[發明專利]一種3D打印的立體曲線獲取方法及裝置

在審

• 申請號: 202010908617.9
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112069730A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 彭濤;王宜懷;許粲昊
• 申請（專利權）人: 彭濤
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06T7/13;G06T17/00;G06F113/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及一種3D打印的立體曲線獲取方法及裝置，屬于3D打印技術領域，該方法包括：使用預設的高度間距采集目標對象的多層二維切片；獲取每層二維切片的采樣點坐標；使用每層二維切片的采樣點坐標獲取對應一層二維切片的立體曲線，并記錄立體曲線的組成點坐標以及排序號；將組成點坐標和排序號輸入參數解釋數學模型，得到立體曲線的單層最終輪廓；根據多層切片的單層最終輪廓獲取最終立體曲線輪廓并顯示；可以解決無法模擬立體曲線的問題；實現對立體曲線輪廓的模擬。

技術領域

本申請涉及一種3D打印的立體曲線獲取方法及裝置，屬于3D打印技術領域。

背景技術

目前3D打印技術應用的領域非常廣泛，其中包括：航天技術、產品設計、機械制造、建筑設計、醫學方面和模具制作等領域。其中，由于現今老年化的加劇，醫學領域越來越受到重視。打印人體器官并與病人之前不產生排異現象是未來努力的方向。隨著3D打印技術不斷發展，一個全新的人體可能應用到醫學治療方面，使很大病人都感覺到生存的希望。

傳統的醫療診斷中，醫生大部分都是通過X線片、二維圖譜等顯示的信息在自己的大腦中構想患者患處的三維結構，因此存在著一定的誤差，在患者的診斷、治療過程中需要醫生們有著較為豐富的經驗，否則難以達到精確的診斷和手術，而3D打印技術則可以根據三維模型制作出實物模型，使模型真實化。

然而，現有的3D打印技術無法獲取三維空間內的不規則的曲線模型，比如：盤旋狀的曲線模型或者人體筋脈曲線模型，以及直徑度較大的曲線模型。

發明內容

本申請提供了一種3D打印的立體曲線獲取方法及裝置，本發明的提出是為了便于醫生通過醫學成像技術獲得精準的患者三維數據模型，并提供更為細致的臨床病理以及三維解剖等信息。本發明結合重建三維模型，再用3D打印技術制作實物模型，進而便于醫生了解觀察患者病處的三維空間結構，為手術規劃提供詳細的資料，進一步推進手術的精確化，對植入設計師、外科醫生等提供較大的幫助。本申請提供如下技術方案：

第一方面，提供了一種3D打印的立體曲線獲取方法，所述方法包括：

使用預設的高度間距采集目標對象的多層二維切片；

獲取每層二維切片的采樣點坐標；

使用所述每層二維切片的采樣點坐標獲取對應一層二維切片的立體曲線，并記錄所述立體曲線的組成點坐標以及排序號；

將所述組成點坐標和所述排序號輸入參數解釋數學模型，得到所述立體曲線的單層最終輪廓；

根據所述多層切片的單層最終輪廓獲取最終立體曲線輪廓并顯示。

可選地，所述根據所述多層切片的單層最終輪廓獲取最終立體曲線輪廓并顯示，包括：

確定是否需要模擬所述目標對象的截面；

在確定出需要模擬所述目標對象的截面時，對于每層最終輪廓中的每個組成點，確定上一層最終輪廓的組成點與所述組成點是否相同且連續；

在所述上一層最終輪廓的組成點與所述組成點相同且連續，或者，確定次數達到預設確定次數時，將所述上一層最終輪廓的組成點映射到所述組成點，得到所述最終立體曲線輪廓。

可選地，所述方法還包括：

在確定出不需要模擬所述目標對象的截面時，對于每層最終輪廓，確定所述最終輪廓的首坐標點為上一層最終輪廓的尾坐標點，得到所述最終立體曲線輪廓。

可選地，所述將所述組成點坐標和所述排序號輸入參數解釋數學模型，得到所述立體曲線的單層最終輪廓之前，還包括：

獲取Caputo分數階反向傳播訓練模型的最優初始化權值和閾值，得到初始化的Caputo分數階反向傳播訓練模型；

在反向傳播中計算輸出層誤差；