[发明专利]人工颅骨数字化成型方法

摘要

一种人工颅骨数字化成型方法，从CT断层图片上获取缺损区颅骨修复体形态的各单元点数据，再用压力成型装置依照上述单元点数据将钛网压制成钛网颅骨修复体，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；(2)选取加工切面；(3)生成颅骨的镜像；(4)手绘修复；(5)形成“颅骨-修复体”三维图；(6)优化处理，使图像表面平滑；(7)生成加工数据。这种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型。

主权项

一种人工颅骨数字化成型方法，从CT断层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，其特征是上述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依灰阶判断自动移位至最近距离的颅骨表面，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值表示曲线上连接形成“判断基线”的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”，这些点所在单元线按设定的单元间距规则排列；(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。