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基于三维数字化建模的全口义齿咬合接触的计算机仿真
针对目前在口腔颌面修复领域对全口义齿咬合接触的研究中存在的问题,本文应用空间机构理论中的方向余弦矩阵法,建立Hanau(牙合)架的下颌运动位移矩阵,以Matlab6.5、VC6.0++及VTK为开发平台,通过应用激光扫描测量法,采用计算机图形学及数据库技术,重建人工牙列的三维数字模型,并测量标志点三维几何坐标数据,然后在此基础上,开发了运行于PC机上的全口义齿咬合接触计算机仿真软件系统.该系统能从任何需要的角度和位置清晰地全面观察Hanau(牙合)架上下颌咬合接触的全过程,并对咬合接触的位置和区域进行检测.该系统的实现将有助于深入分析全口义齿动态咬合接触的情况,并辅助医生作全口义齿修复工作的临床诊断.
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“读片时代”向“阅图时代”变革的新起点——腹膜后腔三维数字模型的建立及应用
传统外科诊疗模式下,临床医师通常依据CT、MRI等影像学资料进行疾病诊断的复核、细化,以及相应手术方案的规划与设计,但随着“精准外科”理念的普及与“微创外科”技术的推广,这种凭借二维信息主观地拼接、想象病体三维解剖结构的模式,显然已经不能适应技术发展的需求.于是,计算机与生物医学领域融合下的数字医学技术悄然兴起,它使得CT等二维影像信息能够得以一种三维图形的方式呈现,这种客观、量化、直观获取影像信息的新方式,使得传统诊疗模式大有从“读片时代”向“阅图时代”变革的趋势.本文以泌尿外科中崭露头角的腹膜后腔三维数字模型的建立与相关应用研究作为切入点,就此现状做一介绍.
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三维数字化技术在下颌角截骨中应用的研究
目的 建立个性化的三维数字虚拟手术设计平台,为下颌角截骨整形的术前设计及术中截骨定位提供依据.方法 随机选择20例在上海九院整形外科行下颌角肥大截骨术患者,术前均行头部螺旋CT检查,DICOM数据输入图形工作站,重建下颌骨、下齿槽神经三维数学模型,行下颌角虚拟截骨术,测量截骨线位置及截骨角度,同时对虚拟手术后的下颌角角度、下颌角外翻角度、下颌升支高度、下颌角间宽进行三维测量.结果 经CT检查和DICOM处理,获得了下颌骨、下齿槽神经三维数学模型,及截骨线位置和截骨角度.将模拟截骨术前后的下颌角间宽、下颌角角度、下颌角外翻角度、下颌升支高度的三维数据进行比较,其差异有统计学意义(P＜0.05)).结论 三维数字化技术在下颌角截骨中的应用,提高了下颌角肥大手术的安全性和有效性,同时为数字化导航手术的实现奠定了基础.
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CT三维重建评价发育性髋关节发育不良髋关节骨化发育研究
目的 应用CT三维重建坐标系构建发育性髋关节发育不良(DDH)患儿髋关节的三维重建数字化模型,精确量化评价DDH患儿髋关节骨量化发育,探讨髋关节脱位过程中髋关节组成骨骼的发育转变.方法 收集2010年12月至2014年12月在华中科技大学附属同济医院行CT检查的单侧DDH患儿,其中CT影像学资料可获取者16例,其中男4例,女12例;年龄1岁8个月至9岁9个月,平均(4.42±2.59)岁;左侧DDH共10例,右侧DDH共6例;所有CT资料经过三维重建分析处理构建三维数字化模型,采用逆向工程软件建立三维重建坐标系,并在三维坐标系中采用球体拟合工程逆向求解方法构建髋关节各组成骨骼的三维模型,准确测量髂骨体积、坐骨体积、耻骨体积、股骨头和股骨上段的骨质体积,采用配对自身对照比较健侧髋关节与患侧髋关节的骨质发育有无差异.结果 健侧髋臼的髂骨骨化体积为(31.14±16.25) cm3,患侧髋臼的髂骨骨化体积为(32.84±17.36) cm3,差异有统计学意义(t髂骨=2.660,P髂骨=0.018),健侧髋臼的坐骨骨化体积为(11.61 ±5.63) cm3,患侧髋臼的坐骨骨化体积为(8.62 ±4.09) cm3,差异有统计学意义(t坐骨=3.041,P坐骨=0.008),健侧髋臼的耻骨骨化体积为(4.93±2.73) cm3,患侧髋臼的耻骨骨化体积为(3.93±1.94) cm3,差异有统计学意义(t耻骨=3.776,P耻骨=0.002),健侧髋臼的股骨头及股骨上段骨化体积为(23.42 ±12.48) cm3,患侧髋关节的股骨头及股骨上段骨化体积为(20.21±8.93) cm3,差异有统计学意义(t股骨=3.158,P股骨=0.006).其中,除髂骨外,坐骨、耻骨及股骨上端均与年龄相关,高年龄组较低年龄组骨化体积小;与脱位程度无关.结论 应用CT三维重建可以构建DDH髋关节的三维数字化模型,并可以据此准确构建髋关节各个构成骨骼的三维模型,进而能够准确地测量髋关节各个构成骨骼的骨性体积,脱位侧髋关节的骨性体积显著小于未脱位侧,骨化发育与年龄相关,高年龄组较低年龄组骨化发育差,但与脱位程度无关,这也充分证实了髋臼同心圆匹配是髋关节骨化发育的重要前提,非同心圆匹配将延缓髋关节的骨性发育,且发育落后是随着年龄增加逐渐加重的.
关键词： 三维重建 三维数字模型 体积测量 发育性髋关节发育不良 骨化发育程度 -
应用螺旋CT技术重建桩核体三维数字模型的可行性研究
目的 构建桩核体的三维数字模型(库),为个体化桩核的设计、制作提供基础条件.方法 在标准模型上制备桩核体的模板,采用螺旋CT扫描对其进行测量,应用Mimics软件和Geomagic 9.0软件实现桩核体的三维实体化重建,对桩核体模板表面标志点间距离进行相应的软件测量,并进行统计学分析.结果 用螺旋CT扫描数据对桩核体的模板实现了三维实体化重建,获得桩核体的三维数字模型(库).螺旋CT扫描数据所建立的桩核体三维数字模型,边缘轮廓连续、平滑,肩台清晰可辨.软件测量组和实体测量组桩核体模板表面标志点间距离的差异无统计学意义(t =0.158,P=0.876).结论 应用螺旋CT扫接数据,能够准确、快速建立桩核体的三维数字模型(库),软件测量与实体模型的测量值高度相关,系统与常用的测量手段间具有较好的一致性,该数字模型(库)能直接用来进行桩核的计算机辅助设计.
