人體骶骨三維重建及快速成型

姓名：徐晶學(xué)號(hào)：3092108129學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)自3091人體骶骨三維重建及快速成型目錄研究背景研究意義研究目標(biāo)研究的展開(kāi)思路和框架論文結(jié)構(gòu)三維重建MIMICS軟件綜述三維重建研究過(guò)程快速成型FDM快速成型機(jī)的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)快速成型研究過(guò)程致謝研究背景請(qǐng)輸入內(nèi)容國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r請(qǐng)輸入內(nèi)容國(guó)內(nèi)，快速成型技術(shù)已經(jīng)日趨達(dá)到世界領(lǐng)先水平國(guó)外，美國(guó)在發(fā)展快速一直處于領(lǐng)先地位研究意義

隨著當(dāng)今醫(yī)學(xué)技術(shù)的數(shù)字化、信息化發(fā)展，制造技術(shù)并不只是為工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)，還為人們的醫(yī)療提供了許多便捷、高效的服務(wù)。由于人們高強(qiáng)度的生活壓力和快速的生活節(jié)奏使得許多骨骼的病變“年輕化”。另外，隨著中國(guó)

許多城市老齡化趨向越發(fā)明顯，由此引發(fā)的老年疾病的發(fā)病率也上升到了一個(gè)較高的水平，這其中就包括骨折、股骨頭壞死、風(fēng)濕及類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等骨骼疾病。因此，在醫(yī)療水平逐步提高的今日，人工骨骼置換成為了臨床上治療骨科疾病的一種前沿的、有效的手段。而快速成型作為一種新型的制造技術(shù)，伴隨著相關(guān)逆向工程軟件的開(kāi)發(fā)和完善，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的研究中已成為一個(gè)熱點(diǎn)。

快速成型技術(shù)的誕生，給醫(yī)學(xué)界帶來(lái)了福音，它能夠用來(lái)加工精確的零件模型，而不用考慮零件的形狀，然而不受零件復(fù)雜程度的影響。利用快速成型技術(shù)來(lái)加工人體組織器官以成為一個(gè)熱門(mén)的研究課題。在第二屆北京國(guó)際快速成型會(huì)議中，指出了RP技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)RP技術(shù)研究領(lǐng)域的重大進(jìn)展及學(xué)科發(fā)展的主攻方向之一。研究目標(biāo)

1.在通過(guò)熟悉了解人體脊椎及骶骨的人體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)下，構(gòu)建人體骶骨的三維模型。

2.通過(guò)insight軟件的導(dǎo)入、加工處理、生成，利用快速成型機(jī)，將三維模型加工獲得。研究的展開(kāi)思路和框架

導(dǎo)入MIMICS軟件用MIMICS軟件將圖像導(dǎo)出對(duì)MIMICS數(shù)據(jù)預(yù)處理CT圖像用INSIGHT軟件處理后快速成型STL文件MIMICS圖像

運(yùn)用醫(yī)學(xué)CT掃描儀或其他掃描設(shè)備獲取人體骨骼相關(guān)數(shù)據(jù)，將CT圖像導(dǎo)入MIMICS軟件，經(jīng)過(guò)加工、繪圖、完善圖像等操作實(shí)現(xiàn)骶骨模型三維重建。

將人體骶骨的三維圖像轉(zhuǎn)換成STL格式，利用INSIGHT軟件，在FDM成型機(jī)下，加工獲得人體骶骨的模型。論文結(jié)構(gòu)結(jié)論快速成型參考文獻(xiàn)三維重建緒論三維重建

三維重建是指對(duì)三維物體建立適合計(jì)算機(jī)表示和處理的數(shù)學(xué)模型,是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行處理、操作和分析其性質(zhì)的基礎(chǔ),也是在計(jì)算機(jī)中建立表達(dá)客觀世界的虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。

MIMICS綜述

Mimics是比利時(shí)Materialise公司的交互式醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)，即Materialise’sInteractiveMedicalImageControlSystem的縮寫(xiě)，是一個(gè)模塊化的軟件。MIMICS是一套高度整合而且易用的3D圖像生成及編輯處理軟件，它能輸入各種掃描的數(shù)據(jù)（CT、MRI），建立3D模型進(jìn)行編輯，然后輸出通用的CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、FEA（有限元分析），RP（快速成型）格式，CFD（計(jì)算流體力學(xué)）格式，可以在“普通電腦”上進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理。三維重建研究過(guò)程1.導(dǎo)入CT圖像2.調(diào)整窗寬窗位3.閾值分割4.Regiongrowing區(qū)域增長(zhǎng)5.建立三維圖形6.光順處理快速成型

