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    2014年, 第10卷, 第1期 刊出日期:2020-07-23 上一期    下一期
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    述评
    3D打印医学
    周伟民,闵国全,李小丽
    2014 (1):  1-7.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.001
    摘要 ( 394 )  
    3D打印技术的个性化、精准化、远程化等优点,特别适合于医学领域的应用。本文介绍了3D打印技术的发展态势、技术特征,以及在医学领域的应用,包括体外医学模型、定制化医疗器械、人工器官和组织等;同时,也对3D打印技术在医学领域中的研究瓶颈和对策进行了阐述。
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    论著
    点匹配空间配准中三种误差之间的关系
    王满宁
    2014 (1):  4-7.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.002
    摘要 ( 403 )  
    目的基于标记点的点匹配方法普遍应用于计算机辅助手术的空间配准当中。点匹配中有标记点定位误差、标记点配准误差和靶点配准误差等三种误差定义方法,本实验着重研究这三种误差之间的关系及其对应用的影响。方法我们选择患者头颅CT数据进行空间配准的模拟试验,研究上述三种误差之间的关系。实验中我们使用几种不同的标记点数量,并且模拟了一个高斯分布和一个非高斯分布两种标记点定位误差模型。结果相同的标记点数量,标记点配准误差和靶点配准误差,都随着标记点定位误差的增加而增加。在相同的标记点定位误差分布模型下,标记点配准误差随着标记点数量的增加而增加,但是靶点配准误差随着标记点数量的增加而降低。在标记点定位误差符合相同高斯分布的情况下,标记点配准误差与靶点配准误差没有相关性,但是在标记点定位误差符合相同非高斯分布的情况下,两者之间表现出一定的相关性。结论在标记点数量不同的情况下,标记点配准误差不能用来衡量空间配准的情况。在标记点数量相同的情况下,标记点配准误差能否反应空间配准情况,则依赖于标记点定位误差的分布情况。
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    邮箱变更通知
    2014 (1):  6-6.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.a435
    摘要 ( 233 )  
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    基于中国数字人数据的心脏三维模型的重建
    蒋峻,谢叻,方彬吉,张绍祥,周朝政
    2014 (1):  8-10.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.003
    摘要 ( 447 )  
    目的建立心脏三维模型,为心脏相关手术术前规划,以及虚拟现实环境下的手术培训,提供三维解剖依据。方法采用"中国数字人"数据心脏区域的连续断层,经过人工数据分割,导入Mimics软件进行心脏三维重建。结果成功重建心脏三维模型,重建的模型能以多结构、多彩色显示心脏各结构的空间位置以及毗邻关系。结论通过中国数字人数据可有效重建心脏三维模型。
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    软骨细胞生物打印后细胞活力分析
    曲淼,沈聪聪,侯亦康,许佑荣,柴岗,高晓燕
    2014 (1):  11-13.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.004
    摘要 ( 351 )  
    目的初步确立软骨细胞的二维生物打印方法,实现对细胞喷射过程的控制并保持打印后的细胞活力。方法取原代软骨细胞,常规培养至第2代。实验分2组:打印组,快速成型组织打印机进行二维细胞打印,X轴间隔300μm,Y轴间隔1 500μm,激光共聚焦显微镜观察,经生物打印后培养2 h,Live/Dead viability Kit测定细胞活力,激光共聚焦显微镜观察细胞荧光染色情况;对照组除细胞悬液不行打印,其余操作同打印组。结果打印组细胞激光共聚焦显微镜观察,"细胞墨滴"在二维组织中均匀分布,满足二维设计细胞打印的要求,每个"细胞墨滴"含细胞15~35个。细胞活力测试显示,打印组细胞活力与对照组无明显区别。结论通过生物打印技术可实现软骨细胞在二维平面上的定向、定量规则分布,为进一步的细胞三维打印乃至器官打印体系奠定基础。
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    基于三维激光扫描技术的颌面三维测量与直接测量法的比较
    潘俊君,白隽瑄,张艳宁,龙丽华,周洪
