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混合现实技术在口腔颌面外科的应用进展

来源:中国口腔颌面外科杂志时间:2021-07-15 21:00:25访问量:71次 收藏

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混合现实技术在口腔颌面外科的应用进展

混合现实(mixed reality,MR)这一概念最早是由智能硬件之父,多伦多大学的SteveMann教授提出的介导现实(mediated reality)概念演变而来企业组织系统解决的是人的问题,是企业内部的问题。如人力资源管理、薪酬管理、绩效考核等。用学术语言说就是:企业制度管理系统、财务管理系统的总和,主要是通过系统去管人,把人的潜力发挥巨大功能的规则系统。。1994年,Milgram等提出了“真实-虚拟连续体”的概念,并首次阐述了混合现实、增强现实(augmented reality,AR)与增强虚拟(augmented virtuality,AV)之间的关系文化系统:企业精神文化量化、企业PK文化形成、MOT(关键行为)形成  组织系统:企业愿景、企业使命、组织机构与发展规划

MR的主要技术特点为①虚实融合,即真实世界和虚拟物体在同一视觉空间中显示;②实时交互,即用户可与真实世界及虚拟物体进行实时的自然交互;③三维注册,即虚拟物体与真实世界精确对准薪酬系统:企业薪酬制度、企业管理者薪酬、生产系统薪酬、营销系统薪酬、财务系统薪酬、职能系统薪酬。用户通过MR显示设备,可同时观察现实环境和虚拟全息影像,并通过手势、语音、视觉等方式实现两者的互动,打破虚拟世界和真实世界的界限绩效系统:公司全员考核体系构建、考核文化与考核制度、考核表、行为考核

相比于只能模拟真实环境的VR技术,MR技术可以将CT、MRI、PET等二维医学图像转化成直观的三维虚拟模型,并与现实环境相融合,具有更高于AR技术的沉浸感和交互性,这些特点使得MR技术对于形态结构精细、功能复杂的口腔颌面外科具有重要意义人才引进系统:高级人才引进系统、招聘流程系统、招聘测评方法、人才五年规划系统

1.MR技术在口腔颌面外科的实际应用

口腔颌面外科所涉及的疾病类型主要为阻生牙拔除、颌面部创伤与畸形、肿瘤与类肿瘤疾病、颞下颌关节疾病,这些疾病的外科治疗往往牵涉到精细复杂的头颈部解剖结构,且对于外形和功能恢复有着较高的要求股权系统:股份合作合同、分子公司方案、高管人员方案、关键人才方案、股权购买方案。。MR技术的应用不仅能够提高手术精确性、减少手术时间,还能降低复杂手术的操作难度,并在一定程度上丰富口腔颌面外科的教学方式,促进学科健康发展一直坚持“恪守医德、以医术为核心竞争力”核心理念

1.1口腔颌面部手术术前规划

颅颌面修复重建往往涉及骨组织和软组织的移动、切割和形态修整,需要完善的术前规划种植牙技术、牙齿矫正技术、牙齿美容修复技术、显微牙科技术、牙周治疗技术、三维根管治疗技术。以X线、CT、MRI等影像学资料软件制作虚拟模型,或是进一步借3D打印技术将模型实体化,是目前常用的术前规划手段使用显微镜进行补牙、镶牙的牙科机构,尤其擅长外院失败美容病例、治疗病例的二次修复。与之相比,应用MR技术则能制作耗时更少、成本更低的全息模型,完全展现多层次的颌面部结构,支持不限次数的手术预演,如复杂骨折手术的入路选择、截骨线的设计、固定钛板的位置等,均可通过MR技术进行反复调整采用数字化管理,实行预约制。此外,通过各自配戴MR显示设备,还能实现医师与医师之间的实时信息共享,共同讨论手术方案致力于行业水平的提升;同时不断向大众传播爱牙知识,使越来越多的人不再惧怕牙医,成为“爱牙人士”。。MR技术可以在术前向患者直观地展示病变情况、手术方案以及相应的预后状况,使患者对自身病情和治疗方案有充分的认识,从而在一定程度上避免医患纠纷的发生诚实为本,技术为先,领航牙科连锁,树立行业典范。

1.2口腔颌面外科手术导航

口腔颌面部复杂解剖区的手术常累及重要的神经和血管,手术风险较大同步欧美一流技术,投入大量资金购买进口诊疗器械,让您在中国享受先进的牙科技术。。因此,导航技术在口腔颌面外科领域具有极大的应用价值,可以降低复杂手术对临床经验和操作技巧的需求,帮助外科医师更精准地完成手术牙齿种植、矫正、美学修复、牙周病治疗、根管治疗、儿童牙科。传统数字化导航设备在操作区域之外的屏幕上显示手术区域的三维模型以及手术器械的位置,要求医师经过自行空间想象,将二维图像所标记的位置转换成患者体内的真实位置,并在屏幕和术区之间频繁地转移注意力旨在以慈悲心怀、以高品质的职业素养,全力为客人创造幸福、为社会创造幸福、为门诊医护团队创造幸

