(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210106481.9 (22)申请日 2022.01.28 (71)申请人 河北医科 大学第三医院 地址 050000 河北省石家庄市桥西区自强 路139号 申请人 刘月驹 (72)发明人 赵亮　刘松　樊保衡　李衡　 杰西 ﹒伯纳德 ﹒ 朱庇特 　刘月驹　 马骏　陈佳楠　 (74)专利代理 机构 石家庄开言知识产权代理事 务所(普通 合伙) 13127 专利代理师 段明静 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/00(2017.01)G06T 5/00(2006.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/246(2017.01) G06V 10/44(2022.01) B29C 64/386(2017.01) B29C 64/393(2017.01) B33Y 50/00(2015.01) B33Y 50/02(2015.01) (54)发明名称 一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突 骨折系统 (57)摘要 本发明公开了一种3D打印冠状突假体治疗 陈旧性冠状突骨折系统， 涉及医疗技术领域， 本 发明包括骨骼图像采集模块、 图像处理分析模 块、 中央控制模块、 三维模型构建模块、 比例还原 模块、 模拟修复模块、 修复骨骼数据获取模块、 3D 打印模块。 本发明为一种3D打印冠状突假体治疗 陈旧性冠状突骨折系统， 通过在对CT骨骼图象特 征进行分析和研究的基础上， 采用滤波去噪 →二 值化→轮廓提取 →标定→矢量化， 获取骨骼轮廓 数据， 选取既能滤除噪声又不破坏边缘的中值滤 波进行滤波， 并设计了快速中值滤波法采用效果 较好的最大类间方差分割法进行图象分割提出 一种轮廓跟踪算法， 该算法能快速跟踪得到骨骼 轮廓。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114663577 A 2022.06.24 CN 114663577 A 1.一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征在于： 包括骨骼图像采 集模块、 图像处理分析模块、 中央控制模块、 三 维模型构建模块、 比例还原模块、 模拟修复模 块、 修复骨骼数据获取模块、 3D打印模块； 骨骼图像采集模块， 与中央控制模块连接， 用于通过CT来获取患者受创骨骼的图像； 图像处理分析模块， 与中央控制模块连接， 用于通过图像处理分析程序对获取的受创 骨骼图像进 行分析， 得到骨骼受创部位， 并在图像中对骨骼受创部位进 行标记， 之后根据骨 骼图像的特点 提取出骨骼的轮廓数据； 中央控制模块， 与骨骼图像采集模块、 图像分析模块、 三维模型构建模块、 比例还原模 块、 模拟修复模块、 修复骨骼数据获取模块、 3D打印模块连接， 用于对各个模块的正常运行 进行控制； 三维模型构建模块， 与中央控制模块连接， 用于通过三维模型构建程序依据患者受创 骨骼的图像以及患者受创骨骼的图像中的参数进行患者受创骨骼三维模型的构建； 所述图像处理分析模块采用滤波去噪 →二值化→轮廓提取 →标定→矢量化的处理流 程。 2.根据权利要求1所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述滤波去 噪采用中值滤波的方法且滤波窗口为方形、 以及将滤波窗口向右移一列 后， 用于减小排序比较次数， 缩短处 理时间， 所述 二值化采用最大类间方差法。 3.根据权利要求2所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述轮廓提取的算法为： 当图象中pi为轮廓点， pi+1为pi的邻接轮廓点， 则pi+2只在pi+1的周围八个点之中产生， 根 据pi+1和pi点的关系， 得 出八种搜索得到pi+2的路径； ①pi+1·x—pi·x>0且pi+1·y—pi·y>0时， 从pi+1的正上方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ②pi+1·x—pi·x>0且pi+1·y—pi·y<0时， 从pi+1的正左方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ③pi+1·x—pi·x>0且pi+1·y—pi·y＝0时， 从pi+1的正上方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ④pi+1·x—pi·x<0且pi+1·y—pi·y>0时， 从pi+1的正右方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ⑤pi+1·x—pi·x<0且pi+1·y—pi·y<0时， 从pi+1的正下方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ⑥pi+1·x—pi·x<0且pi+1·y—pi·y＝0时， 从pi+1的正右方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ⑦pi+1·x—pi·x＝0且pi+1·y—pi·y>0时， 从pi+1的正右方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2； ⑧pi+1·x—pi·x＝0且pi+1·y—pi·y<0时， 从pi+1的正左方， 并沿着顺时针的方向所搜 pi+2。 4.根据权利要求3所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述标定是通过轮廓提取， 来得到骨骼轮廓象素的坐标值， 再通过转化， 来实现屏幕权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114663577 A 2坐标系到空 间坐标系的转化， 其中骨骼图象处理系统中的， 标定属于线性标定， 设xo， yo为屏 幕坐标系原点， (xl， yl)为屏幕坐标系某点坐标(xp， yp)为(xl， yl)在空间坐标系对应点的坐 标， 则存在 如下线性变换： xp＝kx*(xl‑xo) yp＝ky*(yl‑yo) 其中kx， ky为比例系数； 通过下面的方法可得到比例系数kx， ky， 设与CT图象中的水平和垂直标尺端点对应的点 为p1， p2和p3， p4， p1， p2的连线为水平连线， p3， p4的连线为垂直连线， 它们的屏幕坐标分别为 (xl1， yl)， (xl2， yl)和(xl， yl1)(xl， yl2)， 标尺长度为 width和height， 则有如下公式： kx＝width/(xl2‑xl1) ky＝height/(yl2‑yl1) 5.根据权利要求4所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述矢量化， 就是将 轮廓线上的数据点进 行保形精简处理， 即通过调整控制精度对任 意边界轮廓曲线进 行逼近， 并能达到较高的精度， 并且为避免产生较长的轮廓段， 当相邻分 割点之间产生的边界轮廓长度超过设定长度， 则将该轮廓段从 中间点一分为二或相邻分割 点之间的顶点数不能超过设定数值。 6.根据权利要求5所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述比例还原模块， 与中央控制模块连接， 用于通过比例还原 程序对患者受创骨骼 三 维模型进行比例还原， 得到与患者受创骨骼参数一 致的三维模型， 即优化模型。 7.根据权利要求6所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述模拟修复模块， 与中央控制模块连接， 用于通过模拟修复程序在构建的优化中进 行患者受创骨骼的模拟修复， 得到修复后的完整骨骼； 所述修复后的完整骨骼包括修复前 的患者受创骨骼和修复骨骼。 8.根据权利要求7所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述修复骨骼数据获取模块， 与中央控制模块连接， 用于通过修复骨骼数据获取程序 对修复骨骼的参数进行获取。 9.根据权利要求8所述的一种3D打印冠状突假体治疗陈旧性冠状突骨折系统， 其特征 在于： 所述3D打印模块利用3D打印机、 依据获取的修复骨骼的参数， 以及钛合金材料进行3D 打印， 得到冠状突 假体。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114663577 A 3