本發(fā)明涉及再造指模型的成型方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟、工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，高能量手部外傷導(dǎo)致復(fù)雜拇手指缺損的病例數(shù)日益增多。手不僅是靈巧的勞動器官，也是人的儀表的重要組成部分，拇、手指的缺損不僅將嚴重影響病患的勞動技能，而且影響到人的形象和社交活動，進而影響人的心理，絕大部分病患對傷指有強烈修復(fù)需求。

一方面，顯微外科從上世紀70年代至今，在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用方面都有很大進展。1966年楊東岳在世界上首次施行的足趾移植拇指再造以來我國再植與再造外科歷經(jīng)近半個世紀的發(fā)展，已由當初簡單的斷指、斷肢再植及足趾移植再造拇手指，到現(xiàn)在涉及到該領(lǐng)域的方方面面，已是百花齊放。目前我國的顯微外科仍在較高的平臺上繼續(xù)登峰造極、闊步前進，保持世界的領(lǐng)先水平。

另一方面，足趾移植拇、手指再造的方法已被廣泛應(yīng)用，很多單位的醫(yī)生都能進行，但手術(shù)的質(zhì)量和效果還是有很大差別。該項技術(shù)雖然得到了很多創(chuàng)新，但也不是到了頂點，還有很多問題和未知需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。由于顯微外科是一門側(cè)重于應(yīng)用方法學(xué)手段解決功能和形態(tài)學(xué)問題的專業(yè)學(xué)科，目前停留在傳統(tǒng)的手工測量、目測估計和拓制模型式手術(shù)設(shè)計方法上，手術(shù)方案受醫(yī)生個人經(jīng)驗、習慣等主觀思維因素影響甚大，而且手術(shù)供區(qū)血供存在變異，不僅效果難以預(yù)見，且具有較大的隨意性與盲目性，還容易引起醫(yī)療糾紛。目前我國拇、手指再造技術(shù)登峰造極世界領(lǐng)先，但仍然無法真正解決：（1）手術(shù)缺乏精準的評估，目測不夠精確、科學(xué)、規(guī)范，仍有盲目性，風險高；（2）供區(qū)損傷大；（3）再造指外觀不理想；（4）再造指功能不滿意。因而手術(shù)推廣困難，這是該項技術(shù)目前發(fā)展遇到的瓶頸問題。盡管國內(nèi)外不乏大量拇手指再造的病例報道，但仍然有90%以上的拇手指缺損病人無法進行很好的修復(fù)再造，就因為以上瓶頸問題難以很好解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了能成型精度較高的再造指模型，本發(fā)明提供了一種再造指模型的成型方法。

為達到上述目的，一種再造指模型的成型方法，包括如下步驟：

（1）獲取患側(cè)手足和對應(yīng)健側(cè)相同手的CT圖像；在本發(fā)明中，如果是手指出現(xiàn)損壞，則獲取患側(cè)手和對應(yīng)健側(cè)相同手的圖像即可；

（2）對獲取的CT圖像進行三維重建；

（3）對健側(cè)手進行鏡像獲得健側(cè)手的鏡像，健側(cè)手的鏡像能模擬出虛擬患側(cè)手受傷前的全貌；

（4）移動健側(cè)手的鏡像到患側(cè)手，并讓患側(cè)手與健側(cè)手的鏡像重合配準，完成患側(cè)手形態(tài)學(xué)上的虛擬修復(fù)；

（5）患側(cè)手與健側(cè)手的鏡像重合配準后，健側(cè)手的鏡像相對于患側(cè)手多出部分進行切割或運算，切割或運算結(jié)果出來的組織為患側(cè)手需要修復(fù)的實際缺損部分并形成修復(fù)模型；

（6）根據(jù)形成的修復(fù)模型通過3D打印獲得再造指模型。

上述方法，通過獲取CT圖像并進行三維重建，因人體雙手對稱性，因此，通過鏡像健側(cè)手能獲得虛擬患側(cè)手受傷前的全貌，通過移動配準重合進行切割或運算則能獲得較為精確的修復(fù)模型，最后根據(jù)該修復(fù)模型打印出再造指模型的精度也高。

進一步的，采用西門子64排雙源螺旋CT掃描獲得步驟（1）的圖像，其中，掃描的參數(shù)為：掃描電壓為100Kv，掃描電流為90mAs；掃描層厚為0.75mm，層間距為0.5mm，陣距512×512；掃描時間為200ms。以獲得最佳的掃描精度。

