Maxillofacial computer aided surgery: a 5 years experience and future
Christophe Marecaux, Matthieu Chabanas, Vincent Luboz, Annaig Pedrono, Franz Chouly, Pascal Swider, Yohan Payan, Franck Boutault
本文就本课题组在计算机辅助颌面外科方面的经验作一综述。
This paper gives a review of the experience provided by our group in terms of computer aided maxillo-facial surgery.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Multimodal registration of the face for computer-aided maxillofacial surgery
本文介绍了一种多模态弹性配准算法，适用于匹配一个通用的有限元模型的脸，几个病人的形态。该方法是自动的，并且看起来是准确和稳健的。计算时间与临床实践限制兼容。
Evaluating soft tissue simulation in maxillofacial surgery using pre and post-operative CT scan
软组织建模中最重要的问题之一是评估模拟的质量。一个验证协议的基础上，两个CT扫描的患者获得的颅颌面手术前后。精确测量和再现在介入期间实现的实际骨骼重新定位。然后使用面部的有限元模型计算软组织变形的评估。因此，模拟进行比较，定性和定量，与手术的实际结果。该协议能够严格评估不同的建模方法，并评估软组织模拟在颌面外科的临床意义。
Comparison of linear and non-linear soft tissue models with post-operative CT scan in maxillofacial surgery
提出了一种模拟颌面外科手术形态学结果的面部软组织有限元模型。三个建模选项的实施：小和大变形假设的线性弹性模型，和超弹性Mooney-Rivlin模型。详细描述了基于模拟与术后CT扫描的定性和定量比较的评价程序。然后将其应用于一个临床病例，以评估三种模型之间的差异，并与实际患者的形态。第一个结果特别显示，对于应力小于20%的“简单”临床程序，线性模型足以正确建模。
Biomechanical models to simulate consequences of maxillofacial surgery
本文介绍了计算机辅助颌面外科的生物力学有限元模型。在简要概述了连续弹性建模方法后，介绍了两种模型，并讨论了它们在计算机辅助应用中的用途。第一个模型涉及正颌外科手术，旨在预测上颌骨和下颌骨截骨术的面部后果。为此，面部的通用三维模型通过弹性配准自动适应患者的形态。因此，可以提供下颌骨截骨术后果的定性模拟。第二种模式解决睡眠呼吸暂停综合征。其目的是建立呼吸过程中气流和上气道壁之间相互作用的完整模型。在呼吸周期的相互作用的动力学模拟计算和观察到的现象进行比较。
Computer-aided planning for zygomatic bone reconstruction in maxillofacial traumatology
一个最佳的规划程序已被提出来定义面中部骨骼骨折后的颧骨的目标位置。该方案已成功地在健康受试者身上进行了测试，并确保在重建手术后可以获得面部的全局对称性。现在，计划程序是可用的，该项目的下一步将是开发一个术中引导系统，以帮助外科医生遵循计划。这一过程将主要依赖于术中对颅颌面骨块的配准，以及颅颌面外科专用手术支架的设计。
Biomechanics applied to computer-aided diagnosis: examples of orbital and maxillofacial surgeries
本文介绍了我们小组提出的方法来模拟生物软组织变形，并将这些模型与计算机辅助手术（CAS）的应用程序。在设计了主要关注骨结构的CAS协议后，实验室TIMC（CNRS，法国）的计算机辅助医学成像组现在试图考虑CAS背景下软组织的行为。为此，已经提出了一种方法，最初以网格匹配方法的名称发表，以详细说明患者特定的模型。从给定解剖结构的精心手动构建的“通用”有限元（FE）模型开始，通过非线性弹性配准算法自动生成适合每个新患者的几何形状的模型（“患者特定”FE模型）。本文介绍了网格匹配方法的一般方法，并说明了这一过程中的两个临床应用，即眼眶和颌面部计算机辅助手术。
Orbital and Maxillofacial Computer Aided Surgery: Patient-Specific Finite Element Models To Predict Surgical Outcomes
本文讨论了计算机辅助手术应用的临床相关性提出的一个重要问题，即用于自动构建解剖结构的患者特定有限元（FE）模型的方法。从这个角度来看，提出了一种方法，基于一种称为网格匹配方法的技术，随后是一个过程，纠正网格不规则性。网格匹配算法从现有通用模型生成患者特定体积网格。网格正则化过程基于与FE参考单元和当前单元相关的雅可比矩阵变换。这种方法用于生成患者特定的有限元模型，首先应用于计算机辅助颌面外科手术，更准确地说，患者面部软组织的有限元弹性建模。对于每名患者，计划的截骨术（下颌骨、上颌骨、下巴）被用作边界条件，以使FE面部模型变形，从而预测手术的美学结果。我们的方法成功地生成了七个FE患者特异性模型。对于一名患者，FE模型的预测与从计算机断层扫描测量的患者术后外观进行定性比较。然后，我们的方法被应用到计算机辅助眼眶手术。因此，评价了11个患者特异性眼眶软组织FE多孔弹性模型的生成。这些模型用于预测眼眶手术减压的后果。更确切地说，平均定律是从针对每个患者模型进行的模拟中推断出来的。这一定律将截骨术的大小（即手术姿势）和眼球的后移（手术姿势的后果）联系起来。
Measurement of acoustic and anatomic changes in oral and maxillofacial surgery patients
我们描述了一种安排，同时记录语音和几何形状的声带在接受手术的患者涉及这方面。实验设计是从发音语音学的角度考虑的。语音和噪声信号用声电装置记录。声带是同时成像与MRI。基于MATLAB的系统控制语音记录和MR图像采集的定时。通过非线性信号处理算法从声学MRI噪声中清除语音信号。最后，从试点实验的元音数据集进行了比较，从消声室的验证数据，以及与亥姆霍兹共振的声道体积。
