文摘
我们进行了面部的三维重建CT扫描图像的下颌角肥大患者探讨下颌角肥大的相关因素。同时,本文采用三维重建模拟临床操作的结果并获得最终的操作方法。发现所有的病人能够获得适当的手术计划的三维重建图像和下颌角肥大的因素的。出于这个原因,我们认为计算机重建仿真技术可以获得组织变化前后的肥大下颌角截骨术和肥大的原因。三维重建仿真技术是最好的辅助诊断下颌角手术的选择的计划。
1。介绍
下颌角截骨术是一种常见的操作在面部轮廓。提高手术的准确性,整形外科医生正在不断努力。颅面外科手术一直是一个热门话题为颌面外科医生和计算机专家。它可以提高手术的可预见性和允许病人理解程度的畸形,校正方法和术后效果直观和直觉。这有利于加强医患沟通(1]。三维重建基于DICOM数据从三维螺旋CT扫描是一个成熟的方法获得国际上的认可。它已经被应用于craniomaxillofacial手术。为此,本文措施前后的几何面部特征的肥大下颌角截骨术。我们希望探索一个可行的方法提高审美效果和手术的准确性。
2。材料和方法
2.1。对象
从2016年3月至2018年8月,我们共有16名患者治疗下颌角肥大。病人的肥厚性领域双边。其中,男性2例,女性14例。年龄(23±6)岁。入选标准如下:(1)所有的病人需要整形手术,因为骨骼肥大下颌角较低地区的影响面部的形状;(2)病人的心理健康是免费的偏执、抑郁、躁狂,等等;和(3)最初的实验室检查的病人在入院是正常的。排除标准如下:与其他疾病没有手术。所有患者知情同意了治疗和试验协议,并经医院伦理委员会批准。
2.2。方法
2.2.1。数据收集
所有患者接受了颌面部计算机断层摄影(CT)扫描。设备是通用电气16-slice螺旋电子束CT。病人采用连续容积扫描模式。扫描条件是120 kV、300 mA。层厚度为0.625毫米。扫描范围从头骨的脖子。数据保存在DICOM格式。
2.2.2。三维重建
我们将DICOM格式的CT图像数据输入Mimics10.0软件。我们调整不同的阈值来做出最好的轮廓提取的骨骼结构和软组织的三维模型重建病人的craniomaxillofacial组织(2]。
2.2.3。之前设计截骨术
我们第一次测量下颌角间宽的骨组织,下颌角的软组织之间的宽度,和下颌角的角度重建术前三维图形。截骨术的方法是根据设计的美学原则(3]。我们使用术前仿真的模拟软件的仿真功能。吵闹的结果中可以存储格式和导入到地理信息软件。模拟,不相关的点和噪声点去除,模拟术后三维形状是削减了。通过这种方式,我们完整的术前模拟手术设计4]。
2.2.4。外科手术
该操作通过鼻气管插管全身麻醉下进行。加强麻醉效果,减少出血、局部浸润麻醉。一个切口在提升下颌的前边缘分支略前外侧的方向相同外,斜线。我们减少粘膜、粘膜下组织、骨膜和使用骨膜剥离器剥离骨膜。在整个过程中,应注意保护精神神经和公开的侧面提升分公司(5]。根据设计方案确定在操作之前,外板被截骨术移除。出血完全停止后,清洗伤口,缝合切口,并弹性包扎伤口。手术后抗生素和日常保健。
2.2.5。下颌骨剖面轮廓的三维图像重建方法
焦距的计算方法如图1。我们纪念当飞机穿过所有摄像机的中心。后置摄像头的成像平面相交的直线然后通过消失点 。 和是两个消失点上面了。是相机的中心。图像中心被定义为重点。和 垂直于 。 被表示为 ,分别为(6]。
余弦定理,
其中,
然后,
我们假设
然后,
我们假设
的值不符合几何条件下降;也就是说,有
由此,相机焦距可以计算如下:
假设相机内部参数矩阵如下:
其中, 代表主点的坐标 。平面镜的单位法向量 ,有一个矩阵的 :
这个矩阵代表之间的旋转变换后置摄像头的中心和相应的虚拟摄像机的中心。通过这种方式,real-to-virtual变换矩阵可以表示如下(7]:
其中, 是一个点在平面上的镜子。
3所示。结果
3.1。分析参与者的数量
总共16个病人符合纳入研究的标准。在试用期期间,所有患者不会影响到这个试验的治疗或其他治疗。没有发现显著差异之间的左和右下颌角。因此,我们观察和分析每个下颌角作为一个单独的个体8]。
