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口腔正畸临床诊断系统的研制和开发

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-11-08  来源:本站原创  作者:胡玮  浏览次数:131 分享到:
核心提示:〔摘要〕 目的:开发一种全面的多角度的具有客观性、权威性的口腔正畸临 床诊断系统。方法:利用Pentium 350、128M计算机,在Wi
 〔摘要〕 目的:开发一种全面的多角度的具有客观性、权威性的口腔正畸临 床诊断系统。方法:利用Pentium 350、128M计算机,在Win dows98环境下用Borland Delphi 5语言进行研制、开发。结果:该系 统具有: ①提供多方面、多角度的诊断依据,有利于提高诊断的准确性,治疗方案制定的 合理性,以及疗效分析的客观性;②患者的数据、图像、文字等基本资料存储的科学化,运 用动态数据库管理功能提供了测量分析计算的可靠性和实用性;③具有图文并茂的多媒体的 友好的用户界面,提高了操作的人机互动性;④采用了新型的头影测量标志点输入法,减少 工作强度,提高了效率和准确性。结论:该系统可适用于口腔正畸 临床诊断;牙颌、颅面的正常发育特征和错牙 合形成 的机理研究;矫治过程中和矫治后的牙颌、颅面形态结构变化的跟踪研究,并探索其矫治机 理。同时在临床和科研上也是一个良好的多媒体教学软件。

关键词 正畸学;计算机;口腔诊断

  近年来,随着口腔正畸学的发展,在临床中深入探讨牙颌畸形的机制,估计患者存在的 问题以及提供正确的治疗方针,是矫治成功的先决条件。但是目前用以辅助诊断的常规头影 测量方法〔1~4〕,由于仅仅提供颅面正侧位测量数值,要正确地全面反映一个正畸 患者的情况,仅凭这些数字显然是不够的。
为此,本文研制了一种利用计算机辅助设计的正畸临床诊断系统(computer assisted orthodontic diagnosis system 简称 CAODS)。由于该系统不仅继承了传统的正侧位头影 测量方法中必备的项目,而且更引进了软组织测量〔5〕、曲面断层的测量、牙冠发 育情况的预测、牙弓形态的测量及预测〔6〕、牙弓弧长、深度、覆盖的预测〔4 〕以及拔牙指数〔7〕等若干重要的诊断参数。从而很好的弥补了单纯以侧位头影 测量为诊断依据的不足。目前,国内尚无关于此项研究的报道。她的研制和应用对指导临床 的治疗、生长发育的预测、矫治计划的设计以及疗效的估计有着极其重要的参考意义。

1 材料和方法

  本系统的运行的硬件和软件环境。
1.1 硬件组成
1.1.1 计算机 Pentium 133以上,32M内存,4.3GB硬盘(5000份病历容量)兼容机;
1.1.2 平板式扫描仪 台湾产Microtek E3扫描仪(可选装)
1.1.3 打印机 日本产Epson 彩色喷墨打印机(可选装)
1.2 系统编译环境
1.2.1 Windows98平台
1.2.2 Borland Delphi5编程语言
1.2.3 Frontpage 5

