基于CT增强连续扫描数据的颅面部血管三维重建数字化模型

背景:通过三维重建技术,可以对人体的任何一个部位进行可视化观察,但国内外基于个人PC的颅面部血管三维重建研究报道尚少。目的:探讨基于CT增强扫描数据重建颅面部血管三维数字化模型的方法及其应用价值。方法:选择1例经CT增强连续扫描检查的健康志愿者数据集,以DICOM格式导入Mimics10.01软件,运用阈值选取技术、手动编辑技术、三维区域增长技术对颅面部血管进行三维重建。结果与结论:获得了颅面部血管的三维数字化模型。该模型可以进行任意缩放和任意角度旋转,可显示不同结构间的毗邻关系和空间构象,并可进行三维的距离、角度测量。提示在PC上应用Mimics软件可以方便快捷地建立颅面部血管的三维数字化模型,为人体解剖学教学、临床神经外科、口腔颌面外科和影像诊断学提供了形态学参考,并为后期的虚拟手术奠定了基础。     

应用三维成像和快速成型技术构建犬下颌髁突模型

背景：颅颌面骨为不规则骨,具有复杂的三维立体结构。对于颅颌面的骨缺损,进行个性化精确修复十分重要。计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术是近年发展起来的高新技术,通过这些技术可以实现颅颌面个性化骨形态结构的三维仿真。 目的：设计一个由计算机辅助设计、计算机辅助制造和激光扫描技术组成的数字医学系统,以实现生物材料对下颌骨髁突等形态的三维模拟。 方法：通过CT扫描获得犬头颅影像信息,计算机辅助设计、计算机辅助制造实现下颌骨形态的三维重建影像,影像数据输入三维打印机,快速成型获得下颌骨髁突的树脂阳模。阴阳模转换获得相应石膏阴模,聚羟基乙酸/聚乳酸阴模内成型,激光三维表面扫描检测聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度。 结果与结论：聚羟基乙酸/聚乳酸支架和影像原型匹配的精确度检测结果显示,当测试点误差小于1.0 mm时,复合率大于95%。提示通过这套数字医学系统,可实现颅颌面骨形态结构生物材料的三维仿真,为下颌骨骨缺损的精确修复打下基础。     

基于EDMA的辽宁汉族成人3DCT重建耳郭几何形态测量分析

目的:通过对三维重建后的耳郭进行几何形态测量,分析耳郭形态的左右对称性及性别差异。方法:对78例辽宁汉族青年人(男性38人,女性40人)进行128排螺旋CT扫描;将CT数据导入VG Studio MAX3.0中进行三维重建并对标志点进行三维坐标测量;使用WinEDMA1.0.1对三维标志点进行对称性、性别差异分析,所得结果进行bootstrap非参数检验。结果:通过对男女耳郭形态进行欧几里德距离矩阵分析显示,男女耳郭形态左右对称性均不存在显著形态学差异;但耳郭形态存在性别差异,且男性耳郭整体轮廓大于女性。结论:辽宁汉族成人左右耳郭形态不存在显著差异,但男性耳郭总体轮廓大于女性,体现在形态耳宽、容貌耳宽、形态耳长、容貌耳长,在形态差异矩阵中线段比值均大于1.05。为颅面部形态的表型研究、法医的个体识别推断提供理论基础。     

三维CT精确重建颅颌面部组织的形态学特征

背景：头影测量技术是正畸术前临床诊断与矫治计划设计的重要手段,精确的头影测量可为矫治设计提供可靠的依据。三维CT重建技术可重建出清晰、立体、真实的颅颌面解剖形态。 目的：综述CT三维重建后的头影测量在口腔正畸中的临床应用,并与传统的X射线头影测量对比。 方法：由第一作者于2010-09进行检索,检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)及CNKI数据库(http://dlib3.cnki.net/KNS50/)1996-01/2010-09有关正畸头影测量的文献,英文以“three-dimensional cephalometry,cephalometric measurements”为检索词,中文以“三维测量,头影测量”为检索词,排除重复研究或内容较陈旧的文献。 结果与结论：计算机初步检索文献共114篇,根据纳入、排除标准,最后选择中英文文献共27篇进一步分析。三维CT重建头影测量技术作为一种理想的头影测量方法,以其高效、准确、快捷的优点,已广泛应用于临床。软硬组织的三维立体重建与测量分析系统以其强大的优势,终将取代现有的二维头影测量分析系统。     

