發布時間:2024-04-09 14:33:21
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇口腔數字化管理,期待它們能激發您的靈感。
[Abstract] Medical imaging in modern medicine is an integral part, is widely used in various medical professional. as the optical industry and computer industry development of digital X-ray photography (Digital radiography). This paper reviews the importance of the hospital system in the ora
[Key words] The oral cavity hospital; X-ray; Digital equipment; application
1、數字化X線攝影技術在口腔科的發展
1989年法國人Dr Francis Monyen首次將數字化成像系統引用牙科學,同年FDA核準將其應用于口內成像,稱之為Radio Visio Graphy(RVG),國外應用較早,設備研發較成熟;20世紀70年代末,間接數字化x線攝影首先應用于口腔科,后來發展為以CCD傳感技術為基礎的數字化牙片拍攝;直到后來出現了以IP板為基礎的口腔CR技術;口腔放射科才真正實現了數字化。
2、口腔放射科數字化設備的組成及工作原理
硬件包括:①DIGORA處理系統、全景與頭影測量的PCT系統;DIGORA系統有可重復使用記錄影像的IP板,規格有3中(成人板、兒童板、咬翼板);PCT有3中板(6×12英寸的全景板、8×10的頭測板、10×12的普通板)②與計算機連接的掃描儀,③與之相連的計算機及打印機。
IP板代替普通膠片,接收患者被照區組織透過的X線,并以數字信息記錄于IP板表面。再將IP板置于掃描器內,通過激光掃描IP板,將圖像直接顯示在電腦屏幕上;再通過軟件對圖像進行自動及手動調節,以彌補投照量的不足或過量。從而達到理想的效果。
3、與傳統牙片及CCD成像模式的比較
傳統牙片都是使用常規的X線技術,直接投照牙片,再通過后續的沖洗方法,使圖像顯示在膠片上;不僅工序繁瑣;而且圖像質量不如數字化的清晰,對牙齒的微細結構顯示不清,尤其是牙周膜的顯示遠不如數字化圖像清晰;但是IP板也有傳統膠片不及的地方,IP板彎曲度小,不如膠片柔軟,對某些部位擺位不方便,像智齒的擺位,易引起患者惡心。系統用IP代替膠片,在掃描器內25s成像,無需暗室沖洗。影像儲存于計算機中便于管理、查詢、研究。但IP質硬,放于口內時其不適感大于普通膠片。
IP板的投照寬容度大,可在0?02~2?32s之間,而膠片只能在0?38~1?8s間,因而減少了投照不足或過度而引起的重照。因而減少了患者的輻射劑量。系統的后處理功能(如對比度、亮度、邊緣增強、三維影像、放大等)及線距、角度、密度的測量能提高其應用價值。對比分辨力高,而空間分辨力低,可能會影響對細微結構的觀察。
與其它數字化X線攝影(CCD系統)比較;Digora與傳統膠片攝影投照方法相同,無導線與計算機相連,因而較CCD系統操作方便。CCD系統影像顯示面積小于Digora,且CCD探頭過厚(12mm),尤其后牙放置困難,1/4的RVG片被丟棄就因為目的區未能照及。Digora系統在40%CCD投照量下就可獲得與之相同的診斷價值。Digora系統特有的密度測量的功能有利于臨床及基礎研究工作。Digora影像由8位2進制數字對應的象素構成,有256個灰度。而CCD系統是由12位2進制數字對應的4096個灰度,因而Digora對細微結構的測量比CCD差,但對于診斷來講兩者影像質量相同。
4、數字化X線攝影的優點
4?1影像為數字化文件,所占空間少,便于長期存儲,并可并入網絡系統。
