人体骶骨三维重建及快速成型

目录研究背景研究意义研究目标研究的展开思路和框架论文结构三维重建MIMICS软件综述三维重建研究过程快速成型FDM快速成型机的系统优点快速成型研究过程致谢第一页，共二十四页。研究背景请输入内容国内外的开展状况请输入内容国内，快速成型技术已经日趋到达世界领先水平国外，美国在开展快速一直处于领先地位第二页，共二十四页。研究意义随着当今医学技术的数字化、信息化开展，制造技术并不只是为工业领域效劳，还为人们的医疗提供了许多便捷、高效的效劳。由于人们高强度的生活压力和快速的生活节奏使得许多骨骼的病变“年轻化〞。另外，随着中国许多城市老龄化趋向越创造显，由此引发的老年疾病的发病率也上升到了一个较高的水平，这其中就包括骨折、股骨头坏死、风湿及类风湿性关节炎等骨骼疾病。因此，在医疗水平逐步提高的今日，人工骨骼置换成为了临床上治疗骨科疾病的一种前沿的、有效的手段。而快速成型作为一种新型的制造技术，伴随着相关逆向工程软件的开发和完善，在医学领域应用的研究中已成为一个热点。快速成型技术的诞生，给医学界带来了福音，它能够用来加工精确的零件模型，而不用考虑零件的形状，然而不受零件复杂程度的影响。利用快速成型技术来加工人体组织器官以成为一个热门的研究课题。在第二届北京国际快速成型会议中，指出了RP技术在生物医学领域的应用时RP技术研究领域的重大进展及学科开展的主攻方向之一。第三页，共二十四页。研究目标1.在通过熟悉了解人体脊椎及骶骨的人体结构根底下，构建人体骶骨的三维模型。2.通过insight软件的导入、加工处理、生成，利用快速成型机，将三维模型加工获得。第四页，共二十四页。研究的展开思路和框架

导入MIMICS软件用MIMICS软件将图像导出对MIMICS数据预处理CT图像用INSIGHT软件处理后快速成型STL文件MIMICS图像第五页，共二十四页。论文结构结论快速成型参考文献三维重建绪论第六页，共二十四页。三维重建三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的根底,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

第七页，共二十四页。MIMICS综述Mimics是比利时Materialise公司的交互式医学影像控制系统，即Materialise’sInteractiveMedicalImageControlSystem的缩写，是一个模块化的软件。MIMICS是一套高度整合而且易用的3D图像生成及编辑处理软件，它能输入各种扫描的数据〔CT、MRI〕，建立3D模型进行编辑，然后输出通用的CAD〔计算机辅助设计〕、FEA〔有限元分析〕，RP〔快速成型〕格式，CFD〔计算流体力学〕格式，可以在“普通电脑〞上进行大规模数据的转换处理。第八页，共二十四页。三维重建研究过程1.导入CT图像2.调整窗宽窗位3.阈值分割4.Regiongrowing区域增长5.建立三维图形6.光顺处理第九页，共二十四页。快速成型快速成型技术的本质是用积分法制造三维实体。它是将复杂的三维实体“切〞成设厚度的一系列片层从而变为简单的二维图形层层叠加而成。RP技术的根本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器〔或喷嘴〕有选择性地烧结一层接一层的粉末材料〔或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂〕形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。第十页，共二十四页。FDM快速成型机的系统优点对于本课题，我们将使用型号FDM快速成型机，它采用特强Insight软件，令使用者更易操作标准配置水溶性支撑头(WaterWorks)制品外表更光滑，特征更明显可选配超声波震动缸，加快溶解速度。FDM采用最先进的操控技术--磁悬浮定位(MagnaDrive)配合两个独立加热头，一个挤出成型材料(ModelingMaterial)，另一个负责支撑材料(SupportMaterial)能同一时间独立控制两个喷头，加快建造速度。利用磁悬浮原理，令X-Y轴移动时更快，更顺滑，定位更准确。利用TouchWorks，操作人员能完全控制FDM的所有功能机器的所有状态均显示在TouchWorks荧屏上操作更清晰、简单。第十一页，共二十四页。快速成型研究过程1.确定成型位置2.分层3.设置支撑4.设置刀具路径5.确定何种填充方式6.controlcenter第十二页，共二十四页。确定成型位置第十三页，共二十四页。分层第十四页，共二十四页。设置支撑第十五页，共二十四页。设置刀具路径第十六页，共二十四页。确定何种填充方式第十七页，共二十四页。controlcenter第十八页，共二十四页。第十九页，共二十四页。致谢