基于MRI三维重建的成年人颅面部软组织测量分析

目的 获得辽宁地区汉族成年人正常颅面部三维软组织形态的正常值和基本比例关系.方法 采用GE超导1.5T MRI扫描仪对100例(女性50例,男性50例)辽宁汉族成人进行头颈联合扫描.VG Stduio2.2 MAX软件实现三维颅面重建,确定颅面部软组织上50个标志点,再将标志点的坐标通过WinEDMA1.0.1软件获取各标志点之间的距离共31项,建立51项水平、垂直向比例指数.测量结果经SPSS17.0软件包统计分析,并进行男性、女性两组的t检验.结果 颅面部测量的标志点间的距离共31项,男女之间差异有统计学意义的共有21项(P<0.05);颅面部各部分的基本比例关系共有51项,有统计学意义的有14项(P<0.05).结论 本测量研究为面部美容医学及整形外科学提供了客观的面部形态学指标.     

颅颌面部畸形个体数字化修复技术的临床应用

背景:由于颅颌面部骨骼解剖关系的复杂性,传统诊疗方法不能准确再现颅颌面部畸形的特点,更无法进行术前手术模拟。数字化模型外科技术可以提供给医生一个真实头颅的仿体,反应头颅结构的细节,能够更准确地解决颅颌面部修复对称性等难题。目的:观察数字化外科技术在颅颌面复杂畸形修复重建中的临床应用效果。方法:针对四川大学华西口腔医院2008/2009收治的7例复杂颅颌面畸形患者利用CT断层扫描得到颅颌面骨三维数据,通过计算机辅助设计并结合三维重建技术,对畸形进行修复前精确诊断、手术模拟设计,并通过快速成型技术和反求工程技术制作出三维头颅模型及个性化修复体,实现畸形的精确化修复。结果与结论:基于计算机辅助设计-计算机辅助制造技术的个体数字化修复技术能够完成颅颌面部畸形修复体的设计和制造,可以提高手术精度,缩短手术时间,降低手术风险,改善治疗效果,明显提高了复杂颅颌面外科手术的精确性。提示数字化外科技术针对复杂颅颌面畸形修复重建病例有重要的临床实用价值。     

Delaire头影测量分析指导下颌前突畸形正颌矫正:重建颅颌面颈平衡结构

背景:下颌前突畸形最有效的治疗方法为正畸-正颌外科联合治疗,但术后复发为常见并发症,影响治疗效果。Delaire头影测量分析法以个体颅颌面整体平衡结构为基准,构建理想的颅颌面结构,能够据此指导设计正颌手术方案,增加术后稳定性。目的:分析Delaire头影测量指导设计下颌前突畸形患者的正颌方案治疗后的效果及稳定性。方法:对20例下颌前突畸形患者采用Delaire头影测量分析法设计外科治疗方案,于正颌治疗前、治疗后6-8个月及治疗后12-16个月进行Delaire头影测量分析,测量并统计分析19项相应指标的变化情况。结果与结论:1下颌角点至颏下点距离(Go-Me)、下颌角点至下齿槽基座点距离(Go-LA)正颌治疗后无统计学意义上复发。2实际下颌体平面与理论下颌体平面交角(∠Mp-F7)、实际咬合平面与理论咬合平面交角(∠Op-F8)正颌治疗后较治疗前显著减小。3理想下颌角角度(∠F3-F7)、理想腭平面与理想下颌体平面交角(∠F4-F7)、理想下颌体平面与理想牙合平面交角(∠F7-F8)在3个时间点变化差异均无显著性意义。4颅颈角(∠cc-SN)正颌治疗后较治疗前增大。结果表明,由Delaire头影测量分析法指导下颌前突畸形外科正颌治疗后,患者颅颌面颈平衡结构根据新的颌骨形态作出适应性调整,无明显复发,具有相对稳定性。     

基于MRI的辽宁汉族成人面部软组织侧貌角度测量及分析

目的 探讨中国辽宁地区汉族成人面部软组织侧貌数据,为正畸、正颌及整形的临床诊疗提供参考数据.方法 随机选取符合纳入标准的辽宁医学院在校学生100人(女性50人、男性50人),使用GE超导1.5T MRI扫描仪对其进行头颈联合扫描.将获取的图像信息导入VG Stduio2.2 MAX软件分析系统实现三维颅面重建,采用Farkas建立的面部形态表面测量的方法来确定颅面部软组织上10个标志点,获得决定面部软组织侧貌的10个角度,测量结果经SPSS 17.0软件包统计分析,并进行男性、女性两组的t检验.结果 通过MRI三维重建,实现颅面部软组织三维测量的10项角度测量值,其中女性的鼻额角(g-ns-pm)和鼻唇角(cm-sn-ULA)大于男性,差异有统计学意义(P＜0.05).其余各软组织侧貌角度指标性别差异没有统计学意义.结论 建立了辽宁地区年轻成人面部软组织侧貌角度测量的数据库,为正畸和正颌外科医师临床诊治提供依据.     

