计算机辅助三维定量分析及模拟手术设计系统在精准肝切除中的应用

目的:探讨计算机辅助三维定量分析及模拟手术设计系统在精准肝切除中的应用。方法:应用IQQA肝脏CT影像解读分析系统对17例拟行精确肝切除的患者进行肝脏三维重建,精确定位肝脏肿瘤并明确肿瘤与血管的解剖关系,计算全肝体积、拟切除肝脏体积、剩余肝脏体积,计算剩余肝脏体积与标准化全肝体积的比值(RSLVR),并据此设计手术方案。结果:17例患者的全肝体积平均为(1744.5±881.6)cm3,拟切除肝体积平均为(919.2±884.4)cm3,剩余肝体积平均为(825.3±228.6)cm3,RSLVR平均为(67.6±22.3)%。所有患者均行解剖性肝切除,手术过程顺利,术后并发症包括胆漏1例,胸腔积液6例,中等量以上腹水4例,肺感染1例。结论:计算机辅助三维定量分析及模拟手术设计系统可精确定位肝脏肿瘤,并辅助设计最优化的手术方案。

后壶腹神经的三维解剖研究及计算机辅助手术径路设计

利用连续切片的计算机三维重建技术，重建了后壶腹神经及其重要毗邻结构，取得了逼真的三维图像及大量解剖参数，据此对圆窗区结构的立体分布进行了分析，并在计算机上实现了后壶腹神经切断术的三维手术图像模拟，提出了以圆窗膜底缘中点为参照点寻找后壶腹神经的数学方法。

机械类《计算机辅助三维设计》课程改革研究

随着信息技术的不断发展和广泛应用,计算机辅助设计已成为现代设计领域的重要工具。其中,三维设计技术更是以其直观、高效的特点在各行各业中得到了广泛应用。针对机械专业《计算机辅助三维设计》课程在其教学过程中存在的问题,如教学内容滞后、教学方法单一、实践环节不足、教学评价标准不全面等,导致学生难以真正掌握三维设计的核心技能,无法满足行业需求的现状,对机械类《计算机辅助三维设计》课程进行教学改革的探索,对提高教学质量具有重要的现实意义。

基于OBE理念的计算机辅助三维设计课程教学改革研究

针对传统计算机辅助三维设计教学中教学模式、学生培养方法出现的问题,文章提出了基于OBE理念的课程改革模式,包括采用以学生为中心的教学模式,培养学生以solidworks三维建模软件底层逻辑为基点的学习迁移能力、终身学习能力,培养适应就业需求的综合型人才,并对教学改革进行评价,将有助于提高学生的学习能力、解决实际工程问题的能力和应对复杂就业市场的能力。

根尖切除手术导板的计算机辅助设计及三维打印

目的:基于多源数据融合、计算机辅助设计(computer aided design,CAD)和熔融沉积工艺制造(fused deposition modeling,FDM)技术,建立一种根尖切除手术导板的设计制作方法,通过离体模型实验初步评价导板的可行性。方法:将一颗已完善根管治疗的离体上前牙经光学扫描后,灌入根尖切除手术石膏模型,进行该石膏模型的锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)扫描和光学扫描,将各种数据导入Geomagic Studio 2012软件中,利用多源数据融合技术虚拟还原离体牙、牙列、牙槽骨和牙龈的三维位置关系,完成根尖切除手术导板三维设计。运用FDM技术,三维打印聚乳酸(polylactic acid,PLA)材质的根尖切除手术导板。在手术导板引导下于石膏模型上行根尖切除,术后抠除离体上前牙,进行光学扫描。通过测量距离、测量夹角功能来计算根尖切除长度和角度,并与预设切除长度和角度进行对比。结果:沿预设的牙长轴方向,根尖切除长度为2.88 mm,与预设切除的3 mm相差0.12 mm,根尖切除平面与牙长轴夹角为77.9°,与预设切除的90°相差12.1°。结论:结合多源数据融合、CAD及FDM技术,成功建立了一种根尖切除手术导板的数字化设计和制作方法,设计路线和制作方法可行,为国产根尖切除手术导板数字化设计专用软件的开发提供了技术和方法的参考。

