基于3dsmax唇裂修复多媒体平台的建立(1)
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[摘要]目的：收集并建立唇裂及唇裂修复手术三维可视化模型数据库，衍生相应的唇裂患儿模型，对模型进行虚拟修复操作，实现部分唇裂手术仿真。方法：利用三维动画软件(3D Studio MAX或 3dsmax)建立相应的唇裂患儿模型，在模型的基础上建立唇裂的各种分类以实现唇裂修复过程中的的定点、划线、切开和缝合操作。结果：采用3dsmax软件仿真了唇裂修复的整个过程。结论：虚拟唇裂修复操作表明本文研究方法的可行性，为颌面外科手术提供了一种有效的三维仿真可视化平台。
[关键词]唇裂修复；颌面软组织；三维可视化模型
[中图分类号]R782 [文献标识码]A[文章编号]1008-6455(2011)01-0057-03
Construction of cleft lips repairing multi-media platform based on 3dsmax
JIANG Jing1,QI Wen-Jun2,MOMING-Adli2
(1.College of Mechanical EngineeringXinjiang University Urumqi,Urumqi 830008,Xinjiang,China;2.The First Affiliated Hospital Xinjiang Medical University)
Abstract:Objective To collect and establish 3d visualization model database of cleft lips and cleft lips repair surgery, derivative corresponding harelip children model,have virtual repair operations on model,implement partially cleft palate surgery simulation.MethodsThis article established corresponding harelip children model using 3d animation software (3D Studio MAX or 3dsmax) and it established various classification of cleft lip on the basis of model to achieve noding,lineation,cuting and suture operation. ResultsIt simulated the entire process of the cleft palate repair by using 3dsmax software. ConclusionVirtual cleft palate repairing operation shows the feasibility of the method, and provide an efficient 3d visualization simulation platform for maxillofacial surgery.
Key words: cleft palate repair;maxillofacial soft tissue;3d visualization model
唇裂是口腔颌面部最常见的先天性畸形[1]。在我国，唇裂的高发程度仅次于神经管缺陷，其患病率约为1.82‰，新疆地区的患病率为1.96‰[2]，粗略估算，每年全国新增唇裂患者高达25 000名。现阶段的治疗方法为外科手术中心的序列矫治，术式采用下三角瓣法和旋转推进法。该方法有效地解决了患儿面部畸形问题，但是这两种方法对于术后面型的无法预知、年轻医师的培养、医患之间的沟通障碍等仍然存在一个标准化的过程。2005年Stephen(Stanford大学，USA)等人建立了一个唇裂手术仿真系统，用于临床医师培训和培训效果评估，但是文章并没有给出模型的形变方法。该模型也只用作对颌面外科医师唇裂手术中定点设计的评价。2009年封兴华[3]等利用VTK技术也只实现了部分唇裂修复手术的定点和切开操作仿真。
笔者根据上述的不足利用三维动画软件(3D Studio MAX或 3dsmax)实现了唇裂修复手术的仿真过程，包括唇裂患者颌面部的几何建模、修复手术的定点、划线、切开和缝合操作。为唇裂手术提供了一个可视化的唇裂修复多媒体平台。
1材料和方法
1.1 建模环境：获取头部面部模型有很多种方法，最常用的方法为：利用薄层CT获取原始数据，运用均值聚类算法进行图像分割，使用marching cubes 等值面提取算法构建几何模型并优化[3]。与基于真实患者的医学影像数据所获得头部模型不同，本文采用在3dsmax三维软件[4]中进行唇裂患儿模型的重建，按照唇裂的分类在正常儿童面部模型的基础上进行唇裂面部模型的构建，然后对唇裂部位进行虚拟手术操作(定点、切开和缝合),重建模型的轮廓和虚拟手术的操作使观察者看起来更加的清晰。在此基础上年轻医师更容易理解手术操作的整个过程，医师和患者之间也更容易沟通。模型的构建不具有针对性，对各种唇裂形式都可以实现。
1.2 数据的获取与处理：选择一唇裂患儿的头部二维视图将其导入3dsmax(三维动画软件)，按照二维视图提取面部轮廓特征点(点40和面数33)。根据面部轮廓特征点在三维模型上进行点、线，面的调整。
1.3 模型的生成：根据3dsmax三维软件中儿童头部构建的方法，先采用一正方形(长200，宽200，高200)对其按3，4，3的分段比例进行分段，按照面部轮廓特征点在三维模型上进行多边形的编辑 ......
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