几个月的毕业设计已近尾声，对这段时间以来的劳动成果，我感慨万千。毕业设计系统地应用了我在大学四年里所学的知识，它使我的知识得以全面提高。在整个毕业设计中我得到了很多人的指导和帮助。首先要感谢我的指导老师程学进老师，论文从选题、开题、研究、以及最后的论文撰写过程中都得到导师的悉心指导和教诲。导师严谨的治学态度、丰富得学识、认真负责的工作态度使我受益匪浅。值此即将毕业之际，谨向老师程学进致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢！同时，感谢在我工作学习中给予我帮助的各位领导和老师。感谢同宿舍的几位同学给我的帮助。最后，对各位专家、老师审阅我的论文深表感谢，并渴望给予批评指正。第二十页，共二十四页。精品课件！第二十一页，共二十四页。精品课件！第二十二页，共二十四页。谢谢观赏谢谢观赏第二十三页，共二十四页。内容总结目录。1.在通过熟悉了解人体脊椎及骶骨的人体结构根底下，构建人体骶骨的三维模型。4.Regiongrowing区域增长。利用TouchWorks，操作人员能完全控制FDM的所有功能机器的所有状态均显示在TouchWorks荧屏上操作更清晰、简单。值此即将毕业之际，谨向老师程学进致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。同时，感谢在我工作学习中给予我帮助的各位领导和老师。谢谢观赏第二十四页，共二十四页。儿童休克的诊断与治疗思路LOREMIPSUMDOLOR正常的血液循环过程1.正常的血液循环过程血容量→心泵→血管→组织灌注→器官功能2.血压维持的三大要素有效循环血量心泵功能（心输出量）外周血管阻力3.收缩压、舒张压、脉压与平均动脉压收缩压：反应心肌收缩力与心搏量舒张压：反应大动脉弹性与外周血管阻力脉压：是一个计算值，收缩压与舒张压之差值平均动脉压：是一个计算值，1/3收缩压+2/3舒张压中心静脉压：反映循环容量符合与右心功能状况休克的定义

休克（shock）：是由多种致病因素引起的急性循环功能障碍，因有效循环血容量减少，使全身组织和重要器官血流灌注不足，集体不能输送足够的氧和营养物质、并去除代谢产物，从而导致一系列代谢紊乱、细胞损伤及脏器功能不全的急性临床综合征。在休克病程的不同阶段，有不同的矛盾特点：早期以有效循环血容量减少，心输出量减少，微循环障碍为主晚期以代谢紊乱、细胞损害和器官功能障碍为主最后发展至MODS，可致死亡。休克的本质组织器官血流灌注不足组织氧和营养物质利用障碍休克的病理生理过程1.休克的基本发病过程有效循环血容量不足→微循环障碍→MMDS→MODS2.休克的病理生理（早期）有效循环血容量减少心输出量减少微循环障碍（痉挛、扩张、麻痹、血栓、CLS）3.休克的病理生理（晚期）组织缺血缺氧代谢紊乱表现器官功能不全或衰竭→MODS（难治期）休克时血压与心输出量变化1.休克时收缩血压的状况升高正常下降2.休克时心输出量的状况升高正常下降休克的分类（一）根据病因学分类1.脱水性休克2.过敏性休克3.脓毒症休克（感染性休克）4.心源性休克5.神经源性休克6.失血性休克7.贫血性休克8.混合性休克休克的分类（二）根据血流动力学特点分类1.低血容量性休克（如脱水性休克、失血性休克）2.分布异常性休克（如脓毒症休克、过敏性休克、神经源性休克）3.心源性休克4.梗阻性休克5.贫血性休克6.混合性休克休克的分类（三）根据病程分期1.休克代偿期（休克早期）脏器低灌注血压正常或者偏高2.休克失代偿期（休克晚期）脏器功能不全，伴血压下降3.休克不可逆期（休克难治期）多脏器功能衰竭伴顽固性低血压休克的分类（四）根据临床表现分型1.暖休克：高排低阻。可有意识改变、尿量减少或乳酸性酸中毒等，但四肢温暖、皮肤干燥、无花斑纹，脉压增大，脉搏搏动有力，毛细血管再充盈时间正常，心率快，休克代偿期血压正常，失代偿期血压降低。多为休克早期，极容易漏诊，且可很快转变为冷休克。2.冷休克：低排高阻或者低排低阻。除意识改变、尿量减少外，还表现为皮肤苍白或花斑纹，四肢凉，脉搏增快、细弱，毛细血管再充盈时间延长（≧3s）。休克代偿期血压正常，失代偿期血压降低。儿科休克多为此型。脓毒性休克的定义脓毒性休克（septicshock）是发生在各种严重感染的基础上，由致病微生物及其产物所引起的急性循环功能障碍，有效循环血容量减少，使全身组织和重要器官的血流灌注不良，不能输送足够的氧和营养物质以满足组织代谢需要，从而导致一系列的代谢紊乱、细胞受损及脏器功能障碍的急性综合征。sepsis+急性循环功能障碍（顽固性组织低灌注，伴或不伴低血压）即为脓毒性休克。在脓毒性休克病程的不同阶段，有不同的矛盾特点：早期以有效循环血容量减少、心输出量减少、微循环障碍为主；晚期则以细胞损害、代谢紊乱和器官功能衰竭为主；最后发展至MODS，可致死亡。承认脓毒性休克2016年最新定义，指在脓毒症的基础上，经充分液体复苏后，仍持续低血压（需要升压药以维持平均动脉压≧65mmHg）且乳酸水平>2mmol/L。脓毒性休克诊断

