文摘
重要的计算机成像技术在医学领域中的应用是一个必要的辅助临床诊断和治疗方法。目前,许多人受到各种因素的影响,各种问题造成的牙齿细胞骨。传统的治疗方法是复杂的,长,这可能破坏身体组织。基于这个问题,本文以增强现实测量x射线牙科电影为研究对象。基于深入计算机图像分析系统测量算法,两种三维重建方法基于重心和前部和侧的匹配位置。这两个方法只需要两个x射线的前部和侧牙电影,通过三维参数的计算和分析每个脊柱x射线胶片,而这些参数用于牙科牙槽骨模型。实验结果证明基于计算机图像分析系统对测量有很大影响x射线牙科牙槽骨的电影。积极的相关系数达到0.87。与脑梗塞引起的其他方法相比,电影牙科患者牙槽骨损伤的比例约为15%;经过治疗,功能恢复率达到80%以上。 Studies have found that there is a great difference in the age of the population that needs to be treated for dental slices and alveolar bone. The grade of patients is generally under 20 and over 60. This shows that the measurement of X-ray dental film alveolar bone based on computer image analysis system can play an important role in protecting people's oral health.
1。介绍
随着计算机技术的持续进步和发展,虚拟现实技术(1)、图形技术和图像处理技术,计算机成像技术出现了。在图像处理领域,计算机图像分析技术是当前研究的访问点和被广泛用于许多领域,如地质研究中,有限的数据分析,和药品。计算机成像技术已经改变了传统的展示方式和提高人们的能力分析和理解复杂的事情。它具有重要的研究意义。医学领域是最早的计算机图像分析中的应用2]。随着医学成像技术的不断发展,医学图像的三维可视化中发挥着越来越重要的作用在测量x射线的增强现实电影牙槽骨和牙已逐渐成为一个重要的辅助医疗诊断和治疗方法。通过计算机图像分析系统,医生能更敏感地观察到的形状,大小,位置,和细胞骨变形,适合医生做出准确、科学、合理的诊断和治疗,可以提高工作的效率3]。
传统的医疗方法相对较为直观的,医生的经验密切相关。经验不足容易导致误诊和严重威胁生命4]。病人的家庭成员在理解有困难,这就增加了医生和患者之间的沟通困难,并在一定程度上限制了有效的诊断和治疗疾病。人们急切地寻求技术,可以直观地显示病变协助医学诊断的影响。计算机技术的迅速发展,计算机视觉和计算机图形学中使得医学图像计算机图像分析系统从视觉现实(5,6]。
梁应相信计算机成像扮演非常重要的角色在医院实习,这才能真正提高医生的综合医疗技能在所有方面。因为传统的医学教学方法是通过口口相传,所有方面的知识非常复杂,和医学生更熟悉它。困难导致高成本,和计算机图像可以显示在一个三维的和直观的方式教学,降低学习的难度,提高医学生的学习能力,全面提高医生的技能(7];赵会员认为计算机各领域取得了良好的应用效果,还可以改善医学图像诊断和治疗的基础。他设计了一个医疗image-assisted基于计算机图像分析系统(8]。通过相关考试的患者,比较其他诊断和治疗方法的结果,得出的结果分析系统是正确的。他认为图像分析系统可以提供一个良好的协助医生诊断和治疗,为教学提供一个新的想法9];计算机x线摄影县城郭安民使用数超过一百的内部牙科电影显然病人和获得人口的情况。不同的角度和曝光,x射线成像时间是不同的,成像后的图像可以清楚地理解。与传统的诊断和治疗方法相比,它能减少病人的牙齿所需的时间和金钱,适用于各种医院(10]。这些研究有一定参考依据本文中,但是,由于这些研究样本不足,过于强调理论,和不合理的实用程序,研究变量太多,结论是没有说服力。
