图像配准在临床医学诊断和辅助手术过程中非常重要,采用仿X光和数字减影图像的数字重建影像(DRR)设计将使医学图像配准精度和速度提高,提出用片段着色器同时生成三维渲染图像和仿X光或者数字减影图像的DRR,将复杂优化和配准计算采用并行计算语言OpenCL完成,使整个DRR图像生成和2D/3D配准交由图像处理单元GPU完成.实验结果表明,依赖仿真的X光图像或者数字减影图像配准方法可为图像引导的手术提供精确和快速的辅助作用.

目的:利用深度相机开发三维点云放疗实时监测系统并验证其可行性。方法:以深度相机坐标系为世界坐标系，由校准模体得到定位CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。患者的定位CT点云经上述关系转换到世界坐标系中并与深度相机实时获取的患者表面点云配准计算六维误差，完成摆位验证及放疗中分次内体位误差监测。统计系统六维计算误差的均值、标准差，配准后点云的豪斯多夫距离以及各部分程序运行时间，验证系统的可行性。选取15例真实患者，统计本系统与锥形线束CT之间六维误差。结果:模体实验中，系统在左右、头脚、腹背方向的误差分别为（1.292±0.880）、（1.963±1.115）、（1.496±1.045）mm，在偏转、俯仰、翻滚角度的误差分别为0.201°±0.181°、0.286°±0.326°、0.181°±0.192°。对于真实患者，系统平移误差在2.6 mm以内，旋转误差在1°左右，程序运行1~2帧/s，精度和速度满足放疗要求。结论:基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统能自动完成放疗前摆位验证、放疗中体位实时监测，并提供误差视觉反馈，具有潜在的临床应用价值。

目的:探索一种能辅助下颌水平阻生第三磨牙拔除的序列分牙导板的数字化设计制作方法，初步评价其可行性，以期为口腔临床应用提供参考。方法:选择2021年3月至2022年1月于北京大学口腔医学院·口腔医院综合科就诊的下颌第三磨牙低位水平阻生患者20例，其中男性11例，女性9例，年龄（30.2±2.8）岁。术前拍摄锥形束CT显示牙根与下颌管直接接触，取患者口内全牙列范围印模、进行牙颌模型光学扫描。通过Mimics24.0、Geomagic Wrap 2021、Magics21.0等软件对患者的锥形束CT数据、光学扫描数据进行三维重建、解剖结构提取、配准融合，以及进行序列分牙导板（含截冠导板、分根导板）结构的设计，然后三维打印钛金属导板，导板在牙颌模型试戴确认后，辅助医师进行分牙操作。观察导板是否就位、分牙次数、牙齿分块与术前设计匹配度、手术时间及是否有并发症。结果:本研究成功打印20例分牙导板，均在患者口内就位良好，平均分牙次数3.4次，牙齿分块与术前设计较匹配，导板平均手术时间（29.2±9.8）min，未出现骨皮质穿孔等并发症。结论:初步验证在下颌阻生第三磨牙拔除术中采用序列分牙导板辅助分牙操作可准确实现术前分牙设计的效果，有望为提高手术精度、保证安全性提供一种数字化解决方案，其精度与安全性需要进一步更大样本量的研究评估。

目的:评估中老年患者在数字化导板辅助下行种植全口固定义齿修复的长期临床效果。方法:收集2012年11月至2016年1月在滨州医学院附属烟台市口腔医院种植科行数字化导板辅助下种植全口固定义齿修复的15例患者，年龄（58.6±5.3）岁（50~67岁），男性11例，女性4例。其中上颌牙列缺失15例，下颌牙列缺失8例，共植入145枚种植体。对比术后与术前设计的种植体三维位置，评估数字化导板精度。对患者进行为期5年的随访，评估种植体的存留率，并分别通过影像学检查及临床检查对种植体周围边缘骨吸收及并发症进行评估。结果:对数字化导板精确度评估结果显示，种植体肩部偏差为（0.78±0.59） mm，根部偏差为（1.38±0.63） mm，深度偏差为（0.65±0.35） mm，角度偏差为4.12°±2.77°。种植体5年累计存留率为98.6%（143/145），145枚种植体中，种植相关生物并发症发生率为4.1%（6/145）；修复相关机械并发症发生率为57%（13/23）。负荷5年后，边缘性骨吸收为（0.69±0.35） mm；患者对种植修复的效果满意。结论:中老年患者在数字化导板辅助下行种植全口固定义齿修复的长期临床效果良好，患者满意度较高。