根据儿童脓毒性休克诊治专家共识（2015版）（一）脓毒性休克代偿期：在下列各项脏器低灌注表现中，6项满足3项或以上+血压不下降者1.意识改变早期烦躁不安或萎靡，表情淡漠或嗜睡，晚期意识模糊，甚至昏迷、惊厥（多见于失代偿休克）2.心率脉搏改变心率、脉搏增快，外周动脉搏动细弱，外周动脉搏动可有力3.皮肤改变面色苍白或苍灰，肢端湿冷，大理石样花斑纹。如为暖休克可表现为四肢温暖、皮肤干燥、无花斑纹4.毛细血管再充盈时间（CRT）延长CRT≧3s（或>2s）（除外环境温度影响）。如为暖休克，CRT可正常。5.尿量减少充分液体复苏后，尿量<0.5ml/（kg.h）（无尿），持续至少2h；或者尿量<1ml/（kg.h）（少尿）6.乳酸酸中毒动脉血乳酸>2.0mmol/L（除外其他缺血缺氧以及代谢因素）脓毒性休克诊断

根据儿童脓毒性休克诊治专家共识（2015版）（二）脓毒性休克失代偿期：代偿期脏器低灌注表现加重+出现低血压（主要指收缩压）者<1月收缩压<60mmHg1-12月收缩压<70mmHg1-10岁收缩压<70+2×年龄（岁）mmHg≧10岁收缩压<90mmHg2.需要使用心血管活性药物才能够维持血压在正常范围（多巴胺>5ug/（kg.min））或任何剂量的多巴酚丁胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等）脓毒性休克诊断

根据儿童脓毒性休克诊治专家共识（2015版）（三）脓毒性休克不可逆期（难治性）：多脏器功能衰竭血压明显持续下降，心音嫉妒低钝，严重心肌损害，严重心律紊乱，常合并心功能衰竭、肺水肿或ARDS、脑水肿、肾功能衰竭、胃肠道功能衰竭、DIC、严重的内环境紊乱与电解质紊乱（低钙血症、低钠血症等）等多器官功能衰竭表现。治疗难度极大，大多最终死亡。儿童危重症的基本处理原则（1）除告知病情危重，并做相应处理外，还应把我以下基本原则1.通道2.氧气3.盐水4.监护5.上级6.住院（PICU）7.强调病情变化，动态监测，即使评估，随时调整。儿童休克的治疗原则各种儿童休克治疗的基本原则1.早期、积极、持续，并采取综合治疗措施2.重症监护（包括血流动力学监测）与一般治疗3.抗休克治疗（液体复苏与心血管活性药物应用）4.器官功能饱和与支持对症治疗5.针对病因与基础疾病治疗6.基础治疗，如氧疗、镇静镇痛治疗，胃肠道减压治疗7.监测评估调整相统一脓毒性休克的治疗