    2014 (1):  14-29.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.005
    摘要 ( 332 )  
    目的设计基于三维激光扫描技术的颌面三维测量系统,并与直接测量法进行比较。方法通过三维激光扫描仪扫描28例志愿者正面、左侧面和右侧面的3幅图像,对图像进行坏点去除、补洞等前期处理,拼接经过前期处理的3幅图像并生成整体三维模型,利用自行开发的软件3D-FACE VIEWER进行颌面部直线、曲线、角度及比例的测量,并将测量结果与直接测量法得到的结果进行对比。结果三维扫描测量法的结果与直接测量法的结果相差不大。在56项点距测量中,49项测量误差不超过2~3 mm;在17项弧长测量中,7项测量误差不超过2~3 mm。结论基于三维激光扫描技术的颌面三维测量系统是一种良好可行的方法,三维测量系统3D-FACE VIEWER可以较准确地完成颌面的测量,具有一定的临床应用价值。
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    血管介入机器人系统的手术评估
    刘达,倪自强
    2014 (1):  19-21.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.006
    摘要 ( 327 )  
    目的评估血管介入机器人手术的可行性。方法选择20只成年雄性杂犬,开展左侧肾动脉和左侧椎动脉血管介入手术,对机器人手术系统的重要参数和指标进行记录、分析和评估。结果左侧肾动脉与左侧椎动脉造影均成功进行。整个实验过程用时30~60 min,平均(35±4)min,操作者未暴露在X射线下,整个实验过程安全可靠。结论血管介入机器人系统可有效辅助完成介入手术,达到了设计目的。
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    计算机辅助设计定制化植入体在复杂眶周畸形治疗中的应用
    俞哲元,曹德君,柴岗,韦敏,穆雄铮
    2014 (1):  22-25.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.007
    摘要 ( 304 )  
    目的探讨计算机辅助设计定制化植入体,对复杂眶周畸形患者治疗的准确性和安全性。方法本文回顾了2009年1月至2012年12月,于我科接受计算机辅助设计定制化植入体治疗的眶周复杂畸形患者共106例,将患者术后6月CT扫描重建影像与术前计算机模拟设计行表面几何学差异分析,判断植入体与术前设计间的差异,并统计患者并发症的发生情况。结果 106例患者中,采集6个月后随访CT共105例,植入体形态平均误差(1.32±1.64)mm,85.72%的患者误差小于2 mm。除1例患者由于反复的额窦感染,在术后2个月取出植入体,其余患者均未发生严重的并发症。结论计算机辅助定制化植入体,治疗眶周复杂畸形高效、准确、安全,可作为复杂眶周畸形临床治疗的推荐方案之一。
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    中面部牵引成骨疗效的计算机辅助评估
    徐海淞,王衡健,俞哲元,袁捷,曹德君,柴岗,韦敏,穆雄铮
    2014 (1):  26-29.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.008
    摘要 ( 353 )  
    目的应用计算机辅助的三维影像重建及测量技术,评估牵引成骨矫治中面部发育不良畸形的手术疗效。方法自2005年至2010年,对11例严重中面部发育不良患者,采用Le FortⅢ型颅面部截骨和牵引成骨术进行治疗,术前、术后运用计算机辅助的三维影像测量技术,行上气道CT三维重建,分析气道变化;头颅CT三维重建,分析突眼度、上下颌关系改变,及中面部在前颅底平面牵引前移的量,进而评估牵引成骨术在矫治中面部严重发育不良中的临床价值。结果 11例患者经Le FortⅢ型颅面部截骨和牵引成骨术治疗后,气道梗阻情况得到解除,面部外形明显改善。术后上气道平均体积增加(9.13±6.94)cm3,气道梗阻较术前明显改善(P<0.01);术前平均突眼度(21.23±3.3)mm,术后(11.4±3.5)mm,症状改善明显(P<0.01);术后ANB矫正到平均(7.16±3.41)°,SNA矫正至平均(83.06±5.85)°,咬牙合关系改善(P<0.01);术后中面部在前颅底平面平均前移(20.27±8.04)mm,术后平均随访5.4个月,CT示前移部分新生骨组织形成。结论 Le FortⅢ型截骨、牵引成骨手术治疗儿童中面部严重发育不良,可有效解除气道梗阻情况,改善面部外形。三维影像重建及测量技术是一种理想的评估方法。
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    下颌骨牵张成骨的有限元模拟
    陈莹,归来,牛峰,李彪,王亲猛
    2014 (1):  30-33.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.009
    摘要 ( 355 )  
