計算機(jī)輔助設(shè)計頜面缺損修復(fù)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用研究實踐思考

李洪軍

（白城醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，吉林 白城 137000）

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平也隨之不斷獲得提高，使得頜面存在嚴(yán)重缺陷的患者，可以通過現(xiàn)代化的數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)對缺陷進(jìn)行全面的修復(fù)，使得此類患者可以重拾生活的信心，以更加積極的態(tài)度面對生活。現(xiàn)階段，對于此類患者的治療，多采用的是影像學(xué)手段，對缺損部位進(jìn)行詳細(xì)的檢查，醫(yī)生根據(jù)獲取的三維頜面部圖對患者進(jìn)行修復(fù)。但是該技術(shù)應(yīng)用存在較多的問題，修復(fù)的美觀性有待提高，因此需要在原修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)[1]。基于此，本文選取確診為頜面缺損的1例患者，作為臨床疾病干預(yù)效果的研究對象，對于患者治療期間使用的頜面缺損修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的整個過程進(jìn)行分析。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院2016年1月收治的頜面缺損患者1例作為臨床研究對象。該患者，診斷后可知其是先天性的左耳部畸形，施以切除術(shù)。隨訪調(diào)查中，可知左耳全部缺失，切除術(shù)后病灶位置恢復(fù)良好，有著明顯的手術(shù)瘢痕，患者為女性。經(jīng)過臨床醫(yī)生和影像學(xué)檢查結(jié)果分析，上述患者均符合臨床修復(fù)術(shù)的各項指征，可以進(jìn)行缺損的修復(fù)處理。

1.2 方法

1.2.1 準(zhǔn)備工作

術(shù)前，準(zhǔn)備計算機(jī)、分析與制作三維建模軟件（freeform、magics RP）。

1.2.2 手術(shù)流程

首先，生成STL文件。醫(yī)生需要使用CT掃描儀，對病灶區(qū)域進(jìn)行多方位的掃描，并使用軟件將三維數(shù)據(jù)，進(jìn)行該文件格式（STL）的有效轉(zhuǎn)化。其次，鏡像對稱。使用magics RP軟件，對于生成的文件，進(jìn)行分析，中軸線為該軟件的Y軸。先引入生成文件，后選取患者鼻部鼻尖位置，以及山根位置之間距離，進(jìn)行連線，將該線作為該處理環(huán)節(jié)的對稱軸。對患者的兩側(cè)耳朵的輪廓形態(tài)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行測量，包含有全部的軟硬組織；之后進(jìn)行對稱、翻轉(zhuǎn)，醫(yī)生即可獲得需要修復(fù)區(qū)域的耳廓面積[2]。醫(yī)生需要結(jié)合人體面部的不對稱性，應(yīng)用該軟件繼續(xù)對缺損側(cè)耳廓的形態(tài)進(jìn)行分析，并在圖像上做以相應(yīng)的調(diào)整，重點觀察患者外耳道孔，測量與對稱軸之間是否對稱，以此定位最佳的修復(fù)位置，使得最終獲得的數(shù)據(jù)能夠與患者面部整體、右側(cè)健康耳朵實現(xiàn)和諧統(tǒng)一。然后圖像光滑、清晰處理，以及布爾運(yùn)算處理。在該環(huán)節(jié)的處理中，醫(yī)生需要使用freeform軟件，繼續(xù)對定位完畢的左側(cè)耳廓進(jìn)行外部不規(guī)則、線條不流暢等內(nèi)容，應(yīng)用雕刻工具，適當(dāng)?shù)奶砑踊蛘邉h減材料使用范圍來處理，以此實現(xiàn)對修復(fù)成像圖的有效修整。在布爾運(yùn)算中，醫(yī)生該環(huán)節(jié)將會獲得缺損部位，以及鏡像處理后的圖像，此時進(jìn)行該項計算，即可對兩者之間是否能夠有效適應(yīng)進(jìn)行合理計算分析，計算的方法為差運(yùn)算法。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計量資料以“±s”表示，采用t檢驗；計數(shù)資料以離西湖（n）、百分?jǐn)?shù)（%）表示，采用x2檢驗；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

本次研究中1例患者、家屬均向醫(yī)生表達(dá)對于操作技術(shù)、結(jié)果的滿意度，具體評價為非常滿意。患者使用修復(fù)模型，對缺失部位進(jìn)行良好的修復(fù)。醫(yī)生獲得最終的修復(fù)圖像后，測量患者健康一側(cè)耳廓與中軸線之間的距離為7.7 cm，較之于缺損圖像的數(shù)據(jù)測量結(jié)果之間，誤差在1 cm以內(nèi)，因此修復(fù)之后患側(cè)與健側(cè)之間差別不大，肉眼基本看不出1厘米的誤差，表明本次修復(fù)手術(shù)非常成功。