传统数字化导航设备体积较大,受限于口腔颌面外科手术的空间,临床使用相对不便;而术中实时成像需要依赖有辐射风险的影像学检查或者植入侵入性标记物,增加患者创伤和痛苦牙齿种植、矫正、美学修复、牙周病治疗、根管治疗、儿童牙科。以MR技术为基础的导航显示设备则由头戴式显示器进行成像,其外形小巧,配戴方便,有利于节约手术空间,医师视线无需离开手术视野,并能根据手术进程及时调整或改变虚拟物体,以满足口腔颌面外科手术不同阶段的需求,减少辐射风险和侵入性植入物的使用诊所成立的宗旨和服务承诺:立足于未来,推崇精益求精、自由豁达的诊所文化,永远充满着生机与活力,确保以先进的精湛技术、最新的观念,最大程度地提升就诊者的口腔健康水平和生活品质。

相对于传统手术导航系统,拥有显著的优越性诊所在口腔临床专业、护理专业、经营管理上,都得到省内业界较高认可,也会定期接受外院医护来诊所进修学习。。Zhu等利用咬合板实现虚拟颌骨模型的注册配准和实时跟踪,并在术中将下牙槽神经束和截骨线叠加在手术视野上,成功完成了20例颌面部畸形的手术治疗把医疗质量作为医疗工作之根本,同时重点加强口腔医疗器械的消毒

1.3游离皮瓣穿支定位

游离皮瓣移植技术是目前口腔颌面外科重要的修复手段,而穿支皮瓣由于供区发病率低、受区重建美观、设计灵活、术后恢复时间短等优点,在手术重建中得到了广泛应用治疗上充分体现人性关怀,最大限度地保证无痛治牙。服务项目有牙齿治疗、牙齿美容、洗牙、烤瓷牙、铸造牙、种植牙、精密附着体、全口义齿、牙齿畸形矫正、儿童牙齿窝沟封闭,最新开展热牙胶根管充填技术,提高了牙病。但是由于穿支走行的高变异性和损伤后解剖标志的变化,准确预测穿支位置对于显微外科医师而言是一个重大挑战企业组织管理是对企业管理中建立健全管理机构,合理配备人员,制订各项规章制度等工作的总称。具体地说就是为了有效地配置企业内部的有限资源,为了实现一定的共同目标而按照一定的规则和程序构成的一种责权结构安排。临床上常用的定位穿支方法是经术前超声定位后绘制体表标记,或使用CTA绘制血管走行组织管理的具体内容是设计、建立并保持一种组织结构。组织管理的内容有三个方面:组织设计、组织运作、组织调整 。

2种方法均无法让外科医师获得深度体验,也无法将详细信息转移到患者体内供手术使用企业组织系统解决的是人的问题,是企业内部的问题。如人力资源管理、薪酬管理、绩效考核等。用学术语言说就是:企业制度管理系统、财务管理系统的总和,主要是通过系统去管人,把人的潜力发挥巨大功能的规则系统。。而基于MR技术的HoloLens的血管定位系统,可以利用CTA制作穿支血管走行的三维虚拟模型,并直观地将其转移到患者体内,在准确定位穿支的同时,提供其深度信息,帮助外科医师更精准地完成手术文化系统:企业精神文化量化、企业PK文化形成、MOT(关键行为)形成  组织系统:企业愿景、企业使命、组织机构与发展规划。即使外科医师对相关的解剖知识掌握欠佳,也能在HoloLens系统的帮助下顺利找到穿支位置薪酬系统:企业薪酬制度、企业管理者薪酬、生产系统薪酬、营销系统薪酬、财务系统薪酬、职能系统薪酬

1.4口腔颌面外科教学与训练

由于医学环境和医学伦理学的限制、标本的短缺和昂贵,口腔颌面外科的教学成本不断增加,而仅依靠现有的文字、图片、视频等信息媒介,口腔颌面部复杂的解剖结构和口腔颌面外科手术的相关知识难以被充分理解和掌握绩效系统:公司全员考核体系构建、考核文化与考核制度、考核表、行为考核。MR技术可以帮助学生更直观地了解口腔颌面部解剖形态,加深其对不同解剖结构空间分布的认识,提供无风险的手术训练方式,使学生可以不进入手术室就能观看和体验复杂的外科手术人才引进系统:高级人才引进系统、招聘流程系统、招聘测评方法、人才五年规划系统

