基于通用CAD技术的三维假牙模型重建

背景：由于全口假牙没有牙齿作为牙托的支撑，压力全部到牙龈上面，假牙活动咀嚼食物时不可避免对作为牙托支撑的牙龈进行磨损，患者也经常出现牙龈发炎和假牙托的金属过敏症状，因此为患者安装假牙前，医生必须先测试其对假牙材料的适应性。目的：对经历磨合期后的假牙进行三维模型重建。方法：使用激光扫描仪等数字采集设备采集了经过磨合期的全13假牙三维数据，利用逆向软件进行减少噪声点、数据滤波、数据精简及对缺失的数据进行修补等预处理并封装为三角曲面，通过Pro／E等三维设计软件实现模型的重建。结果与结论：通过激光扫描仪、CT等数字采集设备采集经过磨合期的全13假牙三维数据，利用逆向软件对采集到的数据进行预处理包括减少噪声点、数据精简、数据滤波及对缺失的数据进行修补等并提取曲线模型，最后在Pr0／E等三维设计软件中实现了模型重建。重建的模型可为假牙的制作提供数字信息，也可以通过快速成型得到假牙的复制品。逆向重建的经过磨合期的全口假牙，不仅节约了时间，减少医生的劳动强度，还降低患者对材料过敏的风险，缩短患者与假牙的磨合期，减少患者的痛苦。     

MDCT在建立种植体支抗滑动关闭拔牙间隙三维有限元模型中的应用

目的 探讨利用多层螺旋CT(MDCT)建立种植体支抗滑动关闭拔牙间隙三维有限元模型的方法.方法 选择一副全口标准下颌仿真牙,按正常牙弓的基本要求进行排牙,排牙完成后从下颌牙列中去除第一前磨牙.使用美国GE公司Lightspeed16排螺旋CT机扫描仿真牙,采集容积数据.扫描层厚0.625 mm、层间隔0.625 mm、重建间隔0.3mm,应用Dicom标准和Mimics、UG、Geomagic studio等软件,再结合ANSYS三维有限元专用软件对下颌牙CT断层影像进行分析处理,建立三维有限元模型.结果 获得了140层下颌仿真牙的多排螺旋CT扫描断层影像数据,利用所得数据建立了258834个节点、420016个单元的带有种植体支抗的拔除两侧第一前磨牙的下牙颌组织三维有限元模型.结论 利用多层螺旋CT扫描数据建立种植体支抗滑动关闭拔牙间隙三维有限元模型,可缩短建模时间、提高建模效率和模型的精度.该模型的建立为在不同加载方式下种植体支抗滑动关闭拔牙间隙的应力分析提供初步基础.     

仿真环境下医学器官的三维有限元建模方法

背景：通过医学影像图片数据进行三维重建的模型主要应用于医学临床分析,而采用激光扫描进行逆向重建时建立的模型主要用于生物力学分析。生物力学模型建立的精确程度,直接影响分析结果。目的：分析采用医学影像图片数据和三维激光扫描重建医学器官模型的两种方法及意义。方法：①通过人体CT断层扫描医学影像图片数据,并运用医学重建软件进行三维重建。②采用三维激光扫描仪对医学模型进行扫描得到点云数据,再利用逆向处理软件实现医学器官模型的逆向重建。结果与结论：两种方法都可以建立符合人体解剖结构、可进行生物力学仿真计算的几何模型和有限元模型。医学影像CT/MRI数据重建的三维模型,能够真实再现被扫描对象的表面特征及内部结构,该模型为临床辅助诊断、手术规划、整形、假肢设计及解剖教学等方面提供了可靠的参考模型。三维激光扫描所得点云数据进行逆向重建,具有测量精度高、速度快,能够反映所测标本的表面形态,该模型可在交通运输、军事领域中因发生钝性冲击对人体内部器官造成的损伤进行计算机仿真分析。     