本研究为临床治疗提供了一个新想法的牙槽骨缺陷。基于计算机图像分析系统测量x射线牙齿的牙槽骨的电影,它可以充分展示临床牙槽骨吸收,减少医生的经验模拟造成的牙槽骨的三维结构缺陷的诊断。使用计算机图像分析系统,牙槽骨修复支架相匹配的形状缺陷患者的面积和孔隙结构可调,可以在短时间内迅速形成实现个性化定制(11]。研究中使用的材料是一种天然材料,是牙槽骨相似的成分和生物降解,促进骨再生不需要二次手术切除,减少患者继发感染的风险。此外,骨缺损脚手架的设计与匹配的形状和良好的结构强度不仅可以稳定增加促进骨再生材料的堆积高度在垂直方向(12],而且解决问题的材料不能积累水平牙槽骨吸收,实现的有效填充骨缺损,促进牙槽骨再生。
2。计算机图像分析系统测量牙槽骨x射线牙科胶片的方法
2.1。计算机成像
在计算机成像技术中,使用线性滤波和非线性滤波。线性滤波方法包括高和低梯度滤波和媒介部门过滤(6]。该方法的原理很简单,易于应用,但图像的边缘或细节将在处理模糊(13]。常用的非线性滤波方法是中值滤波,小波变换滤波、基于扩散方程和过滤。中值滤波对脉冲噪声有很好的抑制影响,可以更好地保留图像的边缘信息,但它是一个基于窗口的滤波方法,要求所有像素进行排序,所以它是耗时的算法执行效率低14]。小波变换滤波是第一个原始图像变换到小波域,然后丢弃某些尺度的信号,最后进行逆变换去除图像噪声。其中,阈值的选择、小波基,小波分解尺度将直接影响图像的过滤效果15]。对于图片,很难选择一个适当的值。过滤基于扩散方程的原始图像作为初始值并选择有效扩散系数根据图像特征信息来控制扩散方程的扩散行为。这不仅柔滑的形象,但也保留了图像的特征信息(16]。
的公式,年代是图像中像素的二维坐标,过滤后的图像,是在过滤窗口中像素的平均值,然后呢根据当地自适应滤波器系数获得噪声统计数据。过滤器是基于各向同性扩散方程,和四个方向的扩散系数 。
医学图像分析技术使用照明模型直接显示体积数据而不需要构造中间几何原型和有更大的准确性。由于三维数据字段不是完全分散,计算量很大,实时性能较低,但完整性更好(17]。图像可以被削减、显示和测量基于体素值。在实施过程中,有必要使用光学模型来解释三维离散数据字段生成,如何反映,街区,散射光(18),所以合理的光学模型的选择是一个重要的因素在确定图像渲染的效果(19]。
当接近0,
随着模型的光照条件的变化,图像也会改变与发现
从这,我们可以看到
当接近零,使用下列微分方程来说明光强度的变化:
屏幕图像的每个像素的光线穿过卷数据字段和相交,样品这雷根据合理的采样间隔获得一系列的采样点,然后执行处理基于最接近这八个数据点采样点。采样点的颜色值和不透明度值是通过插值操作(20.];最后,所有的采样点的颜色值和不透明度光累积在前后或前后颠倒的方式,可以获得发射光,光的屏幕像素的颜色(21]。
2.2。牙槽骨测量x射线牙科电影
牙槽骨、牙周支持组织的主要结构,发挥着重要作用的发生,发展,喷发的牙齿和每日咀嚼。对于牙科植体患者,在植入区足够的骨量是植入位置的先决条件,也是一个关键因素,以确保成功的植入。因此,造成牙槽骨缺损的修复严重牙周疾病已成为牙科植体手术的一个重要组成部分(22]。目前常用的临床方法修复缺损的牙槽骨植入区包括自体骨移植、牵引成骨和引导组织再生。自体骨移植是牙槽骨再生的黄金标准,但有问题,如有限的来源和可怜的重构。同时,研究表明,使用结合下颌骨移植的并发症率是33% - -70%。治疗牙槽骨牵引成骨,并发症引起的感染、意外骨折、软组织问题,牵引磁盘倾斜,神经损伤,术后复发达到70% (23]。此外,intraoral牵开器的位置会引起病人不适。在引导组织再生膜材料作为屏障建立植入位置和新骨再生的环境。然而,膜的意外接触可能会引起继发感染,导致牙槽骨再生的失败。