基于网络的颅面部计算机三维重建和虚拟解剖

目的:研究基于网络重建颅面部组织的三维图像,并进行虚拟解剖。方法:2例人头面部 Light-Speed CT扫描的原始数据,经对原始图像传输,读取后,兴趣区选择,利用Java编制基于网络运行的三维重建软件对其进行重建和解剖虚拟。结果:重建出的颅面部图像逼真,分层显示,能任意角度旋转,任意厚度多次切割和恢复。同时能三维显示切除的组织结构。结论:实现了颅面部组织在Interner网上的重建和解剖虚拟,为计算机辅助解剖提供一条新的软件系统。     

Mimics辅助快速建立颅上颌复合体的三维有限元模型

背景：颅颌面部是骨骼系统中结构最复杂、功能最多样的的结构之一,要进行颅上颌骨复合体生物力学分析,就必须建立一个精准的三维有限元模型。 目的：探索快速建立完整颅上颌复合体三维有限元模型的方法。 方法：以牙列完整、咬合关系正常、磨牙为中性关系、牙周组织健康的成年志愿者作为建模素材,进行多层螺旋CT扫描,利用Mimics软件和MSC.Patran软件建立颅上颌复合体三维有限元模型。 结果与结论：探索出一条快速建立颅上颌复合体三维有限元模型的新方法。建立了三维坐标系下的可以从任意角度观察的健康人颅上颌复合体三维重建生物医学模型和三维有限元模型,由76 035个节点和373 819个单元组成。该模型具有较好的几何相似性和力学相似性。     

X射线及CT三维重建测量在颌面部整形修复中的应用

背景：颌面骨是面部软组织附丽的基础,人的个体又不尽相同。因此,研究各种测量能精确全面地描述颌面部测量方法是十分必要的。 目的：对比X射线及三维CT测量在颌面部整形修复中的应用进展。 方法：应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以“颌面部,骨组织,三维重建测量法”或“maxillofacial,bone tissue,measurement of three-dimensional reconstruction”为检索词进行检索。最终纳入符合标准的文献23篇。 结果与结论：X射线三维测量法的优点是：价格低廉,放射剂量相对较低,数据获取时间相对较短,但有标志点定点的可分辨性较差等缺陷。CT三维重建测量法的优点：测量内容全面,准确性和精密度,方法可靠,可重复,应用方向广泛;但费用相对较高,检查所需时间相对于传统平片检查仍较长,目前临床上作CT扫描时患者所接受的辐射剂量仍比X射线平片检查所受的辐射剂量要多。     

利用Mimics和Freefrom建立翼内、外肌三维数字化模型

目的:探索一种建立精确翼内肌、翼外肌三维数字化模型的方法.方法:选择1具合适的尸体头颅标本,采用64排螺旋CT扫描仪实行全头颅连续薄层CT容积扫描,通过Mimics软件对层厚为0.625 mm的CT断层影像进行分析处理,再使用FreeFrom自由造型系统进行修正.结果:利用CT数据,在Mimics 10.01软件和FreeFrom自由造型系统中建立了翼内肌、翼外肌的具有比较清晰解剖学形态三维数字化模型.结论:重建获得的翼内肌、翼外肌三维数字化模型,有较高的真实性和精确度,可以进行在体的形态结构测量,有利于进一步活体解剖学形态和功能的研究,并为软组织的生物力学研究奠定基础.     

