姿势微笑位口唇对称参考平面的数字化构建及初步应用验证

目的: 探索数字化技术构建姿势微笑(posed smile)位口唇对称参考平面(symmetry reference plane, SRP)的方法,实现姿势微笑位口唇SRP的自动化构建,并评价其初步应用效果。方法: 收集18名研究对象的三维面部和牙列数据,基于赋权普氏分析(weighted Procrustes analysis,WPA)算法和区域迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法,分别构建每位受试者WPA算法和初学者ICP算法的姿势微笑位口唇SRP作为实验组,以专家定义的“真值平面(truth plane,TP)”作为对照组,比较WPA算法和初学者ICP算法确定的SRP与TP间的角度差异。将姿势微笑位下WPA算法自动获得的口唇SRP应用于前牙美学修复的数字化设计,进行临床初步应用评价。结果: 18名受试者姿势微笑位下WPA算法建立的口唇SRP与TP角度差异为1.78°±1.24°,初学者ICP算法建立的口唇SRP与TP角度差异为7.41°±4.31°,二者差异有统计学意义(P<0.05)。在前牙美学设计时,参照姿势微笑位下WPA算法自动获得的口唇SRP进行前牙修复体美学设计,受试者评分为(8.48±0.57)分;常规数字化方案按照原有牙列对称平面进行修复体设计,受试者评分为(5.20±1.31)分,二者差异有统计学意义(P<0.01)。结论: WPA算法自动构建的姿势微笑位口唇SRP较初学者ICP算法更准确,与“真值平面”非常相近,可以为口腔美学分析和设计提供重要参考,参照WPA算法自动构建的口唇SRP进行前牙修复体设计,能有效促进医患交流,提高患者对修复效果的满意度。     

两种评价面部三维表面数据不对称度方法的比较

目的：比较两种利用数字化技术三维定量确定人面部对称度的方法。方法：利用FaceScan三维激光扫描仪,获取20名受试者面部三维表面数据,将数据导入逆向工程软件Imageware 13.0和Geomagic 12,以YZ平面为镜像平面对其进行镜像,将本体和镜像图像利用迭代最近点算法（interactive closest point,ICP）和普氏分析法（Procrustes analysis,PA）重合,分别提取其正中矢状面,计算21个解剖标志点到正中矢状面的距离和不对称度,并进行比较分析。结果：对20个受试样本21个测量值进行配对t检验,得到t=1.346,P=0.193。结论：对于无明显不对称研究对象而言,ICP算法和PA算法都可以得到其正中矢状面,但是两种算法求得的正中矢状面之间无明显差异。     

基于三维下颌骨平均模型的颌骨标志点自动确定方法

目的：探索一种高效、自动确定三维下颌骨数据解剖标志点的方法,并对该方法的定点效果进行初步评价。方法：选取40例颅颌面三维形态正常患者的CT数据(其中30例用来建立三维下颌骨平均模型,10例作为测试本研究方法确定下颌骨标志点效果的测试数据),将数据导入到Mimics软件中进行下颌骨三维重建。在这40例三维重建后的下颌骨数据中,选取与中国人下颌骨特征均值更为接近的30例,在MATLAB软件中基于普氏分析(Procrustes analysis)算法对此30例下颌骨数据进行尺寸归一化处理,并在Geomagic Wrap软件中,构建上述30例下颌骨数据的三维平均形状模型,通过对称化处理、曲率采样、索引标记等过程,构建出具有18 996个类标志点和19个下颌骨解剖标志点索引的三维下颌骨结构化模板。应用开源非刚性配准算法程序Meshmonk,将上述构建的三维下颌骨模板通过非刚性变形与患者三维下颌骨数据进行匹配,获得患者三维下颌骨数据的19个解剖标志点位置。与口腔专家手动标注的标志点位置误差(定点误差)进行比较,评价本方法的准确性。结果：将本研究方法应用于10例无显著下颌骨形态畸形患者数据,19个标...     