    目的建立下颌骨牵张成骨的有限元模型,以了解下颌骨牵张成骨形变发生的生物力学基础和形变规律。方法将下颌骨CT数据导入Mimics 10.1,按临床设计的截骨线位置进行模拟截骨,然后将数据输入Magics 9.9中进行模型优化。输入Ansys 12.0建模,并进行下颌骨牵张成骨的模拟。结果牵张成骨的位移变化、应力及软组织改变均可直观有效地模拟。结论有限元分析可以总结手术效果,分析应力分布及软组织阻力方向,提出治疗过程的改进意见。
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    应用三维重建结合快速成型技术实现个性化颅耳角重建
    许枫,张如鸿
    2014 (1):  34-36.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.010
    摘要 ( 316 )  
    目的探索应用计算机三维重建结合快速成型技术,设计并制造个性化颅耳角支撑物的可行性。方法对1例拟行颅耳角重建的先天性小耳畸形患者,进行全头颅CT扫描,获取CT数据,在PC机上进行三维重建和设计,通过快速成型技术打印出实体模型。结果获得了个性化的骨水泥颅耳角支撑物。结论应用计算机三维重建和快速成型技术可实现个性化颅耳角支撑物的设计和制造。
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    三维耳郭导板的制作及其在耳郭再造术中的应用
    陈克光,傅窈窈,杨琳,戴培东,张天宇
    2014 (1):  37-39.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.011
    摘要 ( 327 )  
    目的参照小耳畸形患者健侧耳郭影像数据,制作三维耳郭导板,并打印为三维实体模型,为患侧耳郭再造提供手术指导。方法应用Mimics软件对患者健侧耳郭CT数据进行分割、镜像、膨胀等处理,获得患侧耳郭和导板的三维虚拟模型,将其导入3D打印机生产三维实体模型,并应用于临床。结果成功制作出个体化仿真度较高的患侧重建耳郭和导板的三维实体模型,并应用于临床耳郭再造术,用以指导术中精细雕刻耳郭软骨支架,并协助患侧再造耳定位。结论基于Mimics软件和3D打印技术制作的耳郭和导板的数字与实体三维模型,有助于指导术中精细雕刻耳郭软骨支架和定位。
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    快速成形技术在全耳再造术中的临床应用
    褚燕军,王明刚,柴岗
    2014 (1):  40-42.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.012
    摘要 ( 297 )  
    目的探讨快速成形技术在全耳再造术中的临床应用。方法螺旋CT扫描获取患者健侧外耳影像数据,经Mimics软件转换成STL格式文件,建模后通过镜像技术应用于快速成形系统,构建患侧外耳三维模型,在二期法全耳再造中用于术中指导一期患侧小耳的自体肋软骨耳支架的雕刻及二期颅耳角的个性化重建。结果自2012年至今采用快速成形技术构建患侧小耳模型9例,重建外耳亚结构单位大于10个,颅耳角成形稳定。随访6~13个月,患者及家属满意。结论应用快速成形技术构建外耳三维模型,相对于传统二维胶片模型更为直观、立体,值得临床应用。
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    计算机辅助导航技术在颞下颌关节侧方成形术中的应用
    吴锦阳,桂海军,张诗雷,沈国芳,杨成帅,徐兵
    2014 (1):  43-46.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.013
    摘要 ( 354 )  
    目的利用计算机辅助导航技术,提高颞下颌关节侧方成形术的精确性和安全性。方法 7例单侧颞下颌关节强直的患者,在导航辅助下进行颞下颌关节侧方成形术。通过术前手术规划,确定截骨的位置和范围。将术前手术规划的数据输入导航系统,用于术中导航。术中观察导航系统的实时性和精确性。测量和比较术前、术中及术后最大张口度的变化。术后随访观察患者并发症及复发情况。结果术前手术规划能够在导航系统工作站中顺利完成。利用探针或手术工具的实时导航,所有颞下颌关节侧方成形术均顺利完成。术前的平均最大张口度为7.0 mm,术中为37.9 mm,而术后为36.7 mm。术后随访观察,患者的功能和形态都得到了很大的改善,未发现并发症和复发情况。结论对于复杂的颞下颌关节侧方成形术,计算机辅助导航技术的应用将提高其精确性和安全性。
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    采用数字化技术辅助治疗面中裂鼻畸形
    安纲,牛峰,归来,刘剑锋,陈莹,王梦
    2014 (1):  47-48.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.014
    摘要 ( 295 )  
