一种用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统的制作方法

1.本发明属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统。


背景技术：

2.目前，骨盆髓臼骨折的解剖复杂、位置特殊、骨性结构不规则、周围血管神经众多、骨折类型多样，且手术创伤大、难度高、复位固定困难，因而骨盆髓臼骨折的手术治疗面临着巨大的挑战。近年来，3d打印技术在骨科领域的出现为骨盆髓臼骨折的治疗带来了新思路，并能取得事半功倍的疗效。
3.3d打印(three-dimensionalprinting)技术又称快速成型技术、增材制造技术，是在数字模型数据基础上，采用分层加工、逐层叠加、层积成型的方式“自下而上”添加材料而快速生成3d实体模型的技术m。与传统的制造技术相比，该技术无需参照样品，无需过多的后期修整，利用计算机快速精准地直接生成任何空间结构的目标产品，不仅克服生产复杂结构部件的难度，也简化了制造业的繁琐过程，更节约资源、降低成木。
4.现有骨盆髋臼骨折主要采用传统的标准化接骨板，不仅匹配性不好，同时成本高，且利用量大，适用过程复杂。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有骨盆髋臼骨折主要采用传统的标准化接骨板，不仅匹配性不好，同时成本高，且利用量大，适用过程复杂。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统。
7.本发明是这样实现的，一种用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统，所述用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统包括：
8.三维模型构建模块，与中央控制模块连接，用于基于预处理后的ct扫描数据进行三维模型的构建；
9.骨折模型构建模块，与中央控制模块连接，用于基于构建的三维模型构建相应的骨折模型；
10.模型验证模块，与中央控制模块连接，用于基于用户的ct扫描数据以及病例数据验证构建的骨折模型是否准确；
11.接骨板确定模块，与中央控制模块连接，用于基于验证后的骨折模型以及构建的三维模型确定个性化接骨板的初始形状以及螺钉位置；
12.接骨板优化模块，与中央控制模块连接，用于对确定的接骨板进行修正以及边缘修整；同时用于确定接骨板的厚度数据；
13.3d打印模块，与中央控制模块连接，用于基于修正后的接骨板及其相关数据进行3d打印，得到实体化接骨板；
14.后处理模块，与中央控制模块连接，用于对3d打印得到的实体化接骨板进行后处理。
15.进一步，所述用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统还包括：
16.数据采集模块，与中央控制模块连接，用于采集用户的ct扫描数据以及病例数据；
17.数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的用户ct扫描数据进行预处理；
18.中央控制模块，与数据采集模块、数据预处理模块、三维模型构建模块、骨折模型构建模块、模型验证模块、接骨板确定模块、接骨板优化模块、3d打印模块以及后处理模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作。
19.进一步，所述数据预处理模块对采集的用户ct扫描数据进行预处理包括：
20.首先，利用维纳滤波器对采集的用户ct扫描数据进行滤波处理，得到滤波后的ct扫描数据；
21.其次，对所述滤波后的ct扫描数据进行快速傅里叶变换；将快速傅里叶变换后的ct扫描数据进行灰度处理；
22.最后，对灰度处理的ct扫描数据进行直方图均衡化处理，并利用灰度级-彩色变换的编码方法对所述ct扫描数据进行增强处理。
23.进一步，所述三维模型构建模块基于预处理后的ct扫描数据进行三维模型的构建包括：
24.(1)对预处理后的ct扫描数据进行边缘检测，得到骨骼轮廓数据；对得到的骨骼轮廓数据进行配准处理；
25.(2)去除得到的配准后的骨骼轮廓数据中的冗线和杂点，并对去除杂点后的骨骼轮廓数据进行曲线拟合；
26.(3)基于用户的ct扫描图像对所述拟合后的骨骼轮廓数据进行曲线的调整；并对调整后的曲线进行实体化处理，得到构建的三维模型。
27.进一步，所述对预处理后的ct扫描数据进行边缘检测包括：
28.首先，计算预处理后的ct扫描数据所有像素点的灰度梯度数据；并确定相应的阈值参数；
29.其次，将计算得到的所有像素点的灰度梯度数据与预设的阈值参数进行对比，得到二值化的骨骼轮廓数据。
30.进一步，所述后处理模块对3d打印得到的实体化接骨板进行后处理包括：
31.将3d打印得到的实体化接骨板加热到800摄氏度，保温一段时间；对加热后的实体化接骨板进行冷却；
32.拆除冷却后的接骨板的支撑，并对所述接骨板进行滚抛、油洗、酸洗、抛光、除砂、氧化、清洗处理，得到个性化接骨板。
33.进一步，所述保温一段时间包括：保温4h。
34.本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现所述用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统。