图1 系统主要功能

2 结 果

2.1 系统结构及功能
本系统主要是针对口腔正畸临床诊断而设计的,主要由资料收集输入、测量分析计算和 显示打印输出3个部分所组成。该系统的强大功能如图1所示。通过对患者的颅面硬软组织结 构、牙冠牙弓形态的测量分析预测,提供大量形象的、科学的、客观的图形、数字依据,从 而优选最佳的治疗方案。
具体完成的任务和过程(参见图2):
2.1.1 启动该系统输入患者的基本资料,如姓名、年龄、安氏分类等。由于不同年龄、性 别以及错牙 合情况所参照的标准值不同,专门设置了动态数 据库,来解决特征参照标准问题。
2.1.2 利用扫描仪将患者的X线片、照片转换成数字信息存储于磁盘中。符合当今数字化的 要求,利于资料的保存和传输;将患者的模型测量结果输入系统中,其中包括牙冠宽度、现 有牙弓弧长、尖牙间宽度等。
2.1.3 完成特征分析法的选取。医师使用本系统,可以随时跟据不同的情况选择、修改分 析项目,这样可以只输入选定分析法所需的标志点,从而大大提高了工作效率。
2.1.4 利用适时多媒体技术提供的文字和图例所提示的内容,用鼠标在屏幕上点击相应的 位置,如果输入有误可以随时更改,同时软件提供了对图像放大、灰度变换和伪彩色技术, 可用来增强图象可分辨程度。
2.1.5  点击计算按钮,系统对输入数据进行计算,并与动态数据库连接、比较。如测量值 与正常值的差值超出正常范围,系统即可提出相应的诊断说明。2.1.6 在模型分析时,系统将模型测量值代入经验公式,可以得出牙弓拥挤度、Bolton 指 数、Moyers指数等模型诊断结果。
2.1.7 利用Braun等〔2~4,6,8〕提出的方法,可以由输入的牙弓宽度和深度计算 出当尖牙处于安氏Ⅰ类关系时前牙的覆盖大小、牙弓应有弧长、所需间隙,并可绘出上、下 个别理想弓。
2.1.8 利用Tweed-Merrifield矫治理论〔9〕,配合头影测量和模型分析的结果, 可以得出颅面难度指数、间隙分析指数、总难度指数等综合诊断参数。
2.1.9  利用Kim等〔7〕提出的ODI(overbite depth indicator覆合深度指数)、AP DI (anteroposterior dysplasia indicator 矢状不调指数)、综合系数、拔牙指数等诊断 系数指导临床拔牙设计。
2.1.10 该系统具有保存、传输、打印基本资料、诊断结果、牙弓图形、头影测量图象等多 种功能。
2.2 系统特点
2.2.1  多种诊断手段并用 如前所述,正畸诊断需要大量的、多方面的、系统的资料收集 、计算和打印。X线头影测量技术在正畸学的发展过程中起到重要作用,是口腔正畸学临床 重要的辅助诊断手段,已经成为正畸临床诊断所必须。但是仅凭X线头影测量是远远不够的 ,因此在设计过程中我们收集整理了大量的国内外常用的、权威的诊断依据,力求全面、实 用和准确,使得本系统所提用的结论更具有科学性和可靠性。
2.2.2  完善头影测量中标志点的输入法 由于传统的X线头影测量技术是手工操作,使得测量工作费时费力,而且结果不够精确,不同资料间 可比性差。随着计算机技术的发展,我们在建立计算机辅助的头影测量系统时引入标志点由 鼠标确定的方法,实现了省时省力、使用随意性高的效果〔9〕。设计时利用了多媒 体技术,使本系统具有极其友好的用户界面,在文字和图像的提示下,所有操作均可在轻松 的气氛下进行。并可通过放大、移动、对比变换等图像技术提高测量结果的精确性和准确性 。

图2 系统流程图

2.2.3 数据管理的科学性 通过本系统我们可以建立一个全方位的、内容完整清晰的数据 库。首先是对患者档案资料的管理,包括患者的一般情况,每次就诊的图片、数据、诊断结 果等的纪录;其次分析比较能力,就症状、诊断方案、治疗效果等进行分类检索、比较, 这对于今后研究牙颌、颅面的正常发育特征和错牙 合形成的 机理,以及矫治过程中和矫治后的牙颌、颅面形态结构变化的特点、矫治机制无疑是极其可 贵的素材。
2.2.4 用户界面的灵活性 在以往的单纯头影测量软件中〔9〕,分析法和测量项目 是固定的,可选性差。据Robert〔1〕报道各种的测量项目对评估患者牙颌、颅面畸 形机制,以及矫治前后结构变化的效率是不同的。 另外由于使用者的临床正畸专业技术水 平不同,所以对某些测量项目的熟悉程度也不同。基于以上原因,本系统提供了简单、直观 、易学的人机交互界面。医师可以根据自己的情况选择分析法和分析项目,促进了程序的可 读性、可维护性和可扩展性,使医师可以很快掌握该系统,大大提高了使用效率。

