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鼻整形技术研究 第三章 整形外科材料应用
Research on Nasal Plastic Surgery Technology

床应用，其设计生成的修补物的可靠性还需进一步的测试与评估。
基于颅骨对称性的“镜像”重建方法理论简单，可有效避免形成不对称的修复，
同时设计生成的颅骨厚度与自然颅骨的厚度基本一致。但是镜像法往往只能用于复原
单侧颅面缺损，当缺损过大甚至越过矢状面或双侧均有缺损时，则无法找到与损伤区

域相应的对称侧，无法寻求完整有效的颅骨几何数据信息，同时其修复的准确性也受
到颅面对称性的不确定性的一定影响，因此限制了基于镜像方法的使用广泛性。对无
法使用镜像法修复的颅骨缺损，则需要借助颅骨形态学相关信息进行缺损区域修复。
（二）基于曲率的曲面拟合孔洞修复

对于破损面积较大或破损边缘形态较为复杂的颅骨缺损区域，其修复的难点在
于能否生成与整体颅骨曲率吻合的修补物以及修补物在缺损边界的吻合是否平滑。根
据曲面曲率具有连续性的特点，对于此类较为复杂的缺损孔洞，可以采用对孔洞边界
进行提取，利用插值函数等数学及算法模型或三角网格、椭圆等适合的拓扑结构对孔

洞边缘进行处理，同时在缺损区域生成与整体颅骨平滑度近似的曲面，该曲面与整体
颅骨及缺陷周围颅骨具有较好的曲率连续性，该方法即为基于曲率的曲面拟合孔洞
修补。
基于曲面插值方法进行孔洞修复最早由 Carr 等于 1997 年引入颅骨缺损修复领域。

曲面插值的关键在于选取的函数可以为不规则网格数据提供形成连续性表面。因此具
有无需分段、无需定义网格片优势的径向基函数（Radial basis functions，RBF）用于
表面插值可以得到较温和曲面，同时该函数还适合对较分散的缺损区域进行插值修补，
而薄板样条插值（Thin plate spline，TPS）较线性基函数具有更好地提供插值连续性

和最小化能量函数的能力。这种利用径向基函数的曲面插值法在修复医学影像中的孔
洞展现出了较好的精度。针对孔洞的精确修复关键在于对孔洞边缘的识别和处理。
孔洞边界的检索方法包括：通过对齐颅骨缺陷边缘空间曲线的平面法向量，对缺
损边缘进行重新采样和平滑剪切；检测断层扫描图像中的层面骨骼轮廓的环形，并识

别过滤其闭合程度；应用搜索树将边缘点与其他点分割为两个子集的递归算法。缺损
边缘处理方法大多以孔洞边缘的三角网格化模型为基础，填充孔洞的方式包括：基于
二面角准则算法（Dihedral angle criteria algorithm）的边界划分后连接修复；通过以
逼近为基础的四次 Bézier 曲面进行拟合填充；利用前沿推进网格化技术（Advancing

front mesh，AFM）沿孔洞边缘顶点构建新三角形覆盖孔洞。此类方法可以实现对任
意孔洞的覆盖，对于原始信息丢失较多的较大缺损、缺损区域曲面曲率较缓的孔洞也
可以实现较好的修复精度。除基于传统插值函数的孔洞修补方法外，利用整体颅骨形
态进行演化也可实现对孔洞的填充，如利用水平集对头颅外层、头皮轮廓、脑组织轮

廓信息进行分割演化得到剥离完整的颅骨内轮廓，再通过按比例向外扩大一个平均颅

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