目前,虽然许多学者做出了各种尝试准备个性化支架根据病人的骨头的形状缺陷,他们尚未准备了一个支架,可以真正复制特定病人的牙槽骨缺损(24]。测量x射线牙科胶片牙槽骨是基于计算机图像分析系统作为一种新型数字化成型技术,基于离散/堆积的原理,使用生物材料或生物单位(细胞、蛋白质等)为原料来构造一个特定的外部形状和复杂的内部结构和功能的三维结构。与传统成型工艺相比,它使用计算机辅助技术来设计个性化的植入物和实现控制的孔隙结构和准备一个三维结构几乎相同的宏观结构和缺陷结构,它提供了个性化的牙槽骨修复缺陷的新解决方案的想法和探索的方向25]。
算法模拟光通过一个预设的投影光源,决定了光线到达各体素的程度,是由体素吸收或发出的。计算对象的含义,可以看到从当前观测点相对于观察平面位置和模拟光投影的观察点(26]。确定发射光的数量,颜色,和数量的吸收从标量数据通过使用colormap包含α值。
牙周疾病是人类的两种主要类型的口腔疾病之一,发病率的80 - 90%的人口。轻微的牙周疾病会有糟糕的口腔异味等症状,牙龈出血和炎症。随着疾病的加深,牙周袋形成软弱或疼痛,甚至牙齿咀嚼会发生位移和损失包括严重的病理变化,即,牙槽骨吸收27]。牙槽骨的突出部分上下颌骨周围的牙齿根。它扮演着一个重要的角色在发生,发展,喷发的牙齿的身体和每天咀嚼。牙槽骨是人体骨骼组织的一部分,主要由无机和有机成分。其中,钙磷酸盐无机成分占2/3的干重的骨基质和胶原纤维由纤维素、粘合剂、和mucopolysaccharide-based有机成分占1/3。人体骨组织的修复有能力在某种程度上,但严重骨缺损的修复造成的创伤、先天畸形,骨骼病变等需要外科诊断和治疗(28]。
尽管现有的牙槽骨缺损修复方法如自体骨移植,牵引,和membrane-guided组织再生已在临床上广泛使用,他们都有一定的局限性。近年来,随着组织工程口腔学领域的扩张,骨组织工程支架的建设预计将成为新技术的齿槽骨修复缺陷。
2.3。增强现实技术
增强现实技术的不断发展,深化了虚拟实践的内涵。从本质上讲,增强现实技术的实践仍将在客观现实转换为数字图像符号通过光电和其他手段,然后表达他们在虚拟空间出来29日]。但不同于一般的虚拟实践是实践在增强现实实践主题完全沉浸在一个虚拟环境,可以获得真实的感受,,通过先进的传感技术,人们可以获得视觉、听觉、触觉,和味道是一样的现实。和综合的感觉运动机能学的运动跟踪人体的每一部分将反馈的反馈到虚拟空间(30.)和周期性相互作用。
增强现实技术在人类的工作生活带来了变化,娱乐和休闲,和实践。它也带来了社会问题,如过度放纵,健康影响、暴力、价值取向和催生了哲学的演变。技术的传统哲学倾向于研究技术的各种社会影响,但与此同时,技术的发展也会有影响的哲学体系。受到现实增强技术、哲学等领域的分支人工智能哲学,虚拟现实哲学,和人工生命哲学继续出现(31日,32]。增强现实技术所产生的哲学问题涉及许多领域如实践理论,媒介理论、认识论、伦理学和社会学。其独特的技术特点和实际方法产生了不同深度的有效性在多个学科。
增强现实技术的特点使哲学家们开始更多地关注一些传统的哲学理论,例如本体论的研究和思考世界的本质。出现了一些全新的哲学思想的历史性的时刻。针对增强现实的技术特点,可以构建一个全新的虚拟环境,有些学者提出,“计算”是世界的本质33]。例如,美国哲学家斯坦哈特提出了数字形而上学;翟Zhenming,中山大学哲学教授在我的国家,提出了一种新的伦理“world-making道德”等等。面对科技的不断创新,哲学思考不能阻止但应该导致和正确的新技术(34]。