高精度三维整合牙颌模型个体化微种植体手术导板的计算机辅助设计与制作

背景:基于三维锥形束CT模型设计的手术导板已有报道,但由于锥形束CT不能重建精细的牙龈等软组织,只能设计单纯牙齿固位的导板,稳定性相对较差。目的:采用三维自动配准方法将锥形束CT模型和三维数字化牙颌模型进行匹配,建立高精度三维整合牙颌模型,以此模型为基础设计与制作个体化微种植体手术导板。方法:选择6例错颌畸形患者进行头颅锥形束CT扫描、牙列石膏模型光学扫描,分别获取三维模型,采用三维自动配准方法将两模型重叠,获得三维整合牙颌模型。在三维整合模型上精确定位并虚拟植入微种植体,以此为基础设计并采用快速成型技术制作高精度个体化树脂手术导板,利用游标卡尺检测导板的轨道内径。于患者口内试戴树脂手术导板,嘱患者咬合,检查其就位及固位情况。结果与结论:模型配准精度高,所有树脂手术导板口内试戴吻合,患者咬紧后固位增强,患者佩戴舒适,无压迫或其他不适感;树脂手术导板轨道内径为(1.79±0.23)mm,不同操作者间的测量误差无统计学意义(P>0.05)。结果表明,基于高精度三维整合模型设计的手术导板精度高,能够为进一步研究手术导板的临床应用提供基础。

骨质情况对计算机辅助设计种植导板应用精确性的影响分析

目的 针对拟种植区骨质较差的患者应用计算机辅助设计种植导板并评估其精确性,以探讨种植体周不同骨质对植入精度的影响。方法 对29例符合纳入标准、骨质相对较差的单牙种植患者相关临床数据进行回顾性分析。术前使用3Shape Implant Studio软件设计种植方案并制作数字化导板,全程引导下完成种植体植入,并记录植入扭力和ISQ值,以评价种植体初期稳定性。借助术后CBCT影像逆向构建种植体实际植入位置,结合术前设计方案,评价种植体植入的三维偏差,分析术前设计和术后种植体周围骨质情况。结果 本研究中在骨质较差患者中全程应用数字化导板,除3枚种植体外,其余种植体初期稳定性均≥20 N·cm;种植体实际植入颈部偏差为(0.94±0.59)mm,根尖部偏差为(1.40±0.81)mm,角度偏差为4.10°±2.99°,骨质对角度偏差影响更大,具有统计学意义(P<0.05);种植体体部1/3周围D3类骨质占比越高,其颈部、根尖和角度偏差越小,而D5类骨质占比越高,植入偏差越大。结论 针对骨质较差的患者,在以修复为导向的前提下,通过计算机辅助设计增加种植体周D3类骨质占比,采用全程数字化导板引导植入,可提高种植体初期稳定性;导板应用过程中需关注骨质对种植体角度偏差的影响。

计算机辅助正颌外科手术的预测和模拟系统——颅颌面硬组织的三维重建

目的:由二维CT切片图像重建三维颅颌面骨骼立体模型,供进一步的正颌外科手术预测和模拟系统使用。方法:利用计算机和图像处理技术对患者的颅颌面CT原始资料进行预处理,采用移动立方体算法重建三维模型。结果:建立了三维坐标系下的可从任意视角观察的颅颌面硬组织模型。结论:三维CT重建模型更加形象直观、精度更高。

基于CT三维重建个体化股骨假体的计算机辅助设计(英文)

背景:由于人体的绝对个性化特点,标准人工假体与患者骨骼之间的误差使二者难以很好匹配。计算机辅助设计和制造个体化假体克服了其他假体的缺点,可有效地延长人工关节的使用寿命和使用质量,并可能解决人工关节的翻修问题。国内的研究尚处于起步阶段。目的:基于CT图像的三维重建,探求个体化股骨假体计算机辅助设计在提高假体与病变骨骼匹配度中的作用。方法:CT扫描对象为1例健康男性志愿者,排除髋关节疾患。采用GESpeedLight16排螺旋CT对股骨中上段进行层厚3mm扫描,得到CT数据的二维图像,利用自主开发的数据格式转换软件将CT图像转换为bmp格式。对位图编辑预处理,用Mimics8.1软件进行矢量化处理,提取股骨内外轮廓。然后输入Mimics8.1和Rapidform2004三维反求工程软件中,生成股骨内外轮廓的特征曲线,重建股骨三维模型。将股骨髓腔的特征轮廓曲线dxf文件输入计算机辅助设计建模软件Solidworks2004中,以此股骨髓腔轮廓为基础,完成个体化股骨假体的设计。结果与结论:利用自主开发的数据格式转换软件,实现了CT图像信息的矢量转换。以CT二维图像为依据,进行三维反求,可获得精确的股骨内外轮廓三维实体模型。采用反求工程与正向计算机辅助设计相结合,可设计出匹配良好的个体化股骨假体。提示反求工程和计算机辅助设计技术为个体化假体的研制提供了一个有效可行的途径,解决假体与病变骨骼的良好匹配,可防止假体松动,提高其长期稳定性。

