[發明專利]基于三維視覺測量的非對稱特征顏面贗復體制備方法

有效

• 申請號: 200810038841.6
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101292915A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 習俊通;孫進;熊耀陽;陳曉波;張富強
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61B19/00;G06F17/50
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 周文娟

技術領域

本發明涉及一種顏面贗復體制備方法，特別是一種將非接觸三維視覺測量、反求工程及快速成型的集成技術用于顏面修復的基于三維視覺測量的非對稱特征顏面贗復體制備方法，屬于機械工程和醫學工程技術領域。

背景技術

由于頜面器官的特殊解剖形態、組織結構及其他影響因素，顏面大面積缺損通過外科手術方法有時無法達到滿意的修復效果，目前采取贗復體進行治療在整個顏面缺損治療方法中占有相當大的比例。然而，近幾十年來，顏面贗復體的制作技術一直停留在傳統的印模制取和技師手工雕刻階段，即采用各類印模材料取得患者的缺損區的缺損狀況，翻制模型后，再由技師憑經驗進行手工的蠟形雕刻，充填后完成。這種傳統的方法存在一些缺點：印模材料會對肌體組織產生一定的刺激性，并可能引起軟組織移位，造成模型偏差；傳統的技工操作方法存在制作工藝復雜、制作周期長、美學效果差等一系列問題，贗復體的制作很大程度上要依賴于技師的個人美術方面的能力；另外，傳統方法在贗復體的定位，與組織面貼合，邊緣處理，以及形態學上都存在著欠缺。

隨著計算機技術的發展，計算機輔助設計和制造(CAD/CAM)、反求工程(RE)、快速原型(RP)等新技術應用于顏面缺損的贗復領域。這種方法替代了原來的取模方法而獲得精確的缺損區信息；顯著提高了贗復體的制作效率和仿真質量；同時簡化了手工制作過程，減少了技師工作強度；促進了醫患之間的交流，使術前的預測形象更具體，已成為贗復體設計制作的發展方向。國內外學者嘗試各種不同方法進行顏面贗復體制作，但都存在不同程度的缺陷。在獲取缺損顏面數據方面，目前使用的方法有：1、CT、MRI，其存在的缺點是：空間分辨率低、測量精度差，尤其對軟組織的重建有一定的欠缺；CT和MRI掃描時的放射線對人體有一算機技術的發展，計算機輔助設計和制造(CAD/CAM)、反求工程(RE)、快速原型(RP)等新技術應用于顏面缺損的贗復領域。這種方法替代了原來的取模方法而獲得精確的缺損區信息定損害，且測量方法獲取數據時間長，臨床使用的成本高；2、激光掃描技術，其存在的缺點是：測量速度較慢，無法滿足測量過程中人體姿態和表情變化對測量快捷性的要求，激光光源對人眼潛在的傷害，都限制了該種方法在人體測量及面部整修中的應用。已有技術中，日本的Tsutsumi在“A?CAD/CAM?technique?for?fabricating?facial?prostheses：a?preliminary?report，International?Journal?of?Prosthodont.”(1997Sep-Oct；10(5)：467-472)一文中將CAD/CAM技術應用于顏面缺損修復治療，他使用激光掃描儀獲取缺損面部的三維形態數據，經過數據處理和幾何重構后得到缺損處CAD模型，再利用平板印刷法建造出贗復體的樹脂原型；澳大利亞的G.Dimitroulis在“Fabrication?of?a?maxillofacial?prosthesis?using?acomputer-aided?design?and?manufacturing?system”(Journal?ofProsthodontics，Vol?13，No3(September)，2004：pp179-183)一文中，通過類似技術方法制作了全鼻缺損的贗復體；國內第四軍醫大學劉曉芳、吳國鋒等在“鼻缺損修復CAD/CAM系統的開發”(實用口腔雜志，2006年11月第22卷第6期)一文中，采用CT技術對患者面部進行活體檢測，從正常成人全鼻形態三維數據庫中選取與患者鼻形態相似的正常全鼻數據模型，重建全鼻三維模型。這些研究均處于探索階段，如在制作鼻贗復體方面，依據患者面部的測量參數與標準臉型作比較來選取標準臉型，測量和比較的工作量大、主觀因素影響多，而且測量誤差往往會累積到建模過程中。因此整個顏面缺損修復系統仍存在一定的缺陷，離臨床應用也還有相當長的距離。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺陷，本發明采用先進的數字技術，提供一種將非接觸三維視覺測量、反求工程及快速成型的集成技術用于個性化面部非對稱特征顏面贗復體制備方法，適用于非對稱特征顏面完全缺損情況下贗復體的制備，包括全鼻缺損、全唇缺損。本發明是通過下述技術方案實現的：

本發明制備方法包括以下步驟：

1)采用雙單目三維測量系統獲取患者面部外形的多視圖點云數據；

2)對點云數據進行預處理，包括點云無用點去除、對多視圖點云進行拼合、重采樣、坐標歸一化，得到一個完整的患者顏面測量部位的三角面片F；