因为互联网的出现,虚拟实践和增强现实技术吸引了太多的关注35]。通过虚拟实践和增强现实技术,人类已经突破物质生产实践,社会实践,和科学实践,扩大实践的范围,增加了知识的对象,提高了实践能力。增强现实技术的发展为虚拟实践增加了新的活力。如果虚拟实践是一种实践,创造了可能性,然后增强现实实践是一种实践,将任何可能性转化为现实。在虚拟环境中,任何条件变得可控。人类不再受到生理、自然、社会因素和摆脱物质条件的镣铐。数字符号以比特为单位抽象最初的具体事情。事实上,事情的功能是分离的物质载体,和它的功能可以单独使用随时随地不受限制的物质载体。这对人类也不例外。增强现实技术将人类身体的感觉和意识,实现真正的超越时间和空间的限制。
伊恩·白的责任编辑的制造业部分“工程”网站曾经说过:“工厂规划、自动化、组装、维护和培训都可以受益于增强现实。“随着技术的不断进步,增强现实技术已成为一个制造业的实用工具。高盛(Goldman Sachs)全球投资在一份报告中预测,到2025年,增强现实技术在工业部门的营收将达到约47亿美元。这无疑是一个重要的贡献先进现实技术在工业部门。使用价值是最好的确认。除了限制成本,完成建设,增加现实的影响也可以改善工业规划和技能训练的有效性。增加现实已成为最有可能带来第四次工业革命。最先进的技术之一是行业4.0岁来到我们(36]。
3所示。计算机图像分析系统测量x射线牙齿的牙槽骨实验电影
3.1。研究对象
电影牙科患者牙槽骨的问题在城市医院作为实验对象,收集他们的临床资料(性别、年龄在诊断或诊断、临床症状和体征,辅助检查,等),跟进磋商和门诊访问。进行回顾性分析收集到的数据,并得出结论。流程如图1。
3.2。建立一个模型评价指标体系
可以得出明确的结论通过实际观察的对象。一般来说,评价指标的评价指标体系包括三个层次:他们之间的关系逐步分解和细化。其中,一级评价指标和二级评价指标相对抽象,不能用作直接评价的依据。第三级评价指标应该是具体的,可衡量的,behavior-oriented和可以用作直接教学评价的依据。
完整的定量和定性分析方法:定量分析问题的分析的数据,使用数学的直觉和明确的物质反映问题的存在。质量的收集、阅读、和组织的相关国内外研究图书馆系统地总结了相关理论结果。绿色供应链绩效的评价标准是复杂和多样化37),不仅包括财务标准,而且其他非金融标准。一些标准不能直接分析以定量方式但只能评价由定性分析。绿色供应系统公司的绩效评估标准体系构建使用模型,结合定量和定性分析方法(38]。同时,它提供了标准的计算公式和评价标准。
3.3。确定评估的重量
体重指数是一个数值指数显示的重要性和功能指数。评价指标体系的计划,每一个指标的权重是不同的。即使指标水平是一样的,重量是不同的。指标权重也被称为重量和通常是由一个。这是一个数量大于零但小于1,和所有一级指标的权重之和必须等于1;也就是说,0 <满足条件一个< 1和∑一个−1。
3.4。统计数据
本文使用SPSS19.0数据分析,统计测试使用双向测试,意义被定义为0.05, 被认为是重要的。统计结果显示为平均值±标准偏差(x±SD)。测试数据是正态分布时,翻倍T测试用于组内比较,独立样本T测试是用来对比组。如果正则分布不足,两个独立样本和两个相关样本将用于检查。计算公式如下:
4所示。计算机图像分析系统测量x射线牙科胶片牙槽骨实验
4.1。分布的病人
我们进行了一项调查的患者6 +牙科医院在这个城市。通过现场采访医生和访问相关的诊断数据,我们进行了相关统计病人。为了便于比较,我们按年龄和性别分组病人,使数据更清晰;具体统计结果如表所示1。
从图2,我们可以看到,病人的年龄,大多数患者在24岁和60岁以上,这一比例超过60%。这是因为青少年和老年人的牙齿并不像其他人一样强壮。在一年级,牙齿和牙槽骨很容易损坏。总的来说,男性牙的牙槽骨片比女性更容易受到伤害。男女患者在这些医院的比例约为6.5:3.5。我们也做了有关统计病人(采用的治疗方案3),如表所示2。