4?2便于病歷管理,提高病歷檢索效率,利于患者復診前后對比。
4?3系統提供的后處理功能多,可改變圖形大小、質量、對比度、清晰度及負影等,可獲得進一步的診斷信息;易為臨床醫生提供更為準確的診斷依據。
4?4X線劑量比常規攝影明顯降低;只有傳統牙片的10%,保護操作者和患者。(管電壓60kV,管電流7mA,曝光時間0?04s)
4?5其它優點:圖象清晰直觀,應用于根管治療、種植體植入及一些口腔常見病的診斷,提高了臨床醫師的診斷水平和診斷效率,為患者帶來了便利,為醫院帶來效益,減少患者等待時間(攝像、出片只要3~5s), 保護環境(不需要顯、定影液),進行診療更客觀(有利于進行根管長度測量)。
5、在網絡管理上的應用
真正的口腔數字化設備,進行圖像傳輸,有利于臨床應用,組建真正的口腔醫院網絡,實現影像信息資源共享。目前大的綜合性醫院都實現了全院網絡管理;都是以CR、CT、MRI等數字化設備為中心的HIS系統或PACSS系統。我院于2008年上了芬蘭的DIG-ORA牙片數字化設備以后就實現了牙片的數字化;減少了患者的等待時間,臨床醫生可以在診室就能看到清晰的電腦圖像;也可根據自己的看片習慣調節圖像。尤其是2009年又購進了口腔全景及頭影測量的數字化設備(PCT)后,就真正實現了放射科數字化管理即減少了醫院傳統膠片沖洗的污染,又節省了資源;還提高了工作效率;也為全院實現真正的網絡數字化管理打下基礎。使醫院能夠成功地進行網絡傳輸、處理、交流、存儲,以及影像診斷報告的書寫打印。實現了病員信息共享,提高了工作效率和管理水平。利用服務器還可通過INTRANT實現遠程醫療。
6、在臨床上的應用
6?1數字化影像清晰度高,對疾病的微小變化顯示清晰,以利于診斷;誤診率降低。可進行骨密度測量;從而便于在較短時間內對骨密度變化進行臨床檢測。牙槽骨密度定量測量系統的準確性和靈敏度能夠滿足臨床和科研的需要,可用于對牙槽骨密度的橫向比較和縱向觀察,有較廣闊的應用空間[9]。Digora系統對鄰面齲的X線診斷具有重要作用,尤其對于早期鄰面齲,其診斷效力明顯優于傳統牙片。
6?2利用它的測量功能可進行根管測量,可準確的判斷根管的超充、欠充、漏充或側充,減少了術中、術后并發癥,提高治療的滿意率。對牙周病拍攝全口根尖片優于傳統牙片。減少了傳統牙片擺片的繁瑣環節,也有利于治療前后個別部位的對比。Borg等,在體外使用Digora對根尖及15號根管銼(Hedstrom)尖端進行測量,結果顯示,銼尖至根尖距離較常規膠片測量值長2?0%~3?8%,銼尖與根尖至參照線的距離在觀察者間無統計學差異。而Seki等,用常規膠片研究表明觀察者對根尖定位比對銼尖更為準確。兩項研究結果的不同,可能由于Digora系統在研究時運用對比增強而提高了對銼尖的可視度。不同投照時間(16、32、63、125、250、500、1000ms)下所得兩尖距離值無統計學差異。在16ms時,銼、根長度較其它投照時間短,可能由于過低投照時量子噪音增強,使尖端清晰度降低。Velders等,用不同投照量對010、015、020、025號根管銼(K-file,Colorinox,Maillefer,Switzer-land)進行長度測量表明:當測量020及更粗銼時,投照量降至常規膠片的6%,所得結果與常規膠片一致;當測量015號銼時投照量可降至25%,當降至5%時銼長度減少0?5mm;當測量010號時,無論何種投照量銼長度都下降至少1mm,配合灰度調節則長度只減少未調節時減少的一半,可見灰度調節對細小銼長度的測量有積極作用。但當投照量低于6%時,伴灰度調節銼長度減少更多,因為此時256個灰度中有120個用于影像調節,其它灰度自動變為黑(0)或白(1),此時銼、根均呈白色,對比消失,測量誤差增大。該研究同時顯示Digora對牙根長度的測量值較常規膠片略大,可能與測量精度不同有關:常規膠片為0?5mm,而Digora以象素(0?068 5mm)為單位,伴有5%波動范圍。牙槽骨水平高度的測量;口內X線攝影術在評價牙周炎邊緣性骨喪失程度及療效上有重要作用,但通過X線影像對牙槽骨水平喪失高度通常低估2~3mm,而骨喪失越多則低估越多。Borg等[15]研究表明,Digora對第一磨牙骨喪失水平低估0?4~0?7mm,第二磨牙低估0?8~1?4mm,不同投照量(160、200、250、300、400ms)間無差異。用常規X線片研究顯示對第一磨牙低估2?6mm,對第二磨牙低估3?4mm。可見對于牙槽骨水平吸收程度,Digora較常規X線片更接近于真實情況。
