Page 87 - 鼻整形技术研究

第三章 整形外科材料应用

骨厚度的距离，以得到完整的颅骨外轮廓，实现基于患者自身颅骨形态设计缺损修复
体，个性化较高，同时对于多孔洞缺损具有较好的修复效果。针对孔洞的修复主要利
用数学模型及算法辅助，因此便于开发自动化缺损识别和修复程序，生成修补物也往
往与缺损颅骨自身曲率具有良好的连续性，边界吻合较平滑。与前述镜像法结合对健

侧部分有意义的关键缺失点（Missing points，MP）进行提取，用作曲面插值的节点
可以提高与颅骨曲率的适配度率。但由于该方法本身依赖对缺失曲面曲率的获取及表
面插值函数的应用，当缺陷区域无法提供有效曲率信息（如范围过大）时，仅通过边
界的信息难以有效修复颅骨缺损；同时，仅依靠数学模型进行插值修补的曲面可能会

出现不符合自然形态的美学缺陷，因此选择基于曲面曲率进行孔洞修复时，进一步综
合参考形态学信息会提高修复的精度。
（三）基于模板形变的图像配准
对于巨大的颅骨缺损，镜像法缺少可以用于复制映射的健侧结构，孔洞插值的修

复也因缺损区域范围过大造成处理时间过长，且产生的曲面偏离自然曲率而失真。因
此直接为较大缺损区域选取模板进行变形配准成为修复巨大颅骨缺损的更优选择。此
类方法就是利用预制颅骨模板或数据库中的模板与缺损待修复的目标颅骨进行匹配，
通过将其与待修复颅骨相互配准，指导缺损区域的修补物形态设计。

检索参考模板前通常需先行借助颅骨解剖学标志点的定位对目标颅骨进行三维
头影测量分析（Cephalometric analysis），综合患者的性别、种族信息为其在数据库
中寻找适合的模板颅骨，通过参考模板与目标颅骨对应的解剖标志配对点匹配方法
（Paired point matching method）对其进行配准，并计算表示形态差异的偏差值及对应

的形变比例，调整对应配对模板与目标颅骨之间的差异，实现较好地匹配。
颅骨模板可来源于由健康颅骨构成的数据库或患者自身颅骨影像学数据。如 Liao
等利用患者自身完整颅骨的低分辨率图像使用主动轮廓法（Active contour method）（也
被称为“Snake”法）抑制图像中的伪影后，将其与高分辨率图像配准后用于指导缺

损修复。因参考模板与目标颅骨均来源于患者自身，这种方法可以避免患者在开颅手
术前后短时间内接受两次高分辨率 CT 扫描的高辐射剂量，同时具有更高的三维模型
重建精准性。主动轮廓模型可以自我调整生成曲面的曲率，有效降低了人工操作的成
本。相较单一个体样本，基于样本数据创建的平均化颅骨参考模型更具平均性和广泛

代表性。如 Procrustes 叠加的平均形状（Procrustes average shape，PAS）模型由纳入
数据库中的全部颅骨借助解剖标志点经 Procrustes 叠加（一种最小二乘法，用于估计
位置和方向的参数）生成，是各对应标志点之间距离平方和最小的平均模型。在此基
础上，根据样本间标志点的对应关系，微分形变并通过 Procrustes 配准后，经主成分

分析完成参数化处理后即得到形状统计模型（Statistical shape model，SSM）。

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