[发明专利]一种下颌角截骨术的预测和实时渲染系统

说明书

本发明公开了一种下颌角截骨术的预测和实时渲染系统，系统包括标定子系统、预测子系统、渲染子系统：标定子系统用于根据下颌角截骨手术患者的术前CT图像，获得下颌角截骨手术患者的下齿列铆钉点、危险区，并标定最大去骨范围；预测子系统用于将下颌角截骨手术患者的术前CT图像、术前照片、预测术后照片、最大去骨范围，输入截骨面预测模型，预测出实际患者的截除线、去骨面，渲染子系统用于结合AR设备，实时渲染术野截除线、去骨面、危险区。本发明根据实际患者的术前CT、术前照片与截骨面预测模型，对实际患者的术野进行实时渲染，提高手术精度，降低手术风险，缩短手术时间，减少手术并发症。

技术领域

本发明涉及下颌角截骨术技术领域，尤其是涉及一种下颌角截骨术的预测和实时渲染系统。

背景技术

由于下颌角截骨术后患者面部外观的变化，除与下颌骨截骨量相关外，与局部软组织张力改变导致的软组织体积量的变化也有一部分关联。因此，下颌角截骨术的去骨量并不是术前患者面部外观与术后预测效果间做减法，既往单纯借助于三维CT及面部3D扫描照相系统来进行手术效果的3D设计，并不能准确预测在下颌角截骨术中为达到术后预测效果时下颌角的去骨量及截骨面形态位置。

现有的针对下颌角截骨术的手术导航系统，通过对患者进行螺旋CT扫描，并将影像数据进行重建及处理，凭借既往临床经验设计截骨线，并将其标注在下颌骨的三维数据模型上，机器人辅助手术系统将截骨线细分为多个钻点，通过在骨面上沿截骨线进行多处钻点钻孔以实现截骨。同时，该系统通过在下颌角区钻孔连接标记模块形成标记复合体，或根据患者下齿列形态定制牙套模，并将标记模块连接在牙套模上，术中通过患者配戴连有标记模块的牙套模来判断下颌骨的相对位置。术中，系统借助增强现实技术通过识辨标记模块判断下颌骨相对位置，并确定截骨线位置，以实现通过RAS行下颌角截骨术。该手术导航系统经过临床实际应用，平均误差较小，可以保证手术的安全性，同时在辅助医生经验积累等方面有较强的优势。但该系统目前存在三个不足之处：（1）需额外固定标志点：通过嘱患者佩带连有标记模块的牙套模用以确定截骨线，由于连接方式为非刚性连接，在术中标记模块与下颌骨之间存在较高的相对移位的风险，从而导致截骨线判断存在误差，降低了手术安全性；或将标记模块通过钻孔方式连接在下颌角区，虽极大地提高了标记模块与下颌骨体间相对位置关系的稳定性，但是由于口内入路的下颌角截骨术实际手术操作空间窄且深，固定标记模块的操作本身难度较高，同时标记模块相对术野过于庞大，能够实现妥善放置标记模块的适用病例受到了极大的限制。（2）该手术导航系统对于截骨方式的处理为采用机械间断打孔的模式，由于打孔形成的经骨组织的孔道为直线型的，因此此模式对于同时需要进行下颌骨外板去除术的病例并不适用，其形成的截骨面为一平面而非曲面，在很大程度上限制了该手术导航系统的应用范围。（3）该手术导航系统并未对下颌角截骨术后的软组织改变予以考虑，截骨线的设计完全凭借术者的既往经验，而无量化的指标，该系统虽然提高了手术的安全性，但对于准确预测患者术后效果及提高患者满意度等方面并无优势。

因此，设计一种基于人工智能技术及增强现实技术的针对下颌角截骨术的手术导航系统，全程协助医生手术进行下颌角截骨术的截骨量预测，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种下颌角截骨术的截骨量预测系统，通过在截骨面预测模型中输入下颌角截骨手术患者的术前CT图像数据集、术前照片数据集、术后模拟照片数据集，获得下颌角截骨手术患者的截骨面，结合AR设备，协助医生完成对患者进行下颌角截骨术的截骨量预测。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种下颌角截骨术的预测和实时渲染系统，包括标定子系统、预测子系统、渲染子系统：

标定子系统用于根据下颌角截骨手术患者的术前CT图像，获得下颌角截骨手术患者的下齿列铆钉点、危险区，并标定最大去骨范围；