6?3對正畸患者也有傳統膠片不可比擬的優點;利用特定的分析軟件,可以對患者頭顱進行精確的自動劃線測量;減少了手動劃線的繁瑣;減輕了正畸醫生的工作負擔;也有利于正畸病歷的存檔。
頭影測量分析是口腔正畸臨床重要的輔助診斷、分析方法;數字化口腔正畸醫學影像信息系統主要是運用計算機對頭顱影像進行圖象處理及測量分析。該系統分為兩部分,一部分是用于正畸臨床診斷和設計的頭影測量軟件,它包括病例管理、預約管理、記錄管理、圖片管理、影像測量、療效預測、療效評價及圖片展示八個功能模塊;另一部分是用于臨床科研的中心數據庫軟件,該軟件具備從病例庫中抽取樣本的功能,并且可以構建任意幾何計算,具備數人定點取均值、批處理、統計接口等科研功能。該系統的創新性貢獻在于將醫療用軟件與科研用軟件進行了有機的結合,為正畸醫師提供客戶端軟件及計算機頭影測量軟件,一方面可以大大縮短手工頭影測量的時間,并提高測量的準確性,另一方面大家使用統一的圖像采集和模板標定的規范化標準
6?4對教學科研提供了很大幫助;對學生講課可制作多媒體教具;使學生更直觀地了解所學內容;對醫生進行科研提供了更加完整的資料。隨著影像設備的數字化、網絡化的迅速發展升級;口腔頜面部的傳統教學模式已不適應新形勢的要求,尤其是口腔放射科數字化設備的應用,使得多媒體技術能更好地應用于臨床教學中;使口腔醫學的教學實現以數字化為基礎的多媒體化及網絡化。數字化的多媒體教學,使老師能夠發揮更大的主觀能力,講解病歷更加直觀,使學生更益理解掌握。數字化的多媒體教學,內容豐富,感官刺激強烈,更易使學生掌握,從而把老師從繁瑣的傳統教學中解脫出來。數字化多媒體教學,以大量的圖像資料為基礎,結合臨床口腔科知識,利用數字化設備的調節功能,顯示不同的教學內容,即提高了學生的學習興趣,又加深了理解記憶,使抽象的知識形象化,從而提高教學質量。
結 語
口腔數字化設備給口腔科臨床病例的診斷、管理、研究分析帶來便利,并因其投照寬容度大而提高了投照成功率,大大降低了X線輻射量。其影像管理及后處理功能為正常及病理口腔組織的基礎研究提供了一個新手段。其密度測量功能可反應骨及牙體組織礦化程度的微小變化,可用于牙體組織結構、牙周病及種植體周圍骨質密度變化的觀測??谇粩底只O備不僅提高了牙科診療設備的整體技術水平,也提高了醫生的診治效果和口腔診所的運作效率。
綜上所述,這些技術的利用將有利于口腔科臨床及基礎研究的發展。
【參考文獻】
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【3】張鐵軍 趙燕平 張祖燕 等 根尖片數字化X線攝影技術及其臨床應用 中華口腔醫學雜志 2000 35
1中國口腔醫學科技期刊存在形式及內容
現有24種口腔醫學科技期刊(見表1),其中14種為綜合期刊,8種為??破诳?,2種為文摘類期刊,幾乎涵蓋了口腔醫學的所有領域,其中13種已被列入國家科技部中國科技論文統計源期刊。
2數字化情況調查結果
2.1版權頁調查對國內口腔醫學科技期刊版權頁的調查顯示,有21本標注了電子信箱,占84%;只有9種期刊建立版權網站;標有2個網址的有1種。分布情況見圖1。從以上數據可以看出,絕大多數口腔醫學科技期刊的網站建設相對處于被動、落后的狀態,與國外期刊相比存在相當大的差距。
2.2CNKI收錄全文情況除7種期刊(占總數33.33%)缺失首期或最早數期,《中華口腔正畸學雜志》更新至2007年止,其余13種期刊(占總數61.90%)收錄自期刊創刊以來所有全文。
