基于多数字化信息采集的颌面部缺损赝复体系的研究

由于颌面部缺损区信息采集方式的局限，获取的缺损区外形与实际存在误差，患者接受赝复治疗后，常发生其配戴的赝复体与周围组织不密合，甚至出现翘动的现象，亟待改进。数字化信息采集技术在颌面部缺损患者赝复体设计制作中的研究广泛开展，提高了赝复体制作的效率和精度，然而，利用CT等单一模态的数字化信息采集技术，由于成像原理的局限，使其难以完整表现颌面部缺损区的完整解剖信息，尤其是软组织边缘形态。鉴于医学成像技术所获得的目标区域形态和功能信息是互为差异、互为补充的，本研究旨在将多种数字化信息采集技术获取的颌面部缺损区解剖形态进行图像融合，融合后的图像整体信息包含更多的有用信息。同时，以此为基础，根据颌面部缺损赝复的要求进行赝复规划，利用数字几何处理技术，进行解剖结构几何建模、缺损区边界识别以及赝复体CAD模型设计和三维重构，最终实现颌面部缺损的信息快速采集、整合及赝复体精确重建。

传统的赝复治疗，在获取缺损区信息时，印模材料会对组织产生一定的刺激性，并可能引起软组织移位，造成模型偏差；同时传统的赝复工艺存在制作制作周期长、医患无法沟通等一系列问题。. 为了解决以上问题，课题组申请获得了国家自然科学基金青年基金项目，希望通过非接触式的多种数字化信息采集技术获取颌面部缺损区解剖形态，进行图像融合，并以此为基础，根据颌面部缺损的赝复要求进行赝复规划，实现赝复体CAD模型设计和三维重构，最终完成颌面部缺损的信息快速采集、整合及赝复体模型精确重建构，开发一个颌面部缺损计算机辅助设计制作赝复系统，并发表论文，申请专利。. 通过3年努力，课题组完成了预期目标，现将课题完成情况和研究成果简述如下：. 针对颌面部缺损赝复治疗中对快速非接触式无损获取面部信息的需求，项目开发了适用于人体面部三维测量和逼真可视化建模的系统，这种快速、高精度的便携式系统，使用对人体安全的白光源来背投物理编码光栅，将多频相移编码条纹投射至面部缺损患者的左右侧面部，获取到变形的光栅图像后，通过图像解码、三角原理和双目测量数据合并，实现在非接触条件下的人体数字化测量，完成面部自然状态软组织的精确数据采集。针对多数字化获取颌面部缺损区信息需要融合的要求，项目组开发了可以将多种数字化信息导入的赝复体计算机辅助设计软件，可同时显示导入的CT、MRI影像数据的矢状面、冠状面和横断面图像。软件功能模块由图像导入，图像处理，几何重建，点云数据导入，三角面网格模型重建，面模型配准，几何模型处理等7个模块组成。软件界面由工具条、数据管理栏及显示窗口构成。工具条由文件管理、数据导入、视图设置、图像处理、网格处理、窗口管理等下拉菜单组成。该软件能用于面部缺损的计算机辅助赝复体设计使用。项目组将上述硬件和软件引入临床，建立了计算机辅助的颌面部缺损的赝复治疗体系：通过光学测量系统和CT，获取患者颌面部缺损区以及正常组织信息，利用软件融合图像，并进行三维赝复体设计和快速加工，这种数字化赝复技术，保证了患者的舒适度和赝复体的精度。在研究过程中提出的“二次镜像技术”设计方法和 “解剖式”赝复设计理念，便于操作，形成了完整的技术路线。. 基于以上体系，项目组成功为多名不同程度颌面缺损患者完成了赝复治疗，获得了良好的临床效果。目前已发表论文6篇，申请专利5项，参加国际交流2次，培养研究生3名。