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医学3D打印中的关键信息技术

来源(yuan):J9九游会AG3D打印 发(fa)布时间(jian):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,J9九游会AG 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(da)印不同,医学3d 打(da)印有自己的(de)技术(shu)。随着该技术(shu)在医学领(ling)域的(de)广(guang)泛应(ying)用(yong),许多关键(jian)技术(shu)被赋(fu)予了新(xin)的(de)内容,并正在进一步发展(zhan)。

二是医(yi)学图像生成、处理和三维(wei)重建技术。

医(yi)学影像是中国医(yi)学3D打印的数据源。

20世纪90年代,各(ge)个著名的医学(xue)影像(xiang)设备的输(shu)(shu)出(chu)数(shu)据格式差异(yi)很大(da)(da),给3d 打印(yin)带来了很多困难。当(dang)时,J9九游会AG 必须研究(jiu)各(ge)种设备的接口软(ruan)件,从(cong)成像(xiang)设备中获取输(shu)(shu)出(chu)数(shu)据。今天,所有的成像(xiang)设备都采(cai)用同样(yang)的 dicom 格式,这(zhei)为3d 打印(yin)的推广和应用带来了极大(da)(da)的方便。

目(mu)前,骨(gu)骼(ge)CT 数(shu)据的处(chu)理和建模研究工作已非常成熟。由于在(zai)CT 图(tu)像中骨(gu)骼(ge)和周边(bian)以及其他企业组织(zhi)学生之间的灰(hui)度值差异(yi)进行比较可以清晰,因(yin)此,目(mu)标管理组织(zhi)分割和建模教(jiao)学工作人(ren)员(yuan)最先取(qu)得重大突破,开发出很(hen)多骨(gu)骼(ge)CT 数(shu)据信息(xi)处(chu)理与(yu)建模分析软件(jian)(jian)。很(hen)长一段时间国(guo)内外广泛(fan)运用Materialise 公司Mimics 软件(jian)(jian),而今我国(guo)经(jing)济已经(jing)开发出很(hen)多方(fang)面具有独立自(zi)主创新知识(shi)产权的软件(jian)(jian)。

随着3D 打(da)印在(zai)医学(xue)中的(de)推广企业应用,很多(duo)问题涉(she)及软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)的(de)外科领域也开(kai)始学(xue)习(xi)运用3D打(da)印信(xin)息技术,这对提(ti)高图像(xiang)分(fen)析处理(li)和建(jian)模软(ruan)(ruan)(ruan)件技术提(ti)出了(le)新的(de)要(yao)(yao)求。如果没有骨骼(ge)周围的(de)血管在(zai)造影时添加(jia)了(le)对比剂(ji) ,可获得边界清(qing)晰(xi)的(de)图像(xiang),它的(de)建(jian)模工作(zuo)和骨骼(ge)几乎都是(shi)一(yi)(yi)样方便(bian)。但是(shi),软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)的(de)影像(xiang)作(zuo)为(wei)主要(yao)(yao)原因来自于MRI,它的(de)处理(li)比CT 数(shu)据管理(li)困难(nan)。更重要(yao)(yao)的(de)是(shi),为(wei)了(le)将有些软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)在(zai)影像(xiang)中清(qing)晰(xi)地显现,必(bi)须对MRI设备方面进行一(yi)(yi)些专(zhuan)门的(de)参数(shu)结(jie)构调整,这给临床合理(li)使用自己带来很多(duo)麻烦(fan)。此外,有些软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)的(de)影像(xiang)必(bi)须能够通过(guo)利(li)用各种社(she)会其他相(xiang)关影像(xiang)设备来获取,这就需要(yao)(yao)涉(she)及到多(duo)模图像(xiang)配准与融合教育技术,对于软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)目(mu)前我国还是(shi)存在(zai)一(yi)(yi)个科学(xue)研(yan)究开(kai)发项目(mu)。因此,为(wei)满足软(ruan)(ruan)(ruan)组(zu)(zu)织(zhi)3D打(da)印,J9九游会AG 须要(yao)(yao)和影像(xiang)学(xue)专(zhuan)家小组(zu)(zu)合作(zuo)组(zu)(zu)织(zhi)开(kai)展情况如下技术攻关工作(zuo):

1.清晰图(tu)像(xiang)数据采(cai)集技术。首(shou)先,要(yao)系统(tong)研究(jiu)涉及肝(gan)、胆、脾(pi)、胰、肾、心、肺(fei)的(de)(de)图(tu)像(xiang)生成技术,针对不同的(de)(de)图(tu)像(xiang)设备提出最佳的(de)(de)调整参数,形成一套(tao)标准和规范(fan),为后(hou)续工(gong)作获(huo)得良好的(de)(de)图(tu)像(xiang)数据条件。

2。目标软组织自动(dong)分(fen)割(ge)技(ji)术。图像中有(you)大量(liang)的(de)非相关组织,目前(qian)只能用手擦除(chu),不能用于临床。因此,必(bi)须(xu)建立一(yi)个基(ji)于解(jie)剖学知识的(de)专家系统,以自动(dong)化(hua)处理,使这(zhei)项工作临床应用。

3. 多模式图像配准与融合。


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