本文選題：贗復(fù)體　切入點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制作　出處：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：頜面缺損或畸形將嚴(yán)重?fù)p害人的顏面外形，甚至影響人的心理健康，降低其生活質(zhì)量，這就對頜面缺損畸形的修復(fù)提出了迫切的要求。目前修復(fù)的方法主要包括外科手術(shù)及贗復(fù)體制作。對于一些缺損畸形范圍較小的患者，應(yīng)用手術(shù)的方法已經(jīng)能夠達(dá)到很好的治療效果，但是對于一些大面積缺損，以及外形復(fù)雜的面部器官如眼、眶、耳、鼻，只能靠制作贗復(fù)體的方法來進(jìn)行修復(fù)。傳統(tǒng)的贗復(fù)體的制作較為復(fù)雜，步驟繁多，制作周期較長，對醫(yī)生的要求也非常高。隨著近年來計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制作（computer aided designcomputer aided manufacturing, CAD/CAM）技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者將其應(yīng)用于頜面贗復(fù)學(xué)，進(jìn)行贗復(fù)體負(fù)型型盒的制作。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)制作方法的一些缺點(diǎn)，為顏面缺損畸形的快速仿真修復(fù)開辟了一條新的途徑。在贗復(fù)體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中，需確定合適的顏面參照基準(zhǔn)對面部容貌進(jìn)行評價(jià)，才能設(shè)計(jì)出形態(tài)位置和諧自然的贗復(fù)體。以往研究表明，自然頭位（natural head position, NHP）反映了個(gè)體在生活狀態(tài)下真實(shí)的情況，是目前已經(jīng)得到公認(rèn)的評價(jià)面部容貌的最佳參照基準(zhǔn)。國內(nèi)外關(guān)于NHP的記錄與校正方面的研究大都需在患者頭部附加其他的裝置來獲取NHP，這些裝置或多或少都會(huì)造成患者因無法完全放松而影響NHP的獲得。本研究建立了一種簡易通用，且不對患者頭部附加任何裝置的三維模型NHP記錄與校正方法：以患者處于完全放松狀態(tài)時(shí)的NHP正面照片為基準(zhǔn)，對3dMD face掃描儀拍攝的三維面部照片進(jìn)行NHP校正，最終利用經(jīng)校正的三維面部照片將頜面部CT三維模型校準(zhǔn)至NHP。 主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下： 1．制作正面為單向透視玻璃的相機(jī)暗盒，并以此暗盒為基礎(chǔ)搭建標(biāo)準(zhǔn)的NHP正面拍攝系統(tǒng)；建立NHP正面照片的拍攝與校正方法。 2．對42名志愿者（男：26人，女：16人），，利用實(shí)驗(yàn)一所建立的NHP正面拍攝系統(tǒng)分別于五個(gè)時(shí)間點(diǎn)（baseline、1h、1d、3d、7d）進(jìn)行正面照片的拍攝。在Photoshop軟件中利用鉛垂線對正面照片進(jìn)行校正后，測量志愿者兩外眥連線相對于水平線的旋轉(zhuǎn)角度（順時(shí)針方向?yàn)檎�，逆時(shí)針方向?yàn)樨?fù)）。對不同時(shí)間組間的夾角差異進(jìn)行單因素方差分析（One-wayANOVA）以及Bonferroni's多重檢驗(yàn)，對不同性別間測量所得的角度差異采用Mann-Whitney檢驗(yàn)。所有檢驗(yàn)都以P0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 3．建立以NHP正面照片為基準(zhǔn)的3dMD掃描儀拍攝的三維面部照片的校正方法。通過正面照片與3dMD face掃描儀拍攝得到的三維照片相結(jié)合，計(jì)算出面部所畫的四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的NHP三維坐標(biāo)，在Geomagic Studio2013軟件中利用此四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)對三維面部照片進(jìn)行校正。利用42名受試者于五個(gè)時(shí)間點(diǎn)(baseline、1h、1d、3d、7d)拍攝的記錄NHP正面照片，將以上五個(gè)時(shí)間點(diǎn)拍攝的3dMD三維照片模型運(yùn)用上述的方法校正至NHP。