计算机及三维导航技术辅助外科手术的应用进展

计算机辅助外科手术技术是近年来研究和发展最为活跃和迅速的领域之一,旨在从术前诊断定位、模拟操作和术中实时导航,使外科手术更趋于精确和微创。本文从系统组成、功能实现和临床应用等方面综述其发展及应用进展,并对其发展趋势做一展望。

基于CT三维重建个体化股骨假体计算机辅助设计：满足假体与病变骨骼的匹配度

目的:基于CT图像的三维重建,探求个体化股骨假体计算机辅助设计在提高假体与病变骨骼匹配度中的作用。方法:实验于2005-09/2007-08在南通大学附属医院骨科实验室和南通大学机械工程学院机电CAD&CAM研究室完成。样本来源:CT扫描对象为健康男性志愿者1例,排除髋关节疾患,年龄30岁,身高175cm,体质量65kg。采用GE Speed Light16排螺旋CT对股骨中上段进行层厚3mm扫描,得到CT数据的二维图像,利用自主开发的数据格式转换软件将CT图像转换为bmp格式。对位图编辑预处理,用Mimics8.1软件进行矢量化处理,提取股骨内外轮廓。然后输入Mimics8.1和Rapidform2004三维反求工程软件中,生成股骨内外轮廓的特征曲线,重建股骨三维模型。将股骨髓腔的特征轮廓曲线dxf文件输入CAD建模软件Solidworks2004中,以此股骨髓腔轮廓为基础,完成个体化股骨假体的设计。结果:利用自主开发的数据格式转换软件,实现了CT图像信息的矢量转换。以CT二维图像为依据,进行三维反求,可获得精确的股骨内外轮廓三维实体模型。采用反求工程与正向CAD相结合,可设计出匹配良好的个体化股骨假体。结论:反求工程和CAD技术为个体化假体的研制提供了一个有效可行的途径,解决假体与病变骨骼的良好匹配,可防止假体松动,提高其长期稳定性。

三维母线槽计算机辅助设计系统

三维母线槽计算机设计 (JDMCAD)系统综合利用了编译原理、计算机辅助几何造型技术和工程数据库技术 ,为母线槽设计提供了智能化、集成化、标准化的解决方案。文中对其基本结构、设计思想和关键技术进行了陈述 ,并给出了一个设计实例。

计算机辅助设计与制造技术在颧骨复合体缺损个性化三维重建中的应用研究

目的:探讨计算机辅助设计与制造技术(computer-aided design/computer-aided manufacturing,CAD/CAM)在颧骨复合体缺损的个性化修复重建中的应用效果。方法:对13例颧骨复合体肿瘤及外伤后缺损的患者以三维CT及快速原型技术预成实体模型,通过CAD/CAM将健侧颧骨复合体复制到患侧缺损处,在模型上塑形精确钛网,结合自体骨移植和带蒂颊脂垫瓣内衬,重建颧骨复合体形态和功能。结果:在实体模型病变区域测量数据和术中所见病变范围基本一致,预制的个性化重建钛网与术中颧骨复合体外形匹配,术后患者面型基本对称,三维CT显示重建颧骨复合体两侧基本对称,术后外形满意。结论:计算机辅助设计与制造技术在颅颌面缺损修复体的个体化重建方面具有良好的应用前景,为面部畸形整复开辟了新的途径。

计算机辅助设计乳房三维重建及体积测量系统的研制

目的应用CAD技术开发建立乳房三维重建及乳房体积测量的系统软件,指导临床乳房癌术后一期乳房再造的术前设计。方法收集2006年1月至2007年12月间的16例乳腺MRI检查的影像学资料,数据以医学数字成像和通信标准文件格式刻输出。应用VTK、ITK、FLTK等C++6.0程序软件编程技术进行乳房三维重建及体积测量。结果(1)开发建立了乳房再造计算机辅助设计系统;(2)通过计算机编程进行乳房边界的界定,完成了乳房三维重建;(3)在重建乳房三维立体图像的基础上,通过计算各层面及其厚度和体积,再将各层体积叠加计算出乳房体积。结论应用CAD系统三维重建乳房,具有双侧对称度高,美观、逼真的优点;应用CAD系统测量乳房体积技术精确度高,测算速度快;CAD系统乳房三维重建及乳房体积测量软件有助于乳房一期再造的术前设计。