2.3國外數據庫收錄本研究以PubMed為代表數據庫進行檢索。檢索結果顯示,至2008年9月止,PubMed年收錄中國口腔醫學科技期刊只有3種(占收錄期刊總數的12%),包括《中華口腔醫學雜志》、《華西口腔醫學雜志》和《上??谇会t學雜志》。其中《中華口腔醫學雜志》共收錄自1987年1月刊~2008年2月刊共2770篇論著的英文摘要,小部分早期論著的摘要暫缺;《華西口腔醫學雜志》收錄1997年2月至2008年8月共1404篇英文摘要;《上??谇会t學雜志》共收錄1992年6月~2008年8月2064篇論著,其中1960篇提供全文PDF鏈接,2008年全部則只提供英文摘要。
2.4國內口腔醫學科技期刊網站建設情況
2.4.1主辦單位網站鏈接網頁《中國口腔頜面外科雜志》、《上??谇会t學》、《中華老年口腔醫學雜志》、《口腔頜面修復學雜志》和《中國口腔醫學繼續教育雜志》5種口腔醫學科技期刊擁有主辦單位網站的鏈接網頁?!吨袊谇活M面外科雜志》和《上海口腔醫學》依托于中華口腔醫學會口腔頜面外科專業委員會網站,提供一般性信息包括各期刊的簡單介紹以及期刊的編輯、出版等各種相關信息,可以通過網站進行期刊訂購、論文投稿、文獻檢索、文獻閱讀甚至全文PDF文件下載,相關鏈接較全面,構架完善,并設有中英文兩個版本?!吨腥A老年口腔醫學雜志》、《口腔頜面修復學雜志》和《中國口腔醫學繼續教育雜志》的鏈接網頁則僅提供版權頁等一般信息,不具備文獻檢索、文獻閱讀及文獻下載等功能,支持網上投稿。
2.4.2版權網站期刊建立版權網站可借助因特網方便、快速的特點,在提供期刊文獻服務的基礎上,為用戶提供更新、更快、更廣泛的醫學信息服務[3]?!吨腥A口腔醫學研究雜志(電子版)》和《中國實用口腔科雜志》是國內目前擁有版權網站的口腔醫學科技期刊,作為以印刷版本期刊為基礎建立起來的網站,其提供各期刊的簡單介紹以及期刊的編輯、出版等各種相關信息。用戶也可以通過網站進行期刊訂購、論文投稿。提供快速檢索和高級檢索,文獻設有HTML和PDF兩種鏈接,但全文未上傳,也未見留言信息。
3口腔醫學科技期刊數字化存在的問題及分析
我國的科技期刊數字化絕大部分停留在"拷貝階段",在形式上是單純印刷版的重復,甚至是印刷版的簡單掃描,出版時間明顯滯后,且網頁設計過于簡單;在觀念上認為網絡只是給讀者一個新窗口,沒有對編輯流程進行調整;形式上還是一種單向傳播,未通過整合內容形成跨媒體的一體化服務,不能滿足編輯部及讀者多方面需求[4]。這其中的原因有觀念上的,也有技術和資金的問題,考慮可能主要與以下幾點有關:①主要負責人對網絡了解不深;②缺乏既懂業務又懂信息技術應用的核心人才;③網絡技術缺乏;④編輯人員素質、知識結構不適應等。
關鍵詞:總線技術 紅外跟蹤技術 語音識別技術 牙科治療機
中圖分類號:TH11 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2010)09-067-02
西北醫療器械(集團)有限公司是國家醫藥管理局定點生產口腔設備和牙科手機的專業企業。公司在四十余年的生產經營中積累了豐富的行業經驗,并與國內外著名生產廠家進行廣泛的經濟合作和技術交流,使產品在設計理念、工作性能、產品功能等方面不斷取得進步和提高。而運用新科技,提高產品綜合競爭力在新型數字化牙科綜合治療機中得到充分的體現。
1、新型數字化牙科綜合治療機的功能特點
全新的控制理念,人性化的人機交互,所有操控的模擬動作顯示逼真;具有多種防交叉感染的操控方式;具有強大的圖象處理功能;生命體征監測系統,實時監測患者狀況;機椅分體式結構,整機更穩定;新型進口五級可調LED無影口腔燈:痰盂可自動旋轉,確保不會與牙椅干涉;雙重感應漱口水,確保漱口水不外溢;器械盤可電動升降,滿足不同治療需求;助手架高度可調,方便操作:牙椅運行平穩、椅墊柔軟舒適、椅身可水平旋轉,滿足相應的治療位;頭枕高度可自動調節,適應不同患者。
2、總線技術在牙科治療機中的應用
2.1 總線技術介紹
