摘 要：目的：建立一套正颌外科手术模拟系统，为临床提供指导和数据参考，同时为教学提供形象化的教具。方法：在Windows环境下，采用Visual C++语言编制程序，借助彩色图像扫描仪和透射适配器以及数码相机等，将X线片等图象资料输入、储存于计算机，并随时将其调用和显示。在屏幕的X线片图象上进行手术模拟，将照片图象与X线片图象进行配准，获得患者的模拟预测容貌。结果：实现了一套精度高、速度快的正颌外科手术模拟系统。结论：本系统为一套精度高、速度快、效果良好的模拟系统。既为临床和教学提供方便，又为正颌外科领域的科研开辟了一条新路。
关键词：计算机模拟；正颌手术；图象处理
牙颌颅面畸形是先天或后天的各种因素作用于牙、颌、颅、面所造成的形态与功能的异常。对于其中严重的错颌畸形患者，常常需要通过正畸与颌面外科联合实施矫治。鉴于口腔颌面部在功能和美观等方面的重要地位，治疗前单纯通过肉眼观察来估计各个器官之间的位置关系和预后情况，已远远不能满足现代医学发展的需要。如何在治疗前准确迅速地制定治疗计划，成为研究的热门课题之一。计算机和图象处理技术的迅速发展，为此创造了有利条件。借助摄像机进行此方面的研究已有报告〔1～5〕，而以扫描仪为输入设备进行相关研究的报道尚不多见。
本研究借助彩色图像扫描仪，建立了一套计算机辅助扫描X线头影图像手术模拟系统。该系统可以模拟多种正颌外科手术，预测其治疗效果，为正颌外科临床提供指导和数据参考，同时也可为教学提供形象化的教具，并为该领域的进一步研究开辟了一条更为精确的途径。
1 系统的组成与应用原理
1.1 系统的硬件配置
1.1.1 微型电子计算机 系浪潮牌品牌机，配置为PⅡ350，硬盘6.4G，内存128M。
1.1.2 外部设备 彩色图像扫描仪：系由德国生产制造的平板式彩色图象扫描仪(AGFA ARCUS型)。透射适配器：与同样型号扫描仪相配套，能够给予扫描仪特别的光源补偿，从而进行透明胶片（如：X线片）等的扫描。 喷墨打印机：爱普生公司生产的Epson Stylus Colour P880A型，分辨率为720DPI，能够输出图文混排的彩色样稿，速度高，质量好。
1.1.3 照相机或者数码相机。
1.2 软件系统 本系统采用Visual C++语言编制程序，在Windows环境下运行。系统的流程图是（图1）：
图1 模拟系统流程图
2 系统的应用原理
2.1 颅颌定位X线侧位片和照片的拍摄 本研究中的所有图象均在头颅定位仪严格定位时的正中咬合状态下拍摄。有条件者还可以利用数码相机拍摄定位照片，直接与计算机连接输入照片。
2.2 输入病例资料 依据编制的程序，操作者根据屏幕提示逐项输入患者的姓名、性别、模型号、X线片号等简要的病史资料，以便于随时调用和查看。
2.3 图象资料的扫描输入 对图像扫描仪工作时的分辨率、曝光时间、对比度、亮度、放大倍数等各项技术参数反复调试，以便于将头颅定位X线侧位片和照片的最佳状态转化为图像文件输入计算机并储存。
2.4 图象处理 尽管输入X线片时扫描仪的状态已经调至最佳，但有时由于图片的质量不佳等问题的存在，图象中仍然有一些部位的清晰度不理想。为了使图像更适合肉眼观察，本研究设置专门的程序对X线图像进行相应的处理，滤除噪声，提高图象质量。
2.5 正颌手术模拟 根据头影测量分析后的诊断结果对X线片图象进行手术模拟，整个过程可以反复修改,直至医师与患者均感满意为止。具体步骤是：
2.5.1 选取手术中待移动骨块：通过在X线片图象上选取结构特征点，利用曲线拟合的方法拟合出模块的边界线，得出其轮廓。
2.5.2 通过人工交互的方式将待移动模块逐步移动到适当的位置。移动的方式有水平移动、垂直移动和旋转移动等。
2.5.3 按照已知软、硬组织移动比例关系修改软组织的边界形状〔4，6〕。
