数字骨科学:计算机辅助技术与口腔颌面外科

○计算机辅助技术是近年来研究和发展最为活跃和迅速的领域之一。近10年随着计算机辅助系统在医学领域的广泛应用,其在口腔颌面医学中也已显示出重要的价值。○颌骨缺损修复和颌面畸形整复是口腔颌面外科的研究重点,计算机辅助设计/计算机辅助制造三维实体模型,能更直观和深刻制订手术方案,提高了手术的精确性,缩短了手术时间,具有良好的辅助作用。○计算机辅助牵引成骨技术已被广泛应用于颌骨的先天发育不全、外伤后颌骨畸形的治疗。○应用三维螺旋CT扫描结合CAD,制定手术方案,为准确诊断、确定治疗方案提供指导,实现手术导航和下颌骨缺损的精确修复重建提供仿真平台。○近年来CAD/CAM辅助的种植体植入和修复在国外广泛使用,这种技术通过精确模板植入种植体,并即刻接入预先制作的最终修复体,使手术更加精确、安全,减少并发症的发生。     

计算机引导口腔种植的精度及其影响因素EI北大核心CSCD

随着计算机和数字化技术的发展,运用计算机辅助技术已成为口腔种植领域的新趋势。计算机引导口腔种植手术比传统种植手术具有更安全、更精确等优势,能真正实现以修复为导向的种植理念。但计算机引导口腔种植手术也由于步骤繁多而导致种植偏差步步累积,部分临床医师对其精度仍持有怀疑态度。由于目前尚未形成计算机引导口腔种植精度的量化评价体系,对于各步骤产生的种植偏差仍处于研究和争议阶段,未有定论。本文旨在对计算机引导口腔种植的优势与缺陷、研究进展、精度及其影响因素等进行总结,以期为提升种植精度、指导临床设计和手术提供参考。     

口腔生物力学

在口腔医学中正畸学、修复学、种植学及口腔颌面外科等领域均存在着大量的生物力学问题,生物力学已成为口腔医学的科学基础之一。口腔生物力学用生物力学的概念和方法研究口腔医学中的有关基础性科学问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术手段。作者概述了生物力学的在口腔医学领域中的应用现状和研究进展。     

计算机导航系统在骨肿瘤切除和重建中的应用

目的应用计算机导航系统,进行术前设计,探讨在术中精确评判骨肿瘤外科切除边界的意义和可行性。方法2007年11月至2008年6月,共施行红外线主动诱导计算机辅助三维导航下骨肿瘤外科手术30例,其中男性18例,女性12例。术前全部病例进行螺旋CT扫描,导入导航系统配置的工作站计算机,术前进行解剖重建,对比CT显示病变的骨窗、软组织窗和增强扫描窗影像,确定肿瘤范围;部分病例经计算机的CT和MR融合功能,显示的髓腔范围确定肿瘤边界;设计术中肿瘤外科边界,并标记。术中导航引导下,肿瘤切除,并精确评判外科切除边界。结果全部病例依照术前设计进行。18例在导航系统指引下,进行精确的切除,肿瘤标本显示了良好的外科切除边界;12例囊内切除,在导航的指引下,确认切刮边界足够。结论计算机导航技术已经被广泛应用于各个学科领域;术前设计肿瘤切除范围;术中依照计划进行手术;确认肿瘤切除边界,提高了手术的精确度。计算机导航技术的应用有助于骨肿瘤的精确切除,为重建创造条件。     

人工智能在口腔疾病诊断中的研究进展

人工智能（AI）作为一种新兴的科学技术逐渐渗透到各个专业领域并开拓未知之地。目前,AI在医学领域推动智能医学的迅速发展,是现代医学未来的发展方向之一。文章简要阐述了AI的基本概念,综述了AI在口腔外科领域、口腔内科领域、口腔修复学领域、口腔正畸学领域诊断口腔疾病的发展现状和存在的问题及未来展望。现阶段AI辅助诊断处于初级阶段,随着临床诊疗数字化技术和便携式实验室诊断仪器的研发,将扩大AI学习的数据来源,使得数据不仅仅局限于传统的影像资料,还包括疾病生物标志物、各类光谱信号、大数据文本资料等,甚至是打破数据之间的壁垒,利用各类数据整合出混合数据库,建立临床大数据疾病预警系统,诊病于未病之时。     

