本发明专利技术涉及一种3D打印外固定模型分区外扩方法、装置及电子设备，其先获取目标模型、多个目标外扩分区及多个过渡分区，再根据目标模型的表面形状得到每个外扩基准点的外扩方向向量，然后基于预设外扩值，根据目标外扩分区和过渡分区的排列位置关系得到过渡分区的过渡外扩值，最后外扩每个外扩基准点，得到目标外扩模型。相比于现有技术，本发明专利技术通过利用外扩方向向量、预设外扩值及过渡外扩值将外扩基准点外扩的方法，实现了3D打印外固定模型的分区外扩，并且因为过渡外扩值是基于预设外扩值得到的，所以目标外扩模型中除了目标外扩分区达到要求外，过渡分区的外扩水平也满足预期，极大地提高了模型和患者的贴合程度。极大地提高了模型和患者的贴合程度。极大地提高了模型和患者的贴合程度。
【技术实现步骤摘要】
一种3D打印外固定模型分区外扩方法、装置及电子设备
[0001]本专利技术涉及医学
，尤其涉及一种3D打印外固定模型分区外扩方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]医用的外固定支具主要起到固定病人损伤肢体部分的作用，从而减少损伤肢体部位的运动，有利于患者损伤部位的康复。传统的石膏、夹板等外固定支具具有诸多缺点，例如石膏固定部位无法清洗、夹板固定的松紧程度需要凭借医生的经验等，这些因素都使得石膏和夹板的使用受到了限制，推动了3D打印外固定支具在医学领域应用的发展。
[0003]随着3D打印在医学领域应用的不断发展，通过3D打印外固定模型能够有效减少由以前的石膏或者夹板固定所带来的缺点。现在有很多的3D打印软件，主要功能包括导入模型、模型外扩、模型裁剪、模型切片等，能够基本满足外固定支具打印的需求。
[0004]但是，现有的3D打印有关软件中，对于目前的3D打印模型的模型外扩功能只能对模型整体进行外扩，这就造成打印的外固定支具可能出现部分与患者肢体贴合，而部分不贴合的情况。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，有必要提供一种3D打印外固定模型分区外扩方法、装置及设备，用以解决现有技术中只能对模型整体进行外扩，造成打印的外固定支具可能出现部分与患者肢体贴合，而部分不贴合情况的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种3D打印外固定模型分区外扩方法，包括：
[0008]获取目标模型、多个目标外扩分区及多个过渡分区，多个所述目标外扩分区沿3D打印的材料堆叠方向排列于所述目标模型上，多个所述过渡分区分别位于相邻的两个所述目标外扩分区之间；
[0009]获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量；
[0010]获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标外扩分区和所述过渡分区的排列位置关系，得到所述过渡分区的过渡外扩值；
[0011]根据所述外扩方向向量、所述预设外扩值和所述过渡外扩值，外扩每个所述外扩基准点，得到目标外扩模型。
[0012]进一步的，所述目标模型的表面由多个多边形面片拼接而成；所述获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量，包括：
[0013]获取所述多边形面片的顶点作为所述外扩基准点；
[0014]根据所述外扩基准点，得到与所述外扩基准点关联的多个关联面片，多个所述关
联面片分别为以所述外扩基准点为公共顶点的多个所述多边形面片；
[0015]根据多个所述关联面片的形状特征及空间位置关系，得到所述外扩基准点的外扩方向向量。
[0016]进一步的，所述根据多个所述关联面片的形状特征及空间位置关系，得到所述外扩基准点的外扩方向向量，包括：
[0017]获取所述关联面片的法向量；
[0018]根据所述关联面片的形状特征得到向量权重，并根据所述向量权重调整所述法向量，得到所述关联面片的加权后法向量；
[0019]根据每个所述加权后法向量的矢量和，得到所述外扩基准点的外扩方向向量。
[0020]进一步的，所述根据所述关联面片的形状特征得到向量权重，并根据所述向量权重调整所述法向量，得到所述关联面片的加权后法向量，包括：
[0021]根据所述关联面片的面积，得到所述向量权重；
[0022]根据所述向量权重，调整所述法向量的长度，得到所述关联面片的加权后法向量。
[0023]进一步的，所述获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标外扩分区和所述过渡分区的排列位置关系，得到所述过渡分区的过渡外扩值，包括：
[0024]获取目标过渡分区及与所述目标过渡分区相邻的两个所述目标外扩分区，得到第一分区和第二分区；
[0025]根据所述第一分区和所述第二分区的所述预设外扩值，以及所述第一分区与所述目标过渡分区的排列位置关系，得到所述目标过渡分区的所述过渡外扩值。
[0026]进一步的，所述根据所述第一分区和所述第二分区的所述预设外扩值，以及所述第一分区与所述目标过渡分区的排列位置关系，得到所述目标过渡分区的所述过渡外扩值，包括：
[0027]沿所述第一分区至所述第二分区的方向，将所述目标过渡区域划分为多个过渡层；