脓毒性休克治疗的主要内容与方法重症监护（包括血流动力学监测）与一般治疗抗休克治疗（液体复苏与心血管活性药物应用）抗感染治疗及感染灶清除，并与抗炎治疗协同进行肾上腺皮质激素应用静脉大剂量免疫球蛋白治疗纠正凝血功能障碍与DIC连续血液净化治疗（肾脏替代治疗）器官功能保护与支持对症治疗（ECMO）维持内环境平衡与稳定危重症的营养支持治疗（暂禁食与静脉营养）基础治疗，如氧疗，镇静镇痛治疗，胃肠道减压治疗脓毒性休克的重症监护与一般治疗1.重症监护：生命体征、临床症状及实验室指标：a心电监护、SPO2监测以及动脉血气分析。bT、R、BP、意识改变、肢端温度、皮肤颜色、CRT、尿量、肝脏大小、心肺听诊等。c血常规、尿常规、血气、血乳酸、血糖、血电解质、肝肾功能、凝血功能指标、心肌损害指标、其他器官功能指标d炎症反应指标（如CRP、PCT、IL-6、铁蛋白等）e床旁胸片、彩超、心电图、脑电图等f病原学指标g无创或有床血流动力学监测与氧代谢指标监测h准确记录液体出量、入量脓毒性休克的重症监护与一般治疗2.合适体位：头部及双下肢抬高30°3.对症治疗：积极控制体温；四肢末梢保暖；亚低体温脑保护；保证气道畅通。4.基础治疗：氧疗（给予高流量鼻导管供氧或面罩氧疗，如鼻导管或面罩氧疗无效，则予无创正压通气，或尽早进行气管插管机械通气），胃肠道减压（如鼻胃管持续负压吸引减压/肛门直肠减压、灌肠/导泻、导尿），镇静镇痛肌松治疗，维持内环境平衡，营养治疗等。脓毒性休克的液体复苏（一）脓毒性休克液体复苏目的1.恢复有效循环血容量，即容量复苏。休克时微循环障碍，血液淤滞在微循环内，毛细血管通透性增加，血管内页渗漏到组织间隙，血流分布一场，有效循环血容量急剧减少，心输出量下降。因此患儿无论是否有额外体液丢失，液体复苏都是重要的治疗措施。且往往需要大容量液体复苏，液体入量远高于出量。由于血液重新分配及毛细血管渗漏等，脓毒性休克的液体丢失和持续低血容量可能持续数日。因此要继续和维持输液，应维持数日。2.恢复有效的器官血流灌注休克时，血流比血压可能更重要。3.纠正各种代谢紊乱，维持内环境平衡稳定如维持水电解质平衡、渗透压平衡、纠正代谢性酸中毒、维持血糖稳定（5个平衡）脓毒性休克的液体复苏

(二)脓毒性休克液体复苏原则1.及时充分液体复苏是逆转休克病情，降低病死率最关键的措施。2.迅速建立2条静脉或骨髓通道，条件允许应放置中心静脉导管。3.推荐更有利、更确定的液体复苏新策略，一旦诊断脓毒性休克，应竟快实施液体复苏，第1小时最重要。4.强调在监测下液体复苏，并评估病情（意识状态、皮肤颜色、肢端温度、CRT、心率、脉搏、血压、尿量、呼吸、肝大小、血气等）5.输液的剂量与速度取决于心肺功能及休克的不同阶段，要注意防止心力衰竭、肺水肿、CLS加重等。除上述常规临床指标监测外，有条件应进行无创或有创/静脉或动态血流动力学监测或氧代谢指标监测。6.规范化与个体化相结合，监测评估调整相统一。脓毒性休克的液体复苏（三）脓毒性休克液体复苏注意事项1.休克时，血流比血压可能更重要。儿童血压较低，并可通过血管收缩和增加心率加以代偿，以防止血压降低。因此儿童血压不是评价液体复苏复苏是否恰当的可靠指标。但是一旦血压降低于预示着将很快发生微循环功能衰竭。因此，不是等出现了低血压才进行液体复苏。2.第1小时快速输液阶段，既要重视液体量不足，又要防止容量复合过度。3.要注意肝脏大小及心肺听诊。肝脏增大提示容量负荷过度，可作为判明充分液体复苏的有用体征。被动直腿抬高试验（PLR）优势额代替CVP测定。容量负荷过度而血流动力学无改善时，应立即减慢液体输注速度或者停止快速输液，并及时给予利尿剂治疗，如呋塞米持续泵入。4.充分液体复苏无效时，要联合应用心血管活性药物。5.充分液体复苏后，可适时联合应用利尿剂如呋塞米。脓毒性休克的液体复苏（四）脓毒性休克复苏液体选择（尚存争议）1.等渗晶体液（0.9%氯化钠、林格氏液脓毒性休克的液体复苏早期不含糖、不含碱）2.胶体液（5%白蛋白、新鲜冰冻血浆、全血等）3.液体复苏是，用晶体液还是胶体液，目前学术上并无定论，应根据特定的复苏目的选择特定的复苏液体。晶体液价廉易得，且不良反应少，故普遍优先使用。一旦大量晶体液复苏疗效欠佳，或有明确低白蛋白血症时，可以适时、适当补充胶体液，如白蛋白等。晶胶兼顾，各尽其能，因人而异，灵活使用，有的放矢，缺什么补什么。4.关于3%或7.5%高渗盐水（无定论）与羟乙基淀粉的应用问题（不宜用）？5.血浆一般不作为容量复苏的胶体选择，其适应症主要为补充凝血因子。6.输血问题：当贫血较重