基于赋权形态学分析的三维面部对称参考平面构建方法

目的: 建立一种基于三维形态学分析的赋权普氏分析(weighted Procrustes analysis,WPA)方法,实现对下颌偏斜患者面部解剖标志点不对称程度量化赋权的三维面部对称参考平面自动化构建。方法: 临床收集下颌偏斜患者30例,基于本体-镜像关联法的普氏分析(Procrustes analysis,PA)算法和自主研发的WPA算法,分别构建每名患者三维面部模型的对称参考平面(实验组一和二),以专家定义的区域迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法(选取对称性良好的区域)构建的对称参考平面为“真值平面”,作为参考组。以实验组与参考组的平面角度误差作为评价指标,分别比较两个实验组与参考组的差异,评价WPA算法构建对称参考平面的临床适用性。结果: 30例下颌偏斜患者WPA算法构建的对称参考平面与真值平面的角度误差为1.53°±0.84°,PA算法构建的对称参考平面与真值平面的角度误差为2.06°±0.86°。对于下颌偏斜大于12 mm的患者,WPA算法比PA算法的平均平面角度误差小0.86°。结论: 基于三维面部形态学分析的WPA算法对下颌偏斜面部不对称畸形患者构建三维面部对称参考平面的临床应用效果比传统PA算法有显著提高,初步达到了口腔临床专家级诊断策略的效果。     

3种生成大视野锥形束CT数据正中矢状面方法的比较

目的：比较迭代最近点法（interactive closet point,ICP）、普氏分析法（Procrustes analysis,PA）和点构法在确定大视野锥形束CT（cone beam computed tomography,CBCT）数据正中矢状面（mid-sagittal plane,MSP）的准确性,为大视野锥形束CT空间坐标系的建立和对称性分析提供理论依据。方法： 10名面部基本对称正畸患者进行大视野锥形束CT扫描,数据以DICOM格式保存输出,在Mimics10.0下完成数据分割获取数字化三维头颅,将所生成数字化头颅数据导入逆向工程软件geomagic studio 2012,对原始数据进行左右镜像,将原始和镜像后的三维头颅数据分别以ICP和PA进行配准,分别求得颅面结构正中矢状参考平面S1、S2。点构法是在InVivoDental 5.0软件下以蝶鞍点（sella, S）、鼻根点（nasion, N）、颅底点（basion, Ba）3点确定正中矢状参考平面S3,分别测量计算9对对称解剖标志点到上述3个参考平面的距离差值的绝对值,使用单因素方差分析比较3种方法生成正中矢状面的差异,并以LSD进行组间两两比较。结果： 在正位截图下观察,3种方法生成的正中矢状参考平面均可用于临床分析,单因素方差分析显示3种生成正中矢状参考平面的方法差异有统计学意义（F=10.932,P=0.001）,LSD检验显示迭代最近点算法与点构法生成MSP差异无统计学意义（P=0.11）,普氏分析算法与点构法生成MSP差异有统计学意义（P=0.01）。结论： 对于大视野锥形束CT数据,基于迭代最近点算法和普式分析算法计算可构建三维头颅的正中矢状参考平面,对于面部基本对称个体,迭代最近点算法与传统点构法所生成正中矢状参考平面无明显差异,具有临床可行性。     