3 討 論

在目前臨床醫(yī)學(xué)法發(fā)展中，數(shù)字化醫(yī)學(xué)取得較為理想的發(fā)展成果，其在具體的外科手術(shù)應(yīng)用中，涉及的學(xué)科內(nèi)容較多，使得外科手術(shù)治療多項疾病的方式方法取得顯著的變革。數(shù)字醫(yī)學(xué)治療疾病時，多需要使用計算機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)字計算，例如CAD技術(shù)、快速成型技術(shù)等。人體的面部，屬于直接會表現(xiàn)在外部的器官組織，如果人們有面部缺陷問題，將會給正常工作、生活的順利展開，帶來諸多的問題，目前社會對于此類人群仍然有著一定程度的歧視，因此數(shù)字醫(yī)學(xué)的出現(xiàn)，為該類患者提供救治的機(jī)會，使得患者可以以正常的面貌從事各項社會活動。頜面修復(fù)中使用的計算機(jī)輔助技術(shù)為-CAD，在具體的應(yīng)用中，首先使用核磁共振等檢查儀器對病患的病灶部位，進(jìn)行掃描，獲得DICOM成像圖，之后再應(yīng)用多個類型的建模軟件，在把握患者病灶缺損具體情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的綜合性分析，以此獲得STL格式的修復(fù)格式圖像。醫(yī)生據(jù)此可以為患者盡快進(jìn)行疾病的預(yù)后干預(yù)，使得患者的頜面缺損情況，基本可以恢復(fù)到正常狀態(tài)[4]。

該手術(shù)進(jìn)行中涉及的環(huán)節(jié)較多，醫(yī)生需要對每個環(huán)節(jié)的工作，都要進(jìn)行重視，以此確保患者治療的有效性。首先，鏡像對稱。醫(yī)生根據(jù)人體器官的基本對稱表現(xiàn)，如果患者為一側(cè)的缺損，即可對正常側(cè)的圖像進(jìn)行測量成像，根據(jù)人體的中軸線來對患側(cè)處的手術(shù)圖，進(jìn)行鏡像對稱的處理，以此獲得模擬設(shè)計圖。在本文的該項技術(shù)應(yīng)用中，醫(yī)生對于患者兩側(cè)耳廓均進(jìn)行測量，結(jié)果可知測量雖然對稱，但是也有著一定的誤差區(qū)域，因此在修復(fù)時需要將細(xì)微的差異性，考慮到其中，使得耳廓的美學(xué)性獲得有效的提高。同時該種鏡像技術(shù)，較之于常規(guī)的醫(yī)生對模型的細(xì)致化處理，極大的節(jié)省人工修復(fù)時的工作量，有效的提高修復(fù)耳廓的雕刻水平[5]。其次，重視布爾計算工作。在成像圖獲得后，需要讓兩張圖之間的組織面差異降低，因此根據(jù)運(yùn)算，即可使得醫(yī)生對患者耳朵的具體修復(fù)區(qū)域的輪廓、位置等情況進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)獲得，與常規(guī)的測量計算修復(fù)結(jié)果相比較，有效的減少人工計量時的誤差，患者可以獲得高質(zhì)量的手術(shù)結(jié)果。最后，需要對圖像模型修整進(jìn)行重視。目前在修整處理中，多采用的是freerorm軟件，該軟件屬于三維模型軟件中的一種，是基于修復(fù)體美學(xué)修整而被研制出來的。通過計算，可以使得兩張圖符合患者患處修復(fù)所需的具體情況，但是在常規(guī)手術(shù)切除后，患者的患耳側(cè)常會出現(xiàn)凸起的瘢痕，且修復(fù)的重建圖像邊緣有著較多的不平整處，美觀性不理想。而通過該軟件，有效的對該問題進(jìn)行合理化的調(diào)整和修復(fù)。使得修復(fù)體能夠和患者的皮膚等組織實現(xiàn)有效的銜接、生長，使得修復(fù)出的耳廓外觀完美。

綜上所述，面部頜面缺損，應(yīng)用數(shù)字醫(yī)學(xué)修復(fù)后的價值較高，但是在現(xiàn)階段的諸多醫(yī)院還未普及應(yīng)用，需要科研人員不斷對該技術(shù)加強(qiáng)研究，以此不斷提高應(yīng)用的范圍，為更多的患者提供助益。

[1]王 靜,袁榮濤,董 苻.計算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)與3D打印技術(shù)在口腔頜面部缺損修復(fù)重建中的應(yīng)用[J].國際口腔醫(yī)學(xué)雜志,2016,43(06):725-728.

[2]徐 旭,朱慧勇,李志勇,黃 旭,趙文權(quán),游 嘉,王慧明,劉建華.計算機(jī)輔助導(dǎo)航系統(tǒng)在下頜骨缺損修復(fù)重建中的初步應(yīng)用[J].中國修復(fù)重建外科雜志,2015,29(06):661-666.

[3]雷慧云,黃曉峰.計算機(jī)輔助設(shè)計和制造在頜面部缺損修復(fù)中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志,2011,12(04):250-252.

[4]周麗斌.應(yīng)用CAD-RP技術(shù)設(shè)計并優(yōu)化個體化支架修復(fù)下頜骨缺損[D].第四軍醫(yī)大學(xué),2011.

[5]趙銥民.先進(jìn)三維導(dǎo)航與快速制造技術(shù)在頜面缺損修復(fù)與贗復(fù)中的應(yīng)用[A].中國國際科技會議中心、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院.第十三屆中國國際口腔器材展覽會暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C].中國國際科技會議中心等:,2009:1.