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外科手术可视化技术
本文对计算机辅助外科手术可视化技术及其应用作了详细的介绍和综述,并对其研究前景做出论述.
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计算机辅助导航系统及其在骨科的应用
计算机辅助导航系统将空间立体导航技术、计算机图像处理及可视化技术与临床手术结合起来,使手术器械的位置在术中通过影像实时显示,从而确保手术的安全.因精确性、安全性及快速性的特点使其在临床逐渐得到广泛应用,并逐渐形成计算机辅助外科,在骨科领域如脊柱外科、关节外科、创伤外科等方面导航系统也充分发挥了重要作用,逐渐形成计算机辅助矫形外科.
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计算机辅助外科技术的应用与发展
前言通常我们在各种医疗文献中所看到的影像引导外科(Image Guided Surgery,IGS)、手术导航(Surgery Navigation)以及机器人辅助外科(Robotics Aided Surgery)等到目前为止,应该说已有了一个统一的称呼,那就是计算机辅助外科(Computer Assisted Surgery,CAS).
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一种在PC上实现三维医学图像实时旋转的方法
实时旋转是三维医学图像显示中的一个重要环节,但巨大的显示数据量使实时旋转在普通微机上成为一个难以解决的问题.本文提出的旋转与显示分离技术,采用先旋转,而后再显示的方法,巧妙解决了该问题,使得大数据量的三维医学图像在普通微机上实时旋转成为可能.
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医学图像标志点的自动配准
提出一种医学图像标志点自动识别方法,构造一个标志点的模板,利用区域相关景像匹配法,能快速、精确地将图像上的标志点识别出来.同时提出一种标志点自动配准算法:(1)定义标志点的多维距离向量,在图像空间或手术空间中,用某一标志点到其余点有序距离分量组成的向量,作为每个标志点的多维距离向量;(2)由于刚体变换保持距离不变,同一标志点在一个空间中的多维距离向量,与它在另一个空间的多维距离向量具有大的相近性,比较每两个点(分属不同空间)多维距离向量的相关系数,就可以找出图像空间标志点与手术空间标志点的对应关系;(3)将所有点对坐标值代入刚体变换线性方程组,用小二乘法求出从图像空间到手术空间的刚体变换矩阵,终实现医学图像标志点的自动识别和配准.
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逆向工程技术在乳房整形中的应用研究
目的 探讨逆向工程技术在乳房整形再造中的临床应用价值.方法 应用逆向工程技术对56例乳房整形患者进行了三维数字化模型重建、计算机辅助测量分析、仿真手术模拟和快速原型技术制作乳房实体模型,再根据三维模型提供的直接信息,制定合理有效的治疗措施.结果 应用逆向工程技术实现了计算机辅助的乳房整形手术模拟,制定量化、个性化的手术方案.术后乳房整形美容效果:50例为优,6例为良.结论 逆向工程技术为乳房整形和再造提供了一种新的技术手段和具体指导.
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多模态融合的3D虚拟现实技术在中央区胶质瘤切除术中的应用
目的 探讨虚拟现实技术在神经外科中央区胶质瘤切除术术前计划和术中引导中的临床和教学应用价值.方法 2017年5月至2017年8月期间陆军军医大学西南医院神经外科,对拟采用手术治疗的中央区胶质瘤患者10例,采取其CT、CTA、DSA、MRI及fMRI等影像资料输入3dgo sczhry工作站进行图像融合处理和三维重建,术前及术中可在虚拟现实影像上观察病变与周围结构的空间关系,设计手术入路、模拟手术过程、术中辅助决策,并与实际术中所见进行比对,与传统术前、术中规划方式进行对照,并同时应用于专科医师手术教学培训.结果 10例患者术中情况与虚拟现实技术术前模拟高度吻合,提高了手术规划可行性,术中直观的3D引导提高了手术实施效率,降低了功能区保护同时全切病变的难度;该技术还降低了专陪医师的抽象理解难度,提高了培训效率和效果.结论 虚拟现实技术在中央区胶质瘤切除术中的应用,有助于术前制定周详的手术计划、术中高效率辅助决策,提高手术安全性与病灶的全切除率,同时是专科医师教学和训练的有力工具.
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计算机辅助外科手术模拟系统的研制与应用
研究三维分割技术在医学整形领域的应用.通过对目标进行CT扫描并进行三维重建,采用基于空间的方法,完成对同类属性组织CT三维图像的三维分割.对手腕骨、眼眶骨、颌面骨、颅面骨的CT图像进行三维重建与分割、控制、移动的结果说明方法的确实可行.用计算机模拟了整形手术过程中对目标的任意区域分割与控制.
