谈 AutoCAD 软件在医学领域中的应用
【摘要】AutoCAD 软件是一款得到广泛应用的计算机辅助绘图和优秀的设计软件包，本文通过对其特点进行分析，介绍了 AutoCAD 软件在医学图像处理、医疗器械、口腔医学及临床医学等领域中的应用。
【关键词】AutoCAD 图像 领域 医学
一、AutoCAD 软件简介
AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国 Autodesk 公司推出的通用计算机辅助绘图和设计软件包，它具有易于掌握，使用方便，体系结构开放等优点，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD 已广泛应用于机械，化工、建筑设计，电子，航天，造船，城市规划，地质工程设计、医疗卫生等领域。
AutoCAD 具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它具有强大的绘图与图形编辑功能，利用 AutoCAD 既可以交互方式绘图（人机对话方式），也可实现自动绘图（编程实现）；它还具有开放的体系结构，易于二次开发，可通过标准的或专用的数据格式与其他图形系统进行数据交换；支持众多的外设；软件易于掌握，适用于各种层次的用户。
本文通过对 AutoCAD 软件的特点及功能分析，介绍了 AutoCAD 在医学图像、医疗器械、口腔医学及临床医学等领域中的应用。
二、AutoCAD 在医学领域的应用
（一）AutoCAD 在医学图像处理（分析领域）的应用
现代医学形态学研究大量采用定量分析，这就要求对图形进行精确测量。AutoCAD 是一个优秀的计算机辅助绘图和设计软件，已经证实可用于医学数据的测量和分析。利用 AutoCAD 的标注及面积、周长查询功能能够完成对医学图像的线性、角度、面积等的精确测量，具有高效、迅速、准确等特点[1]。
实际操作时先将 CR 数字图像文件转化为 AutoCAD 能够识别的 TIFF 或 JPEG 格式保存到个人电脑中，原始数字图像文件本身的画布尺寸大小实际上就是患者接受 CR、CT 或 MRI 检查时照射野的大小。将原始数字图像文件在 Adobe Photoshop CS3 软件中打开，查看图像的画布大小，就可以得到照射野的宽度和高度数值（精确度为 0.01mm），如图 1 所示。
图 1 PS 软件显示医学图像的原始尺寸
新建 AutoCAD 文件，选择相应的数字图像文件作为光栅图像插入，选好插入点和缩放比例（缩放比例为画布的宽度），打开对象捕捉功能，选择好测量点，即可完成两点间距离的测量及角度的测量。完成距离测量有两种方法，一是利用 AutoCAD 的线性或者对齐标注功能完成测量；二是利用 AutoCAD 的查询距离功能完成测量。下面以第一种测量方法为例，对图 1 中的图像进行两点间距离的测量及图像中的角度的测量[2，3]。方法如下：
第一，打开 AutoCAD 软件，选择「插入」/「光栅图像」菜单，指定插入点和缩放比例，缩放比例为图 1 中测量的画布宽度，将图像插入到 AutoCAD 软件绘图窗口。
第二，选择「标注」/「线性标注」及「对齐标注」等即可完成两点间距离的测量；选择「标注」/「角度标注」即可完成角度的测量。AutoCAD 软件对医学图像的距离和角度的测量结果如图 2 所示。
图 2 利用 AutoCAD 软件进行数据测量
此外，利用 AutoCAD 的面积和周长查询功能还可以完成对不规则图像的周长和面积的测量；AutoCAD 还可以查询空间两点的距离，结合 MRI 或者 CT 的横断面、冠状面、矢状面图像，可进行医学图像结构的三维重建并完成相关测量甚至进行一定程度的模拟分析等[4，5]。
利用 AutoCAD 软件进行医学图形的数据分析操作简单、易于掌握，是一种非常有效的医学图形处理方法。已经在骨科、泌尿外科、嵴柱外科等领域得到了的应用。
（二）AutoCAD 在医疗器械设计中的应用
医疗器械工业是知识最密集的高新技术产业之一，医疗器械的研制、产品开发、运行离不开一款优秀的设计软件。AutoCAD 已经被广泛用于医疗器械产品的开发设计中。
AutoCAD 的平面绘图功能能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象，AutoCAD 还提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具，以便更加精确、高效率的绘制图形。AutoCAD 具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放图形对象。AutoCAD 可以方便的标注图形尺寸和对图形进行图层管理。它还具有三维绘图功能，可创建 3D 实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。利用这些功能足以完成任何一个产品的设计和开发。
AutoCAD 具有二次开发功能。允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言 Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX 等进行二次开发，利用 AutoCAD 的二次开发功能，它还被用于化工容器等设备的设计中，由于化工容器涉及许多设备，品种繁多、规格各异，单靠手工设计，不进行 AutoCAD 参数化开发，不仅工作量大、设计周期长，且效率低，成本高。借助于 AutoCAD 开放式体系，根据化工容器的特点，扩充 AutoCAD 原有的功能，实现化工容器在 AutoCAD 平台上的参数化设计，可开发出适合化工容器设计的系统，提高了化工设备设计的效率。
（三）AutoCAD 在口腔义齿修复及临床整形领域中的应用
AutoCAD 软件具有开放的体系结构，利用 Delphi、C++ 等程序开发软件对 AutoCAD 进行二次开发，已经开发出口腔义齿计算机辅助设计系统，这些系统通过输入病人的一些信息，如牙齿的缺失数目，咬合程度等信息，系统根据输入的信息检索数据库内相关信息，即可给出修复方案，校对好修复方案以后，可以连接打印机，输出设计图，然后就可以交加工中心制作义齿[6]。修复体系统组成部分结构如图 3 所示：
同样利用 AutoCAD 的二次开发功能，临床整形修复体的设计与制作系统已经开发。系统的术前个性化定制流程如图 4 所示：
图 3 口腔义齿修复系统组成结构图
将整形病人的信息采集后输入 CAD 整形系统中，系统可以进行三维重建，模拟分析、根据分析结果能设计出植入体数字模型，然后进入 CAM 系统加工成型。
图 4 整形系统术前个性化定制技术流程图
三、总结
综上所述，AutoCAD 软件已在医学图像处理、医疗器械设计、口腔医学及临床医学等领域得到了成功的应用，随着科学技术的发展，由于 AutoCAD 软件的操作简便和易于二次开发等优点，它将会越来越多的被用于医学领域中。
参考文献
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[7]李晓萌，高平.牙科 CAD/CAM 系统的主要技术构成及研究现状[J].口腔颌面修复学杂志，2005，6（4）：299-301.
[8]吕培军，李彦生，王勇等.国产口腔修复 CAD/CAM 系统的研究与开发[J].中华口腔医学杂志，2002，37（5）：367-370.
作者简介：单明柱（1977-），男，汉族，黑龙江绥滨人，现供职于牡丹江师范学院国有资产管理处，实习研究员，研究方向：机械工程；李方娟（1978-），女，汉族，黑龙江绥化人，牡丹江医学院药学院讲师，硕士，研究方向：工程图学、制药工程。
作者 单明柱 李方娟