混合现实技术在口腔颌面部肿瘤诊疗中的应用

口腔颌面部肿瘤是口腔颌面外科的常见疾病,以虚拟手术设计、手术导航为代表的数字化外科技术目前已成为口腔颌面部肿瘤外科诊治的主要辅助手段。然而,现有的数字化技术在三维可视化成像、术中手眼配合等方面仍存在提升空间。目前,以混合现实技术为代表的三维可视化技术已经在医学领域迅速发展和应用,通过将三维虚拟图像叠加到真实的手术环境中,可辅助实现医学影像实时立体呈现,已逐步应用于口腔颌面部肿瘤的诊治中。术前可基于影像数据构建肿瘤及其周边重要结构三维模型,在混合现实环境中,进行个性化术前评估和手术方案设计;术中将混合现实技术与手术导航技术相结合,可以在术区真实环境中实时显示三维虚拟模型,克服单纯使用导航技术的手眼协调问题,进一步提高口腔颌面部肿瘤手术的精确性和安全性。混合现实技术与远程互联网医疗技术相结合,还可以提供高质量的教学平台,推动地区口腔颌面外科诊疗水平的发展。混合现实技术的局限性主要在于术区影像遮挡、单纯使用时精度不足、配准时间长等。笔者结合国内外文献报道以及本课题组的临床实践,对混合现实技术在口腔颌面部肿瘤诊疗中的应用进行归纳与总结。

计算机辅助导航技术在口腔颌面外科的应用-104例病例分析

目的:探讨计算机辅助导航技术在口腔颌面外科的应用,并评价其效果。方法:选择104例需进行口腔颌面手术的患者,包括陈旧性颧-上颌-眶周骨折34例,颞下颌关节骨性强直27例,骨纤维异常增殖症29例,下颌角肥大畸形9例,颌面部软骨、骨肿瘤3例,面部异物2例。定位钉植入后,拍摄颌面部CT,进行术前设计及模拟,利用镜像技术确定患侧截骨部位、截骨量、骨折复位位置及重建外形。导航辅助下进行手术操作。术后复查CT,与术前设计图像融合,进行手术准确度及导航误差评价。结果:经过点配准和(或)面配准后,所有患者顺利完成导航手术。手术器械实现空间定位,术者能够明确其与解剖结构的位置关系,精确度高,系统误差小于1 mm。术后CT检查示截骨部位、截骨量、骨折复位与术前设计基本一致,平均误差(1.46±0.24)mm。104例患者术后愈合良好,无严重并发症,面部不对称畸形患者术后面形显著改善。结论:计算机辅助导航外科可以实现术前设计、手术模拟及术后预测,有助于提高颌面部手术的精确性,减少创伤,恢复面部对称性,是一种较为理想的颌面部手术辅助方法。

计算机辅助口腔种植手术实时导航系统的研究与实现

讨论了计算机辅助口腔种植手术实时导航系统IGOIS的几大关键技术,包括采用Marching Cubes算法与大规模三角网格简化算法实现医学图像三维重建;采用计算机图形图像学技术开发口腔种植手术规划软件模块;制作聚丙烯树脂模板,并采用ICP算法实现点对点转换的无创配准功能;采用Visual C++及VTK为开发工具开发完成IGOIS实时导航软件系统等。最后以一例患者的快速原型模型为实验对象,完成了口腔种植手术导航实验,结果表明该系统可指导临床医生在复杂条件下植入种植体,对于提高种植手术质量与精度,具有重要意义。

基于VTK的口腔种植手术导航系统的图像配准

讨论了口腔种植手术导航系统的关键技术——图像配准的实现全过程。制作了聚丙烯树脂模板专用配准装置,以基于外部标志点的无创配准方法,在基于VTK的平台环境下,开发了软件系统获取虚拟坐标系与世界坐标系下的基准点坐标,并以ICP算法完成配准。应用实例表明,配准误差小于1mm,可以满足口腔种植手术临床需要。

口腔颌面外科手术导航分类及其定位配准

随着现代计算机辅助外科技术在临床上日新月异的发展，越来越多的导航设备进入了口腔颌面外科手术领域。以前曾用于神经科或者骨科的导航设备经过重新设计，现在已经用于口腔颌面外科。相信随着医学科技的发展，会有更多的设备进入口腔领域。按照导航工具与手术医生的交互方式，手术导航系统可以分为主动式、半主动式和被动式三类。