仿真环境下医学器官的三维有限元建模方法

背景:通过医学影像图片数据进行三维重建的模型主要应用于医学临床分析,而采用激光扫描进行逆向重建时建立的模型主要用于生物力学分析。生物力学模型建立的精确程度,直接影响分析结果。目的:分析采用医学影像图片数据和三维激光扫描重建医学器官模型的两种方法及意义。方法:①通过人体CT断层扫描医学影像图片数据,并运用医学重建软件进行三维重建。②采用三维激光扫描仪对医学模型进行扫描得到点云数据,再利用逆向处理软件实现医学器官模型的逆向重建。结果与结论:两种方法都可以建立符合人体解剖结构、可进行生物力学仿真计算的几何模型和有限元模型。医学影像CT/MRI数据重建的三维模型,能够真实再现被扫描对象的表面特征及内部结构,该模型为临床辅助诊断、手术规划、整形、假肢设计及解剖教学等方面提供了可靠的参考模型。三维激光扫描所得点云数据进行逆向重建,具有测量精度高、速度快,能够反映所测标本的表面形态,该模型可在交通运输、军事领域中因发生钝性冲击对人体内部器官造成的损伤进行计算机仿真分析。     

牙龈癌晚期瘘道形成使用无创呼吸机1例临床护理

牙龈癌病因目前还不十分明确,但长期慢性刺激是一个重要因素,如过热或辛辣食物、大量吸烟和饮酒、残留在口腔内的残根和残冠、不合适的假牙牙托的慢性刺激等[1].2009年9月,我院收治1例牙龈癌晚期瘘道形成使用无创呼吸机的患者,经精心护理,效果满意.现报告如下.     

牙种植体及其上部结构三维有限元模型的建立

目的探讨建立牙种植体及其上部结构、下颌骨骨块的三维有限元模型的方法。方法使用Pro/ENGI-NEER wildfire（Pro/E）2.0软件建立包含牙种植体及其上部结构、下颌骨骨块三维实体模型,导入Ansyswork-bench 10.0有限元分析软件,进行单元划分及初始应力的验证分析,建立三维有限元模型。结果本研究建立了含有上部结构的牙种植体及下颌骨骨块三维有限元模型,牙种植体及其上部结构的大小、形态及尺寸与实体情况完全一致,应力分析与以往报道的三维有限元模型的研究结果亦相一致。结论应用pro/E 2.0软件的自适应功能可建立牙种植体及其上部结构的三维有限元模型,为后期力学分析提供准确、灵活、快速的平台。     

3D均中值滤波参数的选取对3D OSEM重建图像的影响

目的 为了分析3D均值中值滤波参数的选取对OSEM重建图像的影响，采用3D均值中值滤波器对重建前的投影数据进行滤波处理，并调整参数进行定量分析。资料与方法 对分析模拟软件ASIM模拟的三维模体投影数据进行3D 均值中值滤波处理。利用开源断层图像重建软件STIR中的OSEM算法对滤波前后的投影数据进行重建，视觉和定量评估重建图像。结果 滤波参数与图像质量密切相关。值过大，重建图像边缘保持效果较差，图像过平滑。值过小，不能抑制噪声，导致重建图像细节模糊。 结论 重建图像的噪声大小以及边缘保持效果对滤波参数的选取是十分敏感的。可根据梯度分布直方图确定滤波参数选取范围，再结合梯度分布比从该范围内折中选择合适的参数，达到既去除噪声又保护图像边缘的目的。     

人体颌骨三维模型重建及种植牙的仿真

利用螺旋CT扫描技术获得的人体下颌骨扫描数据,通过与快速成型,UG/Imageware逆向工程等技术相结合,在计算机上重建一个可编辑的三维实体模型,在重建模型中分别进行体绘制、面绘制以及三维测量,并选取理想植入点,记录理想植入点坐标数据和定位点的坐标数据,并模拟牙种植手术,在UG中对其进行种植体数控仿真,将仿真结果经过坐标换算后,导入数控机床加工。在计算机上重建了一个可编辑的三维实体模型,它具有精确度高,可编辑等特点,并且可以直接用于实体的生物制造。提示结合CT三维重建技术与计算机辅助设计制造技术,让医生在术前对患者颌骨有全面的、三维方向的认识,方便医生确定手术方案,提高手术的成功率。     

柔软性假牙龈病人的随诊与观察

牙龈萎缩是临床常见症状之一 ,其病因可以是生理性的 ,如随年龄的增长 ,牙龈组织变薄、退缩 ;也可以是病理性的 ,如牙周病所致。牙龈萎缩 ,牙根暴露 ,牙间隙增大 ,容易发生食物嵌塞、牙齿颈部过敏等症状 ,前牙牙龈萎缩还影响美观 ,甚至影响病人发音及咀嚼功能。目前由于牙周病导致牙龈萎缩而造成失牙率上升。因此 ,有效治疗牙周病 ,使牙龈萎缩得到控制和预防是目前主要的研究方向[1] ,现对已行硬质假牙牙龈修复后治疗的 30例病人 ,采用柔软性假牙牙龈治疗牙龈萎缩 1ａ以上 ,并行随诊观察 ,结果如下。1　临床资料　　 1999年 2月— 2 0 0 0年…     