口腔修复烤瓷冠牙体预备教学中CAD／CAM技术的应用

口腔修复学是一门具有专业性、实践性强的重要临床分支学科。烤瓷冠修复是目前口腔修复中被大量应用的一项技术,而牙体制备是烤瓷冠修复中最基本、最关键的操作步骤。在教学中,我科在多年CAD／CAM（Computer-aided Design／Computer—Aided Manufacturing）修复积累了丰富经验的基础上,尝试将CAD／CAM技术引入口腔修复烤瓷冠肩台预备教学中,利用了该系统精确的三维测量技术及计算机强大的图片处理技术,为口腔修复学的临床教学改革做了一定的探索。现报告如下。1口腔修复学教学的特点     

数字化医学技术与脊柱外科的临床应用

背景：随着现代科学技术尤其是计算机技术和医学技术的迅猛发展,现代脊柱外科进入了一个崭新的时代,呈现出数字化、个性化、显微化、精确化和人工智能化的发展趋势。 目的：探讨数字化技术在脊柱外科中的应用研究进展。 方法：文章检索词为“脊椎(spine);腰椎(lumbar);颈椎(cervical);数字化(digitization);脊柱外科(spinal surgery);数字骨科学(digital orthopedics);有限元模型(the finite element model);计算机辅助设计(computer assisted design,CAD);微创技术(minimally invasive technology);三维重建(three dimensions reconstruction, 3D);CT;磁共振成像(MRI);计算机仿真(computer emulation);内窥镜(endoscope);椎间盘(intervertebral disc);经皮内窥镜激光椎间盘切除术(percutaneous endoscopic laser-assisted discectomy, PELD)”,对有限元、计算机导航技术、微创技术以及医学影像在脊柱外科中的应用文献进行深入分析,探讨数字化脊柱外科手术的特点,临床效果以及安全性。 结果与结论：数字化医学在有限元模型、计算机导航技术、微创技术、医学影像等领域研究进展的基础上,建立独特的脊柱外科新方法,并将其广泛应用于临床骨科。有限元模型最大的优势在于可以反映集体内部的应力变化情况,有限元分析应用于医学生物力学后,取得了很大的进步与发展。计算机导航技术的工作原理是利用数字化影像信息通过媒介体输入计算机工作站,经运算处理后重建三维模型影像,通过相关软件,在此影像基础上进行术前计划并模拟进程,通过高解像度的显示屏从各个方位观察到当前的手术入路以及各种参数,完成微创手术。微创脊柱外科采用微小切口或穿刺通道,运用特殊的器械或装置在影像仪器监视下或导航技术的引导下进行手术。医学影像分析作为信息科学技术为基础的交叉学科研究,对脊柱外科的临床诊断和观察具有参考价值。数字化医学高效率、高精度、三维立体地了解疾病的分布、形态、结构,最大程度减少手术创伤,在脊柱外科应用中的前景广阔。     

计算机辅助口腔种植手术实时导航系统的研究与实现

讨论了计算机辅助口腔种植手术实时导航系统IGOIS的几大关键技术,包括采用Marching Cubes算法与大规模三角网格简化算法实现医学图像三维重建;采用计算机图形图像学技术开发口腔种植手术规划软件模块;制作聚丙烯树脂模板,并采用ICP算法实现点对点转换的无创配准功能;采用Visual C 及VTK为开发工具开发完成IGOIS实时导航软件系统等.最后以一例患者的快速原型模型为实验对象,完成了口腔种植手术导航实验,结果表明该系统可指导临床医生在复杂条件下植入种植体,对于提高种植手术质量与精度,具有重要意义.     

数字式一体化口腔临床工程系统的研制

运用数字总线技术实现多模块化控制,对CT或X光片、口腔数字化扫描仪、印模扫描图像等进行三维重建、立体构图,开发系列规划软件,为口腔医生提供优化治疗、修复方案.同时,计算机可联接微型CAD/CAM自动进行义齿、贴面快速加工,以及种植导板等产品的设计、加工；联接手术导航仪进行牙种植手术导航；联接PACS、HIS等系统,实现数字化图像传输以及远程医疗功能.在诊所内一体化完成诊断、治疗、制作、修复、整形、美容等系列复杂、精细工作.     

