3D影像 3D建模等数字化影像在医学应用领域的案例窥览

医疗器械 来源:贝壳社(微信号:iBio4P) 作者:廖胜辉
2015
06/18
22:29
贝壳社(微信号:iBio4P)
作者:廖胜辉
医疗器械

大家好,我是廖胜辉,从本科阶段开始,一直专注于计算机辅助医学的图形图像处理。多年来,通过产、学、研结合的方式,不断进行计算机辅助医学的开发,形成了一系列自主知识产权的医疗软件系统,部分系统已经在外面推广应用。

今天很高兴有机会与大家一起交流,分享医学图像处理、三维建模、辅助手术设计、生物力学仿真、虚拟手术培训等一系列技术的心得体会,以及3D打印应用的案例。

医学影像检查发展迅速日益广泛,医学图像处理是临床诊断分析和后续三维建模的基础。

CT等设备自带软件三维重建功能有限,不能精细化建模、清晰区分病灶和周围重要组织,如果开发专门的三维医学辅助软件,我觉得方便实用的图像分割功能是很重要的。

常规的阀值分割,只方便提取清晰的骨组织区域,复杂的软组织的分割与提取是开发的难点。一些处理软件和发表的论文以全自动的分割为目标,但是往往只是运行演示的例子数据的结果好看,处理实际临床影像数据的结果并不好。

我个人觉得,最实用的功能应该是:最简单的、傻瓜式的用户交互,加上智能的软件算法处理功能。以下面这个脑部的血块图像为例。如果进行常规的阀值分割,肯定会有噪声杂质一起被分割出来。

而如果用户很简单的在血块区域、和周围组织上勾画一下(只要大概标记血块和周围组织,不需要严格标志边界线),智能的分割算法可以很好的一键提取出血块区域。

另一种智能分割工具,用户可以简单将鼠标移动到血块区域边界附近,智能算法将自动分割出血块的清晰的边界

类似的半自动的、简单交互的分割工具,对于分割提取复杂的软组织,是很方便的,并且质量比较好。其它的分割工具,我觉得比较实用的有三维视图套索等,这种在CT设备软件中也有这种功能。

对于医学三维重建的技术,也是很重要的一个功能,并且在图像分割中,经常要结合三维重建看看效果,然后修改分割的结果。但是现有的软件,包括 Minics等,重建时都要等几十秒,甚至几分钟。

在我的辅助软件体系中,专门开发了一种快速预览分割结果的功能,可以实时展示分割的三维结果,如取的这个效果图。

这个技术的底层用的是体绘制技术,但是常规的体绘制技术直接显示图像分割结果,会是下面的效果,粗糙很不光滑。而我们上面的显示的图形非常光滑清晰。这个技术,结合特定的功能设计,是非常实用的。

对于计算机辅助手术设计,涉及很多技术,今天我想和大家分享的,是结合3D打印技术的一些手术设计。这个方面应用得很广的,除了骨科,可能口腔科是用得最多的科室之一。口腔科的一个典型应用,是辅助种植手术的导板,下面的设计的流程。

另一个应用是三维正畸, 这里的一个关键技术,是单个牙齿模型的智能提取。

在这个基础上,可以做隐形牙套,等等。口腔颌面的辅助设计和3D打印也应用很多。比如用自身腓骨重建有肿瘤的下颌,这里需要各种手术导板,切割的、定位的、截骨的。

当然还有全身其它各种手术的辅助设计和3D打印

接下来看一下生物力学仿真这个在医学也是比较有用的

这个可以做各种生物力学、和流体的仿真,除了宏观的,还可以做微观的分析。

仿真一方面可以结合临床来做,比如整形美容的仿真

另一方面,我觉得医学上的培训系统的开发也是很大一个方面

目前,我们正在大力开发这个方面,传统的三维图形图像处理技术,加上虚拟现实设备, 如3D立体显示,基于体感设备的三维交互

今天讲的内容面还是太宽了,发现有点凌乱,一些东西也没有展得开,最后总结一下,我这边的核心是做数字化医疗三维设计。

只要有医学影像数据,可以做各方面的分析、重建、设计、仿真、培训等等,当然也包括3D打印的应用。

Q&A

Q:廖老师,Mr的提取您们是怎么做到那么短时间做到的?