根据表3病人,我们可以看到,目前有多种选择的治疗牙槽骨受伤,这不是病人的首选基于计算机图像分析测量牙槽骨。通过调查,发现患者的首选治疗方法是CBCT,占调查的30%的人口,和计算机图像分析占12%。这表明,该方法测量x射线牙齿的牙槽骨电影基于计算机图像分析需要加强。
4.2。测量的影响
通过患者治疗前后的比较,我们发现了一个治疗方案有更好的治疗效果,治疗效果是通过模型数字化方便比较。特定的值对如表所示3。
从图4在大多数情况下,我们可以看到,该方法基于计算机图像测量牙的牙槽骨比其他方法更好。优化效率约17%,只有经历。治疗计划的年龄,分数略低于CBCT的计划,但它也高于其他治疗计划,这表明,测量婴幼儿的影响基于计算机成像得到加强。我们单独零件的测量和计算每个单独的效果。对每种技术的优点和缺点,具体数据如表所示4。
从图5,我们可以看到,在各种指标和参数的比较,基于计算机成像测量方法领先其他解决方案,与18%的领先优势。在错误和漏报的情况下,基于计算机成像,测量的误差远小于其他解决方案,低约30%,这表明,该方法基于计算机图像测量可以在牙科诊断和治疗起着重要的作用。
4.3。治疗的变化
我们统计的范围变化的测量方法牙科缩进骨近年来通过模型和数字化数据,使数据清晰。从中,我们可以看到随着时间的变化测量技术。具体数据如表所示5。
从图6,我们可以看到,各种治疗方法基本上是显示一个上升趋势,特别是基于计算机成像测量的方法。从2010年到2019年,参数增加了近一倍,这表明,越来越多的人关注的重要作用计算机成像测量的测量牙缩进。我们也进行了相关的调查评估的病人和医生。具体数据如表所示6。
从图7我们可以看到,病人满意度,其他治疗方法不一样高测量基于计算机图像分析(39]。这是因为,基于计算机图像分析、计算机智能分析可以执行没有令人不安的病人。它可以通过相关图片,图片为诊断和治疗,提高患者的满意度。
5。结论
计算机图像分析系统测量牙槽骨x射线牙科胶片与数字图像处理和计算机图形学的研究背景并重建后的三维形状口腔过滤和细分根据二维x线断层照片。这是当前医学可视化的一个主要研究议题。三维重建可以弥补一定程度的信息损失的缺陷二维平面图像。成像相同的对象从不同角度有利于数据分析,更好地恢复物体的三维信息,在临床诊断中起着巨大的作用。更直观的理解在诊所病变组织的结构,减少了诊断偏差引起的三维结构模拟的医生经验,有助于提高手术的成功率;它可以用来指导放疗减少损害正常的人体组织在一定程度上,让整形手术。和假体修复的结果比较理想,促进医学教育、研究、甚至临床诊断进入一个新时代。
简而言之,牙科牙槽骨损伤是一种常见的疾病流行率很高。有些病人治愈后容易反复出现的攻击,最终发展成重大疾病。我们应该有一个深刻的理解这种常见的疾病,加强健康教育,开展活动,合理,和有用的治疗,尽力防止牙齿牙槽骨的破坏。
由于牙槽骨的不清楚力值在咀嚼过程中,它是不可能确定所需的牙槽骨的力学性能缺陷的具体面积;牙槽骨修复支架的生物活性仍在体外实验的阶段,和大量的动物实验是必需的。后来的临床应用奠定了基础;降解速率之间的关系后,牙槽骨修复支架植入牙槽骨缺损区,新牙槽骨需要进一步研究;由于缺陷牙槽骨的结构体积小,在保证力学性能的情况下,孔隙度、孔隙结构的支架,有必要进一步找到一个合适的印刷方案来改善图像的准确;利用组织工程修复牙槽骨缺损是处于起步阶段,和大量的实验仍然需要改变从基础研究到临床应用。
数据可用性
没有数据被用来支持本研究。
信息披露
王春风和彩钢彭co-first作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
王春风和彩钢彭同样这项工作。
确认
本研究研究基金会支持的湖南省教育局、中国(批准号16 c1148),湖南省卫生局研究基金会,中国(批准号B2014181),研究基金会湖南省中医管理局、中国(批准号2017148)。