《种植义齿》多媒体CAI简介

种植义齿是口腔医学重要的组成部分之一。它涉及口腔修复学、口腔颌面外科学、口腔生物力学、口腔材料学等方面内容。由于种植义齿的理论复杂 ,临床操作步骤多 ,治疗周期长 ,不同于一般的口腔修复学教学内容 ,因而历来都是口腔修复学教师认为烦杂难以备课 ,而口腔医学生认为深奥难以理解的部分。近年来随着计算机技术的迅速发展 ,多媒体计算机辅助教学课件 (computer aided instruction,CAI)被广泛应用于医学教育中。它具有直观、形象、可交互等的多方面优点 ,因而受到广大教师与学生的欢迎 ,成为教学改革的一个重要组成部分。选择种植义…     

中国医药生物技术协会计算机辅助外科技术分会在北京成立

 2007年3月24日上午，中国医药生物技术协会计算机辅助外科技术分会成立仪式在北京积水潭医院隆重举行，来自全国各地包括香港地区的48位计算机辅助外科技术研究与应用领域的专家学者作为分会第一届委员会委员出席了成立仪式。成立仪式由中国医药生物技术协会副理事长肖梓仁主持，北京积水潭医院田伟院长作为计算机辅助外科技术分会的发起人就分会成立的背景情况作了报告。经与会委员的民主选举，北京积水潭医院院长田伟教授当选为分会第一届委员会主任委员，北京天坛医院神经外科中心副主任赵继宗教授、香港中文大学梁国穗教授、北京航空航天大学机器人研究所王田苗教授当选为副主任委员。中国医药生物技术协会彭玉理事长为分会的成立致贺辞并揭牌，向当选的主任委员、副主任委员、常务委员等颁发了证书。 计算机辅助外科技术也称计算机导航技术，是伴随着智能技术、信息技术、生物成像技术等高技术的迅猛发展而产生的一种多学科交叉的前沿技术，其最大特点是由红外线示踪器指引手术精确定位，精确操作，使具有极大风险的手术变得安全、快捷、可靠，因此该技术一经诞生便备受关注，在世界范围内迅速发展起来。1984年国际计算机辅助影像与外科协会在德国成立，1996年国际计算机辅助外科协会在法国成立，2000年国际计算机辅助骨科手术协会在德国成立。中国医药生物技术协会计算机辅助外科技术分会是我国成立的第一个智能技术辅助外科手术的相关学术团体，标志着我国计算机辅助外科技术进入了新的发展阶段，具有重要意义。 藉计算机辅助外科技术分会成立的喜庆之机，北京积水潭医院计算机辅助外科研究应用中心亦宣告成立。中国医药生物技术协会彭玉理事长为中心的成立揭牌。2003年迄今，北京积水潭医院在脊柱外科、创伤骨科、矫形骨科、运动医学领域完成了510例计算机导航、机器人系统手术，居国际国内领先水平。     

有限元分析在口腔生物力学中的应用

背景：在口腔医学中存在着大量的生物力学问题,有限元法是对人体力学行为进行数值模拟的一种有效工具,其在口腔生物力学中的应用越来越广泛。 目的：综述有限元法在解决口腔正畸、口腔修复、口腔种植、口腔颌面外科等领域生物力学问题的研究进展。 方法：以“有限元分析;口腔;生物力学”为中文关键词,以“finite element analysis (FEA);oral cavity;biomechanics” 为英文关键词。采用计算机检索PubMed数据库、维普数据库1995-01/2011-10有关有限元分析法在口腔生物力学领域应用的文章。 结果与结论：有限元分析可以对口腔结构、形状、载荷和材料力学性能等进行应力分析,可获得模型任何部位的应力值和位移值,并借助计算机从而快速精确地求解,客观、准确、真实地反映应力的分布状况,为研究口腔医学中的有关基础性问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术手段提供了力学基础,为进一步研究口腔疾病治疗方法提供参考和借鉴。 关键词：有限元分析;口腔;生物力学;牙槽;三维 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.033     

CBCT在口腔三维成像中的应用研究

目的:将锥形束CT(Cone Beam Computer Tomography,简称CBCT)应用于口腔部位的三维成像,是近年来CT研究人员和口腔医生共同关注的一个热点。本文主要研究了锥形束CT在口腔部位的三维成像应用。方法:本文综述了口腔CBCT的成像原理和临床应用,比较CBCT与传统CT在口腔成像中的区别,并且总结了当前CBCT在口腔成像应用中的研究热点。结果:在临床应用中,CBCT解决了常规二维透视成像技术所固有的影像重叠、失真等问题,在牙齿种植计划、阻生牙分析、牙体牙周病诊断等需要三维分辨能力的应用中具有显著的优势。CBCT还可以应用于齿槽外科、正畸科、颌面外科、关节科、牙体内科、牙周科等多学科。结论:随着牙齿种植技术的兴起,利用CBCT进行牙齿种植计划和手术导板的设计已经成为一项新的研究方向。CBCT还可以应用于齿槽外科、正畸科、颌面外科、关节科、牙体内科、牙周科等多学科,它将是未来口腔科重要的标准检查诊断手段之一。     

