摘要：数字化医学是一门以医学和数字化高新技术相结合为主要特征,涵盖医学、数学、信息学、电子学、机械工程学等多种学科的新兴医工交叉学科,可应用于医学临床的多个科室、多种疾病的治疗中。近年来,数字医学技术与骨科临床医学紧密结合,极大地促进了骨科临床诊疗技术的发展。今天的数字化骨科,充分利用了医学领域多模图像数据,在计算机的帮助下,对医学图像信息进行处理后结合立体定位系统,显示和定位人体骨骼的解剖结构,再由计算机规划手术路径,制定合理定量的手术方案,术前手术模拟,在适当的图像监视和立体定位系统下,利用一定的导引系统,使用计算机和医用机器人进行模拟手术以及手术干预,辅助医生完成手术。针对不同的骨科疾病,通过数字化手段不仅可以选择手术方式,也极大程度的提高了手术治疗的准确性和安全性。

摘要：随着人类社会发展和经济文化水平的提高，计算机技术和水平的不断完善和发展，数字化医学技术已广泛应用于口腔正畸临床工作的各个方面。从三维牙颌数字模型信息的采集、矫治器的数字化设计、数字化可视化的医技医患沟通，到矫治器的数字化加工，计算机相关技术的最新成果无处不在。

摘要：膝关节置换后,要求患肢达到负重、伸屈及旋转活动,稳定性好,这就要求假体的几何形状要与人体相匹配并使其植入后与人体运动规律相一致,才能使假体与周围保留的软组织协调运动,这一切都得依赖于精确的膝关节假体设计与制造。文章利用三维镭射扫描和计算机辅助设计技术对人膝关节进行扫描并对所输出的点云数据进行处理,利用逆向工程软件Geomagic和计算机辅助设计软件UG进行膝关节三维实体模型重建,得到了非常精确的膝关节三维模型。为人体复杂的各类骨关节的三维设计提供了一种新的思路。

摘要：为改进假脚模型的设计,用Ansys有限元分析软件对假脚三维模型进行加载模拟。采用钢和硬铝合金两种材料的假脚模型,模拟人正常行走时足跟着地和足尖即将离地时脚板的变形与受力情况。Ansys分析结果显示,在此种假脚结构下,单纯用钢或铝合金来制作假脚安全系数不高,特别是铝合金的强度达不到极限情况下的要求。提示:①利用Ansys有限元分析得到的应力结果可进行强度校验。②利用Ansys分析得到的数值,根据能量方程,得知此模型中,脚尖离地时的储能大于脚跟着地时的储能,硬铝合金结构的储能大于钢结构的储能。③利用Ansys有限元分析可以方便地找到假脚模型的应力集中区域,以指导设计的改进。

摘要：背景:为使深度不同但性质相同的界面反射的回波信号能显示出相同的幅值,必须根据深度(即时间)逐步增大放大器的增益,而使超声波在传播衰减过程中所引起远距离反射波弱的情况得到相应补偿。目的:为了补偿医学超声系统中回波信号的传输衰减问题,提出了一种时间增益补偿电路设计方案,阐述电路设计依据和原理。方法:针对医用超声系统的特点选择高信噪比、高带宽的可变增益放大器件VCA610,实现超声的增益补偿电路。结果与结论:该设计方案有效地解决了医用超声软组织测量过程中由声程导致的回波信号的非线性补偿问题。与传统的分立元件电路相比,该方案具有电路简单,TGC控制信号稳定可靠以及调节灵活等优点,能准确地补偿超声波在人体内的衰减,从而为医学测量系统的设计提供了一个新的可靠方法。

摘要：背景:半侧颜面萎缩畸形的整复方法较多,以往常通过制备患者的石膏面模,在上面堆蜡来恢复患者的面形,蜡型用作手术中衬垫的参考。但由于畸形的变化多,矫治设计的难度大,矫治效果不甚理想。目的:探讨应用计算机辅助设计和快速成型技术制造用于矫正半侧颜面萎缩等凹陷畸形衬垫物的可能性。方法:对半侧颜面萎缩患者行螺旋CT扫描,利用工作站进行扫描图像的容积三维重建后,重新间隔分层,利用CuteFTP4.0软件以BMP格式下载。应用课题组自主开发的CT图像处理软件对已下载的二维图像进行过滤、筛减、降噪、校正失真等处理,对图像的边缘轮廓进行提取,得到面颅骨皮质骨边缘轮廓的矢量化线图,将该线图数据输入Surfacer9.0重建软件,对轮廓曲线进行矢量叠加,从而得到面颅骨的三维三角形面片线框模型及实体模型。将健侧面颅骨的点云数据按镜像对称变换到患侧,这样在患侧骨和健侧镜像之间就形成了充填物的三维模型,为补偿软组织的萎缩,将其外表面点云数据外移1.5mm。对CAD后的三维Surfacer数据重新分层,在RpDataRepare中完成充填物的轮廓编辑和成型的支撑设置,形成RP项目文件,输出快速原型所需的加工文件.par,制造出衬垫物模板,作为实施手术过程中的参照。结果与结论:获得了患者颅面骨表面轮廓的三维实体模型,并由计算机辅助设计,快速成型制造出衬垫物模板,并以此为参照完成手术,效果满意。说明应用快速成型技术可以完成半侧颜面萎缩等凹陷畸形的衬垫物的制造,精度高,快捷,在颅颌面外科假体的个体化制造方面有良好的应用前景。