双侧局限性结核性脓胸I期手术临床疗效分析

目的 探讨Ⅰ期双侧局限性结核性脓胸胸膜剥脱术的安全性及临床疗效。方法 回顾性选取2012—2017年间我院收治的符合手术指征的双侧结核性脓胸150例,分为一期手术组（简称“一期组”）和分期手术组（简称“分期组”）各75例,并顺利施行胸膜剥脱术。回顾性分析两组间在术中出血量、术后引流量、左右侧拔管时间、术后住院时间、患者焦虑状况及住院费用方面的差异。分析一期组和分期组患者术前、术后3个月肺功能指标的差异,包括用力肺活量forced vital capacity（FVC）、第一秒用力呼气容积forced expiratory volume in the first second（FEV₁）、最大呼气峰流速peak expiratory flow rate（PEF）、最大通气量maximal voluntary ventilation（MVV）。肺功能测定结果均按“测定值/正常预计值×100%”表示,所获得计量资料以“ x ±s”表示,统计学处理采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果 一期组的术中出血量为（728.2±159.4) mL、术后3 d引流量为（1 312.3±62.7） mL、左右侧拔管时间为（6.4±1.5） d、（6.5±1.5） d,与分期组的（731.3±151.0） mL、（1 293.7±60.5） mL、（6.3±1.5） d、（6.3±1.7） d比较,差异无统计学意义（P>0.05）。一期组的术后哌替啶用量（15.3±1.2) mg、状态焦虑评分（40.5±2.0)、术后住院时间（11.1±1.9) d、手术及术后总费用（24 351.3±1 254.3) 元与分期组为（20.2±1.5) mg、（44.6±2.3)、（17.7±1.3) d、（30 446.2±1 406.9） 元比较, 差异均具有统计学意义（P<0.05）。75例一期手术组中,术前、术后3个月肺功能检测指标比较,包括FVC分别为（71.40±3.70）%、（91.20±4.60）%、FEV₁分别为（63.20±2.40）%、（84.80±2.60）%、PEF分别为（64.00±2.60）%、（72.40±2.70）%、MVV分别为（62.10±3.70）%、（ 84.70±4.70）%,差异均有统计学意义（P<0.05）。结论 双侧局限性结核性脓胸行一期手术,安全有效,一期组患者的术后哌替啶用量、状态焦虑评分、住院时间及费用优于分期组。     

头颅后前位X线头影测量正中矢状参考线的选择研究

目的：对成人正常牙A后前位X线片中常用的4条正中矢状参考线进行比较。以评价其可靠性和准确性。方法：在同一供测人群中,挑选80例山东地区成人正常牙A,由同一操作者按照统一的标准严格定位、拍摄头颅后前位X线片,计算8对解剖标志点相对4条常用正中矢状参考线的Dtotxl。结果：在眼、鼻、口区域,各标志点相对参考线A的Dtotal为最小。且8对解剖标志点相对参考线A的4项(T1M1、T1M2、T2M1、T2M2)平均Dtotal间差异无统计学意义。结论：两侧眶外侧点连线的垂直平分线是应用后前位X线片时可靠的正中矢状参考线。     

锥形束CT研究上颌反复扩缩前方牵引后上颌骨缝的三维变化

目的: 使用锥形束CT (cone-beam computed tomography,CBCT)影像研究上颌反复快速扩缩前方牵引后上颌及周围骨缝的三维变化,探讨该变化与颧颌缝成熟度之间的关系,分析上颌前移的影响因素,为骨性Ⅲ类错牙合畸形的早期治疗提供参考。方法: 选择36例上颌后缩患者,使用随机化区组设计分为单次扩弓组和反复扩缩组(临床试验注册号:ChiCTR2000034909), 患者7~13岁,安氏Ⅲ类错牙合,前牙反牙合,头影测量显示ANB角<0°,Wits值<-2 mm,上齿槽座点(A点)至过鼻根点(N点)的眼耳平面垂线的距离(A-Np)<0 mm。单次扩弓组行上颌单次快速扩弓后面罩前方牵引,反复扩缩组行上颌反复快速扩缩后面罩前方牵引。使用Dolphin 11.7软件对每组治疗前后的CBCT影像进行头位校正,使用Mimics 10.01软件进行三维重建,测量上颌骨及其周围骨缝标志点,使用独立样本t检验、双因素方差分析、Pearson相关性分析和回归分析进行统计学分析。结果: 除2例患者未完成复诊随访外,其余34例患者均完成治疗。与单次扩弓组相比,反复扩缩组患者治疗后上颌及周围骨缝标志点矢状前移量更大,颧颞缝、颧颌缝及颧额缝标志点矢状向分别前移1.21 mm、2.20 mm及1.43 mm,组间差异均有统计学意义(P<0.05)。除颧颞缝外,其余骨缝标志点矢状向前移量不受颧颌缝成熟度影响(P>0.05)。反复扩缩组治疗后,颧颌缝标志点和A点矢状向前移量之间相关性较强(P<0.01),回归分析R²=42.5%。结论: 与上颌单次快速扩弓相比,上颌反复快速扩缩前方牵引对于早期治疗上颌后缩可能效果更佳;上颌反复快速扩缩前方牵引后,颧颌缝作为上颌矫形力作用的主要骨缝之一,其矢状向前移量与上齿槽座点的前移量相关性较强。     

