Az orvosi képalkotás során készült képek adatai számos lépésen mennek keresztül, mire személyre szabott 3D modelleket tervezünk, illetve nyomtatunk.

A 3D tervezés és nyomtatás első lépése a megfelelő CT-, MRI- vagy ultrahangképek készítése. Az elkészült képek DICOM-kiterjesztésben tárolják az orvosi képalkotás adatait. Ezen fájltípusok matematikai értelemben mátrixrendszerben tartalmazzák az adott szürke árnyalathoz tartozó koordináta adatokat. Az adatok további matematikai alakításával dinamikus 3D modelleket lehet létrehozni, és funkcionális analíziseket lehet végezni a modelleken, ami új lehetőségeket nyit a betegellátásban és a kutatásban.

Szegmentációnak nevezzük a képi adatok számítástechnikai feldolgozását, amikor funkcionális egységeket jelölünk ki az egymást követő horizontális rétegeken. Így az egyes képeken kizárólag azok a területek kerülnek kijelölésre, amelyek a 3D tervezés tárgyát képezik. Ennek a területnek a kijelölése három módon történhet: manuálisan, automatikusan vagy szemiautomatikusan.

Manuális szegmentációnál minden rétegen kézzel, külön-külön megyünk végig és jelöljük ki a 3D modellezni kívánt struktúrát. Ennek a szegmentációs technikának a hátránya, hogy időigényes, és a megalkotott 3D modell felszíne lépcsőzetes lesz, mivel szoftveresen nem engedett a felületi burkológörbék simítása, korrekciója.

Az automatikus szegmentálás során a szoftver jelöli ki a kép egyes területeit a beállításoknak megfelelően. A leggyakoribb beállítás a szürke árnyalat bizonyos tartományának (threshold) kijelölése a teljes képen. Ennek a technikának az előnye, hogy nagyon gyors, hátránya azonban, hogy az elkészült 3D modell zajos lesz, és így sok utómunkálatot igényel a későbbiekben. Ennek oka, hogy a kép nemcsak az adott modellezni kívánt területen tartalmazza a kijelölt szürkeárnyalat-tartományt, hanem attól független pontokban is, melyek a modellezés során mint zaj jelentkeznek.

A harmadik metódus a szemiautonóm szegmentáció. Ekkor a manuális és az automata szegmentálási technikák előnyei kombinálódnak. Azaz gyorsan, anatómiailag pontos és zajmentes 3D modelleket lehet létrehozni. Itt nemcsak az adott szürkeárnyalat-tartomány van kiválasztva a DICOM-fájlok rétegeiben, hanem az egyes pontok és az azok szomszédságában lévő pontok közötti rekurzív becslés is megtörténik, így jeleníti meg a kijelölésre szánt anatómiai területet.

A következő lépésben a kijelölt területekből virtuális 3D objektumot készítünk. A folyamat során térhálót definiálunk a kijelölt térfogati rétegek burkológörbéi mentén, melyet meghatározott nagyságú háromszögek alkotnak  A későbbiekben ezen háromszögek koordinátáit vektorgrafikus formátumban mentjük (Standard Triangle Language, STL), melyekből aztán a modelleket nyomtathatjuk, vagy virtuális valóság megjelenítésére alkalmas eszközön kivetíthetjük.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap