目的:探讨隐形矫治器在上前牙内收过程中侧切牙上不同形状附件的生物力学表达,为改善临床设计提供思路.方法:通过三维有限元技术将CBCT数据进行体外仿真,分别在侧切牙上设计无附件(A1)、矩形附件(A2)、楔形附件(A3)和弯弧形附件(A4),利用Ansys计算相同载荷设计下侧切牙、牙列和隐形矫治器的三维变化及牙周膜等效应力(von Mises)分布.结果:侧切牙位移冠状向变化量A1＞A4＞A3＞A2,矢状向变化量A3＞A4＞A1＞A2,垂直向伸长量A4＞A3＞A1＞A2;各组牙列整体位移呈现弓形趋势;隐形矫治器不同部位形变存在差异.A1与A2组牙周膜von Mises分布大致相似,A3组仅在根1/3舌侧区域出现应力集中,A4组牙颈部应力远大于A1组与A2组.结论:矩形附件与弯弧形附件在冠状向控制上具有优势,矩形附件在垂直向的控制效果最佳,附件受力面积与实际位移效率并不存在绝对关联,其受力面的形状会大幅度干扰具体力学表达效果.

虚拟现实(VR)是一种可以创建和体验虚拟三维场景的计算机仿真系统，能够为用户提供多感官信息。近年来，随着5G、人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展，VR技术在眼科领域的应用迎来了新的机遇和挑战。在视力、调节功能、立体视等视功能评估方面，VR结合红外眼动跟踪、双眼分视、人机交互等技术能够完全控制呈现给用户的画面，为实现个性化、自动化诊断提供了可能，并能够有效降低人力成本。在斜视、弱视诊疗方面，VR再结合其环境沉浸性、三维成像等技术，能够为用户提供丰富的画面，减少了斜视眼位测量、弱视眼间抑制量化上的检测技术难度；并可以通过模仿斜视聚散训练、弱视知觉训练等范式，提高斜视正位训练、弱视知觉训练和立体视训练的趣味性和依从性。增强现实技术与计算机生成的视觉增强、全息成像、三维音频提示和自适应光学相结合，可有效弥补低视力人群的视觉缺损，提高其生活质量。在近视防控领域，VR技术的利弊目前尚有争议，但仍具备潜在的应用价值。本文就虚拟(增强)现实技术在视功能评估与重建中的应用现状进行综述，并对其可能面临的挑战进行分析，以期推动医工融合在眼科诊疗领域的发展。

口腔美学修复中，修复后的美学效果是患者术前关注的重点，也是医患沟通的重要内容。随着口内扫描、面部扫描、数字化设计、数控切削和三维打印等技术的发展和联合应用，数字化技术逐步应用于口腔美学修复前的虚拟仿真设计，模拟修复后的美学修复效果，并用于医患、医技沟通，最后将患者满意的设计效果转移至最终修复体上，以提高患者对美学修复的满意度。本文对数字化虚拟仿真设计在口腔美学修复中的应用展开综述，分析其研究现状、不足以及发展方向，以期为临床诊疗提供参考。

有限元方法是利用数学近似对真实物理系统进行模拟的一种数值计算方法，因具有很强的适应性、计算精度及利用计算机进行大规模计算的能力，其适用范围已从传统的结构分析扩展到几乎所有的科学技术领域。人体消化系统可大致分为实质脏器（肝胆、胰腺）及空腔脏器（食管、胃、肠道），利用有限元软件的强大建模功能及其接口工具，可以建立三维人体消化系统模型，并能够赋予其生物学特性对模型进行实验条件仿真，求解在复杂外力及边界条件作用下各种消化系统疾病的问题。本文对有限元方法在人体消化系统领域的应用特点进行综述，并指出未来的发展方向。

目的:利用计算机仿真技术模拟发育性髋关节脱位(developmental dislocation of the hip，DDH)患儿不同股骨颈前倾角时股骨的应力分布，以明确DDH患儿股骨颈前倾角矫正的意义，并指导手术方案的制定。方法:回顾性分析2021年6月在山西省儿童医院骨科住院治疗的1例右侧DDH患儿影像学资料。患儿女，6岁，提取正常侧(左侧)髋关节股骨扫描数据，通过三维CT扫描重建股骨三维模型，分别设计股骨颈前倾角35°、25°、15°时的力学仿真模型，通过有限元软件进行仿真计算，观察不同股骨颈前倾角度时股骨的生物力学分布。结果:DDH患儿股骨三维模型上股骨颈前倾角为35°、25°、15°时股骨模型受到的最大应力分别为21.18 MPa、17.36 MPa、9.85 MPa。股骨颈前倾角为35°时，股骨干应力集中；股骨颈前倾角为25°时，股骨远端骨骺的应力降低25%；股骨颈前倾角为15°时，股骨应力主要集中在股骨头颈至股骨干上段。股骨颈前倾角为35°时，位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中段；股骨颈前倾角为25°时，位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中上端；股骨颈前倾角为15°时，位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨颈。股骨颈前倾角为35°、25°、15°时其股骨远端骨骺的最大位移分别为0.0041 mm、0.0018 mm、0.0012 mm。结论:股骨颈前倾角对DDH患儿的股骨力学有着重要影响。股骨的应力分布随着股骨颈前倾角改变而改变，股骨颈前倾角度增大，股骨干应力逐渐增加，在股骨干位置出现应力集中现象；股骨颈前倾角越大，应力传递在股骨干区域受到的遮挡效应越大，股骨远端骨骺在横断面的变形也增加。股骨颈前倾角为15°时股骨应力分布较为理想。

