)的主处理器，或可以是用于处置较大系统中(诸如成像系统中)的一些任务的处理器。处理器20通过指令、设计、固件、硬件和/或软件而被配置成能够执行本文中所讨论的动作。
[0057]处理器20被配置成根据扫描而分割患者的结构。表示容积的数据被处理以找到解剖学结构或解剖学结构的部分的位置和/或表面。可以使用任何分割。分割本身提供针对解剖体的表面或网格。可替换地，所定位的解剖体用于创建网格或表面。
[0058]处理器20被配置成根据经分割的结构而创建用于三维打印的模型。可以直接通过将模型拟合于经分割的结构而创建模型。关于拟合的成本函数或限制可以用于保持3D打印特性，而同时使对于患者的解剖体部分成形。可替换地，处理器确定在经分割的结构和模板结构之间的变换，所述模板结构诸如从平均解剖体、不同患者的解剖体或解剖体模型中得到的网格。变换是用以将模板结构转换成患者特定的结构的扭曲或非刚性的变形。该变换然后被应用到用于三维打印的模型。用于三维打印的模型基于被转换成三维打印模型的模板结构或网格(例如取向、添加基底、添加支持结构和/或优化材料使用)。模型经变换。变换对用于三维打印的模型进行扭曲，以模拟患者的经分割的解剖体。结果是用于三维打印的经变换的模型，其表示患者特定的解剖体。
[0059]处理器20被配置成执行用于三维打印的患者特定的模型的分割和/或创建，而免于在分割和/或创建期间的用户输入。用户发起过程，诸如引起扫描或加载扫描数据。用户还可以输入感兴趣的解剖体的类型，诸如肝脏或特定骨骼或骨骼群组。作为响应，处理器20在没有输入种子或其它位置指定的情况下执行分割。处理器20创建经分割的表面，计算到模板解剖体的变换，并且将变换应用到用于三维打印的模板模型而没有用户输入。用户然后可以细化或不细化用于三维打印的经变换的或患者特定的模型。用于三维打印的模型被处理器20输出以供打印。
[0060]在可替换的实施例中，用户在分割、创建和/或变换期间输入信息。例如，用户输入在分割中使用的种子点。作为另一示例，用户从模板库中选择特定的模板来使用。在另一示例中，用户输入附加的变换，诸如目标操纵，以供应用。处理器20使用用户输入来引导或帮助分割、创建和/或变换。
[0061 ] 处理器20可以被配置成生成图像以供显示，诸如经分割的解剖体的显示。生成针对解剖体的位置的扫描数据的三维渲染。可以生成没有分割或使用分割用于相对强调的扫描数据的图像。可替换地或附加地，用于三维打印的模型的图像，诸如通过使用计算机辅助的设计程序，可以被生成。
[0062]3D打印机24是任何现在已知或稍后开发的3D打印机。塑料、金属或其它材料的贮存器与沉积头连接。在控制器的控制下，移动沉积头和/或支持平台以在各层中添加接连的材料，构建三维构造，直到创建三维打印构造的物理模型为止。可以使用任何加成制造系统。
[0063]虽然已经在以上通过参考各种实施例而描述了本发明，但是应当理解到，可以做出许多改变和修改，而不偏离本发明的范围。因此意图的是，前述详细描述被视为说明性的而不是限制性的，并且理解的是，正是以下权利要求、包括所有等同物被意图用于限定本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备的方法，所述方法包括: 从医学成像系统中获取对患者的解剖学结构进行表示的扫描数据； 创建患者的解剖学结构的表面的患者网格； 通过处理器来计算患者网格到模板网格的变换； 通过处理器来将变换应用于与模板网格相对应的三维打印模型，从而导致经变换的三维打印模型；以及 将经变换的三维打印模型输出到三维打印机。2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 三维打印经变换的三维打印模型。3.根据权利要求1所述的方法，其中获取包括分别用计算的层析X射线摄影法扫描仪、磁共振成像系统、或超声波扫描仪来获取如计算的层析X射线摄影法、磁共振、或超声波扫描数据的扫描数据。4.根据权利要求1所述的方法，其中创建患者网格包括根据扫描数据而分割解剖学结构。5.根据权利要求4所述的方法，其中分割包括利用用于解剖学结构的一个类型的解剖体的经机器学习的分类器来分割解剖学结构。6.根据权利要求1所述的方法，其中计算变换包括将变换计算为非刚性的扭曲。7.根据权利要求6所述的方法，其中将变换计算为非刚性的扭曲包括用薄板样条来计算变换。8.根据权利要求1所述的方法，其中计算变换包括将患者网格扭曲成与解剖学结构相同的解剖体的模板网格。9.根据权利要求1所述的方法，其中应用变换包括扭曲三维打印模型，所述三维打印模型被创建用于模板网格的三维打印。10.根据权利要求1所述的方法，其中应用变换包括与将模板网格扭曲成患者网格相对应地扭曲三维打印模型。11.根据权利要求1所述的方法，其中应用包括调整三维打印模型用于患者的解剖学结构。12.根据权利要求1所述的方法，其中输出包括输出经变换的三维打印模型，其具有用于三维打印的基底和取向并且不同于患者的解剖学结构。13.根据权利要求1所述的方法，还包括: 基于目标操纵而变换在计算之前的患者网格或者在应用之后的经变换的三维打印模型，所述目标操纵变更将三维打印的解剖学结构的语义部分。14.根据权利要求13所述的方法，其中基于目标操纵而变换包括模拟面部表情或病理。15.一种已经在其中存储了表示指令的数据的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令由经编程的处理器可执行以用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备，所述存储介质包括用于以下的指令: 在解剖体的患者特定的表示和解剖体的预确定的表示之间进行扭曲；以及 基于所述扭曲而变更用于解剖体的预确定的表示的三维打印构造。16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中扭曲包括将网格变换为患者特定的表示。17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述三维打印构造包括被转换成包括用于三维打印的基底和取向的解剖体的预确定的表示的模型，并且其中变更包括变更所述模型以对应于患者特定的表示与预确定的表示的差异。18.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储介质，此外包括还用目标操纵来变更所述三维打印构造，所述目标操纵偏离于解剖体的患者特定的表示。19.一种用于为根据医学扫描数据而三维打印进行准备的系统，所述系统包括: 医学成像系统，其被配置成扫描患者；以及 处理器，其被配置成根据扫描而分割患者的结构，并且根据经分割的结构而创建用于三维打印的模型，所述分割和创建免于分割和创建期间的用户输入而发生。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述处理器被配置成，通过确定在经分割的结构和模板结构之间的变换并且将变换应用到用于模板结构的三维打印的模板，而创建经变换的模板模型，所述经变换的模板模型包括用于三维打印的模型。
【专利摘要】本发明涉及语义医学图像用以3D打印解剖学结构。使创建患者特定的解剖体的为3D打印机准备就绪的模型的过程自动化。代替于手动操纵来自成像的3D网格以创建为3D打印机准备就绪的模型，提供了自动化的操纵。分割也可以被自动化。在一种方法中，计算在解剖体的预确定的网格和患者特定的3D网格之间的变换。预确定的网格具有对应的为3D打印机准备就绪的模型。通过将变换应用于为3D打印机准备就绪的模型，为3D打印机准备就绪的模型被变更成变成特定于患者。另外，在3D打印中可以包括目标操纵，所述目标操纵变更解剖学结构的语义部分。
【IPC分类】G06T15/00
【公开号】CN105608728
【申请号】CN201510768893
【发明人】B.盖格, 周少华
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月12日
【公告号】EP3020537A1, US20160129637