蒿甲醚联合复方双氢青蒿素片治疗维和任务区非重症疟疾的疗效

目的 评价蒿甲醚联合复方双氢青蒿素片对刚果（金）维和任务区非重症疟疾的临床疗效。方法 回顾性分析刚果（金）中国二级医院2018年9月—2019年9月收治的维和任务区56例非重症疟疾患者的临床资料。患者明确诊断后即予“蒿甲醚注射液”肌肉注射治疗,2~3 d后改为口服复方双氢青蒿素片。定期观察患者症状、体温、疟原虫密度和药物不良反应等指标。按WHO抗疟药物临床疗效分类综合评价治疗方案的疗效。结果 56例非重症疟疾患者中,单纯恶性疟41例,混合疟15例。全部患者均获得完全临床原虫治疗成功,无严重不良反应发生。平均退热时间单纯恶性疟患者为（28.5±7.6） h,混合疟患者为（26.4±6.5） h;平均疟原虫清除时间单纯恶性疟患者为（31.5±8.3） h,混合疟患者为（30.4±6.7） h;平均疟原虫清除半衰期单纯恶性疟为（2.54±0.55） h,混合疟患者为（2.42±0.43） h。两组患者退热时间、疟原虫清除时间及清除半衰期差异均无统计学意义（P>0.05）。结论 蒿甲醚联合复方双氢青蒿素片可有效治疗刚果（金）维和任务区非重症疟疾,且安全性良好。     

一种结合线袢固定的关节镜下“嵌入式”喙突移位术:手术技术及术后影像学分析

目的: 探讨一种基于榫卯结构的改良关节镜下“嵌入式”喙突移位术结合线袢固定的手术方法,并对其术后影像学结果进行分析。方法: 2015年6月至2016年6月共有56例复发性肩关节前向不稳患者接受了结合线袢固定的关节镜下“嵌入式”喙突移位手术,所有的患者均在术前及术后即刻、3个月、6个月、3年分别进行头盂分离的三维CT评估,评估内容包括骨块位置、骨愈合以及骨重塑情况,并对术后并发症进行随访和记录。结果: 56例患者平均随访时间为(36.1±3.7)个月。在三维CT扫描En-Face相上喙突骨块中点位于4点钟左右位置(123.8°±12.3°), CT轴位上喙突骨块位置优良率达到95%(53/56), 3年随访喙突骨块愈合率达到96.4%(54/56)。术后3个月、6个月及3年喙突骨块的长度分别为术后即刻长度的96.9%±4.9%、91.9%±6.2%、91.6%±6.6%,移植喙突骨块在术后3个月时长度变化并不明显(t=2.12,P>0.05),而术后6个月时缩短较为明显(t=4.98,P<0.05), 然后随着时间的推移几乎保持不变(t=-0.75,P>0.05),在3年随访时所有移植的喙突骨块都保留了90%以上的初始长度。愈合的病例中未发现明显的骨块吸收;其中25例在CT上都观察到了明显的喙突骨块与关节盂之间的新生骨重塑,术后3年随访时关节盂面积平均为(9.72±1.22) cm²,较术后即刻的(9.42±1.11) cm²有显著增加(P<0.05);最终随访时,所有的病例在CT上均未发现骨性关节炎的发生。结论: 结合线袢固定的关节镜下“嵌入式”喙突移位手术用于治疗复发性肩关节前脱位,术后喙突骨块位置良好、骨愈合率满意。基于榫卯结构以及线袢固定的方法可以提高稳定性,并促进喙突骨块的术后愈合,同时又可以避免使用传统螺钉固定造成的骨溶解以及螺钉植入相关的并发症。更重要的是,术后喙突骨块和关节盂之间的骨重塑显著增加了关节盂面积,有利于恢复肩关节的前向稳定性。     

