例如Mimcs等。但此类软件价格昂贵，且由于其智能化、自动化程度的局限性，对操作者的三维图形学背景知识和操作技巧要求颇高，不适于医疗专业背景的医务人员使用。另外，在多次的数据转化过程中，不可避免的造成了目标图像信息的丢失，降低了打印的精准度。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种生成三维打印数据的方案，提高三维打印数据生成的效率和精度。

根据本发明的一个方面，提出一种三维打印方法，包括：根据断层扫描数据获取分层扫描图像；根据分层扫描图像提取待打印物体的边缘轮廓线；根据边缘轮廓线确定待打印物体的分层剖面图像；根据分层剖面图像生成分层打印数据。

可选地，根据分层扫描图像提取待打印物体的边缘轮廓线包括：根据预定窗口提取分层扫描图像中的预定窗口区域图像；提取预定窗口区域图像中的待打印物体的边缘轮廓线。

可选地，根据边缘轮廓线确定待打印物体的分层剖面图像包括：识别并删除预定窗口区域图像中的冗余数据和/或孤岛数据，生成优化 预定窗口图像；根据优化预定窗口图像和边缘轮廓线确定待打印物体的分层剖面图像。

可选地，根据分层剖面图像生成分层打印数据包括：根据层内和层间分层剖面图像优化待打印物体的轮廓，生成优化分层剖面图像；根据优化分层剖面图像，按照图像分层顺序创建分层打印数据。

可选地，分层打印数据的单层打印厚度为断层扫描数据的扫描层厚。

可选地，还包括：根据分层打印数据，利用三维打印机打印实体。

可选地，分层打印数据为分层打印序列数据，分层打印序列数据中包括待打印物体每层的剖面图像。

可选地，三维打印机包括DLP(Digital Light Processing，数字光处理)三维打印机。

可选地，分层打印数据为分层打印路径数据；分层打印路径数据包括每层的打印路径信息。