利用3D Slicer软件制作穿刺导航管3D打印模件

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导言

操作步骤

第一步：制作血肿模型，以了解其在3D状态下的特点，结合其在颅内的位置，选取最佳穿刺方向。血肿的具体建模过程不再赘述，具体可关注公众号，里面有各种建模方法的详细介绍，本例选择阈值法，穿刺方向选择血肿最长轴。

第二步：制作体表贴敷模件

1、进入Segment Editor模块，点击Add segment，添加Segment_1

2、选择Effects中的阈值模块，调整滑块，使着色范围刚好覆盖住头皮表面。

然后点击Margin，然后点击Apply按钮1-2次，点击的次数越多，将来生成的模型越厚，大家可以根据实际操作情况自己掌握。

3、再次点击Add segment，添加Segment_2，同样点击阈值按钮，注意此时不要调整滑块，然后点击Apply，此时Segment_2着色范围（黄色）会和扩张之前的Segment_1一致。如图所示边缘绿色的染色其实就是Segment_1在Margin作用下扩张的范围。

4、点击logical operators按钮，下拉菜单选Subtract，如图所示

然后下方选择Segment_1，上方选择Segment_2，Bypass masking不勾选，然后点击Apply，如图所示。

然后关掉上面Segment_2前方小眼睛会得到Segment_1减去Segment_2着色范围，其实就是Segment_1在应用Margin后厚于头皮的那一部分，如图所示。此时Segment_2已经完成使命，可以删去。

5、然后进入Curve maker模块，在Source points中点击Create newMarkups Fiducial弹出的对话框中，命名为F，Curve model命名暂为TDC（通道粗），Radius可选择4，如果想让将来的套筒更粗一些，数值可以更大一些。

上述操作完成后，数据项目如下图

6、然后在3D窗口或2D窗口上放置种子，点击Generate Curve生成柱状模型，如果位置不理想，可以调整种子，使之位于血肿的长轴，如下图。

7、同样再次在Source points中点击Create new Markups Fiducial弹出的对话框中，命名为D，Curve model命名暂为TDX（通道细），Radius可选择3，然后在3D窗口或2D窗口上放置种子，种子的位置要与F种子重合（小技巧，可以使用十字线定位），然后Generate Curve，生成model，此时在3D窗口下可能看不到TDX的model，是由于其被TDC的model所覆盖，此时可进入Models模块关闭TDC，同时为了进一步突出TDX，可以修改TDX的model颜色。

此时3D窗口可以看到以下视图

如果TDX的长度稍微比TDC的长一点，在不关闭TDC的情况下可以看到如下效果

8、进入Segmentations模块，然后进入下面的Export/import segments，将刚才制作的TDC与TDX模型导入，如图

此时会弹出如下对话框，点击Yes。

完成后会看到两个模型会导入到上方，然后点击Edit selected,进入到Segment Editor模块下

9.在Segment Editor模块点击logical operators按钮，此时会弹出如下对话框，点击Yes，点击后如果电脑配置低，可能等待时间比较长。

10、此时做如下选择

运行结果即TDC（通道粗）减去TDX（通道细），得到中空的管道，如下图(注意要在Models模块下将管道的所有model视图关掉，同时关掉TDX在Segment Editor的视图，否则原来的模型及视图会遮挡这个生成的管道视图)

11、将已经成为中空的TDC与原来的Segment_1进行融合，该过程仍是应用logicaloperators按钮，不过这次选择的是Add，使Segment_1与TDC融合，如下图

此时管道的颜色会与头皮贴敷块的颜色变为一致，但是管道在穿过贴敷块的地方是不通的，如图

此时有多种解决方案，可以在二维视图中用橡皮擦去此处的贴敷块，使管道通畅，也可以通过logical operators将已经融合处理过的Segment_1减去TDX，就会得到彻底通畅的管道了。如图

12、此时主要的步骤已经完成，然后应用小剪刀将Segment_1修建为所需要打印的形状。

13、此时还有最重要的一步，由于SegmentEditor所得到的3D图像不是Model，不能导出为STL，此时要再次应用Segmentations模块，进入下面的Export/importsegments，将刚才制作的模型导出为model，如图

14、最后一步将得到的Segment_1模型保存为stl或obj格式，至此所有工作完成。

总结：本教程整体思路很简单，但是步骤却略显复杂，主要原因在于Model模型与Segment Editor所制作的Creat surface模型不能直接通用，中间必须通过Segmentations模块进行相互转换，而且在转换的时候会造成一定程度的细节丢失，这是略微不完美的地方。但是目前Segment Editor功能越来越强大，相信将来能够解决这个问题。

免责声明：本教程仅作为技术交流使用，不得作为商业用途及临床相关的应用，由此产生的纠纷本教程相关人员一概不负责任。

文章审校：束旭俊  解放军82医院 神经外科