    目的应用数字化技术对面中裂鼻畸形患者进行术前设计,在虚拟截骨和植骨基础上进行整复手术,观察手术效果。方法选取面中裂鼻宽大畸形患者,术前行三维CT扫描,应用Mimics 10.01进行图像分析,虚拟截骨,规划截骨范围和骨块移动方向、距离。术后行头颅三维CT扫描,观察修复后的形态,评估手术效果。结果手术无明显并发症;患者对手术效果满意。结论数字化技术有利于提高手术前规划的精确性、可控性,有利于提高手术效果,并可减少术中创伤。
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    三维扫描技术检测呼吸状态对乳房整形术后体积变化的影响
    刘春军,吉恺,孙晶晶,栾杰
    2014 (1):  49-50.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.015
    摘要 ( 325 )  
    目的通过三维扫描技术,检测呼吸状态对乳房整形术后体积变化的影响。方法自2010年1月至2010年12月,随机选取20例假体隆乳术后患者作为研究对象,在不同呼吸状态下接受3次乳房三维扫描:自然呼气末(Scan1)、自然吸气末(Scan 2)和自然呼气末(Scan 3)。使用计算机软件测量Scan 1和Scan 3之间(R1)、Scan 1和Scan 2之间(R2)的乳房体积变化和三维偏差,并检测乳房体积变化与三维偏差的相关系数。结果本组术后乳房平均体积为(354.1±53.9)mL;R1的乳房体积变化和三维偏差均明显小于R2(9.9 mL VS 22.7 mL,P<0.05;0.9 mm VS 1.7 mm,P<0.05);R1的乳房体积变化与三维偏差无明显相关(P>0.05),但是R2的乳房体积变化与三维偏差明显正相关,相关系数为0.766(P<0.05)。结论保持乳房三维扫描时呼吸状态的一致性,对于准确测量乳房体积变化具有重要意义。
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    数字化辅助技术在神经纤维瘤手术方案选择中的应用
    齐向东,王伟民,张斌,白红民,马立敏,秦建增,钟世镇
    2014 (1):  51-53.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.016
    摘要 ( 250 )  
    目的探讨数字化技术在神经纤维瘤手术方式选择中的临床应用价值。方法自2010年12月到2013年12月,对27例神经纤维瘤患者行颅脑CT扫描,应用Mimics 16.0软件进行三维重建,快速成型技术打印模型,多学科设计确定手术方案,手术按预先设计进行。结果计算机辅助设计可在虚拟空间中确定手术方案,侵及颅内的病变与神经外科联合手术,其他眼部、颌骨疾患及整形手术分步进行,提高了治疗效果,平均缩短手术时间2 h。结论采用数字化技术进行神经纤维瘤并发脑膜脑膨出术前模拟手术设计,可前瞻性地了解手术步骤,精确定位治疗范围,具有较好的实用价值。
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    计算机辅助设计在面部脂肪充填术中的应用研究
    王梦,归来,牛峰,刘剑锋,陈莹
    2014 (1):  54-55.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.017
    摘要 ( 312 )  
    目的探讨计算机辅助设计技术在面部脂肪充填术中的应用。方法术前应用计算机辅助设计技术,确定自体脂肪注射部位以及注射量,对6例面部不对称畸形患者进行脂肪充填术。结果所有病例术后效果明显,外观满意,面部不对称畸形得到了明显矫治。结论应用计算机辅助设计技术指导面部脂肪充填术,手术效果满意,是一种值得推广的方法。
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    单侧完全性唇腭裂患者术前鼻牙槽骨整形的回顾性研究
    沈聪聪,柴岗,张艳,曲淼,许祐荣,侯亦康,朱明
    2014 (1):  56-59.  DOI: 10.3969/j.issn.1673-0364.2014.01.018
    摘要 ( 279 )  
    目的对接受术前鼻牙槽骨整形的单侧完全性唇腭裂患者进行回顾性研究,指导唇腭裂的术前非手术治疗。方法本研究回顾性分析了58例接受术前鼻牙槽骨整形的单侧唇腭裂患者,对正畸后未发生齿槽偏移和正畸后发生齿槽偏移的患者进行相关变量测量,并对测量结果进行统计学分析。结果本研究纳入的58例唇腭裂患者,有4例患者发生正畸后齿槽舌侧偏移,其余的54例患者正畸后未发生齿槽偏移。两组患者的前方齿槽裂隙宽度在矢状方向和垂直方向(PP’-Y、PP’-Z)存在显著差异,健侧齿槽前方与齿槽后方水平方向之间的夹角(∠PTT’)也存在统计学差异。结论单侧完全性唇腭裂患者在正畸前可能潜在齿槽偏移畸形,与前方齿槽在矢状和垂直方向裂隙畸形宽度,及健侧齿槽前方成角角度相关。无齿槽偏移患者可以直接使用矫治器缩窄裂隙宽度,而对于正畸后可能发生齿槽舌侧偏移的患者,需先矫正偏移畸形再缩小裂隙宽度。
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