基于CT三維重建的正頜外科手術計劃及仿真系統(tǒng).pdf

1、正頜外科手術計劃及仿真系統(tǒng)研究的兩個關鍵問題是對人體組織的建模和對外科手術術式的仿真。過去的研究中，對手術術式的仿真研究多圍繞人體的骨組織進行，對人體軟組織的仿真多使用簡單的理想化模型或對模型施加簡單的實驗步驟，缺乏對使用真實患者圖像數(shù)據(jù)和真實外科術式對軟組織進行完整虛擬手術過程的仿真研究。由于頜面部屬于人體的顯露部位，正頜外科手術將直接影響到患者的面部美學效果。由于許多復雜的正頜外科手術都涉及對軟組織的手術操作，所以對軟組織進行真實手

2、術術式的仿真是非常必要的。本文使用真實的患者數(shù)據(jù)和真實的外科手術術式對軟組織進行手術仿真研究。
　　本文主要以唇裂修復手術為具體實例，對頜面外科手術仿真系統(tǒng)進行了研究。因為唇裂修復手術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軟組織手術仿真的干擾。本文主要研究了唇裂修復手術的主要仿真步驟，包括患者頜面部軟組織的幾何建模、手術標志點的定位和虛擬手術刀的構建。這些步驟亦適用于頜面外科其他手術的仿真。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模型進行優(yōu)化。對手術標志點的定位，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，并對其適用性進行了比較，結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。虛擬手術刀的構建則利用圖形學中三維物體建模方法構建虛擬手術刀的外觀、利用VTK的3DWidget框架構建虛擬手術刀的行為。最后將各步驟有機結合，搭建了一個用于唇裂手