A:不太清楚的医学图像的分割提取,就像我刚才说的,最好是有一定的用户简单指示,这样能限制处理范围,同时提供一个初始边界条件,这样算法可以更快、更准确的处理, 如果全自动的,我估计不太现实。

Q:肝脏的血管构造影像提取是不是要造影?

A:肝脏的血管,有些CT里面也可以看到,多数要造影。

Q:模型您用什么机器打印的?导板用sls的?

A:多数是光敏树脂的机器,也有激光烧结的,和FDM的,只要是有数字三维模型就行。导板我们用的是进口的医用材料,如果用来临床,手术中用,我个人觉得用专门的医用材料更好,当然那个贵一点。

Q:这些都是用于临床手术的模型类打印,目前有没有运用活体细胞打印技术应用于医药大规模检测?

A:我所了解的,好像还没有。

来源:贝壳社(微信号:iBio4P)   作者:廖胜辉

行业重磅内容、政策信息及时获取,扫码关注医谷微信公众号

为你推荐

甲硝唑氯已定洗剂(浓)处方药转换为非处方药资讯

甲硝唑氯已定洗剂(浓)处方药转换为非处方药

近日,国家药监局发布公告,根据《处方药与非处方药分类管理办法(试行)》(原国家药品监督管理局令第10号)的规定,经国家药品监督管理局组织论证和审核,甲硝唑氯已定洗剂(...

2023-06-03 17:42

古代经典名方异功散、泻黄散、白术散、消乳丸、苏葶丸、人参五味子汤和清宁散关键信息表资讯

古代经典名方异功散、泻黄散、白术散、消乳丸、苏葶丸、人参五味子汤和清宁散关键信息表

近日,国家中医药管理局综合司、国家药品监督管理局综合司联合发布《古代经典名方关键信息表(异功散等儿科7首方剂)》,7首方剂具体为异功散、泻黄散、白术散、消乳丸、苏葶丸、...

2023-06-03 16:25

构建肺癌精准诊疗生态圈,默克携手多家药企共筑开放平台资讯

构建肺癌精准诊疗生态圈,默克携手多家药企共筑开放平台

默克携手百济神州中国广阔市场业务、基石药业共同打造肺癌精准诊疗生态圈,以期通过充分整合各方优势,聚焦中国肺癌精准治疗中的医患需求,共同推进行业高质量发展,助力“健康...

2023-06-03 15:34

或是用于减肥,司美格鲁肽注射液新适应症在华申报上市资讯

或是用于减肥,司美格鲁肽注射液新适应症在华申报上市

今日(6月3日),国家药监局药审中心官网信息显示,司美格鲁肽注射液提交的最新上市申请已获得受理,根据去年8月药物临床试验登记与信息公示平台的信息,司美格鲁肽注射液作为“...

2023-06-03 10:48

与征求意见稿相比,有哪些变化,《人类遗传资源管理条例实施细则》正式发布资讯

与征求意见稿相比,有哪些变化,《人类遗传资源管理条例实施细则》正式发布

6月1日,备受关注的《人类遗传资源管理条例实施细则》正式在科技部官网发布,7月1日起施行。

2023-06-02 22:35

ORR达37.5%,安斯泰来在ASCO年会发布EV重磅研究结果资讯

ORR达37.5%,安斯泰来在ASCO年会发布EV重磅研究结果

医谷最新消息,今日(6月2日),安斯泰来(中国)投资有限公司宣布在既往接受过含铂化疗和PD 1 PD-L1抑制剂治疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌的中国患者中评估Enfortumab Ved...

2023-06-02 10:57

第3款国产PCSK9单抗申报上市资讯

第3款国产PCSK9单抗申报上市

今日(6月2日),康方生物(9926 HK)宣布旗下子公司康融东方(广东)医药有限公司(康融东方)开发的伊努西单抗注射液(抗PCSK9单克隆抗体,

2023-06-02 10:18

国务院办公厅关于加强医疗保障基金使用常态化监管的实施意见资讯

国务院办公厅关于加强医疗保障基金使用常态化监管的实施意见

加强对医保基金使用行为的实时动态跟踪,实现事前提醒、事中审核、事后监管全过程智能监控,通过大数据分析锁定医保基金使用违法违规行为。

2023-06-01 18:16

天猫618正式开启,哪些健康产品受追捧资讯

天猫618正式开启,哪些健康产品受追捧

5月31日晚8点,一年一度的天猫618正式开启。

2023-06-01 18:03

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市资讯

又一款国产三代EGFR-TKI抑制剂获批上市

昨日(5月31日),据国家药监局官网信息显示,贝达药业申报的1类创新药甲磺酸贝福替尼胶囊(商品名:赛美纳)已获得批准上市,用于既往经表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑...