动态导航下不同深度环钻定位精确度的体外评价

目的: 通过3D打印的体外模型评价使用动态导航系统引导下环钻在不同深度定位的精确度。方法: 设计并使用3D打印技术以Veroclear树脂制作标准化模型,分别在距离模型外表面5、10、15 mm深度预留半球型空腔。拍摄锥形束CT(cone beam CT,CBCT)并将数据导入动态导航软件中(迪凯尔公司,中国),建立导航路径规划。在导航引导下使用直径4.5 mm的环钻完成入路操作,每个深度完成10例入路。拍摄术后模型的CBCT,重建导航下的入路轨迹,并与设计路径进行对比,计算实际动态导航路径与设计路径之间的二维距离偏差、深度偏差、三维距离偏差及角度偏差。结果: 5 mm深度下动态导航终点位置与目标位置的二维距离偏差为(0.37±0.06) mm、深度偏差为(0.06±0.05) mm、三维距离偏差为(0.38±0.07) mm、角度偏差为2.46°±0.54°;10 mm深度下动态导航终点位置与目标位置的4项偏差分别为(0.44±0.05) mm、(0.16±0.06) mm、(0.47±0.05) mm、2.45°±1.21°;15 mm深度下动态导航终点位置与目标位置的4项偏差分别为(0.52±0.14) mm、(0.16±0.07) mm、(0.55±0.15) mm、3.25°±1.22°。随着进入深度的增加,动态导航系统的三维及深度精确度均下降(P<0.01),定位角度偏差与进入深度无关(P>0.01)。结论: 动态导航技术在15 mm的深度范围内仍可以达到较高的定位精确度,但其偏差值随着进入深度的增加而增大。     

Reliability of limb alignment measurement for high tibial osteotomy with a navigation system

Objective

High tibial osteotomy (HTO) is one treatment option for young and active patients with unicompartmental osteoarthritis. The success of this procedure substantially depends on the degree of correction of the mechanical axis. Computer-assisted navigation systems are believed to improve the precision of axis correction through intraoperative real-time monitoring. This study investigates the accuracy of limb alignment measurements with a navigation system on a cadaver specimen.

Materials and methods

The measurements were performed on a well-preserved cadaver specimen with a mechanical leg axis of 4° varus. Data was collected during the HTO workflow. Repeated serial measurements were undertaken by four different surgeons. After these measurements, different landmarks were deliberately set at the wrong place to examine the influence of mistakes during registration.

Results

There was a high intra-and interobserver reliability with a mean mechanical leg axis of 3.9° ± 0.7° and a mean error of 0.6°. The grossly incorrect placement of landmarks for knee and ankle center resulted in an incorrect mechanical leg axis of 1° valgus up to 10° varus.

Conclusion

The computer-assisted navigation system provided precise information about the mechanical leg axis, irrespective of the observer''s experience.     

下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折致伤机制的三维有限元分析

目的: 通过三维有限元方法模拟和分析下颌骨颏部骨折联合双侧髁突囊内骨折的致伤机制,提高此类骨折的预防和诊断水平。方法: 获取1名下颌骨发育正常、无第三磨牙、无颞下颌关节病史的青年男性的颌面部CT和颞下颌关节MRI数据,通过Mimics和ANSYS软件建立三维有限元模型。采取不同角度的外力作用于下颌骨颏部,分析下颌骨及髁突关节面的应力分布。同时,比较有无关节盘、咬合与非咬合状态下下颌骨的应力分布差异。结果: 准确建立了包含颞下颌关节结构的三维有限元模型。当外力作用于下颌骨颏部时,髁突、升支前缘及颏部受力区是主要的应力集中区,其中应力最大值位于髁突顶部。随着外力方向与水平面夹角由0°逐渐增大直至60°,下颌骨上的应力由分散逐渐集中至颏部与双侧髁突三个部位;超过60°时,应力又出现分散的趋势。当对关节盘进行模拟后,髁突关节面及髁颈部的应力分布明显减小。与非咬合状态相比,咬合状态下下颌骨上的应力集中于咬合面,而其他部位无明显的应力分布。结论: 外力方向与水平面呈60°时,应力分布主要集中于颏部及双侧髁突顶部,即三点骨折发生的部位;在下颌骨颏部受力过程中,关节盘的存在以及稳定的咬合状态下,髁突部位(包括颈部和关节面)的应力分布明显减小。     

应用于无牙颌种植修复设计的三维面部扫描配准方法的对比

目的: 比较无牙颌种植修复设计三维面部扫描配准的5种方法的配准精度,探究适宜的配准方法。方法: 依据标准共纳入10名受试者,每位受试者戴有具有特征标志点的蜡堤。利用FaceScan三维面部扫描仪获取10位拟行无牙颌种植修复患者的自然大笑位和开口器牵拉暴露口内蜡堤的三维面部扫描数据,将扫描数据导入数字化分析软件Geoma...     