進一步的，獲取患側(cè)手和對應(yīng)健側(cè)相同手的圖像時，將雙手各指之間以厚紙片隔開。避免三維模型需要再次分割使得設(shè)計工作量增大。

進一步的，在步驟（2）中，按照全部組織（-500~ Max，Hu）以及骨骼（226~Max，Hu）設(shè)置閾值，進行表面、骨、關(guān)節(jié)，得到三維模型。

進一步的，通過矢狀面鏡像生成健側(cè)手的鏡像。

進一步的，在步驟（5）中，在患側(cè)手指或足指創(chuàng)面的邊緣繪制邊緣光滑的樣條；利用樣條對鏡像健側(cè)手足和患側(cè)手足進行切割或運算。這種方法是對于創(chuàng)面比較復(fù)雜的進行的步驟。

進一步的，在步驟（5）中，用切割平面切割或者自由曲線切割對健側(cè)手的鏡像進行切割或運算。這種方法是針對創(chuàng)面比較簡單的進行的步驟。

進一步的，在步驟（5）中，使用布爾運算比對的結(jié)果對健側(cè)手的鏡像進行切割或運算。

進一步的，在步驟（5）中，對健側(cè)手的鏡像的軟組織和骨骼分別進行切割或運算，獲得修復(fù)模型。

進一步的，如果患側(cè)手足因為腫脹變大，則將健側(cè)手的鏡像放大后進行步驟（5）。使得形成的修復(fù)模型與實際相當。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行進一步詳細說明。

在本實施方式中，用一例拇指再造指模型的成型為例進行說明。

一種再造指模型的成型方法，包括如下步驟：

（1）采用西門子64排雙源螺旋CT掃描獲取患側(cè)手和對應(yīng)健側(cè)相同手的Dicom格式CT圖像；其中，掃描的參數(shù)為：掃描電壓為100Kv，掃描電流為90mAs；掃描層厚為0.75mm，層間距為0.5mm，陣距512×512；掃描時間為200ms，以獲得最佳的掃描精度。在獲取患側(cè)手和對應(yīng)健側(cè)相同手的圖像時，將雙手各指之間以厚紙片隔開，避免重建三維模型需要再次分割使得設(shè)計工作量增大。

（2）將Dicom格式圖像導(dǎo)入Mimics10.01軟件中，按照全部組織（-500~ Max，Hu）以及骨骼（226~Max，Hu）設(shè)置閾值，進行表面、骨、關(guān)節(jié)，對獲取的CT圖像進行三維重建。

（3）對健側(cè)手進行鏡像獲得健側(cè)手的鏡像，健側(cè)手的鏡像能模擬出虛擬患側(cè)手受傷前的全貌。當然，如果患側(cè)手因為腫脹變大，則將健側(cè)手的鏡像放大。

（4）移動健側(cè)手的鏡像到患側(cè)手，并讓患側(cè)手與健側(cè)手的鏡像重合配準，完成患側(cè)手形態(tài)學(xué)上的虛擬修復(fù)。

（5）在患側(cè)手指創(chuàng)面的邊緣繪制邊緣光滑的樣條；利用樣條對健側(cè)手的鏡像進行切割或運算。切割或運算結(jié)果出來的組織為傷指的實際缺損并形成修復(fù)模型。當然，如果創(chuàng)面簡單，用切割平面切割或者自由曲線切割對健側(cè)手的鏡像進行切割或運算，也可以使用布爾運算比對的結(jié)果對健側(cè)手的鏡像進行切割或運算。在該步驟中，由于軟組織和骨骼有不同的地方，因此，需要對健側(cè)手的鏡像和患側(cè)手的軟組織和骨骼分別進行切割或運算，獲得修復(fù)模型。

（6）根據(jù)形成的修復(fù)模型通過3D打印獲得再造指模型。

通過上述步驟獲得軟組織及骨骼缺損所需的修復(fù)模型，輸出Stl格式文件導(dǎo)入到3D打印軟件MakeWare，將模型移動、轉(zhuǎn)動至合適的位置，轉(zhuǎn)化為.x3g格式文件，以MakerBot 3D打印機實施打印出再造指模型。

上述方法，通過獲取圖像并進行三維重建，因人體雙手有對稱性，因此，通過健側(cè)手的鏡像能獲得虛擬患側(cè)手的全貌，通過移動配準重合進行切割或運算則能獲得較為精確的修復(fù)模型，最后根據(jù)該修復(fù)模型打印出再造指模型的精度也高。