光学导航技术在口腔颌面深部间隙异物取出术中的应用

目的:探讨光学导航技术应用于口腔颌面深部异物留置取出术的适应条件和临床价值。方法:对5例口腔颌面部外伤后异物留置于深部间隙的患者在导航辅助下行异物取出术,术前进行三维CT和数字减影血管造影检查,对异物进行空间定位,并将CT的Dicom数据导入STN导航系统中,用于术前手术规划和术中导航。术中观察导航系统的实时性和精确性,评价导航技术对口腔颌面部深部间隙异物取出的有效性。结果:在光学导航技术辅助下,5例留置的异物均能通过微创入路顺利定位和取出,术中未发现神经、血管损伤,术后亦未发现感染、呼吸困难等并发症。术后随访3～12个月,患者主诉症状均缓解,功能和面型取得了满意的效果。结论:光学导航技术在口腔颌面深部间隙异物取出术中的应用,尤其在解剖位置复杂和危险的区域,可以提高手术的精确性、微创性和安全性。

口腔颌面数字化外科的应用与展望

数字化外科作为现代影像技术、立体定向技术、电子计算机技术和人工智能技术与医学相结合的产物,近年来在国内外得到了迅速的发展和应用。本文主要从个体化数字设计、快速成型技术以及手术导航系统等方面在口腔颌面外科中的应用、发展情况以及前景等方面作一评述。

外科导航技术在治疗茎突综合征中的应用

目的 :评估采用术中实时导航技术,经口内或口外小切口截除过长茎突以治疗茎突综合征的可行性、准确性与便利性,并评价导航外科技术治疗茎突综合征的临床效果。方法:选取12例有明显临床症状并已确诊的茎突综合征患者。术前将患者头颅影像学Dicom数据输入导航系统工作站,进行标记和手术设计;术中在导航实时辅助下,经口内咽旁入路(保留扁桃体)或颈部小切口入路,按设计精确切除过长茎突。术后对手术出血量、手术时间、住院时间、茎突切除长度等进行记录与测量,与以往未采用导航辅助的经典术式的相应指标进行比较;对患者进行为期3个月的随访,运用视觉模拟量表(visual analog sclaes,VAS)对导航辅助下切除茎突的患者于术前、后症状进行比较,评估手术效果。采用SPSS 19.0软件包对数据进行统计学分析。结果:在计算机导航技术辅助下,采用咽旁入路和颈部小切口入路成功截除12例患者的17个过长茎突,未出现明显并发症。手术中平均出血量为(22.50±8.54)m L,平均手术时间为(40.35±11.81)min,茎突切除长度平均为(21.93±14.26)mm。平均出血量和平均手术时间均显著低于未采用导航辅助茎突切除的患者。经术后3个月随访,VAS量表统计显示,所有患者的临床症状均明显减轻,其中10例患者症状明显好转,2例患者症状改善。结论:导航外科技术可用于经小切口辅助精确截除过长茎突以治疗茎突综合征,可以使切除过程更加精准,避免切除扁桃体及损伤重要邻近组织,手术创伤小,出血量少,手术时间短,患者术后症状明显改善,是一种更为安全有效的治疗方法。

计算机导航技术在邻近颅底肿瘤病变手术中的应用

目的:评价计算机导航技术在邻近颅底肿瘤病变手术中的应用价值。方法:本文收集南京市口腔医院2015~2017年间15例邻近颅底肿瘤病变,其中3例腭部腺样囊性癌,3例腮腺肿瘤,2例上颌牙龈癌,2例上颌窦癌,1例腭癌,1例上颌骨粘液表皮样癌,1例左上颌骨粘液纤维瘤,1例左复发性口咽癌,1例右颞下颌关节窝及颅底骨瘤术后复发,所有病例均应用AccuNavi-A手术导航系统指导手术,明确手术进路、肿瘤切除范围及边界。术后通过病理切缘状况、神经保护、血管损伤以及肿瘤切除的完整性等情况进行评估。结果:15例肿瘤中,5例良性肿瘤在导航下完整切除,10例恶性肿瘤病例中,7例病变上界切缘全阴性,3例病变上界边缘呈阳性。结论:应用计算机导航技术能准确定位近颅底肿瘤部位及重要的血管神经结构,显著提高肿瘤切除的完整性、彻底性,降低了手术相关的各种并发症,确保手术的安全性,具有广泛的应用价值。