[0028]根据所述过渡层和所述第一分区的距离，得到所述过渡层的距离系数；
[0029]根据所述第一分区和所述第二分区的所述预设外扩值，基于所述距离系数，得到所述目标过渡分区的所述过渡外扩值。
[0030]进一步的，所述根据所述外扩方向向量、所述预设外扩值和所述过渡外扩值，外扩每个所述外扩基准点，得到目标外扩模型，包括：
[0031]根据所述外扩方向向量、所述预设外扩值，外扩位于所述目标外扩分区内的所述外扩基准点；
[0032]根据所述外扩方向向量、所述过渡外扩值，外扩位于所述过渡分区内的所述外扩基准点；
[0033]平滑化外扩后的所述外扩基准点，并得到所述目标外扩模型。
[0034]第二方面，本专利技术还提供一种3D打印外固定模型分区外扩装置，包括：
[0035]模型导入模块，用于获取目标模型、多个目标外扩分区及多个过渡分区，多个所述目标外扩分区沿3D打印的材料堆叠方向排列于所述目标模型上，多个所述过渡分区分别位于相邻的两个所述目标外扩分区之间；
[0036]方向解析模块，用于获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量；
[0037]幅度解析模块，获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标外扩分区和所述过渡分区的排列位置关系，得到所述过渡分区的过渡外扩值；
[0038]模型外扩模块，用于根据所述外扩方向向量、所述预设外扩值和所述过渡外扩值，外扩每个所述外扩基准点，得到目标外扩模型。
[0039]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
[0040]存储器，用于存储程序；
[0041]处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的3D打印外固定模型分区外扩方法中的步骤。
[0042]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的3D打印外固定模型分区外扩方法中的步骤。
[0043]本专利技术提供的一种3D打印外固定模型分区外扩方法、装置及电子设备，其先获取目标模型、多个目标外扩分区及多个过渡分区，再获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量，然后获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D打印外固定模型分区外扩方法，其特征在于，包括：获取目标模型、多个目标外扩分区及多个过渡分区，多个所述目标外扩分区沿3D打印的材料堆叠方向排列于所述目标模型上，多个所述过渡分区分别位于相邻的两个所述目标外扩分区之间；获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量；获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标外扩分区和所述过渡分区的排列位置关系，得到所述过渡分区的过渡外扩值；根据所述外扩方向向量、所述预设外扩值和所述过渡外扩值，外扩每个所述外扩基准点，得到目标外扩模型。2.根据权利要求1所述的3D打印外固定模型分区外扩方法，其特征在于，所述目标模型的表面由多个多边形面片拼接而成；所述获取所述目标模型中的外扩基准点，根据所述目标模型的表面形状，得到每个所述外扩基准点的外扩方向向量，包括：获取所述多边形面片的顶点作为所述外扩基准点；根据所述外扩基准点，得到与所述外扩基准点关联的多个关联面片，多个所述关联面片分别为以所述外扩基准点为公共顶点的多个所述多边形面片；根据多个所述关联面片的形状特征及空间位置关系，得到所述外扩基准点的外扩方向向量。3.根据权利要求2所述的3D打印外固定模型分区外扩方法，其特征在于，所述根据多个所述关联面片的形状特征及空间位置关系，得到所述外扩基准点的外扩方向向量，包括：获取所述关联面片的法向量；根据所述关联面片的形状特征得到向量权重，并根据所述向量权重调整所述法向量，得到所述关联面片的加权后法向量；根据每个所述加权后法向量的矢量和，得到所述外扩基准点的外扩方向向量。4.根据权利要求3所述的3D打印外固定模型分区外扩方法，其特征在于，所述根据所述关联面片的形状特征得到向量权重，并根据所述向量权重调整所述法向量，得到所述关联面片的加权后法向量，包括：根据所述关联面片的面积，得到所述向量权重；根据所述向量权重，调整所述法向量的长度，得到所述关联面片的加权后法向量。5.根据权利要求1所述的3D打印外固定模型分区外扩方法，其特征在于，所述获取每个所述目标外扩分区的预设外扩值，并基于所述预设外扩值，根据所述目标外扩分区和所述过渡分区的排列位置关系，得到所述过渡分区的过渡外扩值，包括：获取目标过渡分区及与所述目标过渡分区相邻的两个所述目标外扩分区，得到第一分区和第二分区；根据所述第一分区和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：石志良，胥利，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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