ISO/ASTM TR 52916:2022
Аддитивное производство в медицине. Данные. Оптимизированные данные медицинских изображений.

Стандартный №

ISO/ASTM TR 52916:2022

Дата публикации

2022

Разместил

International Organization for Standardization (ISO)

Последняя версия

ISO/ASTM TR 52916:2022

сфера применения

Структура обработки изображений для аддитивного производства в медицине

В этом техническом отчёте описана полная цепочка обработки данных от медицинской визуализации до аддитивного производства. Основной процесс включает в себя: получение изображения → изотропное преобразование → сегментация → реконструкция → оптимизация сетки → 3D-печать. Для устранения расхождений разрешения между срезами, присущих данным КТ/МРТ, для нормализации вокселей предлагается алгоритм интерполяции B-сплайном.

---

Анализ основных источников ошибок

Тип ошибки	Факторы влияния оборудования КТ	Факторы влияния оборудования МРТ
Пространственное разрешение	Размер матрицы (512×512), доза облучения	Поле зрения (6-20 см), толщина среза (≥3 мм)
Контрастное разрешение	Коэффициент затухания (0,25-0,5%)	Параметры TR/TE (T1:＜1000 мс/＜25 мс)
Ошибка реконструкции	Артефакт лестницы (толщина среза > 5 мм)	Артефакт движения (требуется синхронизация с ЭКГ)

---

Технология оптимизации изображений

1. Изотропное преобразование

С помощью B-сплайновой интерполяции некубические воксели (например, 0,7×0,7×5,0 мм) преобразуются в изотропные воксели (0,7×0,7×0,7 мм). В данном случае показано, что после преобразования данных КТ челюстно-лицевой области:

• Последовательность изображений увеличивается с 94 до 651 среза
• Шероховатость реконструированной 3D-поверхности уменьшается на 47%

2. Алгоритм обработки шума

Гауссовская фильтрация нижних частот и

• Соотношение сигнал/шум изображений КТ печени улучшается в 2,3 раза
• Процент ложноположительных результатов сегментации бронхов снижается на 68%

---

Сравнение методов 3D-реконструкции

Технология	Рендеринг поверхности	Рендеринг объема
Скорость обработки	Быстрая (только обработка поверхности)	Медленная (вычисление полного объема)
Целостность информации	Потеря внутренней структуры	Сохранение данных об объеме
Типичные области применения	Модель скелета	Сосудистая сеть

---

Рекомендации по реализации

1. Выбор формата: Рекомендуется использовать формат AMF вместо STL для сохранения метаданных, таких как цвет и материал.
2. Контроль качества: Создать систему оценки ошибок на основе стандартного фантома. На примере лопатки показано:
   • Ошибка исходных данных КТ: ±4,0 мм
   • Ошибка аддитивного производства: ±0,5 мм
3. Оптимизация параметров: использование комбинации TR=1500 мс/TE=60 мс для МРТ-сканирования позволяет получить наилучший контраст T2.