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　颅颌面结构三维分析技术研究现状      

发表时间：2007-1-9 9:40:00

更多保健方面的文章请到中国保健网>>      　　颅颌面结构三维分析是研究颅颌面生长发育规律的重要手段，同时应用于颅颌面各类先天及后天畸形的定量诊断，手术设计，手术模拟以及术后评价。自1931年broabent首创头颅定位x线头影测量技术以来，这种孤立地以正或侧位x片作为测量分析的技术广泛应用于临床实践，并得到了空前的发展，如从单纯手工测量分析发展到计算机辅助分析，从人机交互方式的半自动分析发展到计算机自动分析［11］。但随着正颌外科及整复外科手术范围的扩大，尤其是各类三维方向上复杂颅颌面发育及缺损畸形的矫治，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比较热门课题，尤其是近年来计算机软硬件的发展，图像数字处理技术，虚拟现实技术及cad、cam技术的开发应用，为颅颌面三维分析技术的研究与开发提供便利条件［16］。现就近十多年来颅颌面结构三维分析技术研究现状与进展情况进行综述。 　　1　头颅x线立体摄影分析［1～4］ 　　头颅x线立体摄影即通过对头颅在两个不同角度上x线投影分析而实现三维空间重构的分析技术。其基本原理是当从不同角度观察物体即可获得该物体表面的真实三维空间信息。目前文献报道颅颌面x线立体摄影技术有：双平面x线立体摄影和共平面x线立体摄影。 　　1.1　双平面x线立体摄影法(biplanar x-ray stereophotogammetry) 　　broadbent早在30年代发明了头颅定位仪(orientator)，并用此来对头颅正位或侧位x片同时进行二维测量分析，从而获取颅颌面结构三维空间数据，正是这一技术的最早运用［2］。双平面x线立体摄影工作原理：利用相同条件而且垂直交叉的x线对颅颌面侧面及前后位投照曝光，同时获取颅颌面正位和侧位x线影像，颅颌面上任意骨性标志点p沿x线方向分别在正位和侧位胶片平面上形成相应的投影点pf和p1，结合pf和p1二维平面坐标分析，即可确定实际标志点p的三维空间坐标，即pf和p1反x线方向形成的交叉点的位置，通过这种方法可以确定颅颌结构任意标志点在空间上三维坐标，从而计算出三维空间上各标志点之间的距离、角度及相关比例的测量［1，2］。 　　60年代，sava利用这一分析技术对颅骨的三维方向上生长发育变化作出了定量报道［6］。bolton应用该测量技术建立了标准人群数据，并确立了bolton标准模板，用此作为评价各类畸形的标准［4］。80年代，cutting利用计算机数字图像及图形处理技术完成了这种技术的计算机辅助分析，由计算机自动将正位和侧位x片二维平面坐标转换三维空间坐标系统，并根据正位和侧位x片上同一标志点的二维坐标计算出该标志点的三维空间坐标，并测量出相关标志点之间距离、角度及比例关系，同时计算机还可以根据标志点的空间分布自动描绘出颅颌的骨骼结构三维框线图(skeleograph)，因而比较直观地显示了颅颌骨骼的三维模式结构，有助于从定量及定性的角度对复杂畸形进行诊断分析［9］。近年来国内也报道了相关研究并应用颅颌面畸形的临床诊断分析。 　　计算机辅助的双平面x线立体摄影技术同时还实现了在骨骼框线图进行上颌骨、下颌骨及颏部多种正颌外科术式的模拟，手术模拟方式通常有两种：一种是由计算机系统根据bolton的标准模板按照优化原则自行模拟截骨块移动；另一种是人机交互方式即利用鼠标移动截骨块，截骨块可在三维坐标方向上同时进行移动和旋转，系统可以自动输出相应截骨块在三维方向变化的数据［10］。 　　双平面x线立体摄影分析技术，尽管近年来出现了可喜的研究前景，但必须看到其本身存在许多不精确及误差的地方，应用中仍存在着许多不可克服的困难：(1) 在标志点定位方面，并不是所有结构标志点在正或侧位x线光片上都具有同样可分辨性，由于不同方向上的(正位、侧位)结构影像重叠，有些标志点在侧位易标记，如ans、n、s点等，而在正位片上则难以确认，反之亦然。(2) 由于颅颌结构的曲面形态，在侧位片上处于最上或最下的标志点在正位片并不表现为最上或最下位置，因而造成标志点定位上偏差，如me点在侧位片上标记位置为颏部最下点，与正位片上表现的正中联合处最下点不一致，侧位片上me点应在实际位置前上方才与正位片上一致，这是侧位片颏部向下最凸处并不在正中联合部。(3) x线投照放大率校正困难，颅颌面上某一结构分别投射至正位和侧位胶片上的放大率是不同的，由于分别距正侧位胶片的距离不等，仅只有相互垂直的x线球管中心线交叉点至两片距离相等。(4) 其局限性还表现在该方法所取得的测量数据还不能与其它方法对应起来。尽管许多学者企图解决这些问题，但并不如人意本新闻共3页,当前在第1页123 责任编辑：姚红祥

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