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反求工程和快速成型在计算机辅助外科手术中的应用
目的:提高外科手术质量.方法:运用数字化反求和快速成型设计和制作人体组织模型、体外模拟器具和个性化植入体.结果:通过几个骨修复手术病例的应用成功地提高了手术的质量.结论:通过反求设计和快速成型能获得直观、可触的外科手术模拟模型,能明显地提高手术质量,将在计算机辅助外科手术中具有广泛的应用前景.
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数字化快速成型牙种植导板辅助修复上前牙种植：12个月随访
背景：前牙区种植的难度较大，以往常规种植无法获得理想的效果。
目的：观察数字化快速成型种植导板修复上前牙种植的可行性。
方法：纳入需接受上前牙种植修复的患者80例，按照患者意愿选择治疗方案，分为2组，每组40例，分别实施常规种植修复治疗和数字化快速成型种植导板辅助修复治疗。测量植入后两组X，Y，Z 轴误差情况进行，随访12个月。
结果与结论：①植入后两组 X，Y，Z 轴误差情况测量和比较：观察组在 X，Y，Z 轴的误差均显著小于对照组(P <0.05)，植入后随访24个月，两组患者植入后前牙修复外观良好，未出现修复体松动等情况。②影像学复查：两组种植体周围均未观察到明显的骨吸收现象。③结果表明：上前牙区种植修复治疗过程中，应用数字化快速成型技术进行辅助治疗，可获得理想的治疗效果及更加精确的种植体植入位置。 -
运用计算机三维重建及模拟技术矫正颧骨不对称畸形
目的 探讨计算机三维重建及模拟技术在颧骨不对称畸形中精确骨量差别及准确选择术式方面的应用.方法 对10例颧骨不对称畸形患者行CT扫描,用计算机进行三维重建.将健侧颧骨图形以正中矢状面为轴面,按镜像关系对称变换到患侧,经透明化及布尔运算测定骨量差别;采用不同的术式进行手术模拟,终选择合适的术式进行常规手术.结果 所有患者在获得直观、精确的三维重建图形及准确的模拟术式后再进行手术操作,既缩短了手术时间、提高了手术精度,又获得了满意的术后效果.结论 计算机三维重建及模拟技术的应用有助于提高颧骨不对称畸形的诊断精度和术式的准确选择,是矫正颌面部不对称畸形的良好辅助手段.
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计算机辅助系统构建三维可视化及其在整形外科中的应用前景
在检索各种医疗文献中,我们所看到的影像引导外科(image guided surgery,IGS)、手术导航(surgery navigation)[1]以及机器人辅助外科(robotics sidedsurgery)等,目前统一称为计算机辅助外科(computer assisted surgery,CAS).它是随着计算机技术和影像学的发展而产生的,包含了需要影像(X-Ray、CT、MRI、DSA、PET、MEG等)引导的计算机辅助外科和无须影像引导的计算机辅助外科两种.
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牙颌面畸形正颌外科治疗术前设计
牙颌面畸形正颌外科治疗需要根据畸形的情况、治疗的要求以及术前患者的生理、心理状态评估综合制定治疗方案.在术前必须对治疗方案、(牙合)关系的调整、骨切开的部位、骨段移动的方向和距离经过精确的设计.正颌外科的术前设计包括头影描迹设计、预测,计算机辅助设计以及模型外科等.本文结合笔者的临床经验和国内外文献对牙颌面畸形正颌外科治疗的术前设计进行述评,强调了牙颌面畸形正颌外科手术方案的设计原则,提出了计算机辅助外科在正颌外科领域具有显著的优势和广阔的应用前景.
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计算机辅助外科技术在颞下颌关节疾病治疗中的应用
计算机辅助外科技术已经在口腔颌面外科诸领域（如创伤重建、正颌外科、头颈部肿瘤的切除与重建等）得到广泛应用。其在颞下颌关节疾病治疗中的应用近年来也有很大的发展，例如在颞下颌关节强直骨球的截除、髁突骨折的固定及髁突良恶性肿瘤的切除等方面。本文就此部分内容做一综述。
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颏成形术发展及现况
颏部是维持面部平衡和协调的重要元素，大小和空间位置的变化可导致各种畸形。颏成形术是早开展的颅颌面轮廓整形之一，主要包括假体植入隆颏术、自体骨植入隆颏术和颏截骨成形术。近年来，计算机辅助外科、机器人外科及3D打印技术开始应用于颏成形术中。本文对颏成形术的发展及现况进行综述。
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新技术在当代牙颌面畸形矫治中的开发与应用
1 牙颌面畸形外科治疗的历史牙颌面畸形(dento-maxillofacial deformities)系指因颌骨发育异常引起的颌骨的体积、形态以及上下颌骨之间及其与颅面其他骨骼之间的关系异常,和随之伴发的牙(牙合)关系及口颌系统功能异常与颜面形态异常.