Optimal head rotation and puncture site for internal jugular vein cannulation after laryngeal mask airway insertion

INTRODUCTION

We studied the effect of head rotation on the relative position of the right common carotid artery (CCA) and the right internal jugular vein (IJV) in patients with laryngeal mask airway (LMA) insertion to evaluate the accuracy of anatomical landmarks for right IJV cannulation.

METHODS

We simulated needle insertion to the right IJV on sonograms via the central landmark approach and an approach using the external jugular vein, in patients with LMA insertion (n = 50) or endotracheal intubation (E-tube, n = 50). Overlap index and successful simulation rates were measured according to the different degrees of head rotation.

RESULTS

The overlap index between the right CCA and the right IJV increased with greater degrees of head rotation. It was significantly greater in the LMA insertion group than in the E-tube group in the following head rotation positions: neutral, 15° and 45°. The success rate of the simulation was lower in the LMA insertion group than in the E-tube group. In the LMA insertion group, the success rate of the simulation was highest (62%) with the central landmark approach and in the 15° head rotation position.

CONCLUSION

In the LMA insertion group, the overlap index increased incrementally with greater head rotation degrees (from neutral to 45°). The central landmark approach and 15° head rotation position appear to be the optimal puncture site and degree of head rotation for right IJV cannulation in patients with LMA insertion.     

三维颅面水平参考平面的确定方法

目的:比较在三维影像选取双侧耳点和双侧眶下点构建的不同水平面之间差异,分析不同水平面对双侧耳点和双侧眶下点位置的影响,为颅面部三维头影测量水平参考平面的确定提供依据。方法:选取32名正畸治疗前面部基本对称患者(颏下点离正中矢状面≤2 mm), 获取DICOM格式的大视野锥形束CT数据并导入到Dolphin软件,将鼻根点、蝶鞍点和枢椎齿突最高点构建正中矢状面,测量双侧耳点和双侧眶下点中随机三点构建的4种水平参考平面。分别定义为,平面1:水平面由右侧耳点和双侧眶下点构成;平面2:水平面由左侧耳点和双侧眶下点构成;平面3:水平面由双侧耳点与右侧眶下点构成;平面4:水平面由双侧耳点与左侧眶点构成。记录4个平面在三维空间当中的俯仰角、侧偏角和横滚角。间隔两周,一位研究者进行两次测量。计算组间相关系数(interclass correlation coefficient,ICC)比较两次测量结果的一致性,检验测量者自身的可靠性,进行单因素重复测量方差分析检验组内4个平面之间的差异,按年龄分为13~17岁组和≥18岁组。以枢椎齿突最高点为原点计算双侧耳点和双侧眶下点位置,应用圆周长公式分析头部转动对双侧耳点和双侧眶下点的影响。结果:单因素重复测量方差分析结果显示,不同三点构建的4种平面之间俯仰角、侧偏角和横滚角差异均无统计学意义(P=0.196、0.314、0.341)。头位转动对双侧耳点和双侧眶下点的影响分析结果为:1°俯仰角变化产生耳点约0.5 mm、眶下点约1.6 mm的变化;1°侧偏角变化产生耳点约1.1 mm、眶下点约1.5 mm的变化;1°横滚角变化产生耳点约1.2 mm、眶下点约0.7 mm的变化。结论:对于面部基本对称个体,应用三维头颅影像对双侧耳点和双侧眶下点中随机选取三个点构建的4种水平面之间差异无统计学意义;以双侧眶下点和右侧耳点构建的水平面可能最适合临床使用;头部不同方向的转动使双侧耳点和双侧眶下点产生不同位置的变化。