快速成型技術(shù)的本質(zhì)是用積分法制造三維實(shí)體。它是將復(fù)雜的三維實(shí)體“切”成設(shè)厚度的一系列片層從而變?yōu)楹?jiǎn)單的二維圖形層層疊加而成。

RP技術(shù)的基本原理是：將計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分層切片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)據(jù)此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇性地?zé)Y(jié)一層接一層的粉末材料（或固化一層又一層的液態(tài)光敏樹(shù)脂，或切割一層又一層的片狀材料，或噴射一層又一層的熱熔材料或粘合劑）形成一系列具有一個(gè)微小厚度的的片狀實(shí)體，再采用熔結(jié)、聚合、粘結(jié)等手段使其逐層堆積成一體，便可以制造出所設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品樣件、模型或模具。FDM快速成型機(jī)的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于本課題，我們將使用型號(hào)FDM快速成型機(jī)，它采用特強(qiáng)Insight軟件，令使用者更易操作標(biāo)準(zhǔn)配置水溶性支撐頭(WaterWorks)制品表面更光滑，特征更明顯可選配超聲波震動(dòng)缸，加快溶解速度。

FDM采用最先進(jìn)的操控技術(shù)--磁懸浮定位(MagnaDrive)配合兩個(gè)獨(dú)立加熱頭，一個(gè)擠出成型材料(ModelingMaterial)，另一個(gè)負(fù)責(zé)支撐材料(SupportMaterial)能同一時(shí)間獨(dú)立控制兩個(gè)噴頭，加快建造速度。利用磁懸浮原理，令X-Y軸移動(dòng)時(shí)更快，更順滑，定位更準(zhǔn)確。利用TouchWorks，操作人員能完全控制FDM的所有功能機(jī)器的所有狀態(tài)均顯示在TouchWorks熒屏上操作更清晰、簡(jiǎn)單。快速成型研究過(guò)程1.確定成型位置2.分層3.設(shè)置支撐4.設(shè)置刀具路徑5.確定何種填充方式6.controlcenter確定成型位置分層設(shè)置幼支撐設(shè)置背刀具架路徑確定頂何種掌填充奮方式co廣nt瘦ro只l皆ce冠nt蔥er致謝幾個(gè)奪月的頃畢業(yè)吸設(shè)計(jì)曬已近價(jià)尾聲線，對(duì)熄這段怕時(shí)間婚以來(lái)水的勞仙動(dòng)成鳴果，中我感北慨萬(wàn)效千。貧畢業(yè)泊設(shè)計(jì)倚系統(tǒng)腹地應(yīng)垃用了中我在拍大學(xué)幻玉四年吳里所聯(lián)學(xué)的眨知識(shí)腐，它借使我循的知陳識(shí)得抱以全戒面提膝高。棚在整冊(cè)個(gè)畢犁業(yè)設(shè)耍計(jì)中茫我得康到了此很多歸人的燭指導(dǎo)饅和幫渡助。首先胃要感揚(yáng)謝我零的指旗導(dǎo)老雁師程雄學(xué)進(jìn)羽老師禿，論歌文從菌選題尼、開(kāi)扇題、行研究妹、以隊(duì)及最宜后的的論文亂撰寫(xiě)蘋(píng)過(guò)程普中都熊得到不導(dǎo)師僵的悉渾心指事導(dǎo)和廣教誨梯。導(dǎo)竿師嚴(yán)岸謹(jǐn)?shù)男抑螌W(xué)灣態(tài)度禮、豐拜富得披學(xué)識(shí)摧、認(rèn)閃真負(fù)候責(zé)的獅工作畜態(tài)度側(cè)使我懷受益飾匪淺狠。值丑此即麗將畢脅業(yè)之可際，攜謹(jǐn)向供老師光程學(xué)我進(jìn)致輩以最現(xiàn)誠(chéng)摯舞的敬邊意和巷最衷?xún)r(jià)心的莖感謝柴！同時(shí)獸，感預(yù)謝在靠我工憶作學(xué)致習(xí)中常給予世我?guī)蜕w助的