三维打印技术已初步应用于固定修复体、诊断义齿、义齿支架、种植手术导板、定制或个性化种植体的制作等方面。针对上述口腔修复体或口腔修复医疗器械的三维打印技术，可根据成形原理分为光固化成形、烧结成形、熔凝成形3种主要类型，而可用的三维打印材料则包括聚合物、金属和陶瓷。三维打印技术制作口腔修复体、口腔修复医疗器械的优势体现在节省材料、可个性化制作和批量制作等方面。但口腔修复体或口腔修复医疗器械的三维打印精度和强度还需进一步提高，长期临床应用效果还需进一步观察，个性化制作的优势尚未充分体现。本文从三维打印技术在口腔修复中的应用现状和未来发展趋势两个方面进行论述，为进一步推进三维打印技术在口腔修复中的深入研发和应用提供参考。

制作简便、成本低廉、精度高、适用范围广的种植导板一直是学者们探寻的热点。本文通过病例分析探讨将模型设计种植体位点方向与数字化扫描、数字化设计虚拟种植体三维位置相结合，在模型上制作牙支持式先锋钻种植导板的方法，具体展示制作流程及临床应用过程。该导板具有制作简便、成本低、可提高精度等特点，可用于单牙或少数牙缺失的牙列缺损种植修复。

近年，随着数字化技术的发展，虚拟患者在口腔修复、口腔正畸和口腔颌面外科等学科中的应用逐步增多。虽然不同学科关注口腔虚拟患者的侧重点有所不同，但口腔虚拟患者在辅助预测疗效和制订治疗计划等方面均有良好的应用前景。三维图像和数据的来源、配准的方法和方式均可影响口腔虚拟患者的构建精度和呈现效果。本文结合笔者团队研究、临床应用经验以及国内外其他团队的研究，论述口腔修复中虚拟患者的构建数据来源、构建方法及临床应用，为口腔虚拟患者在口腔修复中的规范应用和发展提供参考，并进一步展望口腔虚拟患者的未来发展方向。

