正颌截骨术中的凸柱体网格切割算法研究

计算机辅助虚拟手术技术对正颌外科手术方案的制定、手术效果的预测分析发挥着重要作用。然而,现有的计算机辅助正颌截骨术只能实现少量简单的截骨操作,不能满足虚拟截骨术多样性的需要。在平面切割地基础上,提出了一种基于凸柱体网格切割算法。该算法用凸柱体模拟虚拟手术刀对三维网格模型进行切割,根据截骨术的切口类型构造柱体,用此柱体进行切割实现骨块的分离。实验结果表明,该算法能有效地实现多种复杂虚拟截骨术,为手术方案的制订提供了辅助指导作用。

基于二维DR数据的颅面硬组织三维重建系统的建立

目的:以数字化X线摄影片(DR)图像为数据源,在Windows XP平台上,利用VC++6.0、VTK工具研发颅面硬组织三维重建系统,为治疗方案确定、手术方法选择和提高医患交流的水平提供平台。方法:以CT影像为基础构建的头颅作为标准模板,确立其三维坐标系,选取64个特征点,作为初始特征点。调整患者DR,使其与标准模板的坐标系一致。调整DR上的特征点作为目标特征点。根据一定形变算法,对标准模板进行上下颌分离形变、融合,得到患者颅面硬组织模型。结果:重建了能基本反映真实颅面硬组织结构的三维模型,其图像逼真,能够动态旋转,任意缩放。结论:本系统硬组织重建突破常规,分离独立形变后再融合,实现了咬合关系的基本重建,能够应用于临床。

基于二维DR数据的颅面硬组织三维重建精度分析

目的 :验证二维DR数据形变重建的颅面硬组织模型的准确性,以期为治疗方案确定、手术方法选择和提高医患交流水平提供平台。方法:对7名志愿者分别进行基于二维DR数据的形变建模和CT建模,通过测量64项描述颅面硬组织特征的项目,进行直观重叠比较和客观分析。采用SPSS17.0软件包对数据进行配对t检验。结果:58项测量项目无显著差异,形变建模和CT建模的一致性很高。结论:基于二维DR数据形变建模的颅面硬组织精确性高,偏差基本在允许的范围内,完全可以满足临床诊断和治疗的需要。该三维重建系统能够在临床上应用。

正畸手术模拟与术后容貌预测可视化系统

为获得低辐射、低成本和实时性等性能,开发了一个正畸手术模拟与术后容貌预测可视化系统。通过采集三张正交X线片和一个三维面部网格模型,该系统使用特定的配准技术,利用径向基变形算法,采用一种基于棱柱的三角网格分割算法,实现了头骨重建,模拟了复杂的截骨术,完成了头骨与面部的匹配,并预测了术后患者容貌。临床病例的仿真实验表明本系统可为正畸医生制定手术计划和实施手术提供帮助。

颅面形态三维自动测量精度的比较研究

目的:研发基于激光扫描的颅面三维形态自动测量系统,分析该测量系统的精度。方法:采用激光扫描获取颅面部软组织三维信息,研发颅面形态三维可视化自动测量软件系统。通过对30名志愿者的颅面部直接测量和激光扫描自动测量的对比研究,分析三维自动测量系统的精确度。结果:本系统能对面部软组织进行52个标志点的定位,129个项目的三维自动测量;本系统与直接测量的比较研究表明基于激光扫描的颅面三维测量精度较高,在60项线距测量中,差值小于1mm的项占50%;在17项弧长测量中,差值小于2mm的项占35.3%。结论:本颅面形态三维自动测量系统测量项目全面,测量精度较高,在颅面形态的三维研究及颅面畸形的三维诊断和治疗方面有广泛的应用前景。

西安地区青年骨性III类面型与正常面型颅面形态的三维自动测量研究

目的:利用自主研发的颅面软组织形态三维自动测量系统对骨性III类与正常面型进行面部软组织自动测量比较研究。方法:对西安地区20例正常面型和20例骨性III类面型青年,采用激光扫描获取颅面部软组织三维信息,利用自行研发的自动测量软件系统进行颅面软组织自动测量,每个受试对象测量3次,测量结果进行SPSS12.0统计软件分析。结果:本样本骨性III类面型表现水平向面宽、眼裂宽、鼻翼宽、鼻翼基底宽较窄,鼻根宽、眶间距大,下唇红缘弧长较长,下唇红缘弧长相对上唇缘弧长明显长;垂直向上面高、鼻梁、上下唇均较短,上唇红暴露较少,下颌高、颏高明显长;矢状向上颊深、中颊深、中颊弧长明显短;颏唇角大,面角大。结论:骨性III类与正常面型比较不仅有矢状向的不调,颅面部软组织的其他三维测量值也存在较大的差异。