逆向工程法建立下颌第一磨牙种植体有限元模型

背景:逆向工程建模在以往的研究中也较多采用,但针对种植方面建模的研究却鲜见,尤其下颌磨牙种植方面的研究更为少见.而下颌磨牙是牙列中缺失率最高的,所以利用逆向工程建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,对下颌磨牙种植修复的研究具有参考价值.目的:利用逆向工程快速建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,为口腔生物力学的研究提供数学模型基础.方法:通过螺旋CT扫描正常下颌骨,Mimics软件读取断层影像数据、数据分割、三维重建,应用Magics软件优化网格设计,Pro/E软件前处理实体模型,SolidWorks2007软件建立三维有限元模型并划分网格、求解.结果与结论:成功地重建了正常牙槽骨高度的下颌第一磨牙种植体三维有限元模型,与实体模型具有高度的几何相似性,力学性质、网格质量较好,模型可以根据需要进行简便易行的修改.可为研究不同种植设计方式修复下颌第一磨牙种植体周围骨的应力分析,提供极好的模型支持.     

膝关节单髁置换三维参数化建模

单髁置换是治疗膝关节单侧间室疾病的主要方式,是峪关节表面置换的有效替代方法。下肢力线的恢复及操作者经验与置换的成败有很大关系,因此有必要寻找一种能快速、准确建立个体化单髁置换操作演练模型的方法。单髁置换假体三维模型的建立是根据单髁置换假体的整体设计要求     

腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化

背景：从生物力学入手研究腰椎间盘膨出意义重大。目的：探讨构建腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化研究方法。方法：基于L3～4的16排螺旋CT连续断层114层二维图像,Mimics软件分别对腰椎骨性结构及各种软组织进行重建,并导入有限元分析软件进行模型验证。结果与结论：建立了L3～4间盘膨出节段三维数字模型,包括两个椎体、终板、纤维环、髓核及6种韧带,数字模型外形逼真,实体感强,可进行三维测量、复位、手术模拟以及输出用作CAD（计算机辅助设计）,RP（快速成型）及FEA（有限元分析）研究。说明薄层CT,Mimics软件阈值分割、区域增长使数字模型的建立更为精确、快捷,数字模型可被输出用于进一步研究。     

腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化

背景:从生物力学入手研究腰椎间盘膨出意义重大。目的:探讨构建腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化研究方法。方法:基于L3～4的16排螺旋CT连续断层114层二维图像,Mimics软件分别对腰椎骨性结构及各种软组织进行重建,并导入有限元分析软件进行模型验证。结果与结论:建立了L3～4间盘膨出节段三维数字模型,包括两个椎体、终板、纤维环、髓核及6种韧带,数字模型外形逼真,实体感强,可进行三维测量、复位、手术模拟以及输出用作CAD(计算机辅助设计),RP(快速成型)及FEA(有限元分析)研究。说明薄层CT,Mimics软件阈值分割、区域增长使数字模型的建立更为精确、快捷,数字模型可被输出用于进一步研究。     

基于交互式数字化自动乳腺容积超声教学资源平台软件设计与开发

摘要 目的 本研究旨在研发一种包含临床、影像、病理等全套资料的交互式数字化自动乳腺容积超声教学资源平台软件，以改进并完善超声医学教学体系，缩短专业化影像人才的培养周期，实现远程培训与考核的目标。方法 建立教学数据库管理软件，以包含完整病史、影像学资料及相关临床诊治信息的病例为主体，设计五组模块：基本信息及病史模块、三维容积超声成像模块、相关影像模块、病理及随访模块、相关临床诊治信息模块，实现差异登录、快捷搜索、生成习题和试题、远程教学四种功能。结果 交互式数字化自动乳腺容积超声教学资源平台软件提供完整的乳腺器官容积超声影像资料和相关临床信息，可模拟真实容积超声诊断场景，实现全新的超声影像教学、培训和考核模式。结论 交互式数字化自动乳腺容积超声教学资源平台软件提供了一种新的乳腺超声诊断教学方法，有助于缩短专业影像人才的培养周期，完善超声医学教学体系，提高教学质量。 关键字 交互式；数字化教学资源平台；自动乳腺全容积超声成像；教学软件     

An improved SAR interferogram denoising method based on principal component analysis and the Goldstein filter

