發(fā)布時間：2020-03-22 18:24

【摘要】：功能性外科與功能性整復(fù)是國內(nèi)外均十分關(guān)注的課題和研究熱點，人們在疾病獲得治療的同時，還要求有較高的生存質(zhì)量。因腫瘤切除、外傷及炎癥等所致的下頜骨缺損不可避免地會導(dǎo)致不同程度的顏面畸形與功能障礙，需通過各種修復(fù)手段恢復(fù)其連續(xù)性、外形與功能。眾所周知，由于下頜骨形態(tài)、功能上的特殊性，其功能性整復(fù)一直是未能滿意解決的問題。常用的修復(fù)方法有非血管化骨移植、血管化骨移植及各種骨代用品植入等。目前，雖然下頜骨重建手術(shù)的目的在很大程度上得以實現(xiàn)，但應(yīng)用中存在以下問題：骨瓣塑形困難，面部外形恢復(fù)不理想；后期義齒修復(fù)困難，咀嚼功能恢復(fù)差；手術(shù)時間較長、次數(shù)多等。因此，采用個體化設(shè)計和個體化制造的理念和手段，針對不同患者頜骨缺損范圍、部位針對性設(shè)計并制作與之匹配的人工替代物，是目前頜骨缺損整復(fù)的研究重點和發(fā)展趨勢。 快速成型技術(shù)具有快速性、準確性以及擅長制造復(fù)雜實體的特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)精密制造領(lǐng)域。該技術(shù)與反求工程相結(jié)合，形成包括設(shè)計、制造、檢測為一體的快速設(shè)計制造閉環(huán)反饋系統(tǒng)。將反求與快速成型技術(shù)運用于頜面畸形與骨缺損的整復(fù)領(lǐng)域，能夠達到理想恢復(fù)面部形態(tài)與功能的目的，特別是在頜骨替代物的形狀匹配中具有獨特的優(yōu)勢，符合當前修復(fù)體個體化設(shè)計的趨勢，具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究將反求與快速成型技術(shù)應(yīng)用于下頜骨部分缺損、小頦畸形及半側(cè)顏面萎縮的整復(fù)設(shè)計，取得 第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文 了滿意的臨床效果。 1反求與快速成型技術(shù)在下領(lǐng)骨缺損整復(fù)中的應(yīng)用研究 目的:探討應(yīng)用反求和快速成型技術(shù)進行下頗骨缺損修復(fù)設(shè)計和植入 體制作的可行性。方法:對3例下頗骨部分缺損病例，以CT圖像為數(shù)據(jù) 源，通過圖像處理得到殘存下領(lǐng)骨的點云數(shù)據(jù)，利用鏡像對稱變換的方法 進行缺損數(shù)據(jù)的恢復(fù)。應(yīng)用反求軟件對下領(lǐng)骨基體、延伸板和種植體固位 釘進行曲面設(shè)計，借助CAD軟件對曲面模型進行實體化操作及工藝結(jié)構(gòu) 設(shè)計。在骸狀突設(shè)計時，為了避免曲面重構(gòu)造成的特征損失，直接將其輪 廓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為快速成型系統(tǒng)巾的輪廓數(shù)據(jù)，，進行即模型制作后經(jīng)鑄造得 到個體匹配的純欽修復(fù)體，茸加工出與之配套的種植體。在手術(shù)植入修復(fù) 體的同時，結(jié)合自體骨移植術(shù)進行下領(lǐng)骨缺損修復(fù)。結(jié)果:修復(fù)體就位順 利，各部件達到設(shè)計位置，術(shù)后患者面部外形滿意，咬合關(guān)系良好，下領(lǐng) 偏斜糾正。結(jié)論:反求結(jié)合快速成型技術(shù)可用于下頒骨缺損修復(fù)體的設(shè)計 和制造，提高了修復(fù)精度，節(jié)省了手術(shù)時間，在領(lǐng)骨缺損的個體化修復(fù)中 具有獨特優(yōu)勢。 2反求與快速成型技術(shù)在小頰畸形整復(fù)設(shè)計中的應(yīng)用研究 目的:針對無法利用鏡像對稱變換的方法獲取缺損或畸形部位數(shù)據(jù)的 對稱性缺損或畸形，探討應(yīng)用反求和快速成型技術(shù)對此類畸形進行整復(fù)設(shè) 計和植入體制作的可行性。方法:對2例小頗畸形患者，利用X線頭影 測量方法分析患者畸形類型和嚴重程度，并計算出需要恢復(fù)的數(shù)據(jù)，在計 算機上用反求工程軟件在下領(lǐng)骨頰部點云數(shù)據(jù)上恢復(fù)患者正常的骨性外 形，制作個體化植入體。其中，為1例患者實施襯墊領(lǐng)成形術(shù)。結(jié)果:手 術(shù)過程順利，植入體精密就位，術(shù)后外形達到了術(shù)前設(shè)計的預(yù)期效果。結(jié) 論:反求和快速成型技術(shù)可用于對稱性畸形整復(fù)的設(shè)計和植入體的制作， 為面部畸形整復(fù)開辟了新的途徑。 3反求與快速成型技術(shù)在顏面萎縮術(shù)前設(shè)計與整復(fù)中的應(yīng)用研究 目的:探討應(yīng)用反求與快速成型技術(shù)制作用于整復(fù)半側(cè)顏面萎縮等不 對稱畸形的襯墊物的可行性。方法:對患者行螺旋CT掃描，將掃描圖像 第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文 進行三維重建后，重新間隔分層，以BMP格式下載。應(yīng)用課題組自主開 發(fā)的CT圖像處理軟件對下載的二維圖像進行過濾、篩減、降噪、校正失 真等處理，進行圖像邊緣輪廓的提取，得到皮質(zhì)骨邊緣輪廓的矢量化線圖， 并將其輸入Surfacer 9.0重建軟件進行矢量疊加，從而得到顱面骨的三維 三角形面片線框模型及實體模型。將健側(cè)顱面骨的點云數(shù)據(jù)按鏡像關(guān)系對 稱變換到患側(cè)，在患側(cè)骨面和健側(cè)鏡像之間形成襯墊物的三維模型，為補 償軟組織的萎縮，將其外表面點云數(shù)據(jù)外移1.5~。對CAD后的三維數(shù) 據(jù)重新分層，輸出快速成型所需的加工文件，制造出襯墊物模板，作為實 施手術(shù)過程中的參照。結(jié)果:獲得了患者顱面骨表面輪廓的三維實體模型， 并由計算機輔助設(shè)計，快速成型制造出襯墊物模板，并以此為參照完成手 術(shù)，效果滿意。結(jié)論:反求及快速成型技術(shù)可用于半側(cè)顏面萎縮等不對稱 / 畸形的襯墊物的設(shè)計和制作，其精度高，快捷，在顱領(lǐng)面外科假體的個體 化制造方面具有良好的應(yīng)用前景。 4單端固定式下領(lǐng)骨修復(fù)體的應(yīng)力分析 目的:針對包括一側(cè)骸狀突的下領(lǐng)骨缺損，探討使下領(lǐng)骨斷端和修復(fù) 體應(yīng)力分布合理的最佳設(shè)計方案和固定方式。方法:建立下領(lǐng)骨斷端的簡 易三維模型和三種修復(fù)體模型，模擬咀嚼運動，施加垂直方向載荷，進行 有限元法應(yīng)力分析。結(jié)果:三種設(shè)計方案中，
【圖文】：