颌面缺损结构光三维测量与螺旋CT扫描图像的配准

背景:目前尚无一种数字化信息采集技术能完全满足颌面缺损赝复的需要。因此,如能将光学三维测量与CT扫描数据的配准应用于颌面缺损,将为该疾病的诊断、治疗计划和赝复提供足够的软硬组织形态信息。目的:通过结构光三维测量与螺旋CT扫描重建模型的配准,构建一个高象素、复合内部骨结构的三维虚拟颌面缺损模型,并评估配准的精确度。方法:对上海第九人民医院口腔颌面外科收治的1名大面积复杂颌面缺损患者,分别使用自主研发的结构光三维光学测量系统和螺旋CT进行颌面部扫描和信息采集。分别使用Geomagic studio与自主研发的CAD-FacePros软件重建三维模型。使用CAD-FacePros软件,先通过面部解剖标志进行初配定位,再经迭代近邻点算法进行精确配准,将结构光测量获得的面部三维模型与CT重建后的颌面软组织模型进行匹配。使用CAD-FacePros软件计算两个匹配后模型间的最近点间距,获得模型配准误差。结果与结论:通过配准构建了一个高象素、复合内部骨结构的三维虚拟颌面缺损模型。平均配准误差为0.5mm,颌面部大部分区域的配准误差在1.0mm以内,颊部配准误差稍大。提示通过结构光三维测量与螺旋CT扫描重建模型的配准,构建高象素、复合内部骨结构的三维虚拟颌面缺损模型是可行的。     

螺旋CT资料建立颅面三维模型(英文)

背景:三维螺旋CT可以在胶片或计算机屏幕上展示多角度的立体图像,但复杂的三维解剖形态很难在二维的胶片或计算机屏幕上直观显示,颅颌面外科的手术模拟和方案设计往往更需要三维实体模型。目的:用螺旋CT数据资料建立颅面三维模型,探讨该模型在颅颌面外科领域的应用。方法:患者行螺旋CT扫描,层厚2mm,螺距1.0mm,利用工作站,进行扫描图像的容积三维重建后,重新间隔分层,利用CuteFTP4.0软件以BMP格式下载。应用课题组自主开发的CT图象处理软件对已下载的二维图象进行过滤、筛减、降噪、校正失真等处理,对图像的边缘轮廓进行提取,得到面颅骨皮质骨边缘轮廓的矢量化线图,将该线图数据输入Surfacer9.0重建软件,对轮廓曲线进行矢量叠加,从而得到面颅骨的三维三角形面片线框模型及实体模型。进一步在该模型上按镜像关系重构衬垫物的三维模型。结果与结论:实验得到了颅面骨骼表面轮廓的三维实体模型,并在其上进行了整形手术的计算机辅助设计,通过快速成型技术加工出衬垫物模板。用螺旋CT数据资料可以建立颅面三维模型,该模型在颅颌面畸形损伤肿瘤等的诊断和治疗中将发挥重要作用。     

虚拟现实系统在经枕髁入路显露颈静脉结节三维解剖研究中的应用

目的探讨虚拟现实系统在经枕髁入路显露颈静脉结节三维解剖研究中的应用。方法选取18例尸体头颅作为研究对象,采用头颅MRI和CT扫描,将混合造影剂乳胶依次灌注到静脉系统和动脉系统中,灌注后行2次头颅CT扫描。解剖两侧尸体头颅时根据枕髁入路,切除部分小脑半球显露颅神经和脑干,再次行头颅MRI扫描,将所扫描的影像数据输入虚拟现实系统,根据数据结果构建颈静脉孔区三维解剖模型,设计经枕髁入路显露颈静脉结节的手术路径,可选择颅盖和颅底的骨性标志点,采用相应的测量方式测验结果。比较不同手术路径解剖显露情况、手术解剖测量数据及各解剖结构在手术路径微创前后的变化。结果模拟手术路径直观地体现了神经、血管等随操作方向和角度等解剖结构变化。虚拟现实系统和尸体头颅测量结果一致,但是三维解剖模型数据测量无观察和测量角度限制。三维解剖影像模型显示,微创化后手术路径体积、路径中静脉窦体积及岩骨骨性结构小于微创化前,差异有统计学意义(P0.01);脑神经体积在微创化前后差异无显著性(P0.05)。结论经枕髁入路微创化手术路径在限定靶点的情况下显露解剖结构随之变化,也减少对重要神经血管结构损伤,值得临床推广和应用。     

颌骨前突畸形三维解剖测量与诊断标准的初步建立

目的　探讨并建立颌骨前突畸形三维解剖测量方法与诊断标准。 方法　通过计算机编程建立颌骨前突畸形的三维解剖测量方法;对14例志愿者二维X线头影测量与计算机辅助三维解剖测量的结果对比分析。 结果　①建立了正中矢状面上鼻根点与上齿槽座点连线（NA）、鼻根点与下齿槽座点连线（NB）与眼耳平面（FH）的α角、β角来反映上颌骨、下颌骨对于颅部位置关系;并建立正常诊断范围：α：88°~93°;β：87°~90°。②统计结果提示二维测量与三维测量对正常颌骨无显著性差异,对于异常颌骨有显著性差异。 结论　计算机辅助颌骨前突畸形的三维解剖测量方法是可行的,体现三维解剖的空间立体关系,提高诊断的准确度,为颌骨畸形诊断和治疗提供了客观依据。     

