目的：由二维CT切片图像重建三维颅颌面骨骼立体模型,供进一步的正颌外科手术预测和模拟系统使用。方法：利用计算机和图像处理技术对患者的颅颌面CT原始资料进行预处理,采用移动立方体算法重建三维模型。结果：建立了三维坐标系下的从任意视角观察的颅颌面硬组织模型。结论：三维CT重建模型更加形象直观、精度更高。
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计算机辅助正颌外科手术的预测和模拟系统著 论
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颅颌面硬组织的三维重建杜春华钱红 -
孙应明
段银钟‘惠光艳‘胡晓娟
( 1第四军医大学口腔医学院正畸科陕西省西安市 7 0 3;2西安交通大学图像处理与识别研究所 7 0 4 ) 10 2 10 9
【要】目的：由二维 C摘 T切片图像重建三维颅颌面骨骼立体模型，进一步的正颌外科手术预测和模拟系统使用。方法：利用供
计算机和图像处理技术对患者的颅颌面 C T原始资料进行预处理，用移动立方体算法重建三维模型。结果：建立了三维坐标 采
系下的可从任意视角观察的颅颌面硬组织模型。结论：三维 C T重建模型更加形象直观、度更高。精
【键词】颌面畸形；C关颅 T切片；三维重建；计算机图像处理
[图分类号】 8 4 4 R7 2 2中 R l、3 8、[献标示码] [章编号】10文 A文 0 8—6 5 (0 2 0 4 5 2 0 ) 5—0 7 4 3—0 2
Co M PUTE R— A SSI STE D T H RE E D I EN Sl NA L PLA NN I G A ND SI U LA TI N SYST EM Fo R o RT H o G N ATH I M O N M o C SU RG E RY: CR AN I FA CI L O A Bo N ES’M o D EL E R C O N S RU CT I N T O
S N Y n—m n’D N Y n—z o g, UI u n U ig ig, UA i h n’ H a g—y n, U Xi j a U C u G a’H a o— u n,D h n—h a n A o g u a d QI N H n
( . p rme to th d n is, tmaoo ia l g, h o rh Mi tr dc l iest,’ n S a n i 0 2 1 De at n fOr o o t c So tlgc lCol e T e F u lay Me iaUn v ri Xia, h a x 1 03; o t i y 7 2 I si t fI g c g i o
n rc sig,’ n Ja tn iest,’ n S a n i7 0 4 Chn 、 n t ueo ma eRe o nt n a d P o e sn Xia ioo g Unv riy Xia, h a x 1 0 9, ia) t i
【 sr c】ob e tv:I r e od v lp ao h g ahcsmuain sse we rc n t c r noa ils eeo d lb s do wo Ab ta t j cie n od rt e eo r o n ti i lt y tm e o sr taca ifca k ltn mo e ae n t t o u
di e son lCT lc s .M e ho m n i a s ie t ds: Afe e r ce sng t c t rpr p o s i he a quie r d CT t nd d sgn n h o d n e s s e da a a e i i g t e c or i at y tm, we u e t e M a c ng s h r hi
Cu s Al o ih m e h d t e e at hr e di e son lmo 1.Re uls: Th e o s r c e m a e c n b e r be g rt i m t o o g n r e a t e m n i a de s t e r c n t t d i g a e s en fom n a b ta i u a r ir r vewi g y n
p nt.Conc u i oi l son: Usn hi y tm,we o ai r r ctc la d c ur t hr e di nson lCr n o a i Bo s M o 1 i g t ss se bt n a mo e p a i a n a c ae t e me i a a i f cal ne’ de .
【 y wo d】 rno—ma io—fca eomi: C l e; c mp tri g rc sig tre—dme so a e o srt n Ke r s ca i xl l a ild fr t y T si s c o ue ma e po esn; he i n in l c n t i r co
当前，一些不对称以及复杂的颅颌面畸形对于正颌外科和整形外科医生来说仍是一个挑战。常规 正位或侧位 x片二维分析并不能准确地反映该类
畸形的特征，因而不能有效地指导临床诊断及手术设计与模拟。因此，如何实现颅颌面结构三维立体诊
断分析与治疗设计，逐渐成为国内外有关学者关 注的一个热门课题。本研究利用计算机和图像处理技术对 C T二维切片图像进行分析和处理，实现了
受 C T检查的患者。 C T机为 P c e 0 0美国 )扫 ik r 0 ( 6,描层厚 2 mm,螺距 1 5 m,扫描层数由患者头部的 .m高度而定。患者仰卧位，眶耳耳平面与水平面垂直。颌下区开始扫描，直覆盖到整个头部。描从一扫胶片将 C T数据传输到个人计算机。文件格式为 1 6位 ( i像素，素间距 0 8 m。 bt )像 .r a 1 3数据的预处理：为了提高重建图像的质量， . 消除原始的切片文件噪声和 C T机采样密度方向性不均匀的问题，需对数据进行预处理。主要包括二维 C T切片的滤波、插值以及三维立体数据的滤波。分别采用空间滤波和频域滤波、以及基于图像匹配的图像插值方法来完成。
14 .头颅骨骼表面的三维重建：得到预处理的
颅颌面骨骼的三维模型重建。从而大大提高了诊断分析的准确性和可靠性，并为进一步的正颌外科手
术计划和模拟奠定了基础。
1材料和方法
11 .
计算机系统：本系统的硬件主要有 p nim et u
切片文件，接下来就是利用这些二维切片通过各种
方法重建头颅骨骼表面。本研究所采用的是基于体素的表面重建方法即移动立方体法
cb s。 u e )
m5 0内存， 5 M;盘， 0 5; 26硬 2 GB;描仪；色打印扫彩机；图像加速卡等。操作系统：Wid w 8操作平 n o s9台。计算机系统的专用分析和图像处理软件基于
( rhn Mac ig
Mi oot sa一 6 0编制。全部操作过程采用人 c sf r Vi l u .
机对话和菜单选择方式完成。
15 .
坐标系统：为了有利于对三维图像进一步
分析，需对空间的三维坐标系统加以定义。本系统采用了五个关键标志点用来对此坐标定义。
12 . C T资料的获取：我院门诊正颌外科自愿接
【金项目】安市科技计划项目 ( G 0 1 5基西 G 20 1 )
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