總線,英文叫作“BUS”,即我們中文的“公共車”,這是非常形象的。比如,公共車走的路線是一定的,我們任何人都可以坐公共車去該條公共車路線的任意一個站點。當然,從專業上來說,總線是一種描述電子信號傳輸線路的結構形式,是一類信號線的集合,是子系統間傳輸信息的公共通道。通過總線能使整個系統內各部件之間的信息進行傳輸、交換、共享和邏輯控制等功能。如在計算機系統中,它是CPU、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道,主機的各個部件通過主機相連接,外部設備通過相應的接口電路再于總線相連接。
2.2 采用總線技術的可行性
總線技術已經在工業上大量應用,比如,汽車控制系統、計算機、機械加工中心等。生命體征數據的獲取,在臨床上也已經廣泛應用,如:心電圖、血壓、脈搏的電子監控等。遠程設備故障維修診斷功能在計算機、通訊領域普遍應用,可以說,用于數字化牙科綜合治療機是成熟技術的整合。
2.3 總線技術運用
該新型牙科治療機采用工業總線測控技術、基于模塊化設計的數字化口腔綜合業務單元,由測量控制平臺和信息處理平臺組成。其中,測量控制平臺是通過模塊化的總線節點式功能組件實現統一的機載設備水電氣執行部件控制、運行數據的實時監測反饋以及相關人機控制接口,按照這種新型結構設計的口腔綜合治療臺能夠根據不同型號以及不同機載設備需求任意組合而不必修改硬件驅動和控制電路板,從而在硬件上實現設備的模塊化集成;信息處理平臺支持在治療過程中的重要過程和臨床數據的自動記錄,包括各種生命體征數據和口腔內圖像數據的采集,并能夠方便醫生和患者與先進口腔綜合治療臺的有效交互,提供遠程設備故障維修診斷功能,并成為今后遠程口腔診療的數字化終端。項目計劃完成的系統和關鍵模塊。
3、紅外跟蹤及語音識別技術在新型牙科治療機中的應用
3.1 紅外跟蹤技術的應用
非接觸型紅外跟蹤遙控系統通過設計的紅外裝置中,手指或器械的運動情況可以被實時跟蹤,經過編碼后形成控制命令,再經過CAN總線發送給計算機。這就可以使醫生不觸及按鍵就能調節例如手機速度調節,超聲類設備的執行。系統可以識別裝置內手指或器械的運動情況,包括上、下、左、右及其組合運動模式。同時,也可以識別在裝置內的8*8個相對位置,并發出相應的編碼指令。對于裝置外側的特定部位遮擋,系統可以識別并發出不少于8種特定的編碼命令。紅外跟蹤輸入框。等??梢赃x擇在非接觸型紅外跟蹤遙控系統的配合下(目的是防止患者或其他醫生的意外語音導致設備動作),系統通過學習能夠完成多于8個常用命令的自定義識別與傳輸。例如:“升椅”,“降椅”,“快些”,“慢些”,“開燈”。“可以了”等。
信息系統業務應用的不全面導致患者信息不全面,無法形成完整的口腔專科電子病歷,這不僅影響了醫療工作質量和效率的提高,也限制了醫院對患者服務進行創新,最終無法滿足為患者提供口腔專科化、個性化服務的需求。
隨著醫院臨床、科研、教學、管理等諸方面不斷發展的需要,醫院電子病歷建設問題日益成為醫院重點建設對象??谇会t院的電子病歷普及率遠低于三級綜合醫院,因此口腔??漆t院在信息化建設道路上,亟需建立全面的、覆蓋全部臨床環節的??齐娮硬v系統。
口腔??齐娮硬v系統的特點
口腔專科電子病歷與綜合醫院電子病歷有顯著不同,嘉和美康信息技術有限公司針對口腔專科醫院的業務特點提供了相對應的業務應用模塊和數據模型,從而使口腔專科門診流程數字化、醫生工作站操作一體化和臨床數據結構化成為可能。
小門診大病歷診療序列管理
一般綜合醫院門診病歷以小病歷形式存在,歷次看診之間通常沒有關聯性和連續性。而口腔??漆t院恰恰相反,口腔患者初診時,口腔醫生會根據病情將患者手中的小病歷本更換成醫院的門診大病歷夾,之后患者再來復診、復查時醫生都在大病歷本中續寫病歷,直到該牙病被治愈完成。
口腔門診病歷內容更像住院大病歷,先是入院志,然后是病程記錄,最后是出院志,是跨就診次的連續診療過程??谇会t生對于病患牙確診并確立治療手段后,往往無法一次處置完成,需要患者多次復診才能徹底治愈。通常HIS或者EMR系統都不會處理歷次看診之間的關聯關系,所以口腔電子病歷系統必須首先解決歷次看診之間的串聯問題,否則電子病歷只是病歷的電子化,在臨床工作中沒有發揮真正的價值。