计算机辅助导航技术在口腔颌面外科的应用进展

由于口腔颌面外科手术的复杂性和高风险性,计算机辅助导航技术在颌面部创伤、异物残留、肿瘤和畸形等领域的应用不断增加。与传统手术方式相比,导航技术具有提高手术精度、缩短手术时间、避免重要组织损伤的优点。本文对导航技术的功能实现、影响精准度的因素及解决方法和临床应用等方面作一综述,并对其发展趋势作出展望。

混合现实技术辅助股前外侧皮瓣穿支血管定位解剖的临床应用

目的探讨混合现实技术定位穿支血管及辅助穿支血管解剖在制取股前外侧皮瓣的临床应用价值。方法收集南充市中心医院口腔颌面外科2020年1月至2021年1月6例口腔颌面部肿瘤切除后需行股前外侧皮瓣修复患者,术前将携带校准点的患者双下肢CT血管成像数据导入数据工作站,对双下肢穿支血管及其周围组织进行三维重建,并将重建结果导入Microsoft Hololens 2眼镜。术中通过术区校准点进行校准,使术前重建结果借助Microsoft Hololens 2眼镜重合投射在术区,从术前是否重建出穿支血管、穿支血管实际走行是否符合重建结果、穿支点实际位置与术前重建结果偏差是否在1 cm内、是否发生穿支血管损伤等方面分析混合现实技术辅助股前外侧穿支皮瓣穿支血管定位解剖的临床应用价值,并记录取瓣所需时间、术中所需校准时间。结果6例患者均在术前顺利重建出穿支血管位置及走行,术中穿支血管实际走行均符合重建结果,穿支点实际位置与术前重建结果偏差均在1 cm内,符合股前外侧皮瓣实际制备要求,所有病例均无穿支血管损伤发生;平均制取皮瓣时间为(70.50±7.20)min;平均校准时间为(13.33±5.50)min;术后皮瓣均存活。结论混合现实技术将股前外侧穿支血管重建结果直接投射在术区,为辅助定位及解剖股前外侧皮瓣穿支血管提供一种新方法,减少了损伤穿支血管的可能性。

计算机辅助导航技术在颌面外科住院医师规范化培训中的应用

口腔颌面部是人体解剖结构极为复杂的区域,包括供应大脑及面部的血管以及支配面部表情及口腔颌面部感觉的神经,因此,要完成该区域的手术是具有挑战性的。相对于传统的手术治疗方式,计算机辅助导航技术(Computer assisted navigation technology)能够使手术精度得到很大的提升,同时也能大大缩短手术时间。重庆医科大学口腔医学院口腔颌面外科病房通过Brainlab iplan 3.0导航系统对临床病例进行系统的分析设计,从而建立口腔颌面部手术模拟平台,使口腔颌面外科规范化住院医师通过该平台可以更好地进行手术技能的训练,加快成为一名合格的口腔颌面外科医生。

动态导航下种植手术U型管配准与牙尖配准方法的精度比较

目的通过体外实验对比动态导航下种植手术U型管配准与牙尖配准方法的精度差异。方法使用下颌双侧第一磨牙缺失树脂模型(20个)和仿真头颅模型, 在动态导航下植入40枚种植体, 由同1名研究人员使用随机数表法随机选择U型管配准或牙尖配准方法之一, 植入种植体(每组20枚)。通过比较种植体计划植入位置与实际植入位置, 评价两种配准方法的精度;选择角度误差、植入点三维误差和根尖点三维误差作为主要测量指标。结果 U型管配准组和牙尖配准组植入点三维误差分别为(0.93±0.54)和(1.07±0.46)mm, 根尖点三维误差分别为(1.03±0.53)和(1.16±0.55)mm, 角度误差分别为1.62°±0.97°和2.06°±0.98°, 两组相同指标的差异均无统计学意义(t=0.91, P=0.368;t=0.79, P=0.436;t=1.42, P=0.164)。结论动态导航下种植手术中, U型管配准和牙尖配准方法均有较高的精度。牙尖配准方法无需额外的配准设备, 便于临床使用。