专利名称：Ct辅助仿骨制造人工骨方法
技术领域：
本发明属于仿骨制造人工骨技术领域，特别涉及CT辅助仿骨制造人工骨的方法。
背景技术：
目前在用快速成型方法进行制造人工骨的方法中，采用的是手工测量和三坐标测量机等测量方法，建立物体原型的CAD模型，然后把CAD模型输入快速成型机的制造方法。具体步骤为第一，用手工测量、三坐标测量机测量得到仿骨的离散数据；第二，根据离散数据进行曲线、曲面拟和建立仿骨的CAD矢量模型；第三，将仿骨的CAD模型输入快速成型机进行制造。
这种方法不足主要有第一，测量无法测量骨胳内部结构；第二，手工测量骨胳的复杂曲面获取足够多的数据集非常困难；第三，把测量的仿骨的离散数据拟合成矢量CAD模型需要很多人机交互的工作，并且拟和有较大误差，这种方法局限于仅仅能设计出骨骼的外形，内部的几何外形往往无法测量，建立的模型很难达到实体测量时的精度，从而导致制造的人工骨精度不高。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种CT辅助仿骨制造人工骨方法，可以精确测量骨胳原型的所有几何尺寸信息，并且根据测量的结果图像成型制造出精度高的人工骨。
本发明提出的一种CT辅助仿骨制造人工骨方法，具体包括以下步骤第一，用CT对骨胳原型进行扫描，获取骨骼的几何外形信息、内部三维多孔状结构信息和三维空间位置的密度信息图像；第二，对该三维信息图像进行量化处理，得到二值化的图像，即表示有物质的位置或无原料的位置；CT的灰度图像也可表示骨骼的多种密度，可把三维信息图像量化成几种灰度的图像，则快速成型中需使用与各种灰度相应的几种材料；第三，把简化后的二值图像送入快速成型机进行人工骨制造，实现三维图像的堆积成型。快速成型设备无论是立体光刻、融丝堆积还是三维凝胶叠层成型都是基于离散堆积的原理完成的，成型设备每次其实只成型一个占据一定体积的点，很多点在一个平面上平铺形成了具有一定型状的一个薄层，薄层的纵向堆积形成三维实体。这就说明快速成型的实体其实是三维图像的堆积。
本发明的特点主要是1)用三维CT精确扫描样品整体形貌，获得精确的原始数据。2)不用拟和成曲线、曲面，没有拟和误差，减少了人机交互。3)外部、内部几何尺寸都能够一次迅速测量出来。4)速度快，相比传统的方法，CT扫描测量速度快，不需要数据拟和。
图1为本实施例的骨骼的CT图像。
图2为图1的二值化的骨骼图像。
图3为本实施例的快速成型机成型结果示意图。
具体实施例方式
本发明提出的一种CT辅助仿骨制造人工骨方法，结合附图及实施例详细说明如下本实施例包括以下步骤第一步取牛的某长骨作为骨骼原型，利用微焦点或小焦点X-CT获取骨骼的CT断层图像，如图1所示为骨骼的一层CT断层图像，图中骨骼是具有复杂外形、内部形状以及小孔的结构，使用三维CT进行整体测量。
第二步对第一步的获得的各CT断层图像用最佳域值法进行二值化处理，得到新的清晰的图像，二值化处理后的CT断层图像如图2所示，仅仅保留黑白两种灰度，图中，黑的表示有物质的位置，在制造的时候要用原料填充，白的表示无原料的位置。
第三步把断层图像输入三维仿骨凝胶叠层快速成型系统，利用羟基磷灰石浆料进行叠层组装，最终得到所制造的人工骨坯体，进行烧结后得到仿骨人工骨。图3是快速凝胶叠层设备制备出来的仿骨人工骨样品，可以看出样品基本精确的仿制了实体外形等复杂曲线、曲面。
权利要求
1.一种CT辅助仿骨制造人工骨方法，具体包括以下步骤1)用CT对骨胳原型进行扫描，获取骨骼的几何外形信息、内部三维多孔状结构信息和三维空间位置的密度信息图像；2)对该三维信息图像进行量化处理，得到二值化的图像；3)把简化后的二值图像送入快速成型机进行人工骨制造，实现三维图像的堆积成型。
全文摘要
本发明涉及CT辅助仿骨制造人工骨方法，属于仿骨制造人工骨技术领域。具体包括用CT对骨胳原型进行扫描，获取骨骼的几何外形信息、内部三维多孔状结构信息和三维空间位置的密度信息图像；对该三维信息图像进行量化处理，得到二值化的图像；把简化后的二值图像送入快速成型机进行人工骨制造，实现三维图像的堆积成型。本发明可获得精确的原始数据。内部几何尺寸都能够一次迅速测量出来。速度快，没有拟和误差，减少了人机交互。可根据测量的结果图像成型制造出精度高的人工骨。
文档编号A61B19/00GK1561927SQ20041003065
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月2日 优先权日2004年4月2日
发明者田杰谟, 王贤刚, 张朝宗, 郭志平, 王晨, 董利民 申请人:清华大学