数字化技术在颌部整形中的若干应用

摘要

本文主要研究了数字化技术在颌部整形中的若干应用。目前，将工程方法应用到医学中是研究中的一个热点问题，在诊断医学、手术规划及模拟仿真、整形以及解剖都有重要应用。 在文中主要涉及到了医学图像的分割与处理、快速原型的制造、计算机辅助设计，模拟手术以及虚拟现实等等。整形设计全部过程都是在三维可视化的基础上进行，根据患者提出的形状，设计者逐步设计出模拟效果图，然后由患者再提出意见，设计者再进行修改，由此反复进行，直到达到患者满意效果。所有这些设计还可以根据医学统计资料，建立的美学标准档案，克服了以往凭经验雕刻的局限，使得整容设计走向了个性化、数字化以及定量化。同样也使患者对术后效果有了直观性认识，减少了不必要的医疗纠纷。 具体包括对三维模型进行旋转、平移、剖分，以及采用有限元分析的方法对手术过程进行数值模拟，分析数值模拟皮肤的结果和整容模拟效果的偏差。这样一方面用来模拟手术各软组织的变形情况，另一方面可以验证经验法的准确程度。 根据数值模拟的结果，经过患者的彩色图片附着，具体分析患者术后效果，根据患者要求就行重复性设计，直到满足患者要求为止。

目录

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声明

第1章绪论

1.1引言

1.2整形手术的现状

1.3整形手术存在问题

1.4技术生物及其研究进展

1.4.1技术生物工程的概念

1.4.2技术生物工程的关键技术

1.4.3技术生物工程的展望

1.5课题研究的主要内容与意义

1.5.1课题研究的主要内容

1.5.2课题研究的意义

第2章头部三维重建及快速原型制造

2.1原型数字化

2.1.1原型数字化的主要手段

2.1.2基于螺旋CT实现头颅原型数字化

2.1.3基于螺旋CT实现头颅重建

2.3快速原型制造

2.3.1快速成型在医学中的应用

2.3.2重建模型的快速制造

2.4三维模型外观设计

2.4.1颌部美学指标

2.4.2颌部外观设计

2.4.3修复模型三维测量

2.5本章小结

第3章计算机辅助设计

3.1曲面重建理论

3.2面部皮肤数据的拟合

3.2.1曲线拟合

3.2.2曲面拟合

3.2.3期望形变量求解

3.3手术去除量的确定

3.4小结

第4章计算机模拟手术

4.1计算机模拟手术的发展

4.2计算机模拟手术理论基础

4.2.1平移变换

4.2.2比例变换

4.2.3对称变换

4.2.4旋转变换

4.3算法实现：

4.4计算机模拟手术基本功能

4.4.1切片获取

4.4.2测量

4.4.3切割功能

4.4.4骨块的旋转拼接

4.4.5其他功能

4.5小结

第5章计算机数值模拟以及虚拟现实

5.1手术采用方法

5.1.1采用外部切口

5.1.2采用口内切口

5.2面部软组织材料属性

5.3软组织三维有限元模型的建立

5.4面部软组织三维变化预测

5.4.1定义约束条件

5.4.2仿真求解与原数据比较

5.5三维贴图

5.5.1 Java3D介绍

5.5.2纹理贴图的原理

5.5.3纹理函数

5.5.4 Java3D中局部贴图的实现

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