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计算机辅助外科在颅颌面部骨纤维异常增殖手术中的应用
目的:探讨计算机辅助外科技术在颅颌面骨纤维异常增殖症手术中的治疗效果.方法:选择1999年1月一2012年12月接受诊疗的颅颌面骨纤维异常增殖症患者22例,根据患者的具体情况设计手术切除方案.利用计算机辅助外科技术制作头颅模型和导航模板,术后观察和评价疗效.结果:22例颅颌面骨纤维异常增殖症患者部分切除病变骨质,基本恢复面部对称,随访6～36个月,效果满意.结论:计算机辅助外科通过术前设计、术中导航及术后预测,有助于提高颅颌面手术的准确性,缩短手术时间,恢复面部对称性,是一种安全、有效的颅颌面手术辅助方法.
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外科导航技术在治疗茎突综合征中的应用
目的:评估采用术中实时导航技术,经口内或口外小切口截除过长茎突以治疗茎突综合征的可行性、准确性与便利性,并评价导航外科技术治疗茎突综合征的临床效果.方法:选取12例有明显临床症状并已确诊的茎突综合征患者.术前将患者头颅影像学Dicom数据输入导航系统工作站,进行标记和手术设计;术中在导航实时辅助下,经口内咽旁入路(保留扁桃体)或颈部小切口入路,按设计精确切除过长茎突.术后对手术出血量、手术时间、住院时间、茎突切除长度等进行记录与测量,与以往未采用导航辅助的经典术式的相应指标进行比较;对患者进行为期3个月的随访,运用视觉模拟量表(visual analog sclaes,VAS)对导航辅助下切除茎突的患者于术前、后症状进行比较,评估手术效果.采用SPSS 19.0软件包对数据进行统计学分析.结果:在计算机导航技术辅助下,采用咽旁入路和颈部小切口入路成功截除12例患者的17个过长茎突,未出现明显并发症.手术中平均出血量为(22.50±8.54) mL,平均手术时间为(40.35±11.81) min,茎突切除长度平均为(21.93±14.26) mm.平均出血量和平均手术时间均显著低于未采用导航辅助茎突切除的患者.经术后3个月随访,VAS量表统计显示,所有患者的临床症状均明显减轻,其中10例患者症状明显好转,2例患者症状改善.结论:导航外科技术可用于经小切口辅助精确截除过长茎突以治疗茎突综合征,可以使切除过程更加精准,避免切除扁桃体及损伤重要邻近组织,手术创伤小,出血量少,手术时间短,患者术后症状明显改善,是一种更为安全有效的治疗方法.
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计算机及三维导航技术辅助外科手术的应用进展
计算机辅助外科手术技术是近年来研究和发展为活跃和迅速的领域之一,旨在从术前诊断定位、模拟操作和术中实时导航,使外科手术更趋于精确和微创.本文从系统组成、功能实现和临床应用等方面综述其发展及应用进展,并对其发展趋势做一展望.
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基于三维打印技术的人工骨修复下颌骨缺损149例临床分析
目的·通过回顾性研究计算机辅助三维重建技术设计、制造人工骨精确修复下颌骨缺损的经验,评估其临床应用价值.方法·选择2001-2016年在上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科颅颌面中心治疗下颌骨缺损的患者,对随访半年以上的患者进行三维重建CT影像测量数据;随机测量术前、术后3个关键解剖点并进行误差统计,评估计算机辅助三维重建技术在修复下颌骨缺损中的精度价值;回顾性统计手术时间、术中并发症等指标,进一步探究其临床应用价值.结果·2001年7月至2016年7月共有163例患者接受了计算机辅助三维重建人工骨修复治疗下颌骨缺损,其中149患者满足统计条件;术前设计与术后实际效果的平均距离误差为(1.27±0.15) mm,手术时间为(2.5±1.2)h,未发生术中并发症.结论·三维设计打印人工骨是一种精确修复下颌骨缺损的可靠技术,依靠定量设计及术前模拟,简化了手术难度,提高了手术精度,患者满意度较高,手术并发症少且长远疗效可靠.
