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颜面赝复体的基本要求是要实现外形仿真,色彩仿真,质感仿真和功能仿真。传统的颜面缺损赝复体的制作是由手工雕刻蜡模完成,通常受医师或技师雕刻技艺的影响,形态仿真不佳,制作周期长,难以实现理想的仿真修复效果。目前,利用CAD/CAM系统实现颜面缺损赝复体设计制造已成为必然的发展趋势。CAD/CAM系统是利用先进的计算机图像处理、辅助设计和辅助制造技术,取代困难复杂的赝复体手工制作过程,可极大的提高工作效率及修复效果。本研究从计算机辅助设计鼻缺损赝复体的角度入手,对汉族标准三维外鼻模型数据库的建立及形态调整功能的实现进行了初步研究。 内容如下: 1.应用三维激光扫描系统采集不同倾斜角度的外鼻石膏模型的表面数据,在PC机中用三维重建软件3-D-scan-now分别重建三维外鼻数字模型。 2.取11个石膏鼻模型为研究对象,通过三维激光扫描测量系统获取并重建外鼻的三维点云数字模型,利用逆向工程软件测量模块对其进行形态测量,并以手工测量石膏模型得到的测量结果为对照组进行统计学分析。 3.分区进行外鼻CAD模型曲面构建,首先用Digisurf软件进行点云数据的预处理,即滤波去除杂点、修剪鼻模外缘、去除鼻孔内干扰点,展现鼻孔清晰边缘;然后将外鼻按照解剖形态分为六区分别构面,即鼻梁区、第四军医人学硕卜学位论文鼻尖鼻小柱区、左鼻背区、右鼻背区、左鼻翼鼻孔区、右鼻翼鼻孔区;再进行曲面拟合,使各面成为一个面组,曲面光顺,赋以背景颜色显示。 4.按照鼻的分类法,选择典型的男女蒜头鼻,鹰钩鼻,驼峰鼻,鞍必,狮子鼻,理想鼻六型共12个外鼻,制取石膏模型,对模型做三维激光士1描,然后行各鼻鼻长,鼻宽的测量,曲面造型,将汉族成人鼻的标准活体测鼠结果,即男鼻高平均值为58.OOmm,鼻宽平均值37.89mm,女鼻高平均值54.94们nrn,鼻宽平均值34.64~,取代各鼻鼻长,鼻宽,然后分鼻.型以树状结构存盘。 5.将三维外鼻CAD模型调入Pro/engineering CAD软件中,按照外鼻解剖形态特征,根据鼻的美学观察内容,即鼻根凹度,鼻根高度,鼻.梁形态,鼻的长度,鼻翼突出度,鼻孔形状,鼻尖与鼻基部方向等,利用freeform模块实现各特征区曲面美学再生,然后在Gcomagic CAD软件中做进一步完善,即调整后的曲面修补,台阶平滑等,最后将鼻翼鼻孔区调整后的一个理想女性鼻CAD模型以.stl格式输入CAM系统中进行RP制造。 结果表明: 1.模型与工作台呈60度时,外鼻三维数字模型比较完整,扫描盲区位于鼻孔内上方,对形态影响最小,实现了完整的外鼻形态的三维点云构建。 2.三维激光扫描测量外鼻形态结果与手工测量石膏模型标准结果比较,绝对误差均小于lmm,相对误差全部小于5%。因此,利用三维激光扫描系统获取外鼻点云数据并测量分析外鼻形态是可靠的。 3.将三维外鼻点云数据模型按照解剖特征进行分区CAD曲面造型后,结构复杂的鼻翼鼻小柱区亦能展现其清晰的解剖形态,生成了高质量的三维外鼻CAD模型,与点云数据模型的平均误差为士o.03mm,保证了构而的精度,并且可以通过旋转CAD模型的操作,实现外鼻任意角度的可视化展示。 4.经过标准数据的替换,获取点云数据与曲面造型数据两种格式的6型12个大小一致的三维外鼻,从而建立了可进行比例转换的汉族标准外鼻第四军医人学硕卜学位论文模型数据库。 5.通过CAD软件Pro/engineering与Geomagic实现了鼻根鼻梁,鼻翼,鼻尖等外鼻解剖特征部位不同程度的美学调整,去除了曲面间的台阶,达到曲面之间的自然过渡,消除了调整的痕迹,最终获取了具有个性化特征的,真实自然的外鼻形态。利用CAD模型数据进行CAM加工后,获得了树脂原型,验证了外鼻CAD模型变换调整设计的可行性。至此,整个过程实现了外鼻鹰复体自动化、个性化的三维设计,为颜面缺损修复CAD/CAM系统达到理想的修复效果奠定了基础。 三维外鼻形态数据库的建立不仅可辅助领面修复医生进行修复设计,还可以按照患者的意愿选取鼻型,根据患者的实际情况进行灵活的外鼻形态调整,为患者进行各种角度的效果模拟演示等,提高可预见性,增进医患交流,具有广阔的应用前景。