比較NHP校正后的后四個(gè)時(shí)間點(diǎn)（1h、1d、3d、7d）與baseline的三維面部照片的三維角度差異。 4．建立以校正至NHP的三維面部照片為參照的CT掃描重建的頭部三維軟組織模型的校正方法。根據(jù)面部容易識(shí)別的軟組織標(biāo)志點(diǎn)（如內(nèi)外眥、鼻底等）將兩三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)，完成CT三維頭部模型的校正。因拍攝螺旋CT時(shí)患者處于仰臥位，頜面部的軟組織因重力而變形，我們還選擇了面部軟組織不易變形的部位，如額部、鼻部等，對CT三維頭部模型進(jìn)行校正。將上述兩種方法校正獲得的CT三維頭部模型進(jìn)行“3D比較”所得差異的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 主要研究結(jié)果、結(jié)論如下： 1．設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)正面為單向透視玻璃的相機(jī)暗盒，搭建完成了一種新的正面照片的拍攝系統(tǒng)，建立了正面照片的拍攝方法。通過該拍攝系統(tǒng)可對NHP的正面進(jìn)行記錄，且只需簡單的軟件操作步驟就可將正面照片通過鉛垂線進(jìn)行校正，從而得到經(jīng)校正后的NHP正面照片。 2．利用實(shí)驗(yàn)一所搭建的拍攝系統(tǒng)，在不同時(shí)間點(diǎn)對42名受試者拍攝的正面照片通過數(shù)據(jù)分析比較得出：不同時(shí)間點(diǎn)拍攝的NHP正面照片間無顯著差異，具有良好的時(shí)間可重復(fù)性；不同性別對于正面NHP的影響也無明顯差異。利用本拍攝系統(tǒng)所拍攝得到的記錄NHP正面照片可用于后期以二維正面照片為基準(zhǔn)的三維頭部模型的校正。 3．建立了一種以記錄NHP二維正面照片為基準(zhǔn)的三維面部照片模型的NHP校正方法。推導(dǎo)出了正面照片縮放倍率的計(jì)算公式：(a2-b2-c2) p2±2(m2-b2p2)(n2-c2p2)+(m2+n2-l2)=0。并根據(jù)該公式及各標(biāo)記點(diǎn)的NHP三維坐標(biāo)計(jì)算方法，編寫完成了NHP三維坐標(biāo)的計(jì)算軟件，簡化了校正中所需的計(jì)算過程。通過對校正后的NHP3dMD三維面部照片模型間三維角度差異的研究，證明隨著時(shí)間的增長NHP的三維角度差異有增大的趨勢，前3天增大的趨勢較大，之后增加緩慢。這與以往關(guān)于頭顱側(cè)位片的NHP可重復(fù)性研究結(jié)果相似。此方法具有良好的可行性，為以后進(jìn)一步的CT三維頭部模型的校正以及三維模型NHP的可重復(fù)性的縱向研究提供了基礎(chǔ)。 4．應(yīng)用并比較兩種以校正至NHP的三維面部照片模型為參照的CT三維頭部模型的NHP校正方法。為了盡量減小誤差，我們采用只選取CT三維頭部模型中軟組織不易變形的額部及鼻部的方法，來與三維面部照片進(jìn)行配準(zhǔn)，再將此模型與完整的CT三維頭部模型進(jìn)行配準(zhǔn)。研究表明，在校正的過程中，雖然理論上只選取CT三維頭部模型中軟組織不易變形的部位進(jìn)行配準(zhǔn)的方法應(yīng)該更為準(zhǔn)確，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，兩種校正方法間并無明顯差別，且CT三維頭部模型與三維面部照片模型直接配準(zhǔn)的方法相對簡單，操作步驟較少。因此，在實(shí)際操作過程中我們可以采取較簡單的方法來實(shí)現(xiàn)CT三維頭部模型與三維面部照片模型的配準(zhǔn)，且對校正的準(zhǔn)確性并無顯著性影響。
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【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R782.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 白石柱;;顱頜面計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)概述及其設(shè)計(jì)方法[J];實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志;2013年03期

2 謝秋菲,陳利,楊朝暉,馮海蘭;總義齒、覆蓋義齒和種植覆蓋義齒修復(fù)后咀嚼肌功能活動(dòng)的比較研究[J];現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志;2004年04期

3 謝秋菲,陳利,馮海蘭,黃東坡;無牙頜患者自然頭位的研究[J];中華口腔醫(yī)學(xué)雜志;2003年01期

本文編號(hào)：1677305