脑组织切片模具制备方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及模具制造技术领域，尤其涉及一种脑组织切片模具制备方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

由于实验动物的脑组织切片图像是进行脑形态结构研究的重要来源，而目前往往只能通过核磁共振成像等方式获得脑组织切片图像的二维影像图片，影响切片模具的构建精度，因此，如何提供一种精准度较高的脑组织切片模具的制备方法，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种脑组织切片模具制备方法，能够准确地构建出脑组织切片模具，精准度较高。

本发明还提出一种具有上述脑组织切片模具制备方法的脑组织切片模具制备装置。

本发明还提出一种具有上述脑组织切片模具制备方法的电子设备。

本发明还提出一种具有上述脑组织切片模具制备方法的计算机可读存储介质。

根据本发明的第一方面实施例的脑组织切片模具制备方法，包括：

获取原始脑组织图像，所述原始脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

对所述原始脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型；

根据所述脑组织三维模型，生成脑组织切片模具模型；

对所述脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具。

根据本发明实施例的脑组织切片模具制备方法，至少具有如下有益效果：这种脑组织切片模具制备方法首选获取DICOM格式的脑组织图像，对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

根据本发明的一些实施例，所述对所述原始脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，包括：

将所述原始脑组织图像转化为初步脑组织图像，所述初步脑组织图像的图像格式为PNG格式；

对所述初步脑组织图像进行标准化处理，得到标准脑组织图像；

通过所述标准脑组织图像对所述初步脑组织图像进行校准，得到校准后的初步脑组织图像；

根据所述校准后的初步脑组织图像生成所述脑组织三维模型。

根据本发明的一些实施例，所述将所述原始脑组织图像转化为初步脑组织图像，包括：

将所述原始脑组织图像中的图片数据转化为第一矩阵数据；

提取所述原始脑组织图像中的文字数据；

根据所述第一矩阵数据和所述文字数据，生成所述初步脑组织图像。

根据本发明的一些实施例，所述对所述初步脑组织图像进行标准化处理，得到标准脑组织图像，包括：

对所述初步脑组织图像进行标记分类；

对标记分类后的所述初步脑组织图像进行分割处理，得到至少一个图像切片；

对至少一个所述图像切片进行二值化处理，得到标准脑组织图像。

根据本发明的一些实施例，所述通过所述标准脑组织图像对所述初步脑组织图像进行校准，得到最终脑组织图像，包括：

获取所述标准脑组织图像的第二矩阵数据；

根据所述第二矩阵数据对所述第一矩阵数据进行校准；

根据校准之后的第一矩阵数据和所述文字数据，生成校准后的初步脑组织图像。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述校准后的初步脑组织图像生成所述脑组织三维模型，包括：

对所述校准后的初步脑组织图像的图像格式进行转化，得到最终脑组织图像，所述最终脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

根据所述最终脑组织图像生成所述脑组织三维模型；

对所述脑组织三维模型进行光滑处理，得到最终的脑组织三维模型。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述脑组织三维模型，生成脑组织切片模具模型，包括：

根据所述脑组织三维模型进行三维建模，生成脑组织切片模具模型；

存储所述脑组织切片模具模型的文件，所述文件格式为STL格式。

根据本发明的第二方面实施例的脑组织切片模具制备装置，包括：

获取模块，用于获取原始脑组织图像，所述原始脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

第一处理模块，用于对所述原始脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型；

第二处理模块，用于根据所述脑组织三维模型，生成脑组织切片模具模型；

第三处理模块，用于对所述脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具。

根据本发明实施例的脑组织切片模具制备装置，至少具有如下有益效果：这种脑组织切片模具制备装置首先获取模块获取DICOM格式的脑组织图像，第一处理模块对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而第二处理模块根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后第三处理模块对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

根据本发明的第三方面实施例的电子设备，包括：

至少一个处理器，以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述指令时实现如第一方面实施例所述的脑组织切片模具制备方法。

根据本发明实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：这种电子设备采用上述脑组织切片模具制备方法，首先获取DICOM格式的脑组织图像，对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面实施例所述的脑组织切片模具制备方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：这种计算机可读存储介质采用上述脑组织切片模具制备方法，首先获取DICOM格式的脑组织图像，对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图2为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图3为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图4为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图5为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图6为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图7为本发明另一实施例的脑组织切片模具制备方法的流程图；

图8为本发明实施例的脑组织切片模具制备装置的结构示意图。

附图标记：810、获取模块；820、第一处理模块；830、第二处理模块；840、第三处理模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