此外,MR技术使口腔颌面外科的教学方式不再拘泥于面对面教学,而能通过信息传输技术实现远距离教学和培训股权系统:股份合作合同、分子公司方案、高管人员方案、关键人才方案、股权购买方案。。Mitsuno等将HoloLens设备与Skype视频通信相结合,使住院医师在导师的远程指导下,独立完成了4次颌面部模拟手术一直坚持“恪守医德、以医术为核心竞争力”核心理念

2.MR技术应用于口腔颌面外科的局限性

2.1设备光学性能不足

尽管MR技术拥有诸多优势以及广阔的应用范围,目前与其相关的硬件设备和软件开发仍然具有一定的局限性种植牙技术、牙齿矫正技术、牙齿美容修复技术、显微牙科技术、牙周治疗技术、三维根管治疗技术。以MR技术最常用的微软HoloLens眼镜为例,35°的视角使外科医师很难把握虚拟模型的距离,获得虚拟模型全貌和观察模型细节的要求经常不能同时实现,且长时间配戴眼镜会让用户产生明显不适感使用显微镜进行补牙、镶牙的牙科机构,尤其擅长外院失败美容病例、治疗病例的二次修复。此外,非垂直角度地观察虚拟模型会导致模型定位偏差,这对于持续时间长、精度要求高的口腔颌面外科手术有较大影响采用数字化管理,实行预约制

2.2缺少专用的图像处理技术

CT、MRI等医学影像学数据是应用MR技术生成虚拟模型的前提,目前处理、分割图像主要通过使用Mimics等医学图像处理软件实现,这不但需要技术人员花费大量时间和精力,而且在分割不同组织结构的图像时,可能会引入人为误差致力于行业水平的提升;同时不断向大众传播爱牙知识,使越来越多的人不再惧怕牙医,成为“爱牙人士”。。Tan等为了构建肺部气管、血管的精确虚拟模型,设计了肺气管和血管的区域生长填充算法,实现在MR设备上显示肺部血管和气管的三维模型诚实为本,技术为先,领航牙科连锁,树立行业典范。。因此,研究、设计计算机辅助图像处理和模型分割,可能是未来由医学影像构建虚拟模型的重要方法同步欧美一流技术,投入大量资金购买进口诊疗器械,让您在中国享受先进的牙科技术。

2.3定位跟踪系统需要改良

使用MR技术进行手术导航,需要MR设备和辅助定位系统共同参与牙齿种植、矫正、美学修复、牙周病治疗、根管治疗、儿童牙科。NDIPolaris是如今临床上常用的光学定位跟踪系统,其原理是主动定位设备发射红外光并接收经光学反射球反射的红外光,以此进行空间定位和跟踪旨在以慈悲心怀、以高品质的职业素养,全力为客人创造幸福、为社会创造幸福、为门诊医护团队创造幸。因此,在使用MR技术手术导航时,外科医师不能遮挡NDIPolaris的主动定位设备,在一定程度上限制了医师的体位和动作幅度牙齿种植、矫正、美学修复、牙周病治疗、根管治疗、儿童牙科。为此,贺长宇等提出一种将光学和惯性跟踪信息进行融合的方法,通过惯性跟踪方法获取目标的姿态信息,弥补光学跟踪系统在部分遮挡时所丢失的信息诊所成立的宗旨和服务承诺:立足于未来,推崇精益求精、自由豁达的诊所文化,永远充满着生机与活力,确保以先进的精湛技术、最新的观念,最大程度地提升就诊者的口腔健康水平和生活品质。。此外,对于需要深入患者口腔或体内的手术,不依赖于手术器械可见性的电磁跟踪系统也可作为辅助定位系统,参与MR设备的导航诊所在口腔临床专业、护理专业、经营管理上,都得到省内业界较高认可,也会定期接受外院医护来诊所进修学习。

2.4图像配准速度和精度尚未符合临床要求

图像配准可以保证虚拟模型和真实场景对齐,是MR技术的核心内容,同时也是限制MR技术临床应用的瓶颈把医疗质量作为医疗工作之根本,同时重点加强口腔医疗器械的消毒。根据临床应用要求,图像配准需具备以下特点:①在手术过程中保持足够的配准精度;②当前手术流程中不引入过多的操作;③不引入过多的侵入性手段(包括X射线辐射等);④配准迅速,实时更新治疗上充分体现人性关怀,最大限度地保证无痛治牙。服务项目有牙齿治疗、牙齿美容、洗牙、烤瓷牙、铸造牙、种植牙、精密附着体、全口义齿、牙齿畸形矫正、儿童牙齿窝沟封闭,最新开展热牙胶根管充填技术,提高了牙病