Iso-C臂三维导航系统指导下的脊柱侧弯椎弓根钉内固定:问题与优势

背景:由于脊柱侧弯患者脊柱解剖结构的变异、椎体旋转、椎体缺如、椎管变形等异常情况,椎弓根螺钉一旦置入发生偏差,即可导致灾难性结果。近年来随着椎弓根螺钉的广泛应用和计算机导航的不断发展,使脊柱侧弯修复手术更加精确、安全。目的:综述Iso-C臂三维导航系统指导脊柱侧弯椎弓根钉置入内固定存在的问题及优势。方法:由第一作者检索至2012年12月为止Pub Med数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Pub Med)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以"计算机导航,脊柱侧弯,椎弓根钉"为检索词,检索摘要内同时包含上述检索词的文献。共检索到50多篇相关文献,13篇文献符合纳入标准。结果与结论:应用Iso-C臂三维导航系统进行脊柱侧弯椎弓根螺钉置入内固定具有显著优势。它充分结合了CT三维导航和术中透视导航的优点,可快速、准确的采集术中影像数据,通过影像实时显示,从而确保修复手术的安全。Iso-C臂三维导航其自动注册的功能无疑提高了修复效率和精确性,帮助术者以更加精确、安全的方式进行各种复杂的脊柱侧弯修复手术。     

计算机辅助外科相关技术研究——著名专家介绍

<正>在国际医学植入物研究领域要有更多中国专家的名字计算机辅助外科是随着计算机技术和影像学的发展而产生的,它包含了机器人技术、手术导航技术、虚拟手术等。     

有限元分析法在口腔生物力学领域的应用

在口腔医学中存在着大量的生物力学问题,有限元法是对人体的力学行为进行数值模拟的一种有效工具,其在口腔生物力学中的应用越来越广泛。本文综述了有限元法在解决口腔生物力学问题中的研究进展,包括口腔正畸、口腔修复、口腔种植、口腔颌面外科等领域的力学性能评价。有限元法为研究口腔医学中的有关基础性问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术手段提供了力学基础,为进一步研究口腔疾病治疗方法提供参考和借鉴。指出了有限元法在口腔生物力学中应用的不足以及三维模型重建和分析中需进一步改进和研究的问题。     

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。     

三维打印颌骨支架的研究进展

口腔颌面部肿瘤、外伤等常造成大范围的颌骨缺损,导致患者面部畸形、语言和咀嚼功能障碍等,严重影响患者生活质量。三维打印(3DP),又名"增材制造",是一类将材料逐层添加来制造三维物体的技术。利用三维打印并结合影像数据、计算机设计和个性化制造颌骨修复支架,可以对复杂形态的颌骨缺损进行精确的修复重建,相对于传统的颌骨修复方式具有独特的优势,成为近年来颌骨组织工程支架研究的热点。本文就三维打印颌骨支架在颌骨修复中的应用作一综述,为临床上颌骨缺损的修复提供新思路。     

口腔种植手术导板制作技术的进展

牙种植术要求术者充分利用现有的骨量植入种植体,达到修复所需的最佳位置,同时尽最大可能避免各种副损伤,化解手术风险。目前基于CT数据的计算机辅助设计和制造种植导板等技术已逐渐应用于临床,采用口腔种植手术导板技术可在手术进行前对手术的效果进行评估,大大提高手术的成功率,降低手术风险。本文对口腔种植导板的制作技术及其应用进行了综述。     

牙槽骨修复材料的研究进展

随着医疗技术的不断更新,为了达到最佳的功能和美观,越来越多的人选择种植义齿修复口腔牙齿缺失。然而许多患者因牙齿长期缺失、外伤、肿瘤或增龄性变化等原因,导致牙槽嵴缺损或吸收,加大了口腔种植修复的难度。如何适宜地增加牙槽嵴的高度和宽度,给口腔种植修复创造理想条件,是口腔种植修复技术的研究热点。目前临床上用于口腔种植中修复牙槽骨缺损的材料品种繁多,然而许多生物材料的应用缺乏长期的临床应用评价。本文通过回顾骨及牙槽骨缺损修复材料的发展,就口腔种植术中修复牙槽骨缺损的生物材料作一综述,为临床医生提供参考。