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研究的展開思路和框架論文結(jié)構(gòu)三維重建MIMICS軟件綜述三維重建研究過程快速成型FDM快速成型機的系統(tǒng)優(yōu)點快速成型研究過程致謝研究背景請輸入內(nèi)容國內(nèi)外的發(fā)展狀況請輸入內(nèi)容國內(nèi),快速成型技術(shù)已經(jīng)日趨達到世界領(lǐng)先水平國外,美國在發(fā)展快速一直處于領(lǐng)先地位研究意義隨著當今醫(yī)學技術(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較高的水平,這其中就包括骨折、股骨頭壞死、風濕及類風濕性關(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)逆向工程軟件的開發(fā)和完善,在醫(yī)學領(lǐng)域應(yīng)用的研究中已成為一個熱點。快速成型技術(shù)的誕生,給醫(yī)學界帶來了福音,它能夠用來加工精確的零件模型,而不用考慮零件的形狀,然而不受零件復雜程度的影響。利用快速成型技術(shù)來加工人體組織器官以成為一個熱門的研究課題。在第二屆北京國際快速成型會議中,指出了RP技術(shù)在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用時RP技術(shù)研究領(lǐng)域的重大進展及學科發(fā)展的主攻方向之一。研究目標1.在通過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insight軟件的導入、加工處理、生成,利用快速成型機,將三維模型加工獲得。研究的展開思路和框架

導入MIMICS軟件用MIMICS軟件將圖像導出對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圖像運用醫(yī)學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圖像導入MIMICS軟件,經(jīng)過加工、繪圖、完善圖像等操作實現(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三維重建緒論三維重建

三維重建是指對三維物體建立適合計算機表示和處理的數(shù)學模型,是在計算機環(huán)境下對其進行處理、操作和分析其性質(zhì)的基礎(chǔ),也是在計算機中建立表達客觀世界的虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)。

MIMICS綜述Mimics是比利時Materialise公司的交互式醫(yī)學影像控制系統(tǒng),即Materialise’sInteractiveMedicalImageControlSystem的縮寫,是一個模塊化的軟件。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模型進行編輯,然后輸出通用的CAD（計算機輔助設(shè)計）、FEA（有限元分析）,RP（快速成型）格式,CFD（計算流體力學）格式,可以在“普通電腦”上進行大規(guī)模數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理。三維重建研究過程1.導入CT圖像2.調(diào)整窗寬窗位3.閾值分割4.Regiongrowing區(qū)域增長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體。它是將復雜的三維實體“切”成設(shè)厚度的一系列片層從而變?yōu)楹唵蔚亩S圖形層層疊加而成。RP技術(shù)的基本原理是:將計算機內(nèi)的三維數(shù)據(jù)模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù)，計算機據(jù)此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇性地燒結(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微小厚度的的片狀實體，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)計的新產(chǎn)品樣件、模型或模具。FDM快速成型機的系統(tǒng)優(yōu)點對于本課題,我們將使用型號FDM快速成型機,它采用特強Insight軟件,令使用者更易操作標準配置水溶性支撐頭(WaterWorks)制品表面更光滑,特征更明顯可選配超聲波震動缸,加快溶解速度。FDM采用最先進的操控技術(shù)--磁懸浮定位(MagnaDrive)配合兩個獨立加熱頭,一個擠出成型材料(ModelingMaterial),另一個負責支撐材料(SupportMaterial)能同一時間獨立控制兩個噴頭,加快建造速度。利用磁懸浮原理,令X-Y軸移動時更快,更順滑,定位更準確。利用TouchWorks,操作人員能完全控制FDM的所有功能機器的所有狀態(tài)均顯示在TouchWorks熒屏上操作更清晰、簡單。快速成型研究過程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)置支撐設(shè)置刀具路徑確定何種填充方式controlcenter致謝幾個月的畢業(yè)設(shè)計已近尾聲，對這段時間以來的勞動成果，我感慨萬千。畢業(yè)設(shè)計系統(tǒng)地應(yīng)用了我在大學四年里所學的知識，它使我的知識得以全面提高。在整個畢業(yè)設(shè)計中我得到了很多人的指導和幫助。首先要感謝我的指導老師程學進老師，論文從選題、開題、研究、以及最后的論文撰寫過程中都得到導師的悉心指導和教誨。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富得學識、認真負責的工作態(tài)度使我受益匪淺。值此即將畢業(yè)之際，謹向老師程學