目的:为成都地区正常青年汉族人群上唇相关指标三维测量数据库的建立进行先期调查，并建立参考数值。方法:采用随机数字表抽样法纳入2012年9月至2019年12月于四川省人民医院就诊的志愿者。分别收集其面部多层螺旋CT(MSCT)资料，获取影像数据生成三维模型，并使用3-matic Medical 13.0软件进行分析，对上唇相关线性指标[人中切迹点-唇珠最低点(Ls-Sto)、唇珠最低点-下唇红唇缘中点(Sto-Li)、鼻唇点-唇珠最低点(Sn-Sto)、鼻唇点-人中切迹点(Sn-Ls)、人中切迹点-下唇红唇缘中点(Ls-Li)、右侧唇峰点-左侧唇峰点(CphR-CphL)、右侧口角点-左侧口角点(ChR-ChL)、右侧人中嵴中点-左侧人中嵴中点(MphR-MphL)、右侧鼻翼基底点-左侧鼻翼基底点(SbalR-SbalL)、唇珠最低点-颏唇沟点(Sto-Sl)]、比例指标[人中切迹点-唇珠最低点/唇珠最低点-下唇红唇缘中点(Ls-Sto/Sto-Li)、右侧人中嵴中点-左侧人中嵴中点/右侧口角点-左侧口角点(MphR-MphL/ChR-ChL)、右侧人中嵴中点-左侧人中嵴中点/右侧唇峰点-左侧唇峰点(MphR-MphL/CphR-CphL)、人中切迹点-唇珠最低点/鼻唇点-唇珠最低点(Ls-Sto/Sn-Sto)、唇珠最低点-下唇红唇缘中点/唇珠最低点-颏唇沟点(Sto-Li/Sto-Sl)]，以及鼻唇角角度进行测量，并采用唇珠—双侧口角三点拟合圆法对上唇弧度进行测量，包括右侧口角点-人中切迹点-左侧口角点(ChR-Ls-ChL)、右侧人中嵴中点-鼻唇点人中切迹点中点-左侧人中嵴中点(MphR-A-MphL)、右侧鼻翼基底点-鼻唇点-左侧鼻翼基底点(SbalR-Sn-SbalL)。采用 t检验比较不同性别、年龄(18~24、25~30岁)上述指标的差异，对于不同弧度位置指标的比较采用方差分析及SNK- q法进行分析。 结果:本研究共纳入150名志愿者，其中男性68名(45.3%)，女性82名(54.7%)，年龄为18~30岁，平均24岁。(1)不同性别之间比较：线性指标中Ls-Sto、Sto-Li、Sn-Sto、Sn-Ls、Ls-Li、CphR-CphL、ChR-ChL、SbalR-SbalL、Sto-Sl的差异具有统计学意义( P<0.05)，MphR-MphL差异无统计学意义( P>0.05)；比例指标中Ls-Sto/Sn-Sto、Sto-Li/Sto-Sl的差异有统计学意义( P<0.01)，Ls-Sto/Sto-Li、MphR-MphL/ChR-ChL、MphR-MphL/CphR-CphL的差异无统计学意义( P>0.05)。鼻唇角差异无统计学意义( P>0.05)；弧度指标中ChR-Ls-ChL差异具有统计学意义( P<0.05)，MphR-A-MphL、SbalR-Sn-SbalL差异无统计学意义( P>0.05)。(2)不同年龄组之间比较：各个线性指标、比例指标、鼻唇角、弧度指标差异均无统计学意义( P>0.05)。(3)不同弧度位置之间比较：3个不同弧度位置的弧度值比较差异具有统计学意义( P<0.01)，ChR-Ls-ChL分别与MphR-A-MphL、SbalR-Sn-SbalL比较差异有统计学意义( P<0.01)，MphR-PoinA-MphL与SbalR-Sn-Sbal之间差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:该研究基于MSCT影像资料完成了成都地区正常青年汉族人群上唇相关指标三维测量数据的先期调查，并建立了参考值，可通过获得的数据集为临床评估、设计提供直观的参考资料。此外，通过测量上唇的弧度评估上唇是一种新的测量方法，能有效地反映上唇的生理弧线。

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:研究利用盆腔迭代锥形束CT(CBCT)图像用于治疗计划剂量计算的可行性分析，为自适应放疗提供图像保障。方法:使用Varian Halcyon 2.0环形加速器对CIRS 062 M模体(CIRS, Norfolk, VA, USA)进行扫描，测量其不同散射条件下的CT值并计算其平均值，建立锥形束CT-电子密度转换曲线(iterative Cone-beam CT to electron density，ICBCT-ED)。采集CIRS 002PRA盆腔调强专用模体的CT和不同位置的ICBCT图像，设计基于CT图像的VMAT计划，移植至ICBCT图像上，重新进行剂量计算，比较靶区、危及器官及三维体积剂量 γ通过率的差异。以患者实际治疗计划为基准，回顾性分析10例盆腔患者全流程三维剂量 γ通过率的差异。 结果:无散射体的孤立模式与全散射中心位置的CT值偏差较大，最大偏差144 HU。其他全散射位置与中心位置CT值相近，最大偏差<50 HU。基于盆腔模体不同位置处的ICBCT图像的计算结果，无论靶区还是危及器官的剂量偏差均<1 Gy。与基于CT图像的计划相比，基于ICBCT图像的三维剂量 γ通过率1%/1 mm和2%/2 mm的平均值分别为(88.86±1.18)%和(98.38±0.89)%。10例盆腔肿瘤患者2%/2 mm和3%/3 mm的平均值范围分别为90.03%~95.43%和93.58%~97.78%。最差结果为膀胱过充盈引起的外轮廓变化造成的剂量差异，2%/2 mm和3%/3 mm的三维剂量通过率仅为85.90%和92.90%。 结论:在足够的散射条件下，重建ICBCT-ED转换曲线，利用Halcyon直线加速器的ICBCT图像进行治疗计划设计，其精度是可以满足临床应用的标准的，为将来的自适应放疗提供了保障。