利用CNN进行内窥镜图像的处理和分析已经逐渐取代手动提取特征的方法成为主流。早期的研究多将CNN作为特征提取器,将提取到的特征作为其他分类器(如SVM)的输入,而近来相关的研究则更多专注于对新的网络结构的探索和应用(如VggNet、GoogleNet等)。目前,大量的研究都集中于内窥镜图像的分类,关于病变定位和分割的研究则相对较少,而病变定位和分割对于疾病的监测和细粒度的精细分析则至关重要。全卷积神经网络(FullyConvolutionalNetworks,FCN)模型已经在自然图像语义分割上取得了巨大的进步,相关模型在内窥镜图像上的应用将会对内窥镜图像的精细分析产生巨大的推动作用。
对于医用内窥镜图像的计算机辅助诊断来说,未来的发展可能有如下几个方面:第一,更好的数据增强方法,在训练数据有限的条件下,更好的数据增强方法将会有效提升网络的泛化性能;第二,迁移学习技术的进一步发展,迁移学习的研究处于起步阶段,在自然图像上获取的特征如何更好地应用于医学图像仍然值得进一步研究;第三,网络结构的改进,提出更有效的网络结构以更好地提取图像包含的信息;第四,大型内窥镜图像数据库的建立,这是内窥镜图像处理技术取得进一步发展的关键基础。
随着更多医学图像数据库的建成和神经网络方法的继续发展,可以预见,更多的基于CNN的内窥镜图像辅助诊断系统将会为医生提供更为准确高效的诊断信息。
第3篇:计算机辅助设计种植导板精确性及其影响因素
李晋蒙,欧国敏:口腔疾病研究国家重点实验室,华西口腔医院种植科(四川大学),成都610041
[摘要]数字化已经成为口腔种植领域乃至整个口腔技术发展的新趋势。数字化导板,即牙种植导向模板技术,逐渐走入市场。数字化口腔种植技术凭借直观的术前设计和简易的手术方式,可实现不翻瓣种植及术后即刻修复等,但也存在精准度不确定并由此可能产生严重并发症的问题。本文旨在介绍数字化导板的分类,分析数字化口腔种植技术的优缺点,评价数字化导板的精确性和影响数字化导板精确性的相关因素,以期为临床医师在应用该技术过程中提供参考。
[关键词]牙种植;精确性;计算机辅助设计种植;导板手术;影响因素
目前口腔种植术是临床治疗牙列缺损或牙列缺失的主要方法之一。种植体表面处理技术日渐成熟,可以带来预期稳定的骨整合[1],如何放置种植体成为临床医师首要考虑的问题[2-3]。由于获取信息的手段匮乏,医师曾经只能通过曲面断层片来判断患者的颌骨信息,以避免损伤重要解剖结构如上颌窦腔、下颌神经管等。随着计算机辅助设计与制造(computeraideddesign/computeraidedmanufacturing,CAD/CAM)技术和锥形束CT(conebeamcomputedtomography,CBCT)影像技术的发展,医师在兼顾种植体位置的同时能够注重最终修复体的功能及美学效果[4-5],真正实现以修复体为指导的现代种植修复理念[6]。数字化导板作为整合数字化信息与临床应用的工具,使患者、医师、技师之间对最终修复效果的交流成为可能。如今数字化技术已成为口腔种植领域发展的新趋势,已有大批不同厂家生产的数字化口腔种植手术导板与引导工具进入市场并投入临床使用,但部分医师对其效果及准确性依旧存疑。本文对数字化导板进行简介,就数字化口腔种植技术的优缺点、数字化导板的精确性和影响数字化导板精确性的相关因素作一综述。
1数字化导板简介
1.1数字化导板的概念与分类
数字化导板是牙种植导向模板的简称,是为了实现种植手术方案所设计制造的个性化手术辅助工具。根据导板支持形式的差异可分为牙支持式手术导板、骨支持式手术导板和黏膜支持式手术导板。1)牙支持式手术导板:是一种覆盖在患者缺牙区邻近牙齿上以获得固位,稳定性较好的手术导板,适用于缺牙较少的牙列缺损患者。2)骨支持式手术导板:覆盖在翻开黏骨膜瓣后暴露的牙槽骨骨面上,需用固定钉辅助固定,适用于缺牙较多的牙列缺损或牙列缺失患者。3)黏膜支持式手术导板:无需翻瓣直接覆盖在牙槽嵴黏膜上,需用固定钉辅助固定,适用于无牙颌患者。
1.2数字化导航系统的组成
数字化导航系统包括数字化导板,引导工具和与其匹配的设计软件。引导工具中包括固定钉、固定钉钻、定位钻、扩孔钻、牙龈环切钻、压板,不同厂家所配备的引导工具略有差异。
1.3数字化导板的设计与制造
通过术前CBCT拍摄与口内模型采集,得到患者颌骨影像信息与口内信息,导入匹配的导板设计软件确定种植手术及修复方案,生成数字化导板的基体;同时根据患者具体条件与手术方案,如颌骨情况、黏膜厚度、种植体规格等确定与数字化导板配套的钻针、压板等引导工具的规格,两者作为一个系统在种植手术过程中起导航作用。数字化导板基体设计生成完成后,将其3D模型导入3D打印机中,完成导板基体的制作。再经过清洗、装配导管等一系列工序得到最终成品的个性化定制数字化导板。目前有些公司将CBCT扫描、导板设计与CAD/CAM软件整合,利用热塑性材料,通过替换扫描导板部件实现椅旁制作牙支持式手术导板,大大缩短了术前设计与导板制作时间;但该方法有一定局限性,仅适用于简易的牙列缺损情况。
2数字化口腔种植技术的优缺点
2.1数字化口腔种植技术优点
首先,数字化口腔种植技术最显而易见的优点是简化手术步骤,减少手术时间[7]。在数字化导板及配套引导工具的帮助下,节省了传统方式中翻瓣以及定点定位的时间,依据设计好的钻针顺序操作即可完成备洞。其次,不翻瓣技术的运用会带来更快的黏膜愈合速度和更少的骨量丧失[8-10],同时减少术后反应,适用于牙科焦虑症患者。对照试验[7,11]发现,不翻瓣种植方式与传统手术方式相比会显著减少患者术后的焦虑程度,可将该方式应用于某些医学妥协症(比如凝血功能障碍)患者。由于术前即可充分了解患者实际骨量信息,合理设计种植体位置,所以可避免复杂骨增量手段,并决定最终修复体的功能、发音影响和美观[7]。术前还可利用CAD/CAM技术设计制作临时义齿,易于种植术后即刻修复,这可迅速减少患者缺牙所带来的美观与功能上的不适[12-13]。不少学者[14-15]报道,以修复体为指导,数字化导板引导的种植手术并发症更少。
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