Interferogram filtering is an important data processing step in Interferometric synthetic aperture radar (InSAR) applications, which has a direct impact on the accuracy of the phase unwrapping and digital elevation model (DEM) or deformation results retrieval. An improved synthetic aperture radar (SAR) interferogram denoising method based on principal component analysis and the Goldstein filter is proposed, which can improve the coherence of interferogram remarkably and get more coherent targets. First, homogeneous pixels are identified with stacks of SAR amplitude data, which can obtain the unbiased coherence estimation. Then, the noise phase of one resolution unit is suppressed based on the principal component analysis of multi-baseline InSAR coherence stacks by considering the relationship between pixel size and scattering mechanism. Finally, the remaining noise is smoothed with the iterative Goldstein filter over spatial domain. The proposed method is tested over one deformed and low-coherence region to verify the better performance in the terms of noise reduction and coherence increase.     

Visual enhancement of digital ultrasound images: wavelet versus Gauss–Laplace contrast pyramid

Purpose Noise is the principal factor which hampers the visual quality of ultrasound images, sometimes leading to misdiagnosis. Speckle noise in ultrasound images can be modeled as a random multiplicative process. Speckle reduction techniques were applied to digital ultrasound images to suppress noise and improve visual quality. Rationale Previous reports indicate that wavelet filtering performs best for speckle reduction in digital ultrasound images. Reportes on x-ray images compared wavelet filtering with Laplace-Gauss contrast enhancement (LGCE) showed that the LCGE performed better. As LGCE was never been applied to Ultrasound images, this study compared two filtering approaches for speckle reduction on digital ultrasound images. Methods Two methods were implemented and compared. The first method uses the wavelet soft threshold (WST) approach for enhancement. The second method is based on multiscale Laplacian-Gaussian contrast enhancement (LGCE). LGCE is derived from the combination of a Gaussian pyramid and a Laplacian one. Contrast enhancement is applied on local scale by using varying sizes of median filter. Results The two methods were applied to synthetic and real ultrasound images. A comparison between WST and LGCE methods was performed based on noise level, artifacts and subjective image quality. Conclusion WST visual enhancement provided better results than LGCE for selected ultrasound images.     

义齿三维模型构建中海量点云数据模型的精简方法

背景:义齿三维模型的构建始终是义齿计算机辅助设计与制造系统的核心,而构建的三维模型的精度与效率又与对海量的原始点云数据进行精简密切相连。现有的点云精简技术,并不能完全满足义齿处理的特殊要求。目的:针对义齿的原始点云数据进行精简,以便以最少的点,实现最有效的表达。方法:通过三维栅格法对海量的原始离散点云数据进行拓扑重建形成一个个栅格,然后在每个栅格内拟合出平面和二次曲面,并利用弦差法来评定哪些栅格内点需要保留,哪些栅格内点需要继续八叉树剖分,从而保留曲率较大处的点云及其曲率和法向量。结果与结论:结果表明,该算法简单高效,所提出的点云精简算法适用于逆向工程中测量所得的散乱无序的点云数据,能够对大量密集数据进行直接而有效的精简,并且对曲率变化大且含有较多细节特征的区域保留更多的细节信息。提示通过3DSS-STD-Ⅱ型结构光三维扫描仪得到的义齿点云数据在λ=0.7,ε=0.0003mm,时的精简效果最好。     

Bilateral spatial filtering: refining methods for localizing brain activation in the presence of parenchymal abnormalities

Functional MRI (fMRI) is an important tool for pre-surgical localization of eloquent cortex prior to resection of brain lesions. To increase the inherently low activation signal to noise ratio, fMRI pre-processing steps often include spatial smoothing. However, the effects of smoothing in the presence of brain lesions have not been studied. We have adapted the widely used method of Gaussian spatial filtering to include an "edge stopping" function. This method, termed bilateral filtering, minimizes blurring of apparent brain activity across anatomic boundaries and into regions of non-activation. fMRI data were acquired in a patient with a known low grade glioma during a blocked finger-tapping paradigm. Simulated activity was superimposed on baseline images of non-activated brain using the same paradigm, with additive signal equal to 1, 3, and 5% of the mean physiologic background. Comparison of Gaussian and bilateral filtering suggests that the modified technique more accurately locates brain activation and increases the significance of activation bordering sharp transitions. Thus, spatial pre-processing with a bilateral filter may be particularly useful in the pre-operative assessment of brain lesions.