目的:探索三维数字化仿真设计与实现技术在前牙美学修复中的应用路线，评价其临床应用效果。方法:选择2017年12月至2019年6月于北京大学口腔医学院·口腔医院修复科就诊、需行前牙美学修复的患者30例，应用随机数表法随机分为两组，每组15例。试验组男性4例，女性11例，年龄（36.0±10.5）岁；对照组男性6例，女性9例，年龄（32.0±6.7）岁。试验组采用三维数字化仿真设计技术进行修复效果的术前三维数字化仿真预测，并根据患者意见修改修复体形态，患者对预测效果满意后，用数字化技术复制修复体形态设计至最终修复体，并用数控切削技术制作全瓷修复体。对照组采用二维数字化设计进行修复效果预测，技师参考二维预测图片，雕刻修复体蜡型并用热压铸技术制作全瓷修复体。患者采用视觉模拟评分法（visual analogue scales，VAS）对数字化设计效果的仿真度、数字化设计效果与实际修复效果的相似度进行评分，并对修复体进行患者满意度分级评价；由1名不知患者分组情况且具有高级职称的口腔修复医师参考改良美国公共健康服务标准，对两组修复体质量进行评价。结果:成功建立前牙美学修复三维数字化仿真设计和实现技术流程。试验组患者对数字化设计效果仿真度的VAS评分［（8.5±0.5）分］显著高于对照组［（7.2±0.7）分］（ P<0.01），对数字化设计效果与实际修复效果相似度的VAS评分［（9.6±0.3）分］显著高于对照组［（7.0±0.9）分］（ P<0.01）。试验组修复体患者满意度分级显著好于对照组（ P<0.05）。两组修复体质量在外形准确性、边缘密合性和表面光滑性上的医师评价差异均无统计学意义（ P>0.05）。 结论:在前牙美学修复中应用三维数字化仿真设计和实现技术，可在术前进行三维数字化仿真设计和修复效果预测，设计效果可精准转移至最终修复体，能有效促进医患交流，提高患者对美学修复效果的满意度。

目的:对比评价仿真头颅模型环境下口内扫描仪3种全牙弓扫描策略的扫描精度和扫描时间，探讨临床适应性更强且可获得高扫描精度的全牙弓扫描策略。方法:采用相互对照实验设计，使用光学扫描仪ATOS Core扫描上颌模型，获取“.stl”格式数据作为参考数据。将上颌模型固定于仿真头颅模型上，由1名具有3年口内扫描经验的主治医师使用4种口内扫描仪［A（TRIOS 3）、B（CS 3600）、C（CEREC Omnicam）、D（iTero）］，分别使用3种扫描策略（扫描策略1、2、3分别由10、5、7段路径组成）各扫描9次，获取“.stl”格式数据作为口扫数据，并记录扫描时间：完成所有扫描路径、获得1个完整的全牙弓数字化模型的时间为全牙弓扫描时间；补扫模型表面图像空缺处的时间为补扫时间；全牙弓扫描时间与补扫时间之和为总扫描时间。使用Geomagic Wrap软件的最佳拟合功能，获得口扫数据与参考数据三维偏差的均方根值，以评价扫描正确度；对同一口内扫描仪同一扫描策略9次扫描获得的口扫数据进行两两比较，获得均方根值以评价扫描精密度。结果:使用同一扫描仪的条件下，3种扫描策略扫描正确度的总体差异均无统计学意义（ P>0.05）；3种扫描策略扫描精密度的总体差异均有统计学意义（ P<0.05），其中扫描策略3在各扫描仪中的扫描精密度均为最高。扫描策略1、2、3的全牙弓扫描的时间分别为（130±24）、（72±17）和（90±19）s，各组间差异均有统计学意义（ P<0.05）。扫描策略1和3的补扫时间分别为（26±18）和（25±21）s（ P>0.05），均显著少于扫描策略2［（50±24）s］（ P<0.05）。扫描策略2和3的总扫描时间［（122±30）和（115±29）s（ P>0.05）］显著少于扫描策略1［（156±31）s］（ P<0.05）。 结论:仿真头颅模型环境下使用扫描策略3进行全牙弓扫描，可获得高精度扫描数据，操作更便捷，扫描时间更短，且普适于目前临床常用的口内扫描仪。

