[实用新型]一种基于扫描图像重建骨骼数字模型的辅助工具

说明书

本实用新型公开一种基于扫描图像重建骨骼数字模型的辅助工具，其特征在于，包括：内层组件和外层组件，内层组件完全嵌入或完全包埋在外层组件中；内层组件在CT灰度或磁共振弛豫时间上与目标解剖结构一致，外层组件在CT灰度或磁共振弛豫时间上与目标解剖结构外的人体组织一致。应用时，通过对辅助工具进行图像扫描、图像分割、模型重建获得内层组件模型；将重建的内层组件模型导入逆向工程软件或3D打印支持软件中，计算出内层组件重建模型体积，内层组件重建模型体积除以原始内层组件体积得到整个重建流程造成的重建模型体积变化率，进而能够准确了解每次扫描、模型重建带来的体积增大比例，从而确保骨骼3D模型的重建精度。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于扫描图像重建骨骼数字模型的辅助工具。

背景技术

目前，3D打印在医疗上的应用方兴未艾。常见的3D打印技术在医疗上的应用主要有：打印假体、植入物、模板、导板等等。3D打印技术在实现个体化设计方面有其不可替代的优势。为实现个体化设计目标，这些技术往往离不开利用患者CT、MR图像重建患者解剖结构（如骨骼）的3D数字模型。

如一篇公开号为CN107320221A的中国发明专利申请揭示一种基于3D打印的畸形膝关节骨骼模型制作方法，主要包括以下步骤：(1)对患者进行连续断层CT扫描，获得影像数据；(2)在医学软件Mimics中，进行阈值区分和二值化处理，得到单独的股骨和胫骨蒙板数据，构建三维模型；(3)在逆向工程软件中进行多边形处理和精确曲面处理，得到NURBS曲面模型；(4)利用FDM成型3D打印技术打印1:1比例病理骨骼模型。

又如一篇公开号为CN110223391A的中国发明专利揭示一种骨骼的三维立体模型的3D打印方法及装置。该方法包括：获取目标数据，其中，目标数据是对患者的骨骼病变部位进行CT扫描或者MRI扫描而获取的相关数据；依据目标数据，建立骨骼的三维立体模型；利用3D打印机对骨骼的三维立体模型进行打印。

然而，在现有技术中，重建的3D模型与实际的误差相较于国际尺寸精度标准仍处于较粗糙水平，重建精度不能满足高精度装配要求，因而制约了3D打印技术的临床应用。经本实用新型人研究发现，造成这种误差的因素很多，如扫描设备品牌型号不同、CT、MR扫描的部分容积效应、扫描机器的尺寸误差、特定的某次扫描参数的选择、个体差异、体位因素等等。但最终结果往往导致重建模型比实际结构体积大，体积增大的比例依据具体解剖结构不同而不同，以髋骨为例，髋骨重建体积一般大5-15%，这种体积增大往往带来重建模型与真实结构有较大的偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够提高骨骼重建模型精度的扫描重建辅助工具。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于扫描图像重建骨骼数字模型的辅助工具，其特征在于，包括：内层组件和外层组件，内层组件完全嵌入或完全包埋在外层组件中；内层组件在CT灰度或磁共振弛豫时间上与目标解剖结构一致，外层组件在CT灰度或磁共振弛豫时间上与目标解剖结构外的人体组织一致。

更为优选的是，在单个所述外层组件上设置多个形状不同的所述内层组件，所述内层组件的形状在球状、圆柱状、管状、自由曲面状、与目标解剖结构完全一致的形状中选择，各内层组件具有相同的CT灰度或磁共振弛豫时间上。

更为优选的是，在单个所述外层组件上设置多个形状相同的内层组件，各内层组件具有不同的CT灰度或磁共振弛豫时间上。

更为优选的是，所述辅助工具成套设置，每套辅助工具内具有至少两个CT灰度或磁共振弛豫时间不同的外层组件。

更为优选的是，在单个所述外层组件上设置一个所述内层组件，所述内层组件的形状与目标解剖结构的形状完全一致。

更为优选的是，所述辅助工具为3D打印件、固化成型件或分体组装件。