Models for Planning and Simulation in Computer Assisted Orthognatic Surgery
本文讨论了在正颌外科中建立计划所需的两个方面。首先，三维头影测量分析，这是临床上至关重要的治疗决策。然后，一种建立患者面部软组织生物力学模型的原始方法，该模型提供了对干预的美学结果的评估。这两点都是在计算机辅助颌面外科临床应用背景下开发的。
Computer aided planning for orthognatic surgery
本文介绍了一种应用于正颌外科的计算机辅助颌面部序列。它由5个主要阶段组成：数据采集和集成、手术计划、手术模拟和每次手术辅助。然后以临床相关的方式解决规划和模拟步骤。第一个概念，对三维头影测量的形态分析，手术计划，骨和软组织模拟。利用生物力学有限元软组织模型研究了骨复位的美容手术效果。
In-vivo measurement of the human soft tissues constitutive laws. Applications to Computer Aided Surgery
在80年代，生物力学被要求从事计算机辅助手术应用，因为骨科医生正在寻找能够预测骨折风险的数字工具。最近，生物力学开始解决软组织问题，认为人体的大部分是由这样的组织组成的，这些组织可以在手术手势中移动和变形[1]。给定组织的连续有限元（FE）模型的术中使用主要面临两个问题：（1）数值模拟必须是“交互式的”，即足够快以在手术期间提供结果（这在例如超弹性模型的背景下可能是一个强问题）和（2）在干预期间，外科医生需要一种能够用于向模型提供对软组织的患者特异性组成行为的估计的装置。这项工作提出了第二点的答案，设计了一种新的抽吸装置，旨在表征人体软组织的体内本构关系。该器械旨在允许灭菌以及易于术中使用。
In the orthognathic surgery, dental splints are important and necessary to help the surgeon reposition the maxilla or mandible. However, the traditional methods of manual design of dental splints are difficult and time-consuming. The research on computer-aided design software for dental splints is rarely reported. Our purpose is to develop a novel special software named EasySplint to design the dental splints conveniently and efficiently. The design can be divided into two steps, which are the generation of initial splint base and the Boolean operation between it and the maxilla-mandibular mod…
Computer-aided hepatic tumour ablation
肝肿瘤的手术切除并不总是可能的。替代技术包括局部使用化学或物理试剂来破坏肿瘤，这可以持续进行。它需要在消融过程中精确定位肿瘤位置。计算机辅助手术工具可以与这些新的消融技术结合使用，以提高治疗效率，同时受益于微创。本文介绍了计算机辅助肝肿瘤消融系统的原理。
Computer aided planning and navigation for orbito-zygomatic reconstruction
本文提出了一个完整的协议，计算机辅助手术，以前在文献中建议解决具有挑战性的任务，一期或二期重建眶骨关节脱位。首先，在专门开发的规划软件上，确定最佳的肿瘤缩小和眼眶边界重建，以实现骨骼对称。然后将该治疗计划传输到手术室内的3D导航系统。在将患者解剖结构与术前CT扫描数据配准后，导航系统可自动引导至计划复位位置和骨眶容积恢复控制。在3例严重眶颅畸形患者中检查了该技术的可行性。初步临床结果。
Computer-aided hepatic tumour ablation : requirements and preliminary results
肝肿瘤的手术切除并不总是可能的，因为它取决于不同的因素，其中包括它们在肝功能段内的位置。替代技术包括局部使用化学或物理试剂来破坏肿瘤。射频和冷冻外科消融是可以永久执行的这种替代技术的示例。这需要在消融期间精确定位肿瘤位置。计算机辅助手术工具可以与这些新的消融技术结合使用，以提高治疗效率，同时受益于微创。本文介绍了计算机辅助肝肿瘤消融系统的原理，并描述了初步实验，重点是数据配准评价。为了接近传统的协议，我们考虑注册术前CT或MRI数据，以术中回波描记数据。
Augmented Reality is used in Image Guided surgery (AR IG) to fuse surgical landmarks from preoperative images into a video overlay. Physical simulation is essential to maintaining accurate position of the landmarks as surgery progresses and ensuring patient safety by avoiding accidental damage to vessels etc. In liver procedures, AR IG simulation accuracy is hampered by an inability to model stiffness variations unique to the patients disease. We introduce a novel method to account for patient specific stiffness variation based on Magnetic Resonance Elastography (MRE) data. To the best of our …
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