计算机辅助设计的定量UPPP手术及其评价

目的评价计算机辅助设计的UPPP的手术效果。方法采用我科自行建立的上呼吸道测量、分析系统,进行阻塞部位和程度检查;同时摄发/i/音头颅定位侧位片,测量腭咽闭合点,按一定的比例切除多余的软腭。对18例患者进行术前和术后PSG监测和头影测量分析及语音评价,检验本法的效果。结果手术成功率为88.89%,18例患者术后睡眠呼吸暂停、睡眠质量和睡眠低氧状态得到显著改善。头影测量分析显示:18例患者腭咽闭合功能良好,患者术后进食无呛咳。语音检测显示:18例患者手术前后语音功能无显著差异。结论UPPP手术成功的关键在于严格掌握手术适应证和精确计算软腭切除量。计算机辅助的定量UPPP,显著提高了手术成功率。

三维成形针织物的计算机辅助设计

介绍三维成形针织物计算机辅助设计系统及其实现的功能，并根据织物的成形及编织原理，建立几种典型三维成形针织物的数学模型。

肥胖伴OSAHS患者计算机辅助设计的手术治疗

目的对肥胖伴OSAHS患者,手术可能造成颅颌面形态异常,为获得理想双颌前移后颅颌面形态,进行计算机辅助设计、模拟的定量手术研究。方法(1)采用自行建立的上呼吸道测量、分析系统,进行阻塞部位和程度检查;同时摄发/i/音时的头颅定位侧位片,测量腭咽闭合点,按一定比例切除多余的软腭。(2)采用计算机手术模拟系统,对肥胖伴严重OSAHS患者进行手术模拟,以在双颌足够前移的前提下保证患者有一个美观的颅颌面外形。34例患者接受术前和术后PSG监测和头影测量分析及语音评价。结果手术成功率为85.29%,29例患者术后睡眠呼吸暂停-低通气指数降低50%以上或降至20%以下,睡眠质量和睡眠低氧状态得到显著改善。头影测量分析显示:34例患者腭咽闭合功能良好;语音检测显示:患者手术前后语音功能无显著差异(P>0.05)。结论不同阻塞部位、程度的患者,需要不同的手术方式或组合。UPPP手术成功的关键在于:严格掌握手术适应证,精确计算软腭切除量。计算机辅助的定量UPPP显著提高了手术成功率。对于肥胖伴严重OSAHS患者进行双颌前移手术治疗时,在保证颌骨足够前移的同时,需注意颅面形态的变化。

基于三维技术的服装艺术设计专业“计算机辅助设计”课程教学改革实践

本文根据服装艺术设计专业特点,融入三维试衣技术,形成"闭环"式的教学体系,采用分阶段、项目推进、线上线下结合的教学方法,推动课程的改革实践,提升学生多方位表达创意设计的能力。

计算机辅助股骨近段髓腔结构三维重建及个体化股骨假体设计

目的 研制开发一套切合实际、经济实用、使用方便的计算机辅助设计制造 (CAD/CAM )软件系统 ,在现有条件下 ,完成CAD/CAM个体化假体的设计。方法 取成人尸体股骨做上段的CT断层扫描 ,得到CT数据的二维图像 ;将所得的二维图像输入计算机。用开发的两套软件对二维图像进行处理 ,识别髓腔内轮廓 ;重建髓腔结构模型 ,提取髓腔轮廓及假体轮廓数据 ;利用CAD软件设计假体 ,并模拟植入过程。结果 股骨上段小粗隆以上部分结构复杂 ,需计算机自动识别和人工识别相结合 ,才能拾取有利于假体设计的轮廓曲线 ,小粗隆以下部分拾取边缘清晰 ,曲线完整。重建的三维髓腔结构重现其生理弯曲及基本形态。设计的假体符合髓腔结构并可植入髓腔内。结论 以CT二维图像为依据 ,采用CAD/CAM系统 ,在现有的条件下 ,可设计出良好匹配的个体化假体 ,完全可以用于临床。

计算机辅助设计下颌骨带种植体三维钛网的实验研究

目的:探讨利用计算机辅助方法,制作可用于下颌骨个体化功能性重建的修复体,为下颌骨个体化功能性修复探索新的方法。方法:首先通过CT扫描获取下颌骨断层解剖信息,然后运用三维重建、镜像及快速原型技术获得拟修复下颌骨复原实体模型,在此基础上利用铸造手段完成个体化三维钛网修复体的制作,然后将种植体与钛网相连接,构建个体化功能性修复体。结果:以CT扫描获取下颌骨断层解剖信息为基础,通过计算机辅助成功制作了带种植体的个体化钛网修复体,与相应的下颌骨标本连接匹配良好,个体化恢复了骨缺损的连续性,所带种植体为进行种植义齿修复恢复理想的咀嚼功能提供了可能。结论:在CT扫描获取下颌骨原始解剖信息的基础上,通过计算机CAD/CAM过程,能够成功构建下颌骨个体化功能性修复体,为临床个体化功能性颌骨重建提供了一种新的途径。