眶部种植外科计算机辅助系统的建立及应用研究

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目的: 本课题以现代颅颌面种植学理论为基础,从有效恢复与重建眶部形态目的出发,应用现代计算机图形图像处理技术和快速原型技术,并以国人颅颌面形态结构为模型,开发研究眶部缺损种植外科计算机辅助系统。以期实现眶部缺损患者的受植区骨形态三维结构、骨质与骨量的分析、种植手术设计和手术模拟、种植效果的预测(计算机辅助设计)、个体化种植模板的设计与制作(计算机辅助制作)、术中精确定位等功能,并进一步应用于临床。 材料与方法: (1)采用64排螺旋CT对正常成人颅颌面骨进行扫描,获取断层数字影像。 (2)分析、处理眶部CT断层影像数据,以DICOM格式输出,将其图像压缩转化成个人计算机能储存、分析、应用的图像资料源。 (3)在pro/e平台上,利用Visual C++和Visual Basic为编程语言,开发各种界面、模型的虚拟切割与旋转模块、模板的自动生成与尺寸标注等模块,完成眶部种植外科计算机辅助系统,包括计算机辅助设计(CAD)及计算机辅助制作(CAM)系统。 (4)将该套系统应用于临床,实现眶部种植术前受植区骨量及骨形态结构分析,种植体模拟植入及手术模拟,放射模板及外科模板个体化制作,术中精确定位及导向等功能。 结果: (1)利用空气压模技术制作个体化眶部放射模板,可以应用于临床种植术前影像学分析,模板上的标记点有助于在CT影像上评估受植区骨质和骨量,为眶部种植计算机辅助系统的建立提供了良好的影像学数据。 (2)建立了眶部种植术前计算机辅助设计系统(CAD),实现了受植区骨量和骨结构分析,种植体模拟植入及手术设计。 (3)建立了眶部种植术前计算机辅助设计系统(CAM),利用快速原型技术制作出个体化手术模板,实现了术中精确定位及导向功能。 (4)将该套眶部种植计算机辅助系统成功应用于临床,以种植体磁性固位,完成了2例眶部缺损患者的形态修复,术中及术后未出现并发症,达到了满意的美观效果,验证了该系统的实用性及准确性。 结论: (1)空气压模技术制作个体化眶部放射模板适合于临床种植术前CT扫描应用,具有操作简便、速度快;厚薄均匀、透明且视觉效果好;模板成型准确、贴合固位好等特点,按时钟设计的眶部模板上的标记点有助于评估受植区骨质和骨量。 (2)本研究首创性的建立了眶部种植外科计算机辅助系统,实现了术前眶部受植区骨量和骨形态结构分析,种植手术设计和模拟,个体化外科模板制作,种植术中准确定位及导向等功能。 (3)本项研究建立的种植计算机辅助系统,为颅面部其他部位缺损的种植修复计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助导航系统的建立提供了思路。
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