三維重建及快速原型技術(shù)輔助口腔頜面外科手術(shù)導(dǎo)航設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)三維輔助技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，近20年來(lái)已成為外科領(lǐng)域研究應(yīng)用的新方向之一。近十余年來(lái)，醫(yī)學(xué)三維影像技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展并相互交叉滲透，產(chǎn)生了以計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)輔助外科技術(shù)。隨著工業(yè)快速原型技術(shù)進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助外科技術(shù)從單純的手術(shù)視覺(jué)模擬發(fā)展到了更加直觀可操作的以快速原型實(shí)體模型為核心的實(shí)物模擬導(dǎo)航技術(shù)。由于顱頜面口腔解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手術(shù)危險(xiǎn)性大，手術(shù)精度要求高，計(jì)算機(jī)輔助外科技術(shù)在顱頜面部疾

2、病診斷、術(shù)前手術(shù)設(shè)計(jì)、模擬、實(shí)施以及手術(shù)前后的療效評(píng)價(jià)等各個(gè)診療階段都有著很高的應(yīng)用價(jià)值。本課題對(duì)基于計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)與導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)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(shè)計(jì)系統(tǒng)與導(dǎo)向器制作系統(tǒng)三部分組成。通過(guò)采集患者的放射影像數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維重建后手術(shù)區(qū)域的相對(duì)空問(wèn)位置測(cè)量；來(lái)精確的確定診斷，設(shè)計(jì)手術(shù)方案，預(yù)測(cè)手術(shù)效果，制作實(shí)體化模型模擬手術(shù)，設(shè)計(jì)制作個(gè)性化手術(shù)

3、導(dǎo)向器，在手術(shù)中通過(guò)導(dǎo)向器的引導(dǎo)以精確實(shí)施術(shù)前既定的手術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)手術(shù)的預(yù)測(cè)效果。本研究共包括以下三個(gè)部分： 1、適應(yīng)手術(shù)設(shè)計(jì)需要的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)采集與三維模型重建探討了用于手術(shù)設(shè)計(jì)需要的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)采集及計(jì)算機(jī)三維重建過(guò)程中的特殊要求，并在交互式的圖像觀察系統(tǒng)中對(duì)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(shè)計(jì)與定位導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)利用一系列基于反求工程的多種工業(yè)設(shè)計(jì)軟件對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)

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(jìn)行修改。基于該技術(shù)設(shè)計(jì)針對(duì)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(yīng)的手術(shù)導(dǎo)航器，以達(dá)到手術(shù)設(shè)計(jì)方案實(shí)施的目的。 3、計(jì)算機(jī)輔助口腔頜面外科手術(shù)輔助設(shè)計(jì)與定位導(dǎo)航系統(tǒng)的臨床應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助口腔頜面外科手術(shù)輔助設(shè)計(jì)與定位導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于臨床。本研究共選擇臨床病例20例，其中復(fù)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(yù)測(cè)和重建修