CAD系統(tǒng)對下領(lǐng)骨缺損患者的下領(lǐng)骨制作三維造型，按健側(cè)下領(lǐng)骨幾何形狀設(shè)計出下領(lǐng)骨假體，并對假體與剩余下領(lǐng)骨之間的連接作出結(jié)構(gòu)和力學(xué)設(shè)計，由CAM模塊生成數(shù)控加工文件，最后制作出假體(圖1一4)供臨床植入[37]。圖1一3圖1一4Borah等[38]報道了利用快速成型技術(shù)復(fù)制小梁骨結(jié)構(gòu)，以此來進行老年人骨質(zhì)疏松可視化及生物力學(xué)研究。另外，RP還被用來個體化設(shè)計人工心臟的腔室[39]。10制作骨替代物骨替代物的制造是即在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最具活力的應(yīng)用方向。即最大的優(yōu)勢在于它能快速準確地制作出骨骼的三維模型，因此只有在定制化植入體的制造中才能最大限度地發(fā)揮它的優(yōu)勢。由于骨替代材料的種類很多，其快速成型工藝的類型也很多，以上所述的各種RP技術(shù)幾乎全部被用于骨替代材料的快速成型。醫(yī)用材料的快速成型已成為即領(lǐng)域中極為活躍的一個分支。美國政府主要資助遠程醫(yī)療和CAS項目，對外科修復(fù)手術(shù)所用的特殊快速成型模型進行研究。美國的快速成型醫(yī)學(xué)應(yīng)用的研究重點是人造髓關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的制作，他們一般將這些部位以標準的形狀和尺寸系列制造和存儲。一些民間研究中心也開展這方面的研究活動，如俄亥俄州的Dayton大學(xué)和BoWlingGreen州

顱面骨三維重建
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：R782

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本文編號：2595436