摘要：介绍了一种新型生产用全隔离防护同位素液体自动稀释分装系统,该系统用于在热室中将定量的高浓度131I液体和生理盐水混合,自动稀释到规定的浓度,并将稀释好的液体精确计量分装到西林瓶中。利用热室对同位素的放射性照射采取全方位防辐射屏蔽,除用机械手装取西林瓶外,整个稀释分装过程自动完成,并且实行全自动的生产过程管理。文章主要针对全自动的生产过程中西林瓶的安装定位、压紧、西林瓶是否存在的检测、扎针深度、扎针精度等问题进行了分析设计,完成了整机的功能原理分析、结构分析计算和设计,同时对控制系统进行了分析设计。解决了传统手工稀释作业人员免受高强度放射源的辐射伤害的问题,其自动化程度和性能都能很好地满足放射性同位素稀释分装的要求。

摘要：背景:计算机辅助设计制造的手术导板辅助的不翻瓣种植导航能准确地将种植体植入到术前设计位置,在计算机制造的牙颌模型上手工制作的导板同样能够用在牙槽骨萎缩患者的种植修复中。目的:观察利用自制导板对骨宽度萎缩的上颌前磨牙缺失患者实施不翻瓣种植导航手术临床效果,评价此种方法的临床应用可行性。方法:8例可用骨宽度不充足的上颌前磨牙缺失并需要进行种植义齿修复患者共计10颗患牙,平均前磨牙区牙槽骨高度为(13.45±1.67)mm。通过颅颌面CT扫描、三维重建分析以及快速成型模型模拟手术分析,膜片热压成形方法制作手术导板,精确测量种植区域可用牙槽骨长度、宽度、高度及角度。结果与结论:种植导板固位力合适,取戴方便。与模型模拟手术比较,10颗缺失牙术后种植体植入位置准确,无上颌窦底黏膜穿通、骨壁侧穿、邻牙损伤等并发症,植入手术平均用时为(17.0±5.8)min。除1例患者因上颌窦黏膜下存有断根植入10mm长种植体外,其余患者种植体植入长度均>13mm。患者术后仅有轻度肿痛。植入后3～6个月行烤瓷冠修复。提示在种植手术导板的引导下,应用不翻瓣种植导航手术可将种植体准确植入到可用骨宽度不足的上颌前磨牙缺失患者术前预设计位置,表明其在牙槽骨萎缩、可用骨宽度不足患者治疗中具有较为明显的技术优势与广阔的应用前景。

摘要：临床医学中常需要对复杂的面部形态进行三维特征提取,并按照统计学的方法,对多个特征变量进行统计学分析。文章提出了基于逆向工程技术的激光面部三维数据获取与三维特征选取的方法,对30人进行了面部三维数据获取,利用多元统计分析中的聚类分析法对4项面部三维特征进行面部特征统计分析,实现面部特征分类。通过判别分析方法,建立不同类别的特征模型,通过获取待测对象进行三维数据,可判断其所属类型。结果显示通过面部三维特征提取与分类方法,可精确提取面部三维特征,测量精度可达0.02～0.2mm,并对人脸面部三维特征进行分类与判别分析。该方法可为整形设计、面部瘫痪、脸部外科手术评估、康复研究等临床应用提供新方法。

摘要：背景:逆向工程建模在以往的研究中也较多采用,但针对种植方面建模的研究却鲜见,尤其下颌磨牙种植方面的研究更为少见。而下颌磨牙是牙列中缺失率最高的,所以利用逆向工程建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,对下颌磨牙种植修复的研究具有参考价值。目的:利用逆向工程快速建立含下颌磨牙种植义齿的颌骨三维有限元模型,为口腔生物力学的研究提供数学模型基础。方法:通过螺旋CT扫描正常下颌骨,Mimics软件读取断层影像数据、数据分割、三维重建,应用Magics软件优化网格设计,Pro/E软件前处理实体模型,SolidWorks2007软件建立三维有限元模型并划分网格、求解。结果与结论:成功地重建了正常牙槽骨高度的下颌第一磨牙种植体三维有限元模型,与实体模型具有高度的几何相似性,力学性质、网格质量较好,模型可以根据需要进行简便易行的修改。可为研究不同种植设计方式修复下颌第一磨牙种植体周围骨的应力分析,提供极好的模型支持。