第一方面，参照图1，本发明实施例的脑组织切片模具制备方法包括：

S100，获取原始脑组织图像，原始脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

S200，对原始脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型；

S300，根据脑组织三维模型，生成脑组织切片模具模型；

S400，对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具。

在脑组织切片模具制备时，首先获取原始脑组织图像，其中原始脑组织图像可以是通过核磁共振成像MRI、电子计算机断层扫描CT等方式获取到图像格式为DICOM格式的脑组织图像，也可以是通过网络中的开源数据库获取，还可以是其他，不限于此。需要说明的是，通过核磁共振成像MRI获取到图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像，可以获取到基本图像信息、物理特性参数质子密度、自旋-晶格弛豫时间、自旋-自旋弛豫时间、扩散系数、磁化系数等数据，但图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像不满足可视化的要求，需要进一步地将原始脑组织图像进行转换，即原始脑组织图像进行标准化处理，获得符合要求的脑组织图像，例如，可以是将图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像转化为图像格式为PNG格式的初步脑组织图像，并对图像格式为PNG格式的初步脑组织图像进行分割处理、二值化处理以及校准等标准化处理，得到符合建模要求的最终脑组织图像，从而将符合建模要求的最终脑组织图像导入Mimics软件中生成脑组织三维模型，进而，将脑组织三维模型导入三维建模软件中可以得到脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具，这样能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

参照图2，在一些实施例中，步骤S200，包括：

S210，将原始脑组织图像转化为初步脑组织图像，初步脑组织图像的图像格式为PNG格式；

S220，对初步脑组织图像进行标准化处理，得到标准脑组织图像；

S230，通过标准脑组织图像对初步脑组织图像进行校准，得到校准后的初步脑组织图像；

S240，根据校准后的初步脑组织图像生成脑组织三维模型。

由于图像格式为DICOM格式的脑组织图像不满足可视化的要求，需要进一步地图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像转化为图像格式为PNG格式的初步脑组织图像，可以通过计算机语言python读取原始脑组织图像中的文字数据和图片数据，从而根据该文字数据和图片数据生成图像格式为PNG格式的初步脑组织图像，进而对初步脑组织图像进行标准化处理，需要说明的是，由于根据最初获取到的图像格式为DICOM格式转化得到的图像格式为PNG格式的初步脑组织图像包含有整个脑组织的图片信息和文字信息，而在制备脑组织切片模具时，只需要利用其中的一部分，因此需要对图像格式为PNG格式的初步脑组织图像进行图像分割、图像二值化等标准化处理，从而得到标准脑组织图像，为了进一步地提高脑组织切片模具的构建精度，还可以根据标准脑组织图像对初步脑组织图像进行校准处理，得到校准后的初步脑组织图像，从而得到出最终脑组织图像，然后再根据这一系列的最终脑组织图像在Mimics软件中生成二进制格式的脑组织三维模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具，这样能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

参照图3，在一些实施例中，步骤S210，包括：

S211，将原始脑组织图像中的图片数据转化为第一矩阵数据；

S212，提取原始脑组织图像中的文字数据；

S213，根据第一矩阵数据和文字数据，生成初步脑组织图像。

在将原始脑组织图像转化为初步脑组织图像时，首先获取包含有图像格式为DICON格式的原始脑组织图像的文件夹或者数据库，浏览并获取其中的原始脑组织图像，将原始脑组织图像中的图片数据转化为第一矩阵数据，即将图像DICON格式的脑组织图像中的图片数据转化为矩阵形式，并将这一矩阵形式的图片数据存储为PNG图片格式，同时，将PNG图片格式的图片数据按照预定的顺序进行排序和命名，提取原始脑组织图像中的文字数据，根据PNG图片格式的图片数据和文字数据，生成图像格式为PNG格式的初步脑组织图像，需要说明的是，矩阵形式的图片数据的图片矩阵大小为(512,512)，且只有两个通道数。

参照图4，在一些实施例中，步骤S220，包括：

S221，对初步脑组织图像进行标记分类；

S222，对标记分类后的初步脑组织图像进行分割处理，得到至少一个图像切片；

S223，对至少一个图像切片进行二值化处理，得到标准脑组织图像。

由于根据最初获取到的图像格式为DICON格式的原始脑组织图像转化得到的图像格式为PNG格式的初步脑组织图像包含有整个脑组织的图片信息和文字信息，而在制备脑组织切片模具时，只需要利用其中的一部分，在对初步脑组织图像进行标准化处理的过程中，首先对初步脑组织图像进行标记分类，如，可以是通过Photoshop软件进行标记，将目标区域标记为白色，而将其他区域标记为黑色，进而对标记分类后的初步脑组织图像进行分割处理，得到至少一个图像切片，由于对标记分类后的初步脑组织图像进行分割处理的图像处理软件的边缘区域为过度色(如灰色)，会使得我们获取到的图像切片有灰度，在对这些图像切片进行转化时，获取到的矩阵形式的图片数据的图片矩阵会包括三个通道数，即(512,512,3)，为了提高对脑组织模型构建的精准度，需要对这些图像切片进行二值化处理，从而得到图像格式为PNG格式的标准脑组织图像，具体地，首先预设一个图像阈值，阈值范围为0至255，从而将所有的图像切片转化为灰度图，从而根据预设的阈值将图片矩阵中大于阈值的数值转化为1，将小于阈值的数值转化为0，从而实现对图像切片的二值化处理，使得目标区域更准确地呈现出来，得到标准脑组织图像。