颌面部骨性结构及其周围血管的快速重建

目的　利用三维重建软件进行颌面部骨性结构与血管快速重建探讨其对口腔颌面外科临床的指导意义。 方法　对2例志愿者和2名颌面部骨折患者行多层螺旋CT 头颅血管造影扫描, 层厚0.6 mm, 将Dicom格式数据导入Mimics 10.01和3D-Doctor4.0,对颌面部骨性结构及其周围血管进行快速重建三维模型。 结果　重建的三维模型能清楚显示颌面部骨性结构及其周围血管的详尽立体解剖形态, 所得重建图像逼真, 可观察任意剖面并且多角度变换,显示其空间位置关系和定量测量分析。重建过程简单,无须专业三维重建人员进行操作,且结果可以导入CAD软件,进行快速成模。 结论 利用三维软件进行颌面骨性结构及其周围血管快速重建能为颌面部的手术设计与实施, 提供了快速可靠的形态学依据。     

管道骨骼线三维重建在肝脏可视化的应用

目的 研究三维重建数字化虚拟肝脏的方法.方法 将肝脏管道灌注后的肝脏标本进行螺旋CT扫描,获取CT扫描连续图像数据集.然后使用面绘制移动立方体(MC)算法重建肝脏及其内部管道结构表面模型,并对模型进行平滑和简化.确定出管道树上的关键节点,并使用改进的种子生长法生成管道树.将生成管道的表面模型和管道树相结合实现交互式分析.结果 肝脏管道灌注和铸型良好,螺旋CT扫描获取连续肝脏断面图像数据集242张.基于骨骼线提取的肝脏管道结构三维重建肝脏模型形态逼真,交互性强,通过设定各结构的透明度和颜色能单独或组合显示肝脏、肝静脉和下腔静脉、门静脉、胆囊,并可通过旋转、放大、缩小模型观察各结构.结论 基于肝脏管道骨骼线的方法进行肝脏及其管道系统三维重建可视化肝脏,生成肝脏和内部管道系统,立体空间感强,交互性好.     

三维打印技术在狭颅症矫治手术中的应用

目的:运用三维(3D)打印技术建立具有精准解剖结构的狭颅症头颅3D模型和模拟术后头颅3D模型,探讨3D打印的3D头颅模型对临床诊断和手术计划制定的意义。方法:1例8个月患有严重狭颅症的儿童,行CT扫描后获得影像资料;使用mimics 18.0软件导入CT DICOM数据并对感兴趣区域做图像重建后处理,得到三维头颅重建模型;再运用3-Matic10.0软件对狭颅症头颅模型进行手术模拟操作,得到模拟术后的3D头颅重建模型;将患者3D头颅重建模型和模拟术后的3D头颅重建模型保存成STL格式;最后把数据导入OBJET 260 3D打印机后即完成建模过程。结果:依据3D打印模型模拟手术操作并设计手术方案,手术顺利实施,患儿在术后恢复了完美的头型。结论:3D打印技术能有效地进行辅助诊断并应用于狭颅症矫治术前手术方案的制定,为狭颅症患者带来个性化、精准化的治疗。     

管道骨骼线三维重建在肝脏可视化的应用

目的 研究三维重建数字化虚拟肝脏的方法.方法 将肝脏管道灌注后的肝脏标本进行螺旋CT扫描,获取CT扫描连续图像数据集.然后使用面绘制移动立方体(MC)算法重建肝脏及其内部管道结构表面模型,并对模型进行平滑和简化.确定出管道树上的关键节点,并使用改进的种子生长法生成管道树.将生成管道的表面模型和管道树相结合实现交互式分析.结果 肝脏管道灌注和铸型良好,螺旋CT扫描获取连续肝脏断面图像数据集242张.基于骨骼线提取的肝脏管道结构三维重建肝脏模型形态逼真,交互性强,通过设定各结构的透明度和颜色能单独或组合显示肝脏、肝静脉和下腔静脉、门静脉、胆囊,并可通过旋转、放大、缩小模型观察各结构.结论 基于肝脏管道骨骼线的方法进行肝脏及其管道系统三维重建可视化肝脏,生成肝脏和内部管道系统,立体空间感强,交互性好.