TW201525745A - 建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，利用掃描一顱顏以取得一顱顏內輪廓及一第一顱顏外輪廓，再利用掃描顱顏以取得一第二顱顏外輪廓，經由重疊第一顱顏外輪廓及第二顱顏外輪廓以形成一重疊輪廓，據以建立一顱顏模型，且於顱顏內輪廓與重疊輪廓之間形成一調整輪廓區域，再經由拉伸調整輪廓區域使其與顱顏內輪廓之間形成一空腔，並且根據調整輪廓區域、顱顏內輪廓及空腔以建立一調整後顱顏模型，最後擷取空腔之三維立體數據以建立一植入物模型。
Description
本發明係有關一種建立整型手術模型的方法，特別是指一種可在手術之前預覽手術效果模型及建立植入物模型的方法。
現今美容整型和重建整型手術中，對愛美人士、先天性顱顏缺損病人或事故造成的顱顏損傷，醫師常植入人造材料於病人顱顏皮膚組織之下，以修飾病人的顱顏外觀。雖然有不同尺寸型號的植入物供醫師選用，醫師也常須在術前切削植入物以符合病人的個別差異，卻仍經常發生不適合病人的情形，特別是植入物與顱顏軟硬骨之間其長度、寬度與角度的差異。其次，在手術完成以前，不論醫師或病人都難以預見手術後的效果，而醫師的審美主觀、技術能力與病人的期望之間往往存在落差，極易造成醫病之間的爭議。再者，植入物不能反覆地取出修改再植入，常使病人只能消極接受手術結果。
因此，如何提供一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，實屬當前重要課題之一。
本發明之主要目的係在提供一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其係利用三維掃描和三維呈像技術結合電腦輔助設計，讓醫師能透過顯示裝置微調顱顏模型，同時能讓病人預覽顱顏整型手
術效果，大幅減少醫病之間的爭議。
本發明之另一目的係在提供一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其係能夠據以製作最適合病人的植入物，大幅增進手術的滿意度。
為達到上述之目的，本發明提出之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其係利用掃描一顱顏以取得一顱顏內輪廓及一第一顱顏外輪廓；且利用掃描顱顏以取得一第二顱顏外輪廓；並且重疊第一顱顏外輪廓及第二顱顏外輪廓以形成一重疊輪廓，據以建立一顱顏模型；並且於顱顏內輪廓與重疊輪廓之間形成一調整輪廓區域；並且拉伸調整輪廓區域使其與顱顏內輪廓之間形成一空腔；並且根據調整輪廓區域、顱顏內輪廓及空腔以建立一調整後顱顏模型；最後擷取空腔之三維立體數據以建立一植入物模型。
依據本發明之一實施例，其中植入物模型之成型步驟，其係利用電腦數值控制工具機切削或利用3D列印植入物模型。
底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
10‧‧‧顱顏
101‧‧‧鼻骨
102‧‧‧鼻軟骨
11‧‧‧顱顏內輪廓
12‧‧‧第一顱顏外輪廓
13‧‧‧第二顱顏外輪廓
1213‧‧‧重疊輪廓
14‧‧‧調整輪廓區域
141‧‧‧內表面
15‧‧‧空腔
10A‧‧‧顱顏模型
10B‧‧‧調整後顱顏模型
20‧‧‧植入物模型
第1圖係本發明之建立模型的流程圖。
第2圖至第9圖係本發明之一實施例的示意圖。
以下將參照相關圖示，說明依據本發明較佳實施例之一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照第1圖所示本發明之建立整型手術模型的流程圖，首先，如步驟A，利用掃描一顱顏以取得一顱顏內輪廓及一第一顱顏外輪廓，掃描方式包括電腦斷層掃描(Computed Tomography，簡稱CT)或核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，簡稱MRI)掃描。
之後，如步驟B，利用三維掃描儀(3D scanner)掃描顱顏以取得一第二顱顏外輪廓。
其後，如步驟C，重疊第一顱顏外輪廓及第二顱顏外輪廓以形成一重疊輪廓，並建立一顱顏模型，可透過一顯示裝置瀏覽顱顏模型，顯示裝置包括智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或桌上型電腦等裝置。
其後，如步驟D，於顱顏內輪廓與重疊輪廓之間形成一調整輪廓區域。
其後，如步驟E，拉伸調整輪廓區域使其內表面與重疊輪廓同向連動，同時使調整輪廓區域之內表面與顱顏內輪廓之間形成一空腔。拉伸調整輪廓區域形成空腔的方式係利用實體造型(Solid modelling)、參數化造型(Parameteric modelling)、電腦輔助設計(Computer Aided Design,簡稱CAD)、立體繪製(volume rendering)或三維呈像技術(3D rendering teehniques)等技術。
其後，如步驟F，根據調整輪廓區域、顱顏內輪廓及空腔以建立一調整後顱顏模型。
最後，如步驟G，利用實體造型(Solid modelling)、參數化造型(Parameteric modelling)、電腦輔助設計(Computer Aided Design，簡稱CAD)、立體繪製(volume rendering)或三維呈像技術(3D rendering techniques)等技術，以擷取空腔之三維立體數據進而建立一植入物模型，再將此植入物模型利用電腦數值控制工具機切削或3D列印成型完成植入物。
以上為本發明之建立整型手術模型的流程說明，底下將以隆鼻手術為例，詳細說明整型手術預覽模型及植入物模型的建立。
請參考第2圖所示，利用核磁共振成像掃描一病人之顱顏10以取得一顱顏內輪廓11及一第一顱顏外輪廓12，顱顏內輪廓11包括鼻骨101與鼻軟骨102的表面，第一顱顏外輪廓12即顱顏10之表面。
請參考第3圖所示，接著利用三維掃描儀掃描顱顏10以取得一第二顱顏外輪廓13，係由具有顏色和明暗之顱顏10表面點雲(Point Cloud)所構成。
請參考第4圖及第5圖所示，接著重疊第一顱顏外輪廓12及第二顱顏外輪廓13以形成一重疊輪廓1213，並建立一具有顏色和明暗之顱顏模型10A，以接近實體顱顏10的方式呈像，同時透過一顯示裝置，例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或桌上型電腦等，讓醫師與病人可瀏覽此一內含硬骨與軟骨，外表具有色彩資訊(RGB)的三維顱顏模型10A(即病人手術前樣貌)。