3 讨 论

  本系统工作的重点是正畸临床诊断的实现,包括资料收集输入部分、测量分析计算部分和显 示打印输出三部分。除了在临床上用于牙颌、颅面畸形的诊断分析和辅助矫治设计,还可以 广泛应用于研究牙颌、颅面的正常发育特征和错牙 合形成的 机制,以及用来研究矫治过程中和矫治后的牙颌、颅面形态结构变化的特点,探索其矫治机 制。此外,系统具有完备的资料管理功能,对于患者的一般情况、症状表现、诊断结果可根 据操作者提出的各种条件进行分类检索、统计,为今后的临床和科研工作节约了大量的时间 ,提高了工作效率。同时系统通过建立适时帮助系统,提供了一个良好的的训练教学环境, 其中除了包括头影测量的标志点、测量平面、测量项目的解释以外,还有模型测量分析中的 各项指标的实际临床应用意义,以及各种诊断参数的解释说明。这无疑为初级临床工作者迅 速掌握口腔正畸技术和理论有很大的帮助。在6个月的临床的应用中取得了较好的效果。 本文所提出的系统设计方案,对于正畸临床的诊断分析在当前是切实可行的,而且也在现有 条件下做到尽量提高操作精度和操作自动化。对于系统操作者的计算机水平要求不高,几乎 无需专门培训。外部设备要求低,只需一台普通计算机和平面扫描仪(总市价4000元左右) 。其临床诊断功能和数据分析存储功能,对于各大科研院所和广大基层单位来说都是极其适 用的。
当然,正如其它许多诊断系统一样,本系统尚存在以下不足:①软硬组织结构特征标志点的选取尚未实现自动化,因此取点的速度还不快捷;②牙颌模型的数据采集尚未实现自动化,仍需用分规在模型上进行测量,再输入计算机中。
总之,本研究基本解决了系统的方案设计和基本算法,为正畸临床诊断提供方便、快捷 、实用的工具,在临床初步应用中取得了良好的效果。从外部设备要求和系统的可读性来说 无疑是值得推广的。

作者单位:胡玮(第四军医大学口腔医学院正畸科 710032)
段银钟(第四军医大学口腔医学院正畸科 710032)
林珠(第四军医大学口腔医学院正畸科 710032)
曹军(第四军医大学口腔医学院正畸科 710032)
徐浩(第四军医大学生物医学工程系)
王红亮(第四军医大学生物医学工程系)
王海滨(第四军医大学生物医学工程系)

参考文献

1,林珠,柯杰. 计算机化X线头影测量系统的研制.实用口腔医学杂志,1990,6(3):1 58
2,Davis D N. Reliability of cephalometrics analysis using manual and interactive computer methods. Br J Orthod, 1991,18(2):105
3,孙红艳.正位X线头影测量研究.实用口腔医学杂志,1990,6(4):284
4,傅民魁, 田乃学. 口腔X线头影测量理论与实践.北京:人民卫生出版社,1992.70~105
5,王云,许元民: 软组织侧貌的美学指标.口腔正畸杂志,1994,1:139
6,Braun S.William P.H.Budi K.A new A new accurate approved to the anterior ratio with clinical applications.Am J Orthod, 1999,19:368
7,Kim Y H. Overbite depth indicator, anteropostrior dysplasia Indicator, combina tion factor, and extration index, Int J MEAW, 1994,1:11
8,Braun S,William P H Dana E F. The form of the human dental arch. Angle Orthod, 1998, 68(1): 29
9,徐芸,段银钟. Twed-Marifield 标准方丝弓矫治理论与实用技术.天津:科技翻译出版社 ,1998.166~186

 
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