应用于精密显微操控场景的毛细针口径识别算法

精密显微操控技术在单细胞分析等前沿生命科学领域具有重要的应用价值。毛细针是一种被广泛应用的显微操控末端执行器,能否准确测量并控制毛细针的端部口径直接影响了终端应用的精度和可靠性。本文提出了一种基于计算机视觉的毛细针口径识别算法。该算法可自适应确定感兴趣区域(ROI)以准确获取毛细针的尖端位置;在此基础上,采取双向同步点扫描策略来定位毛细针端部位点,并实现毛细针口径的计算。实验结果表明:所提方法应用于显微操控平台的毛细针检测时,口径识别误差小于1μm,满足了单细胞分析场景下的精度需求。该方法克服了传统算法依赖于模板或背景、口径检测准确率低等问题,为精密显微操控技术奠定了良好的算法基础。

基于STL文件的个性化外固定支具模型生成算法研究

目的 研究基于STL文件的个性化外固定支具生成算法,实现通过3D扫描、模型生成和3D打印加工个性化外固定支具。与传统石膏固定相比,该方法获得的外固定支具具有与肢体外表面贴合性好、透气性好、重量轻的优点。 方法 为生成个性化外固定支具模型,对模型生成的关键算法进行了研究。用3D扫描仪扫描肢体获得点云文件并将其转化为STL格式文件;对三角形面片做切割、偏移、三角化和镂空等处理,从而生成透气性好并与肢体外表面完全贴合的外固定支具模型;最后利用3D打印加工外固定支具。 结果 使用改进后的点偏移算法,解决了点偏移在平面和尖角处严重变形的问题。使用正切值排序法对轮廓环上的点进行顺时针排序,获得三角化截面轮廓。使用典型立体“刀具”数学模型与STL文件空间相交方法实现了对模型的镂空加工。 结论 以手腕为例,对改进后的模型生成算法进行了验证,获得了与肢体表面贴合度很高的个性化外固定支具模型,证明该模型生成算法有效且实用。

3D打印技术在生物医学领域的应用研究进展

3D打印技术在生物医学领域有着独特的优势与广阔的应用前景。近年来,细胞打印、组织打印、器官打印相继出现,药物打印、医疗器械打印等亦陆续实现。面对复杂手术病例,外科医生和科研人员探索了结合3D打印技术的手术方案,完成了包括案例讨论、手术模拟及植入手术等众多临床应用,促进了3D打印技术在医学领域的应用与发展。旨在从医学教学、骨科手术、口腔医学、生物打印、药物打印、医疗器械制造等方面描述3D打印技术在医学领域的应用研究现状,并对其未来发展提出了展望。