35.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述用于复杂骨盆
髋臼骨折个性化接骨板的制备系统。
36.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统。
37.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明能够针对不同用户的不同骨折状况进行个性化定制，不仅能够精准匹配用户的骨折损伤状况，减少安装适用过程的繁琐处理；同时能够有效减少接骨板的利用数量以及使用成本。本发明的制备方法自动化程度高，智能化程度高，且制备效率高。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明实施例提供的用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统结构示意图。
40.图2是本发明实施例提供的数据预处理模块对采集的用户ct扫描数据进行预处理的方法流程图。
41.图3是本发明实施例提供的三维模型构建模块基于预处理后的ct扫描数据进行三维模型的构建方法流程图。
42.图4是本发明实施例提供的对预处理后的ct扫描数据进行边缘检测方法流程图。
43.图5是本发明实施例提供的后处理模块对3d打印得到的实体化接骨板进行后处理的方法流程图。
44.图中：1、数据采集模块；2、数据预处理模块；3、中央控制模块；4、三维模型构建模块；5、骨折模型构建模块；6、模型验证模块；7、接骨板确定模块；8、接骨板优化模块；9、3d打印模块；10、后处理模块。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
47.如图1所述，本发明实施例提供的用于复杂骨盆髋臼骨折个性化接骨板的制备系统包括：
48.数据采集模块1，与中央控制模块3连接，用于采集用户的ct扫描数据以及病例数据；
49.数据预处理模块2，与中央控制模块3连接，用于对采集的用户ct扫描数据进行预处理；
50.中央控制模块3，与数据采集模块1、数据预处理模块2、三维模型构建模块4、骨折模型构建模块5、模型验证模块6、接骨板确定模块7、接骨板优化模块8、3d打印模块9以及后处理模块10连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
51.三维模型构建模块4，与中央控制模块3连接，用于基于预处理后的ct扫描数据进行三维模型的构建；
52.骨折模型构建模块5，与中央控制模块3连接，用于基于构建的三维模型构建相应的骨折模型；
53.模型验证模块6，与中央控制模块3连接，用于基于用户的ct扫描数据以及病例数据验证构建的骨折模型是否准确；
54.接骨板确定模块7，与中央控制模块3连接，用于基于验证后的骨折模型以及构建的三维模型确定个性化接骨板的初始形状以及螺钉位置；
55.接骨板优化模块8，与中央控制模块3连接，用于对确定的接骨板进行修正以及边缘修整；同时用于确定接骨板的厚度数据；
56.3d打印模块9，与中央控制模块3连接，用于基于修正后的接骨板及其相关数据进行3d打印，得到实体化接骨板；
57.后处理模块10，与中央控制模块3连接，用于对3d打印得到的实体化接骨板进行后处理。
58.如图2所述，本发明实施例提供的数据预处理模块对采集的用户ct扫描数据进行预处理包括：
59.s101，利用维纳滤波器对采集的用户ct扫描数据进行滤波处理，得到滤波后的ct扫描数据；
60.s102，对所述滤波后的ct扫描数据进行快速傅里叶变换；将快速傅里叶变换后的ct扫描数据进行灰度处理；
61.s103，对灰度处理的ct扫描数据进行直方图均衡化处理，并利用灰度级-彩色变换的编码方法对所述ct扫描数据进行增强处理。
62.如图3所述，本发明实施例提供的三维模型构建模块基于预处理后的ct扫描数据进行三维模型的构建包括：
63.s201，对预处理后的ct扫描数据进行边缘检测，得到骨骼轮廓数据；对得到的骨骼轮廓数据进行配准处理；
64.s202，去除得到的配准后的骨骼轮廓数据中的冗线和杂点，并对去除杂点后的骨骼轮廓数据进行曲线拟合；
65.s203，基于用户的ct扫描图像对所述拟合后的骨骼轮廓数据进行曲线的调整；并对调整后的曲线进行实体化处理，得到构建的三维模型。
66.如图4所述，本发明实施例提供的对预处理后的ct扫描数据进行边缘检测包括：
67.s301，计算预处理后的ct扫描数据所有像素点的灰度梯度数据；并确定相应的阈值参数；
68.s302，将计算得到的所有像素点的灰度梯度数据与预设的阈值参数进行对比，得到二值化的骨骼轮廓数据。
69.如图5所述，本发明实施例提供的后处理模块对3d打印得到的实体化接骨板进行
后处理包括：
70.s401，将3d打印得到的实体化接骨板加热到800摄氏度，保温4h；对加热后的实体化接骨板进行冷却；
71.s402，拆除冷却后的接骨板的支撑，并对所述接骨板进行滚抛、油洗、酸洗、抛光、除砂、氧化、清洗处理，得到个性化接骨板。
72.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。