基于CT三維重建的正頜外科手術(shù)計(jì)劃及仿真系統(tǒng).pdf

1、正頜外科手術(shù)計(jì)劃及仿真系統(tǒng)研究的兩個(gè)關(guān)鍵問題是對(duì)人體組織的建模和對(duì)外科手術(shù)術(shù)式的仿真。過去的研究中，對(duì)手術(shù)術(shù)式的仿真研究多圍繞人體的骨組織進(jìn)行，對(duì)人體軟組織的仿真多使用簡(jiǎn)單的理想化模型或?qū)δＰ褪┘雍?jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)步驟，缺乏對(duì)使用真實(shí)患者圖像數(shù)據(jù)和真實(shí)外科術(shù)式對(duì)軟組織進(jìn)行完整虛擬手術(shù)過程的仿真研究。由于頜面部屬于人體的顯露部位，正頜外科手術(shù)將直接影響到患者的面部美學(xué)效果。由于許多復(fù)雜的正頜外科手術(shù)都涉及對(duì)軟組織的手術(shù)操作，所以對(duì)軟組織進(jìn)行真實(shí)手

2、術(shù)術(shù)式的仿真是非常必要的。本文使用真實(shí)的患者數(shù)據(jù)和真實(shí)的外科手術(shù)術(shù)式對(duì)軟組織進(jìn)行手術(shù)仿真研究。
　　本文主要以唇裂修復(fù)手術(shù)為具體實(shí)例，對(duì)頜面外科手術(shù)仿真系統(tǒng)進(jìn)行了研究。因?yàn)榇搅研迯?fù)手術(shù)只涉及患者頜面軟組織的操作，可以避免因其他組織的形變對(duì)軟組織手術(shù)仿真的干擾。本文主要研究了唇裂修復(fù)手術(shù)的主要仿真步驟，包括患者頜面部軟組織的幾何建模、手術(shù)標(biāo)志點(diǎn)的定位和虛擬手術(shù)刀的構(gòu)建。這些步驟亦適用于頜面外科其他手術(shù)的仿真。軟組織的幾何建模使用Ma

3、rching Cubes等值面提取算法，并用體數(shù)據(jù)子采樣和三角面片消除算法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)手術(shù)標(biāo)志點(diǎn)的定位，本文提出了二維切片圖像與三維視圖協(xié)同定位的方法和直接在三維多邊形網(wǎng)格上定位兩種方法，并對(duì)其適用性進(jìn)行了比較，結(jié)果表明直接在三維多邊形網(wǎng)格上定位的方法更易為醫(yī)師所接受。虛擬手術(shù)刀的構(gòu)建則利用圖形學(xué)中三維物體建模方法構(gòu)建虛擬手術(shù)刀的外觀、利用VTK的3DWidget框架構(gòu)建虛擬手術(shù)刀的行為。最后將各步驟有機(jī)結(jié)合，搭建了一個(gè)用于唇裂手