参照图5，在一些实施例中，步骤S230，包括：

S231，获取标准脑组织图像的第二矩阵数据；

S232，根据第二矩阵数据对第一矩阵数据进行校准；

S233，根据校准之后的第一矩阵数据和文字数据，生成校准后的初步脑组织图像。

在通过标准脑组织图像对初步脑组织图像进行校准时，首先获取包含有标准脑组织图像的文件夹或者数据库，浏览并获取其中的图像格式为PNG格式的标准脑组织图像，对这一系列的标准脑组织图像进行排序，获取标准脑组织图像的第二矩阵数据，即将图像格式为PNG格式的标准脑组织图像中的图片数据转化为矩阵形式，得到一系列的二值化图片矩阵，采用这些二值化图片矩阵替换图像格式为DICON格式的原始脑组织图像的图片矩阵中的各数值，得到校准之后的第一矩阵数据，需要说明的是，为了进一步地提高脑组织模型构建的准确性，还需要对第一矩阵数据的矩阵长宽等等进行调整，使新的图片矩阵与最初的图片矩阵保持一致，从而根据校准之后的第一矩阵数据和原始的文字数据，可以方便地生成校准后的初步脑组织图像。

参照图6，在一些实施例中，步骤S240，包括：

S241，对校准后的初步脑组织图像的图像格式进行转化，得到最终脑组织图像，最终脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

S242，根据最终脑组织图像生成脑组织三维模型；

S243，对脑组织三维模型进行光滑处理，得到最终的脑组织三维模型。

在生成脑组织三维模型时，先对校准后的初步脑组织图像的图像格式进行转化，得到最终脑组织图像，即将校准后的图像格式为PNG格式的初步脑组织图像转化为图像格式为DICON格式的最终脑组织图像，进而将最终脑组织图像导入Mimics软件中生成二进制格式的脑组织三维模型，由于二进制格式的脑组织三维模型由若干三角曲面组成，光滑度较差，因此，需要采用blender软件对二进制格式的脑组织三维模型进行光滑处理，从而得到最终的脑组织三维模型，提高脑组织三维模型构建的准确度。

参照图7，在一些实施例中，步骤S300，包括：

S310，根据脑组织三维模型进行三维建模，生成脑组织切片模具模型；

S320，存储脑组织切片模具模型的文件，文件格式为STL格式。

在得到脑组织三维模型之后，将脑组织三维模型导入到是三维建模软件中，生成脑组织切片模具模型，同时，为了保证脑组织切片模具的完整性，还需要根据脑组织切片的厚度预留出一定的刀槽，生成最终的脑组织切片模具模型，并对脑组织切片模具模型的文件进行存储，即将脑组织切片模具模型的文件保存为STL格式文件，这样可以方便提取脑组织切片模具模型，根据实际情况快速地构建出脑组织切片模具，提高了制备效率，从而通过对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具，这样能够快速地得到脑组织切片模具，精确度较高。

需要说明的是，可以选择树脂作为打印原材料，这样能够使得打印得到的脑组织切片模具精度较高，同时这样的脑组织切片模具表面光滑、还能够防水防湿，提高了脑组织切片模具的使用寿命。在一些其他实施例中，也可以选择其他材料作为打印原材料，不限于此。

第二方面，参照图8，本发明实施例的脑组织切片模具制备装置包括：

获取模块810，用于获取原始脑组织图像，原始脑组织图像的图像格式为DICOM格式；

第一处理模块820，用于对原始脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型；

第二处理模块830，用于根据脑组织三维模型，生成脑组织切片模具模型；

第三处理模块840，用于对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具。

在脑组织切片模具制备时，获取模块810首先获取原始脑组织图像，其中原始脑组织图像可以是通过核磁共振成像MRI、电子计算机断层扫描CT等方式获取到图像格式为DICOM格式的脑组织图像，也可以是其他，不限于此。需要说明的是，由于图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像不满足可视化的要求，需要进一步地将原始脑组织图像进行转换，即第一处理模块820对原始脑组织图像进行标准化处理，获得符合要求的脑组织图像，例如，可以是将图像格式为DICOM格式的原始脑组织图像转化为图像格式为PNG格式的初步脑组织图像，并对图像格式为PNG格式的初步脑组织图像进行分割处理、二值化处理以及校准等标准化处理，得到符合建模要求的最终脑组织图像，从而将符合建模要求的最终脑组织图像导入Mimics软件中生成脑组织三维模型，进而，第二处理模块830将脑组织三维模型导入三维建模软件中可以得到脑组织切片模具模型，最后第三处理模块840对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，得到脑组织切片模具，这样能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

第三方面，本发明实施例的电子设备，包括至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行指令时实现如第一方面实施例的脑组织切片模具制备方法。

根据本发明实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：这种电子设备采用上述脑组织切片模具制备方法，首先获取DICOM格式的脑组织图像，对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

第四方面，本发明还提出一种具有上述脑组织切片模具制备方法的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面实施例的脑组织切片模具制备方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：这种计算机可读存储介质采用上述脑组织切片模具制备方法，首先获取DICOM格式的脑组织图像，对脑组织图像进行标准化处理，得到脑组织三维模型，从而根据脑组织三维模型能够方便地生成对应的脑组织切片模具模型，最后对脑组织切片模具模型进行3D打印处理，能够快速地得到脑组织切片模具，且精确度较高。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。