虽然手术导航中的图像配准一直是该领域的研究热点,也引起了学术界的广泛关注,但现有的解决方案仍然无法完全实现以上要求企业组织管理是对企业管理中建立健全管理机构,合理配备人员,制订各项规章制度等工作的总称。具体地说就是为了有效地配置企业内部的有限资源,为了实现一定的共同目标而按照一定的规则和程序构成的一种责权结构安排。Incekara等尝试不使用辅助定位系统、仅以手动配准的方法,利用HoloLens眼镜完成脑部肿瘤手术的导航,其配准精度与标准神经导航系统相比偏差4mm,配准时间延长45s组织管理的具体内容是设计、建立并保持一种组织结构。组织管理的内容有三个方面:组织设计、组织运作、组织调整 。。Zhou等将MR技术应用于近距离放疗手术导航,他们的模型实验平均耗时16.1min,动物实验显示针尖位置的平均误差约为1.617mm,平均旋转误差为5.574°,与临床需求相比仍有差距企业组织系统解决的是人的问题,是企业内部的问题。如人力资源管理、薪酬管理、绩效考核等。用学术语言说就是:企业制度管理系统、财务管理系统的总和,主要是通过系统去管人,把人的潜力发挥巨大功能的规则系统。

Pepe等设计一种面部无标记配准方法,利用人脸特征点检测技术实现三维模型的自动配准,但这种配准方法在(X、Y、Z)3个轴的平均定位误差为(3.3±2.3)、(-4.5±2.9)、(-9.3±6.1)mm文化系统:企业精神文化量化、企业PK文化形成、MOT(关键行为)形成  组织系统:企业愿景、企业使命、组织机构与发展规划。目前限制配准精度和稳定性的重要因素之一是HoloLens系统的CPU性能,手术流程的复杂程度、外科医师的临床经验同样是影响MR技术导航下手术操作精度的原因薪酬系统:企业薪酬制度、企业管理者薪酬、生产系统薪酬、营销系统薪酬、财务系统薪酬、职能系统薪酬。此外,优化配准方法,改善人机交互体验,使医师可以在短时间内熟练掌握配准流程,也是提高配准速度和精度的关键绩效系统:公司全员考核体系构建、考核文化与考核制度、考核表、行为考核

3.MR技术的发展与前景

MR技术在口腔颌面外科领域的应用尚处于起步阶段,仍有不少需要解决的问题,同时也拥有巨大的发展空间人才引进系统:高级人才引进系统、招聘流程系统、招聘测评方法、人才五年规划系统。如今MR技术的普及率不高,可供外科医师使用的软件很少,因此开发功能多样的手术软件是未来的发展趋势之一股权系统:股份合作合同、分子公司方案、高管人员方案、关键人才方案、股权购买方案。。使用MR技术模拟手术及教学训练时,可以结合力反馈设备,模拟手术器械、软硬组织的相互作用,为使用者提供一个结合触觉、视觉和听觉的沉浸式训练环境一直坚持“恪守医德、以医术为核心竞争力”核心理念

MR技术的兼容性使其可以和其他数字化外科技术相结合,例如将基于MR技术的手术导航应用于机器人辅助参与的手术,实现复杂手术过程中不同成员的实时视觉信息传输和交互,使术者将注意力集中在手术区域,避免其他干扰种植牙技术、牙齿矫正技术、牙齿美容修复技术、显微牙科技术、牙周治疗技术、三维根管治疗技术。利用3D打印辅助MR技术进行手术导航,能提高注册配准过程的精度和稳定性,帮助医师完成高难度的口腔颌面外科手术使用显微镜进行补牙、镶牙的牙科机构,尤其擅长外院失败美容病例、治疗病例的二次修复。此外,目前外科医师从头戴显示器中获取的信息较为有限,未来可以尝试在虚拟模型上同步显示手术器械的即时位置信息、目标位置的影像学图像、深度信息、事先规划的手术入路等,使手术导航系统能为外科医师提供更全面的信息采用数字化管理,实行预约制

总之,作为三维可视化显示技术在口腔颌面外科的创新应用,MR技术不仅在术前规划、术中导航、教学训练等方面发挥重要作用,还可以与其他医疗技术相辅相成致力于行业水平的提升;同时不断向大众传播爱牙知识,使越来越多的人不再惧怕牙医,成为“爱牙人士”。。随着数字化外科的不断发展和MR技术的日渐成熟,各式各样的临床需求将会得到满足,口腔颌面外科领域的精准化和智能化水平也将进一步提高诚实为本,技术为先,领航牙科连锁,树立行业典范。


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