Разработка метода сопоставления трехмерных изображений лица с данными компьютерной томографии

Аннотация

Необходимость внедрения цифровых технологий моделирования и производства лицевых протезов в стоматологическую практику обусловлена увеличением количества пациентов с дефектами средней зоны лица послеоперационного и травматического генеза. Цель — разработка метода сопоставления трехмерных изображений лица с данными компьютерной томографии (КТ) и подтверждение его эффективности.
Материалы и методы.
Методика заключается в сопоставлении данных по реперным объектам, в качестве которых были использованы 4 шарика диаметром 5 мм. Для точности совмещения 3D-сканов с данными КТ мы выбрали 4 точки на лице пациента, куда и были прикреплены шарики: на носу, на подбородке и в области щек с двух сторон. Далее пациенту выполнили КТ и сделали оптические слепки лица с помощью сканеров 3dMDFace System (3dMD, США/Великобритания), ObiScanner (Fifth Ingenium, Италия), Einstar (Shining 3D, Китай). Полученные данные совмещали в программе Exocad. В качестве эталонной модели использовались данные, полученные на аппарате Planmeca ProMax 3D ProFace (Финляндия), так как эта установка позволяет получить как объемное CBVT-изображение, так и трехмерную фотографию за один сканирующий проход. Положение пациента, выражение его лица и расположение мускулов при этом оказываются одинаковыми для обоих указанных изображений, что обеспечивает их точную совместимость. Для проверки расстояний между точками, полученными по эталонной модели, мы использовали программу InVesalius 3 (Бразилия), которая создает 3D-визуализацию изображений на основе последовательности 2D DICOM-файлов.
Результаты.
Погрешность сопоставления 3D-сканов лица с данными КТ (разница расстояний между выбранными костными и мягкотканными точками) при использовании ObiScanner в сравнении с эталонной моделью Planmeca ProMax 3D ProFace составляет 0,09—0,16 мм. Погрешность при использовании сканера 3dMDFace System составляет 0,2—0,4 мм. Погрешность при составлении трехмерных данных между собой при использовании сканера Einstar составляет 0,35—0,6 мм. При совмещении 3D-сканов лица с данными КТ по реперным объектам, мы наблюдаем незначительное отклонение от эталонной модели (0,09—0,16 мм), что подтверждает точность методики совмещения данных по реперным объектам.
Заключение.
Принимая во внимание полученные статистические данные можно сделать вывод, что совмещение трехмерных данных лицевых сканов с данными КТ по реперным объектам — наиболее точная методика с учетом подходящих исходных трехмерных данных лицевого скана.