3.2。典型案例
病人王来到我们医院做下颌角肥大下颌角截骨术由于双边肥大。在截骨术之前,三维重建仿真是由软件和操作执行。颅面骨截骨术之前的三维重建模型图所示2。
(一)
(b)
软组织的三维重建模型的头骨和下颚前截骨术图所示3。
(一)
(b)
craniomaxillofacial骨组织的三维重建模型半年后截骨术图所示4。
(一)
(b)
craniomaxillofacial软组织的三维重建模型半年后截骨术图所示5。
(一)
(b)
3.3。几何测量面部特征截骨术之前一年半之后
如表所示1,所有患者获得直观、精确的三维重建图像和模拟手术计划和准确计算几何面部特征的差异。骨下颌角之间的宽度减少了(7.69±0.89)毫米。下颌角之间的宽度减少软组织的(5.13±1.19)毫米。两侧下颌角增加(5.68±1.43)°和(5.91±1.66)°,分别。
3.4。典型案例
下颌角的软组织之间的宽度是123.69毫米。左边的下颌角的角度是124.52°。右边是124.91°。半年后,截骨术,再进行三维螺旋CT扫描。下颌角的骨组织的宽度是94.39毫米,9.37毫米小于之前的截骨术。半年后截骨术、下颌角软组织之间的宽度是119.35毫米,4.34毫米不到之前截骨术。半年后,截骨术,左侧下颌角为129.94°,5.42°以上截骨术。右边是130.38°,5.47°以上截骨术。病人的手术很顺利,他感到满意的改善面部形状截骨术。
4所示。讨论
数字医学而形成的一门新兴学科的集成生命科学和信息科学。不仅是信息科学的一个分支领域的应用医学和健康也是现代医学的一个重要组成部分。它代表了未来医学发展的方向。因此,它具有重要的临床意义进行三维重建的脸和预测模拟和操作系统之前和之后的手术。在过去,研究面部软组织的三维重建和测量方法主要用于66°,激光扫描,立体摄影测量术等等。66°不能用于角度测量和形态学观察9]。激光扫描需要很长时间,面部表情的变化对测量的影响不可避免。立体摄影测量适用于三维重建和测量面部软组织,及其测量精度依赖于数码相机的像素的数量。
目前,除了常规的检查下颌角肥大患者,术前彩色照片的前部和侧脸,和x射线的前部和侧下颌多美的头骨和x射线。我们需要测量的宽度上,中间,和较低的部分,检查下颌角肥大和外翻程度,和测量下颌角的角。这将为下颌分类和截骨术作为参考。实际操作也主要取决于医生的经验。这大数据差异的问题。多层螺旋CT的临床应用,解决了上述问题。螺旋CT的应用程序可以提供一个三维图像的三维重建。我们可以把图像分割成任意平面和任意角度。这为临床医生提供更详细的信息在craniomaxillofacial手术。
三维重建和基于CT扫描图像的计算机模拟手术系统Altobelli于1993年首次报道。Dicom数据下的三维重建得到的三维螺旋CT扫描在国际上是一个成熟的方法。它已经成功地用于craniomaxillofacial手术。一些学者已经证实模拟计算机辅助外科手术前之间的差异和实际手术手术后是0.89毫米和1.784毫米之间10]。所有患者术后的结果感到满意。一些学者已经使用计算机辅助手术仿真技术处理复杂颅面外科疾病,发现预测结果和实际结果之间的差异是0.9毫米,和不同角度是1.7°。一些学者首先对3 d图形进行测量和分析,然后使用一个3 d电脑虚拟手术会计系统来处理各种颌面外科畸形。这对同一疾病选择不同的手术方法,选择适当的手术方法,并相信这个系统显示良好的潜力11]。
5。结论
摘要Mimics10.0软件和CT三维扫描是用来衡量手术前后病人的面部几何特征和执行可靠的三维重建。我们用计算机模拟来选择手术方式和设计截骨术行指导术中操作。下颌角的宽度之间的骨和软组织的病人减少,和两个下颌角的角增加。三维重建技术的应用提高了操作的准确性,降低了手术的风险和提高审美效果。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。