2.3　建模步骤

2.3　建模步骤

2.3.1　CT图像数据采集

测试对象取仰卧位，身体置于床面中间，下颌骨后缘与C2椎体前缘接近，头部两侧对称，勿吞咽和咀嚼，上下齿自然对合，舌尖抵上切牙舌面。采用美国GE公司Lightspeed（16排）CT机进行扫描，扫描参数：层厚0.625 mm，连续扫描，球管电压与电流120 kV/230 mA。扫描范围：甲状软骨至眼眶下缘。颌平面垂直向下，扫描线与颌平面平行进行连续扫描。扫描过程中保持测试对象头部位置固定，头部固定后射线方向与测试对象上气道相对位置保持不变，保证输出的每张CT片的中心点都通过同一长轴，即每张图像坐标位置相对恒定。共得到CT图像218层，所得图像以DICOM格式数据文件刻录存盘。典型层如图3所示。

2.3.2　建立三维有限元模型的过程

将CT扫描所获得的DICOM格式数据文件导入Mimics13.0软件（如图4所示）中，经过转换后即可打开为三个视图——矢状面、冠状面和横断面，在CT图像上确定需要进行三维成像的组织范围。

图3　OSAHS患者上气道CT图像

在软件的分割模块中可以利用各种组织的不同分割识别范围分别识别出骨（bone）：226-3071、软组织（soft tissue）：-188-151及气道（自定义）：-1024-（-490），通过区域生长法将各个边缘识别出来。过程为：

（1）点击，分别拖动能够设置灰度值的按钮，选择能够将组织识别清晰的阈值（如上），点击“关闭”。

(https://www.daowen.com)

图4　Mimics 13.0界面

（2）点击，在经上述步骤所建立的mask上画一条线，贯通感兴趣的组织，此步骤称为“区域生长”；经过区域生长处理后的软组织如图5所示。

图5　经过区域生长处理后的软组织图片

（3）通过阈值分割只能确定所有相似的组织，但是对于本课题感兴趣的组织而言还需要将多余的部分擦除，为此，在该软件中再利用Edit mask模块中的擦除功能将多余的组织擦除，这项工作耗费时间、工作量大且需要对所需建模的组织断层图像边缘认识清晰。

经过上述编辑方法编辑的图像还无法用于建模，仍需要将图像中由于阈值分割而形成的空洞和不光滑边缘进行填充，填充后的图片如图6所示。

图6　经过空洞填充后的软组织图片

填充组织后，利用软件自带的计算功能，即可重建出各个组织的三维实体模型。由于本课题所关注的四块肌肉（颏舌骨肌、下颌舌骨肌、颏舌肌及舌体）分别建模有困难，因此对肌肉的建模采取如下简化方法：将四块肌肉作为一个整体进行建模，并将与气道接触处的肌肉边缘由气道的边缘确定，舌体的边缘由下颌骨的边缘确定，所生成模型利用布尔运算将各个几何模型合体，模型如图7所示。