[发明专利]一种三维微导管塑形辅助设计系统及设计方法

权利要求书

1.一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，它包括数据接收模块、标记模块、路径生成模块、塑形器生成模块和输出模块；所述数据接收模块用于接收三维血管图像数据；所述标记模块用于在三维血管图像中标记微导管路径的起点和终点；所述路径生成模块用于根据微导管路径的起点和终点生成微导管路径的三维数据；塑形器生成模块用于生成微导管路径对应的塑形器的三维数据；所述输出模块用于输出塑形器的三维数据，所述塑型器的三维数据包括塑型器的表面文件，所述表面文件包括：所述塑型器的内表面文件和所述塑型器的外表面文件。

2.如权利要求1所述的一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，所述路径生成模块包括三维血管中心轴生成模块、连接网络建立模块、血管截取模块、血管表面生成模块、微导管折线路径生成模块和平滑处理模块；

所述三维血管中心轴生成模块采用图像侵蚀算法对表示三维血管图像的二元三维矩阵重复进行对称的图像侵蚀处理，得到三维血管中心轴；

所述连接网络建立模块计算三维血管中心轴上各点与其周围所有点之间的距离，并将计算得到的距离与预设的距离阈值进行比较，将距离小于距离阈值的两点作为相邻的点，多个相邻的点建立连接网络；

所述血管截取模块根据连接网络在三维血管中心轴上获得起点到终点的最短路径，对最短路径周围的血管像素值进行处理得到初步截取的血管；

所述血管表面生成模块根据初步截取的血管，将与起点相连且与最短路径上各个点坐标之间的距离小于距离临界值的点作为临界点，将临界点相连得到血管表面；

所述微导管折线路径生成模块根据得到的血管表面计算得到微导管折线路径；

所述平滑处理模块对生成的微导管折线路径进行平滑处理，得到微导管路径。

3.如权利要求1所述的一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，所述塑形器生成模块包括旋转矩阵计算模块、塑形器折线路径生成模块、折线路径平滑模块、表面文件生成模块；

所述旋转矩阵计算模块根据微导管路径上的折线点，计算出每段线段的长度及方向，并计算出由两段线段决定的坐标系到下两段线段决定的坐标系的旋转矩阵；

所述塑形器折线路径生成模块根据折线点的坐标和计算得到的旋转矩阵，从第一条线段开始，将微导管路径旋转矩阵对应的旋转角度乘以给定的倍数，得到塑形器下一条线段相对于前一条线段的旋转矩阵，并依据该矩阵得到塑形器下一条线段的方向，同时保证塑形器下一条线段的长度同微导管路径对应线段的长度相同，由此确定下一条线段，直到得到塑形器的全部折线路径；

所述折线路径平滑模块对塑形器的折线路径进行平滑处理，得到表示微导管塑形器的二元三维矩阵；

所述表面文件生成模块根据微导管塑形器的二元三维矩阵，利用MarchingCube的方法，选取像素值为0和2的表面作为微导管塑形器的外表面，像素值为1和2的表面作为微导管塑形器的内表面，得到微导管塑形器的表面文件。

4.如权利要求1或2或3所述的一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，所述三维血管图像数据通过数字减影技术、CT技术或MR技术获得，存储在影像归档和通信系统或外部存储设备中。

5.如权利要求1或2或3所述的一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，所述微导管路径上每段线段的方向由三维单元向量表示。

6.如权利要求1或2或3所述的一种三维微导管塑形辅助设计系统，其特征在于，所述三维微导管塑形辅助设计系统设置在图像工作站中，所述图像工作站连接3D打印机。