人體心臟虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中病灶模型的3D打印技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，3D打印技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多創(chuàng)舉，如打印人造肉、打印3D血管以及人體骨骼等，足以說(shuō)明機(jī)械制造領(lǐng)域的3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合具有良好的實(shí)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。本文將機(jī)械制造領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用在心血管疾病的診療方面，首先通過(guò)CT掃描和DSA血管造影術(shù)獲得正常成年人體的心血管系統(tǒng)DICOM圖像數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上再利用逆向工程技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化人體心血管系統(tǒng)模型。然后在三維引擎平臺(tái)上開發(fā)了人體心臟桌

2、面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，醫(yī)生利用此系統(tǒng)并對(duì)照病患的DICOM圖像，可快速構(gòu)建出個(gè)體化數(shù)字心血管系統(tǒng)模型。最后基于DirectX開發(fā)的三維模型復(fù)制軟件將個(gè)體化數(shù)字心血管系統(tǒng)模型從此虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中導(dǎo)出，經(jīng)過(guò)模型處理，利用SLS工藝打印出其實(shí)體模型。具體步驟如下：
　　首先在醫(yī)學(xué)圖像處理軟件Mimics中處理正常成年人的心血管系統(tǒng)DICOM格式數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)出心血管系統(tǒng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上利用 Geomagic Studio和Imageware

3、逆向工程軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去除噪音點(diǎn)、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)和數(shù)據(jù)修補(bǔ)等預(yù)處理，在Pro/E的小平面特征和重新造型模塊中對(duì)其進(jìn)行了曲面重構(gòu)，得到了心血管系統(tǒng)三維CAD模型。
　　接著按照虛擬現(xiàn)實(shí)建模的要求，利用3DMax對(duì)模型進(jìn)行模型整理和完善、紋理映射等后處理。再在三維引擎平臺(tái)Quest3D上對(duì)心血管系統(tǒng)模型進(jìn)行了可視化，開發(fā)了人體心臟桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的模型系統(tǒng)部分。再基于正常的心血管系統(tǒng)模型通過(guò)Quest3D設(shè)計(jì)快速修改算法，只需對(duì)照病患

4、的DICOM圖像數(shù)據(jù)，即可快速構(gòu)建個(gè)體化數(shù)字人體心血管系統(tǒng)，節(jié)省了資源和時(shí)間。就心血管搭橋和介入手術(shù)進(jìn)行了模擬仿真，醫(yī)生利用本系統(tǒng)給患者進(jìn)行術(shù)前模擬和溝通，從而大大減輕醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)和提高患者滿意度。也為以后擴(kuò)展到心血管手術(shù)訓(xùn)練以及遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)提供研究基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
　　最后使用基于DirectX開發(fā)的三維模型復(fù)制軟件提取出個(gè)體化數(shù)字模型，通過(guò)在3dsMax中安裝3drimport.dli插件，將模型導(dǎo)入到3ds Max中，經(jīng)過(guò)