[发明专利]一种脑组织圆柱形试件制备器的制作方法

说明书

本发明公开了一种脑组织圆柱形试件制备器的制作方法，所述方法包括：对脑组织样本进行CT扫描，获取脑组织样本的三维模型；构建允许覆盖三维模型的原始实心长方体，并对原始实心长方体和三维模型进行布尔运算，得到中空长方体；将中空长方体剖分为上盖和下盖，并基于圆柱形试件的限定数量对上盖和下盖的凹槽内壁沿着同一参考点进行分割槽刻画；获取当前下盖的俯视平面图，从俯视平面图中提取分割槽部分进行立体杆重建，再对所有立体杆的两端统一设置固定件，生成切割架；将当前上盖、当前下盖和切割架的三维结构模型发送至3D打印机进行制备器的实体打印。本发明实施例可克服脑组织圆柱形试件制备的传统工艺缺陷。

技术领域

本发明涉及脑组织样本制备技术领域，尤其涉及一种脑组织圆柱形试件制备器的制作方法。

背景技术

目前关于脑组织力学性能的研究，相关试验数据表现出显著离散性，其原因之一在于脑组织力学测量试件的制备困难。标准的力学性能测量试件多为圆柱体(针对单轴压缩)，需要保证试件初始状态时的各个截面基本相同。然而脑组织非常软且含水量高，同时还具有强黏性和一定韧性，导致了离体脑组织在切割过程中难以把握力度且极易造成脑组织变形，无法严格遵循脑组织的标准切面规则。另有学者提出将离体脑组织冷冻后再完成切割，此方法虽然可以解决脑组织过软的问题，但是一开始的冷冻处理会改变脑组织的力学性能，即脑组织的刚度降低。综上所述，若要更为准确地测量出脑组织的真实力学性能参数，解决圆柱形脑组织试件的制备问题是非常重要的；更进一步的，如何完成对圆柱形脑组织试件制备器的设计与制作，是最为关键的问题，也是本发明所需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种脑组织圆柱形试件制备器的制作方法，克服脑组织圆柱形试件制备的传统工艺缺陷。

为了解决上述问题，本发明提出了一种脑组织圆柱形试件制备器的制作方法，所述制作方法包括：

对脑组织样本进行CT扫描，获取所述脑组织样本的三维模型；

构建允许覆盖所述三维模型的原始实心长方体，并对所述原始实心长方体和所述三维模型进行布尔运算，得到中空长方体；

将所述中空长方体剖分为上盖和下盖，并基于圆柱形试件的限定数量对所述上盖和所述下盖的凹槽内壁沿着同一参考点进行分割槽刻画；

获取当前下盖的俯视平面图，从所述俯视平面图中提取出分割槽部分进行立体杆重建，再对所有立体杆的两端统一设置固定件，生成切割架；

将当前上盖、当前下盖和所述切割架的三维结构模型发送至3D打印机进行制备器的实体打印。

可选的实施方式，所述对脑组织样本进行CT扫描，获取所述脑组织样本的三维模型包括：

利用CT扫描技术，获取脑组织样本的若干个二维切片图；

对所述若干个二维切片图进行背景分割，并对处理后的若干个二维切片图进行三维重建，得到所述脑组织样本的三维模型。

可选的实施方式，所述构建允许覆盖所述三维模型的原始实心长方体包括：

建立所述三维模型所对应的最小包围盒，并按照既定比例对所述最小包围盒进行放大与填充，产生原始实心长方体。

可选的实施方式，所述建立所述三维模型所对应的最小包围盒包括：

建立三维坐标系，将所述三维模型分别投影至所述三维坐标系中的三个平面上，并获取所述三维模型投影至所述三个平面的点云数据集；

按照既定的角度步长对每一个平面进行[0°,360°]范围内的旋转，基于每一个平面的点云数据集获取每一个平面的最小定向边界框，并记录每一个平面的最小定向边界框所对应的最优旋转角度；