[發(fā)明專利]個體化3D打印多功能義眼座及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810708950.8 | 申請日： | 2018-07-02 |
| 公開（公告）號： | CN109087387A | 公開（公告）日： | 2018-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 葉娟;王嫦君;茍中入;寧晴瑤;汪伊潔 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | G06T17/00 | 分類號： | G06T17/00;G06T7/11;G06K9/62;A61F2/14 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 林超 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 多孔結(jié)構(gòu) 個體化 打印 橢圓孔 眼外肌 座表面 制備 貫通 打結(jié) 數(shù)字化模型 仿真效果 間隔布置 臨床應(yīng)用 直接打印 經(jīng)度 活動度 交點處 匹配度 梯度化 義眼片 圓形孔 植入術(shù) 緯度 縫線 健眼 預(yù)置 穿過 感染 暴露 配合 | ||
1.一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述的義眼座(1)表面具有多孔結(jié)構(gòu)(2)，且表面的多孔結(jié)構(gòu)(2)呈梯度化布置，多孔結(jié)構(gòu)(2)中的各孔在義眼座表面間隔布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述的義眼座表面的多孔結(jié)構(gòu)呈梯度化布置，具體是：義眼座前表面從北緯度45°～北緯度90°區(qū)域范圍內(nèi)的各孔孔徑呈逐漸增大布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述的多孔結(jié)構(gòu)的孔為圓形孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述的義眼座(1)上設(shè)有用于固定四條眼外肌的特殊結(jié)構(gòu)(3)，特殊結(jié)構(gòu)(3)為兩個相互貫通且靠近布置的橢圓孔，眼外肌貼在橢圓孔上，眼外肌上預(yù)置的縫線穿過兩個橢圓孔后在相互貫通處相互打結(jié)固定，特殊結(jié)構(gòu)布置在義眼座的北緯度30°分別和經(jīng)度0°、90°、180°和270°的四個交點處，使得四條眼外肌分別固定于四個交點處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述義眼座(1)的多孔結(jié)構(gòu)(2)在義眼座內(nèi)部通過內(nèi)部孔道完全貫通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述的義眼座(1)通過3D打印技術(shù)制備獲得，3D打印技術(shù)為注漿成型3D打印、熱塑成型3D打印、積層3D打印和噴墨3D打印的一種或幾種組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座，其特征是：所述義眼座(1)的合成材料為羥基磷灰石、磷酸鈣、硅酸鈣、碳酸鈣、氧化鋁、生物活性玻璃、玻璃陶瓷、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和硅橡膠的一種或幾種的混合物。
8.一種3D打印多功能義眼座的制備方法，其特征是：所述的義眼座(1)是由義眼座數(shù)字化模型，利用3D打印技術(shù)直接打印出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座的制備方法，其特征是：所述的義眼座數(shù)字化模型是通過CT掃描獲取患者患眼和健眼的眼眶骨性結(jié)構(gòu)和眶內(nèi)軟組織的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)數(shù)據(jù)，對眼眶骨性結(jié)構(gòu)和眶內(nèi)軟組織結(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、三維建模和分析，構(gòu)建獲得個體化的數(shù)字化模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印多功能義眼座的制備方法，其特征是：所述的義眼座數(shù)字化模型具體構(gòu)建方法為：
1)由對患者眼眶CT掃描獲得的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)數(shù)據(jù)進(jìn)行體數(shù)據(jù)剪裁獲得眼眶局部感興趣區(qū)域，選取眼眶局部感興趣區(qū)域的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)數(shù)據(jù)組成眼眶局部體數(shù)據(jù)；
2)將眼眶局部體數(shù)據(jù)看作像素的集合構(gòu)建成圖像，定義P為眼眶局部體數(shù)據(jù)對應(yīng)的所有像素集合形成的圖像，E表示任意兩相鄰像素組成的集合；
然后根據(jù)眼眶局部體數(shù)據(jù)的三類分類對圖像P粗標(biāo)記出四類組織區(qū)域，每類組織區(qū)域標(biāo)記出一塊，具體是標(biāo)記出一塊眼眶眶骨區(qū)域、一塊眼外肌區(qū)域、一塊眼眶內(nèi)脂肪及結(jié)締組織區(qū)域和一塊非關(guān)注區(qū)域；
3)針對一塊眼眶眶骨區(qū)域、一塊眼外肌區(qū)域、一塊眼眶內(nèi)脂肪及結(jié)締組織區(qū)域中的每一個塊作為對象區(qū)域，均采用以下方式處理：
3.1)將對象區(qū)域作為前景，除對象區(qū)域以外的其他三塊區(qū)域作為背景，將前景和背景內(nèi)的像素以灰度值通過K-means方法共同聚類為兩個類，兩個類的聚類中心表示為兩個集合和和分別表示前景和背景對應(yīng)類的中心；
3.2)對于像素p，采用以下公式計算灰度能量項：
其中，E1(xp)表示灰度能量項，xp表示當(dāng)前像素屬于前景還是背景的判斷值，xp∈{0,1}，當(dāng)xp＝1，則當(dāng)前像素p屬于前景，當(dāng)xp＝0，則當(dāng)前像素p屬于背景；K表示權(quán)重參數(shù)，表示像素p在色彩空間距離前景對應(yīng)類的聚類中心的最小距離，表示像素p在色彩空間距離背景對應(yīng)類的聚類中心的最小距離；M代表前景，B代表背景，U代表未知區(qū)域；
最小距離和采用以下公式計算：
其中，V(p)表示像素p的灰度值，n和m分別表示前景和背景的標(biāo)記；
3.3)對于像素p和像素q，采用以下公式計算梯度能量項E2：
其中，V(p)表示像素p的灰度值，V(q)表示像素q的灰度值，n和m分別表示前景和背景的標(biāo)記，xp表示當(dāng)前像素p屬于前景還是背景的判斷值，xq表示當(dāng)前像素q屬于前景還是背景的判斷值；
3.4)采用以下公式計算總能量項E(x)：
其中，α表示權(quán)重系數(shù)，E表示任意兩相鄰像素組成的集合；
3.5)分割過程中從四種組織區(qū)域中依次選擇一種組織區(qū)域作為前景，其他組織區(qū)域作為背景對圖像P分割獲得分割結(jié)果，最后各個組織區(qū)域?qū)?yīng)獲得的分割結(jié)果拼合顯示，獲得不同組織的分割區(qū)域；
4)在完成眼眶眶骨、眼外肌、眼眶內(nèi)脂肪及結(jié)締組織的分割區(qū)域后，建立不同組織各自的三維立體模型，作為義眼座數(shù)字化模型。
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