[发明专利]一种应用于颧骨3D打印中三维图像处理方法及系统

说明书

本发明提供的颧骨3D打印中三维图像处理方法，根据相邻两个切片p_i、p_i+1中间位置在z轴上的高度获取原始颧骨三维图像中相应高度对应的面积s1、s2，根据s1和s2的比值，判断是否对相邻两个切片的切片厚度进行调整。如果需要调整，则对相邻两个切片重新切片。通过对切片方法进行改进，实现了利用原始的三维图像对均匀切片的校正，避免了打印的颧骨和三维图像模型差异过大的问题，有助于降低3D打印中阶梯效应的影响。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及应用于颧骨3D打印中三维图像处理方法及系统。

背景技术

骨骼是人体的重要器官，但是由于交通事故、疾病等原因，世界上每年都有大量的骨骼修复手术，面部的颧骨是面颅骨的重要组成，一些意外事故会对颧骨造成损伤，对于颧骨严重受损的情况，就需要进行颧骨的替换。但是颧骨并不是一个标准件，每个人的颧骨都不相同，定制化的颧骨会对患者产生较大的经济压力。3D打印是一种新型的增材制造技术，其一个很重要的特点是可以实现定制化，3D打印的基本原理是根据建立的三维模型，将模型数据输入到3D打印机，3D打印机可以模型数据打印出实体。相较于现在的标准化生产，3D打印技术可以提供个性化定制服务。根据患者受损处的CT、MRI等扫描图像，建立受损处的三维模型，进而根据三维模型3D打印出对应的颧骨。

3D打印颧骨使用的材料主要是金属钛等，不同的材料采用的打印技术也有所区别，例如选择性激光选区融化技术(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)等可以使用金属材料，熔融沉积技术(FDM)可以使用塑料，但是无论是哪种3D打印技术，其基本过程都是将三维模型保存为STL格式文件，对STL格式文件进行切片，生产gcode，然后导入3D打印机。其中切片是指将三维立体图按照一定的厚度切为二维图片，gcode是3D打印机可以识别的代码，也是一种用户可读的代码，其主要作用是通过步进电机控制挤出头的位置。

3D打印应用在颧骨中，需要打印的颧骨具有高精度的要求，但是将三维图像保存为STL文件，是三维模型的近似，而切片会出现阶梯效应，三维图像保存为STL文件以及图像切片都影响3D打印颧骨的精度。如何保障3D打印的精度是3D打印技术应用在医疗领域急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中均匀切片精度低、自适应切片速度慢的问题，本发明对3D打印的均匀切片方式进行了改进，在不影响切片速度的情况下，提高3D打印颧骨的精度。

在一个方面，本发明提供了一种应用在颧骨3D打印中三维图像处理方法，所述方法包括以下步骤：

S1，将颧骨三维图像保存为STL文件，对STL文件中的模型按照均匀切片的方式进行切片，所述切片的厚度为T1，对切片自下往上进行编号，记为p₁、p₂、···、p_n，其中n为均匀切片后的数量；

S2，获取相邻两个切片p_i、p_i+1中间位置在z轴上的高度h1、h2，进而获取所述颧骨三维图像中高度h1、h2对应的面积s1、s2，根据s1和s2的比值，判断是否对p_i、p_i+1的切片厚度进行调整；若是，则执行S3，然后对i加1，重新执行S2；若否直接对i加1，重新执行S2；当i＝n-1时，执行S4；其中i为1、2、···、n-1；

S3，对p_i、p_i+1两个切片的切片厚度进行调整，利用调整后的切片厚度对p_i、p_i+1再次进行切片；

S4，对切片自下往上重新进行编号，并令n为重新编号后的切片数，执行S2。

优选地，所述对p_i、p_i+1两个切片的切片厚度进行调整，具体为：