IC0M数据，根据患者病情或研究需要，勾选研究所需的DIC0M数据，完成数据输入，确认模型的三维立体方向，转化为研究模型。
[0028]步骤2:数据处理:
[0029]2.1制作骨骼数字模型:
[0030]2.1.1阈值限定:根据Bone (CT)或Bone (MRI)灰度值阈值进行解剖结构划分。人体CT灰度值反应了物质对X线的衰减大小，水的灰度值定义为0，脂肪的CT值为-100，骨皮质密度为2000，因此以CT骨骼成像为例，选取bone scale范围，灰度值在226-3071之间。而松质骨、皮质骨和牙齿等硬组织CT值范围可按照相关系数筛选，生成选定区域的蒙皮文件。
[0031]2.1.2 3D运算:使用mimics等医学影像学软件完成图形的三维重建，鉴于本发明的3D打印数据输出精度通常高于数据录入精度，在quality中选择custom选项，根据模型需要对slices和smothing等选项进行设定，运算生成模型的数字三维结构。
[0032]2.2模型区域限定:
[0033]2.2.1三维空间限定:生成骨骼三维数字模型后，在软件的冠状位、水平位和矢状位三个窗口分别拖拉标尺，框选所研究的区域，同时反复运算节选后的蒙皮文件，生成新的三维数字模型。
[0034]2.2.2组织结构分离:由于骨骼的三维结构具有不规则性，软件工具不能完全分离相关骨骼，因此必须根据骨骼外形进行进一步的模型分离。按照数据的冠状位、水平位和矢状位三个不同层面，进行相关骨骼的选取或去除，完成将要打印的骨骼与周围硬组织分离，生成新的蒙皮文件，再次完成三维重建运算，生成新的数字模型。
[0035]2.3模型打印前准备:
[0036]2.3.1 STL文件输出:完成骨骼三维数字模型建立后，输出目标骨骼或组织的stl文件格式，保存到目的文件夹；
[0037]2.3.2 STL文件转化:STL文件导入模型切片如图，例如Maker-bot公司的Makeware软件，设定打印模型的空间位置、旋转方向和缩放大小，避免调节模型的缩放功會泛。
[0038]2.3.2.1模型空间位置:设定为Move to Platform，将模型至于面板上可以减少支撑的打印，节省打印材料；
[0039]2.3.2.2旋转方向:由于3D打印过程中在空间Z方向会生成模型支柱，同时Z方向打印精度最差，旋转模型减少支柱能够节省打印材料，提高打印精度。
[0040]2.3.2.3缩放大小:为保证模型的精确性，模型应保持原有大小。
[0041]步骤3:模型打印:
[0042]3.1硬件购置:使用现有熔纤打印机，例如美国Makerbot公司生产的thereplicator 2桌面打印机，及其配套的聚乳酸(PLA)打印材料。
[0043]3.2硬件安装:按照使用说明书将打印机安装在固定桌面上，避免晃动。连接电源，对打印机进行调平和测试。
[0044]3.3打印文件输入:使用数据线与计算机相连，安装usb端口后，应用makerware软件直接打印；或是输入x3g文件至SD卡，插入打印机选择From SD card脱机打印。
[0045]3.4打印:打印面板安装保护膜，按照打印机说明书要求预热打印机至230°C (PLA材料的熔点)，添加PLA材料，应用融纤打印的方式，打印设计骨骼模型。
[0046]步骤4:模型后期处理:
[0047]4.1模型支柱处理:取出模型，应用机械力量去除多余的支柱结构，同时避免损伤模型本身。在模型内部的支柱，可先用10%的NaOH溶液浸润30秒后再行机械去除。
[0048]4.2模型抛光处理:利用10%的NaOH溶液擦拭，化学溶解完成模型的表面抛光，自来水清洗；或是使用乙炔喷灯溶解模型表面PLA支柱残留。
[0049]步骤5:植入体塑形技术:
[0050]5.1利用制备的术后骨骼模型作为植入体预成型蓝本，按照手术需要植入部位，将植入体放置于模型表面，使用塑形夹固定；
[0051]5.2使用塑形夹，按照重要的骨骼解剖结构进行固定加压，并完成植入体xyz三个方向的调节塑形；
[0052]5.3固定过夜，解除植入体的金属记忆性。
【主权项】
1.一种基于3D打印模型的骨骼固定板术前预成型的方法，其特征在于，包括以下步骤:获取人体CT扫描数据；根据人体组织光密度值差异，利用开放式医学影像学软件完成骨骼数据获取并完成人体骨骼虚拟手术；输出STL格式至3D打印机进行打印，使用聚乳酸材料融纤增材的打印方式，获取骨骼模型；采用钛板预成型工具，依据模型完成骨骼固定板成型。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印模型的骨骼固定板术前预成型的方法，其特征在于，获取人体CT扫描DICOM数据具体步骤如下:采集患者的薄层CT或MRI检查所生成的医学数字成像标准数据；CT或MRI扫描层厚小于等于2mm ;使用软件录入DICOM数据。3.根据权利要求1或2所述的一种基于3D打印模型的骨骼固定板术前预成型的方法，其特征在于，依据模型完成骨骼固定板成型具体方法如下:利用制备的术后骨骼模型作为植入体预成型蓝本，将植入体放置于模型表面；使用塑形夹，按照重要的骨骼解剖结构进行固定加压，并完成植入体xyz三个方向的调节塑形；固定过夜，解除金属记忆性。
【专利摘要】本发明涉及现代医学诊断及治疗领域，具体为一种基于3D打印模型的骨骼固定板术前预成型的方法，获取人体CT扫描数据，根据人体组织光密度值差异，利用开放式医学影像学软件完成骨骼数据获取并完成人体骨骼虚拟手术；输出STL格式至3D打印机打印，使用聚乳酸(PLA)材料融纤增材的打印方式，获取骨骼模型；设计制作钛板预成型工具，依据模型完成骨骼固定板成型，用于临床手术治疗。本发明能够快速、方便、公开共享地利用临床放射数据，建立个性化的骨骼或硬组织模型，完成植入体预成型用于手术，提高手术精确性，节省手术时间。
【IPC分类】A61B17/80
【公开号】CN105380708
【申请号】CN201510812949
【发明人】李焰, 吴坡
【申请人】李焰
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月23日