為了解決該問題,我們提出了診療序列Sequence(S)的概念,對同一科室、同一牙位或者部位下的同一診斷我們稱之為Visit(V),初診是V1,復診依次是V2~n, 直到該疾病被治愈,我們認為該診斷的治療過程完成,所以S= V1+ V2+… Vn。
多部位多診斷動態病歷模板
我們雖然引入了診療序列這個概念來解決門診病歷關聯性的問題,但是口腔??七€會面臨多個牙位需要處置的業務情況。例如,牙體牙髓科經常會遇見某位患者左上6齲洞,右下7牙髓炎的病癥情況。傳統電子病歷系統一般根據醫生所下的臨床診斷生成對應的疾病病歷模板,然而面對口腔多牙位多診斷時,系統就需要病歷模板具有更強的靈活性,可以根據多種疾病組合出自適應的病歷模板,我們稱之為動態病歷模板加載。
門診病歷模板主要包含主訴、現病史、既往史、家族史、全身情況、檢查、治療計劃和處置等章節,在檢查、治療計劃和處置章節中出現多部位的診斷時,系統需要具有動態組裝多疾病病歷模板內容的能力。因此,我們在設計時將病歷模板的維護工作定制到各個病歷章節,每個章節又可以根據診斷的類型以及是否自動加載該模板等配置參數,動態地拼接出更符合口腔醫生所期望的病歷模板,從而滿足門診口腔病歷模板多樣性的特點。
診療過程交叉方案-步驟-醫囑模型
口腔??品找矔龅礁鞣N診療過程在同一科室或者不同科室間交叉診療的情況。例如在修復科義齒制作之前,需要外科配合完成病患牙齒的拔除;在牙體牙髓科根管治療,需要修復科先將舊修復體拆除。
我們提出了治療方案(Plan)-操作步驟(Stage)-醫囑(Order)數據模型,同一牙位的同一診斷在一次看診中只會出現一種治療方案。而對于大多數口腔疾病來說,口腔醫生在初診時就已經確定了治療方案,在不同次看診過程中,口腔醫生對不同疾病部位會采取不同種類治療方案下的不同操作步驟,每次看診的操作步驟可能又會出現多個處方、處置、檢查、檢驗等門診收費醫囑。
門診醫囑不同于常規的住院醫囑,門診醫囑的特點是即時開立,即時執行;醫生開立,醫生執行??谇粚?漆t院基本上已經構建了門診HIS系統,而門診HIS醫生工作站一般不存在具有臨床屬性的醫囑,只有開單、計費等收費意義的收費項目數據模型。因此,我們通過EMR醫囑與HIS收費項目前后臺相結合的集成對接,將HIS收費模塊與EMR病歷書寫無縫地整合在一臺醫生工作站應用程序上,為口腔??漆t生提供了“診斷管理醫囑收費病歷書寫復診預約”一體化向導操作界面,大大提高了工作效率。
圖表數據采集??茍D表模塊
口腔門診流程中,除了上述三大特點外,每個??撇v之外還有其圖表數據采集要求。
我們在北京大學附屬口腔醫院發現,在兒童科,口腔醫生在初診時先會對兒童患者填寫一份全口恒牙和乳牙的口腔檢查所見的檢查單,該表單既有不同牙位圖形化標注,又有表格式癥狀維度的描述。其它例如正畸科、修復科、牙體牙髓科等也有類似的業務流程或者更高的數字化流程需求。
口腔??齐娮硬v系統總體設計
臨床信息系統建設的關鍵難點在于病歷采集,即病歷書寫。隨著軟件開發技術的更新和軟件開發商的新舊更替,醫院在不斷更新軟件廠商和數據庫平臺,由于各廠商架構和設計上的差異,往往會造成現有數據遷移困難,造成大量資料的丟失。病歷作為醫院的財富,其價值在于“長期、大量”的臨床數據積累,為醫學研究和醫學資料的整理提供基礎。要達到這個目標,就要不依賴于任何一種開發語言、任何一種數據庫,完全以XML來描述,并以XML格式來保存。我國電子病歷的特點是,結構化需要提取的醫學數據分布在敘述性文字中,因此現有的書寫工具和編程方式很難滿足XML書寫和自然語言書寫混合的書寫模式,開發電子病歷專用編輯器成為必然的選擇,也成為能否開發成功一個好電子病歷系統的核心技術。嘉和電子病歷平臺軟件專用編輯器是我們潛心研究多年的一個成果,它在解決XML和自然敘述語言混合書寫的同時,解決了中國醫務人員書寫病歷時需要解決的諸多其他問題,如快捷性問題、圖形圖像標注問題、表格制作問題等,收集的信息包括患者的基本信息、醫囑、收費、檢驗、檢查、麻醉、心電、病歷等。