2023-06-01 17:25

一中国企业CEO上榜,2022年全球药企CEO薪酬TOP20发布,最高超1亿美元资讯

一中国企业CEO上榜,2022年全球药企CEO薪酬TOP20发布,最高超1亿美元

近日,行业媒体Endpoint News发布“2022年生物制药企业薪酬最高的20位CEO”名单,其中,Sarepta公司CEO Doug Ingram以1 25亿美元登上202

2023-06-01 15:33

全球第2款RSV疫苗获FDA批准上市资讯

全球第2款RSV疫苗获FDA批准上市

昨日(5月31日),辉瑞发布公告称,其二价呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗ABRYSVO(RSVpreF,PF-06928316)已获得FDA批准上市,用于预防60岁及以上人群出现由RSV引起的下呼吸道疾病(...

2023-06-01 10:57

专家提醒:特殊时期,哮喘患儿更应注意长期规范管理,避免反复发作资讯

专家提醒:特殊时期,哮喘患儿更应注意长期规范管理,避免反复发作

“六一”儿童节之际,儿童作为免疫力脆弱群体,易患呼吸系统感染,小儿呼吸系统感染可以说是儿科门诊最常见的疾病,占门诊就诊量的40%~70%。当下季节交替气温变化较大,加之...

2023-06-01 09:55

LKK洛可可2023想象力大会圆满举办,发布垂直医疗战略资讯

LKK洛可可2023想象力大会圆满举办,发布垂直医疗战略

5月30日,以“品类突围•AI破局”为主题,LKK洛可可创新设计集团(以下简称洛可可)2023想象力大会在上海如期举办。

2023-05-31 19:25

合成生物学业务被市场看好 金斯瑞旗下百斯杰获2.5亿元融资资讯

合成生物学业务被市场看好 金斯瑞旗下百斯杰获2.5亿元融资

日前,金斯瑞生物科技股份有限公司(下称金斯瑞)在公告中宣布,2023年5月26日,金斯瑞间接非全资附属公司南京百斯杰及其他主体与投资者订

2023-05-31 10:53

康哲药业IL-23抗体获批上市资讯

康哲药业IL-23抗体获批上市

近日,国家药监局官网信息显示,康哲药业IL-23抗体替瑞奇珠单抗注射液获批上市,用于治疗适合系统治疗或光疗的中度至重度斑块状银屑病成人

2023-05-31 10:48

这款国产创新药上市将延迟?资讯

这款国产创新药上市将延迟?

因为一份网传的会议纪要,,港股18A药企康诺亚近两日过得有点起伏。

2023-05-31 08:34

特应性皮炎靶向生物制剂达必妥6个月及以上婴幼儿新适应症在华获批资讯

特应性皮炎靶向生物制剂达必妥6个月及以上婴幼儿新适应症在华获批

覆盖全年龄人群,成为同类首个可用于婴幼儿的治疗用生物制剂

2023-05-30 20:54

神舟十六号的五项生命科学实验项目资讯

神舟十六号的五项生命科学实验项目

图片来源:新华社,新华社记者 李刚 摄今日(5月30日)9时31分,神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。乘组由指令长景海鹏、航

2023-05-30 14:36

一年长高超11厘米,诺和诺德长效生长激素获CHMP推荐批准资讯

一年长高超11厘米,诺和诺德长效生长激素获CHMP推荐批准

近日,诺和诺德宣布,欧洲药品管理局(EMA)人类使用药品委员会(CHMP)对其长效生长激素Sogroya(somapacitan)的上市许可给予推荐,用于治疗3岁及以上儿童生长激素缺乏症患者。

2023-05-30 10:34