請參考第6圖所示，於顱顏內輪廓11與重疊輪廓1213之間形成一調整輪廓區域14，所標示出的調整輪廓區域14實質包括皮膚等覆蓋於
鼻骨101與鼻軟骨102之上的軟組織，具有一定的延展性。
請參考第7圖所示，接著醫師以游標或手指在螢幕上拉伸調整輪廓區域14讓鼻樑變高變直挺，使其內表面141與重疊輪廓1213同向連動，拉伸同時，調整輪廓區域14之內表面141與顱顏內輪廓11之間形成一空腔15，空腔15相當於手術時將覆蓋於硬骨與軟骨之上的軟組織剝離，使軟組織內表面與硬骨和軟骨之間產生間隙，而間隙所形成空腔15之容積即是植入物之體積。
請參考第8圖所示，接著根據調整輪廓區域14、顱顏內輪廓11及空腔15以建立一調整後顱顏模型10B，透過顯示裝置顯示調整後(即病人手術後樣貌)的效果供醫師和病人預覽。
請參考第9圖所示，最後擷取空腔15之三維立體數據以建立一植入物模型20，進而將此植入物模型20利用電腦數值控制工具機切削或3D列印成型完成植入物。
綜上所述，本發明之一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，能讓醫師透過顯示裝置微調顱顏模型，同時能讓病人預覽顱顏整型手術效果，大幅減少醫病之間的爭議，同時可製作最適合病人的植入物，大幅增進手術的滿意度，不僅可應用在隆鼻手術，更可適用於隆下巴手術、先天性顱顏缺損或顱顏損傷之重建整型手術。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者，任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
10‧‧‧顱顏
11‧‧‧顱顏內輪廓
12‧‧‧第一顱顏外輪廓
13‧‧‧第二顱顏外輪廓
14‧‧‧調整輪廓區域
15‧‧‧空腔
20‧‧‧植入物模型
Claims (9)
- 一種建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，包括下列步驟：A 利用掃描一顱顏以取得一顱顏內輪廓及一第一顱顏外輪廓；B 利用掃描該顱顏以取得一第二顱顏外輪廓；C 重疊該第一顱顏外輪廓及該第二顱顏外輪廓以形成一重疊輪廓，並建立一顱顏模型；D 於該顱顏內輪廓與該重疊輪廓之間形成一調整輪廓區域；E 拉伸該調整輪廓區域使其與該顱顏內輪廓之間形成一空腔；F 根據該調整輪廓區域、該顱顏內輪廓及該空腔以建立一調整後顱顏模型；及G 擷取該空腔之三維立體數據以建立一植入物模型。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，於該步驟A中係利用一電腦斷層掃描方式或一核磁共振成像掃描方式掃描該顱顏以取得該顱顏內輪廓及該第一顱顏外輪廓。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，於該步驟B中係利用一三維掃描儀掃描該顱顏以取得該第二顱顏外輪廓。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其中於該步驟C中，可透過一顯示裝置瀏覽該顱顏模型。
- 如請求項4所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其中該顯示裝置係為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或桌上型電腦。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，其中於該步驟E中，拉伸該調整輪廓區域同時，該調整輪廓區域之內表面與該重疊輪廓作同向連動。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，於該步驟E中，形成該空腔方式係利用實體造型、參數化造型、電腦輔助設計、立體繪製或三維呈像技術。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，於該步驟G中，擷取該空腔之該三維立體數據係利用實體造型、參數化造型、電腦輔助設計、立體繪製或三維呈像技術。
- 如請求項1所述之建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法，更包括該植入物模型之成型步驟，其係利用電腦數值控制工具機切削或利用3D列印該植入物模型。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW102147602A TW201525745A (zh) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | 建立整型手術預覽模型及植入物模型的方法 |
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Publications (1)
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|---|---|
| TW201525745A true TW201525745A (zh) | 2015-07-01 |
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Country Status (1)
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| TW (1) | TW201525745A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI772726B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-08-01 | 財團法人工業技術研究院 | 輔具建模方法與肢體導板機構 |
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2013
- 2013-12-20 TW TW102147602A patent/TW201525745A/zh unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| TWI772726B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-08-01 | 財團法人工業技術研究院 | 輔具建模方法與肢體導板機構 |
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