系統框架
嘉和口腔??齐娮硬v直接采用了嘉和公司獨有的JH Framework技術框架,不必另行開發,極大地縮短了軟件產品的開發周期。由于基礎組件及服務框架已經具備,開發人員能夠專注于業務開發,這降低了對研發人員的技能要求,只要培訓學會Widget開發標準,就可以按照業務需求快速開發系統功能。JH Framework框架也適合需求分析師做快速產品原型設計,可以根據用戶需求快速構建出用戶界面。
JH Framework框架除了為應用開發和設計者提供了一個快速、高效和易用的二次開發平臺外,為項目實施工程人員也同樣提供了IT服務技術支持:服務原生支持雙機熱備、負載均衡,讓使用此框架構建的應用系統更穩定、更可靠、更健壯;此框架設計的軟件實現完全松耦合,可為大集成解決方案奠定基礎,并且使開發的軟件產品易于維護,降低了日后的軟件維護成本;采用此框架開發的產品,客戶端可實現免安裝、自動部署和自動升級,可以減少實施工作量,縮短實施周期,降低實施成本。
設計思想
以醫院等級評審為代表的新一輪醫改政策將基于信息系統的數字化、精細化管理課題擺在了新一代醫院管理者的面前,面對醫院內專業不斷細化、業務日益復雜的系統,傳統的單向數據集成上報和報表展現已經難以滿足用戶的應用需求。
嘉和美康公司推出的基于臨床數據中心(CDR)、面向口腔專科電子病歷信息化的解決方案是基于多年電子病歷數據采集和應用經驗而成的。嘉和口腔??齐娮硬v信息化解決方案將數據規劃、數據標化、數據集中、臨床診療數據應用和運營管理數據應用特性融為一體。在新的統一技術框架下,將門診電子病歷、住院電子病歷、醫療質控、病案管理、臨床路徑、醫學科研、醫院等級評審、單病種質量監測與評價、醫患溝通等應用系統與CDR平臺有機整合,實現了以患者為中心、以臨件為主線的標準化數據組織和應用。
在新的信息體系支撐下,醫院在臨床、科研、質量管理等各個領域都能享受到臨床數據深度應用所帶來的巨大價值。
面向臨床應用:嘉和口腔專科電子病歷信息化解決方案基于數據系統化組織優勢,為臨床一線工作人員提供以病種為單位的疾病診療時間軸管理,從多個維度對患者完整治療周期的數據進行匯集和集中展示,并且根據病情和治療過程重點顯示相關醫囑、治療、檢驗檢查結果。同時,在醫生的日常醫囑下達、病歷記錄流程中,后臺系統可以根據單病種質量控制規則的疾病指征分析以及臨床質量管理規則實現自動的臨件觸發管理和藥事監控功能。
面向醫學科研:嘉和口腔??齐娮硬v信息化解決方案從學科發展規劃出發,梳理數據需求,基于標準化數據的管控機制,將臨床病歷資源轉化為高質量的臨床研究數據資源,通過自動化的研究數據加工機制,快速產生支撐各類研究主題的病歷報告數據,從而大幅提高科研產出效率。
面向醫院質量管理:基于“方案-步驟-醫囑”的嘉和口腔??齐娮硬v信息化解決方案實現數據二次利用的能力包括醫療質量監測和評價、醫療行為和安全監測、在臨床知識庫支持下的患者主動服務等。精確的數據溯源能力和重復利用能力為醫院管理層的精細化管理提供了堅實的基礎。
口腔??齐娮硬v的應用價值
[關鍵詞]數碼照片;三維重建;近景攝影測量;地理信息系統;面部軟組織
[中圖分類號]R782 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-6455(2012)02-0228-03
Primary study of the three-dimensional reconstruction on facial soft tissue based on digital images
FAN Xiao-feng1,WEN Yi-xi2,MA Si-wei2,WANG Shu-sen3,YANG Zhuang-qun4
