三維重建及快速原型技術(shù)輔助口腔頜面外科手術(shù)導航設計系統(tǒng)的應用研究.pdf

1、計算機三維輔助技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應用日趨廣泛，近20年來已成為外科領(lǐng)域研究應用的新方向之一。近十余年來，醫(yī)學三維影像技術(shù)與計算機科學技術(shù)迅猛發(fā)展并相互交叉滲透，產(chǎn)生了以計算機模擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)的計算機輔助外科技術(shù)。隨著工業(yè)快速原型技術(shù)進入醫(yī)學領(lǐng)域，計算機輔助外科技術(shù)從單純的手術(shù)視覺模擬發(fā)展到了更加直觀可操作的以快速原型實體模型為核心的實物模擬導航技術(shù)。由于顱頜面口腔解剖結(jié)構(gòu)復雜，手術(shù)危險性大，手術(shù)精度要求高，計算機輔助外科技術(shù)在顱頜面部疾

2、病診斷、術(shù)前手術(shù)設計、模擬、實施以及手術(shù)前后的療效評價等各個診療階段都有著很高的應用價值。本課題對基于計算機三維重建及快速原型技術(shù)的口腔頜面外科手術(shù)輔助設計與導航系統(tǒng)進行了技術(shù)開發(fā)和應用研究。該研究系統(tǒng)主要包括放射影像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、圖像數(shù)據(jù)處理及設計系統(tǒng)與導向器制作系統(tǒng)三部分組成。通過采集患者的放射影像數(shù)據(jù)，進行三維重建后手術(shù)區(qū)域的相對空問位置測量；來精確的確定診斷，設計手術(shù)方案，預測手術(shù)效果，制作實體化模型模擬手術(shù)，設計制作個性化手術(shù)

3、導向器，在手術(shù)中通過導向器的引導以精確實施術(shù)前既定的手術(shù)方案，實現(xiàn)手術(shù)的預測效果。本研究共包括以下三個部分： 1、適應手術(shù)設計需要的醫(yī)學影像數(shù)據(jù)采集與三維模型重建探討了用于手術(shù)設計需要的醫(yī)學影像數(shù)據(jù)采集及計算機三維重建過程中的特殊要求，并在交互式的圖像觀察系統(tǒng)中對重建模型作三維觀察和確定。 2、基于反求工程和快速原型技術(shù)的口腔頜面外科手術(shù)輔助設計與定位導航系統(tǒng)的開發(fā)設計利用一系列基于反求工程的多種工業(yè)設計軟件對模型數(shù)據(jù)進

4、行加工，使由醫(yī)療軟件生成的三維模型可以在工業(yè)軟件中順利的進行修改。基于該技術(shù)設計針對不同疾患的各種手術(shù)方案，并利用快速原型技術(shù)制作相應的手術(shù)導航器，以達到手術(shù)設計方案實施的目的。 3、計算機輔助口腔頜面外科手術(shù)輔助設計與定位導航系統(tǒng)的臨床應用計算機輔助口腔頜面外科手術(shù)輔助設計與定位導航系統(tǒng)應用于臨床。本研究共選擇臨床病例20例，其中復雜頜面外傷骨折病人9例，頜面部火器傷伴異物殘留2例，頜骨腫瘤切除重建5例，血管瘤切除預測和重建修