目的:通过感光聚合物喷射（photopolymer jetting，PJ）一体化三维打印多色多硬度牙颌模型，定量评价打印精度，以期为PJ的临床应用提供参考。方法:选择经扫描和软件处理的上颌Kennedy第二类第一亚类牙列缺损的牙颌模型数据为参考数据，通过基于数字光处理（digital light processing，DLP）技术的单色单硬度打印机（DLP-800d）打印单色单硬度DLP模型5个（DLP组），通过基于PJ技术的多色多硬度打印机（J300Plus）打印多色多硬度PJ模型5个（PJ组）。三维扫描打印模型，将打印模型扫描数据在Geomagic Studio 2013软件中配准于参考数据，计算整体及各区域（余留牙列、邻缺隙基牙、完整牙龈、非游离缺失区牙龈、游离缺失区牙龈、可摘局部义齿黏膜支持区）的三维偏差，以均方根值表示，均方根值越小，打印正确度越高；将同组5个模型的扫描数据进行两两配准后计算三维偏差，均方根值越小，打印精密度越高。以200 μm为临床可接受误差的阈值。比较两组牙颌模型打印正确度和精密度的差异。结果:两组牙颌模型整体及各分区打印正确度均方根值均小于200 μm；DLP组整体打印正确度［57.70（2.10） μm］显著优于PJ组［71.00（7.70） μm］（ P<0.05）；DLP组整体打印精密度［15.20（5.05） μm］显著优于PJ组［37.55（15.55） μm］（ P<0.05）。 结论:本项研究采用的国产PJ打印机能以较好的正确度和精密度打印多色多硬度牙颌模型，可为实现牙颌模型软硬组织区域硬度差异化仿真提供一体化三维打印。

数字化技术广义上是指计算机技术、信息网络技术、精密设计制造技术、三维重建与可视化技术、手术模拟仿真、模型快速成型、手术实时导航、远程医疗、机器人辅助技术及人工智能等先进技术，近年来在颅颌面整形外科领域的应用日益增多，如影像资料处理、三维信息采集与储存、术前规划与手术模拟、模型的精确制造、个性化手术导板及修复体的定制、手术导航、机器人辅助手术、医学大数据处理、远程医疗等，该文就上述方面进行了梳理和评价。

目的:利用三维仿真建模技术于术前对直肠癌患者的结直肠肠管、肿瘤、关键血管等解剖结构进行三维重建、分类及测量，评估所得数据及信息对腹腔镜辅助直肠癌根治术的吻合口张力预判、重要血管变异类型、解剖标志定位等的准确性，以及对手术的指导作用。方法:回顾性分析2019年1月—2021年2月首都医科大学附属北京地坛医院普外科收治的50例腹腔镜辅助直肠癌根治术患者的病历资料，其中男性31例，女性19例，年龄42~83岁，平均年龄(62.72±15.21)岁。以患者术前是否进行三维仿真重建进行分组，将术前行腹盆腔增强CT并进一步进行三维重建的患者作为重建组( n＝24)，将术前只常规进行腹盆腔增强CT的患者作为对照组( n＝26)。对于重建组患者术前利用Mimics软件对患者CT影像资料进行三维仿真建模，针对模型进行术区结直肠及肿瘤长度、盆腔壁刚性结构相关长度、肠系膜下动脉(IMA)距左右髂总动脉分叉点长度、IMA变异类型及占比、左结肠动脉(LCA)距IMA起始部长度、LCA与IMV距离等关键数据进行测量，并与术中所得实际数据进行一致性相关系数(CCC)分析，评估三维仿真建模技术对于手术指导的准确性。采用MedCalc 19.0软件进行统计学分析。 结果:重建组模型各径线数据(肠道、盆腔、血管)与术中对应结构测量值，经一致性相关系数CCC评价均大于0.9。预测游离结肠脾曲1例，实际游离结肠脾曲1例，预测准确率100%。重建组IMA变异共分为4型，均经手术验证。重建组手术时间( P＝0.011)及各血管定位时间(IMA， P＝0.043；LCA， P＝0.007；IMV， P＝0.034)均较对照组缩短，且术中出血量少( P＝0.017)。 结论:术前应用三维仿真建模技术有助于术者准确预判术中吻合口张力、IMA变异类型及其相关径线长度，据此可于术前制定精准手术方案指导手术。