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医学3D打印中的关键信息技术

来源:杰呈3D打印 发布时间:2021/11/16 11:15:26 浏览次数:2
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一、前言

3D打印被认为是推动第三次工业革命的技术之一。3D打印是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。3D打印建模使用3D扫描仪对实物进行扫描,得到三维数据.然后对数据进行加工修复。3D扫描一类是被动方式,就是不需要特定的光源,完全依靠物体所处的自然光条件进行扫描,常采用双目技术,但是精度低,只能扫描出有几何特征的物体,不能满足很多领域的要求。虽然它起源于工业制造业,但从一开始就引起了医学界的关注。20世纪90年代,我们将3D打印技术引入个性化骨科植入物CD/CM技术的研究,并于2004年获得国家科技进步二等奖。

与工业3d 打印不同,医学3d 打印有自己的技术。随着该技术在医学领域的广泛应用,许多关键技术被赋予了新的内容,并正在进一步发展。

二是医学图像生成、处理和三维重建技术。

医学影像是中国医学3D打印的数据源。

20世纪90年代,各个著名的医学影像设备的输出数据格式差异很大,给3d 打印带来了很多困难。当时,我们必须研究各种设备的接口软件,从成像设备中获取输出数据。今天,所有的成像设备都采用同样的 dicom 格式,这为3d 打印的推广和应用带来了极大的方便。

目前,骨骼CT 数据的处理和建模研究工作已非常成熟。由于在CT 图像中骨骼和周边以及其他企业组织学生之间的灰度值差异进行比较可以清晰,因此,目标管理组织分割和建模教学工作人员最先取得重大突破,开发出很多骨骼CT 数据信息处理与建模分析软件。很长一段时间国内外广泛运用Materialise 公司Mimics 软件,而今我国经济已经开发出很多方面具有独立自主创新知识产权的软件。

随着3D 打印在医学中的推广企业应用,很多问题涉及软组织的外科领域也开始学习运用3D打印信息技术,这对提高图像分析处理和建模软件技术提出了新的要求。如果没有骨骼周围的血管在造影时添加了对比剂 ,可获得边界清晰的图像,它的建模工作和骨骼几乎都是一样方便。但是,软组织的影像作为主要原因来自于MRI,它的处理比CT 数据管理困难。更重要的是,为了将有些软组织在影像中清晰地显现,必须对MRI设备方面进行一些专门的参数结构调整,这给临床合理使用自己带来很多麻烦。此外,有些软组织的影像必须能够通过利用各种社会其他相关影像设备来获取,这就需要涉及到多模图像配准与融合教育技术,对于软组织目前我国还是存在一个科学研究开发项目。因此,为满足软组织3D打印,我们须要和影像学专家小组合作组织开展情况如下技术攻关工作:

1.清晰图像数据采集技术。首先,要系统研究涉及肝、胆、脾、胰、肾、心、肺的图像生成技术,针对不同的图像设备提出最佳的调整参数,形成一套标准和规范,为后续工作获得良好的图像数据条件。

2。目标软组织自动分割技术。图像中有大量的非相关组织,目前只能用手擦除,不能用于临床。因此,必须建立一个基于解剖学知识的专家系统,以自动化处理,使这项工作临床应用。

3. 多模式图像配准与融合。


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