(1.Department of Orthodontics,Hainan Stomatological Hospital, Haikou 570105, Hainan,China;2.Xi'an Jiaotong University Stomatology Hospital;3.Aerial Photogrammetry and Remote Sensing Reconnaissance Institute;4.The First Affiliated Hospital of Medical College of Xi'an Jiaotong University)
Abstract: Objective To explore a new method about three-dimensional(3D) reconstruction of facial soft tissue. Methods Two front facial photographs of volunteer were obtained by digital camera.Then,the 3D reconstruction image was generated using close-range photogrammetry technique under the geographic information system (GIS) surrounding. Results The 3D facial soft tissue was obtained and the reconstruction was clear and real. Conclusion The digital close-range photogrammetry and the GIS principle and technique are new exploration on 3D reconstruction of soft tissue.
Key words:digital photograph;three-dimensional reconstruction;close-range photogrammetry;GIS;facial soft tissue
頜面部軟組織的測量、分析和研究在口腔醫學領域,特別是正畸、正頜外科以及美容整形外科的診斷治療中均有十分重要的意義,它不僅為制訂治療計劃提供可靠的數據,而且可客觀地評價療效。隨著經濟的發展及治療的需要,對每個患者拍攝治療前后面部正面、側面及局部相片作為資料保存,已成為臨床常規,這為利用照片進行面部軟組織三維測量和重建提供了思路和便利條件。
近景攝影測量是一門較新的學科,在建筑、考古等方面已應用較多,但在醫學上的應用較少,隨著科學的發展,尤其是近年來數字化近景攝影測量和信息系統的發展,使數字攝影測量和醫學能夠緊密結合,為醫學研究提供更多的手段。本研究用近景攝影測量技術結合地理信息系統技術(Geographic Information System,GIS),進行了面部軟組織三維重建,以期為臨床研究提供一種準確便捷的方法。
1 材料和方法
1.1 實驗硬件:①高精度控制場:由不變形的水平玻璃板以及垂直圓柱體制作而成(具體設計思路如圖1);②帶有刻度的橫梁三角架三星 Digiax 220 SE數碼相機(相機的固定焦距和像幅的尺寸大小應已知)。橫梁上有精確的刻度,其目的在于控制相機移動的基線長度,最長距離為1.2m,根據需要可以加寬,為保持相機在移動過程中具有相同的攝影姿態,應采用剛性高的材料,以減少橫梁彈性變形。橫梁兩端添加水準氣泡,在攝影時調節橫梁和三腳架之間的螺母以保持氣泡水平,從而保證橫梁保持水平。
1.2 實驗軟件:軟件部分包括數字化近景攝影量測系統和地理信息系統(即Microstation95及ArcView GIS3.3),主要用來實現圖像處理和圖形重建,包括圖像的讀取和處理,相關數值計算,三維圖像的生成及特征分析。以上軟件均由西安煤航現代測繪工程公司中煤航測遙感局測繪工程院引進,并應用于本實驗。
1.3實驗方法:將控制場固定于室內墻上,被測者端坐于控制場前,保持自然頭位并與控制場內設置的頭部位置一致。光線為實驗室的室內燈光。拍攝時,相機先位于被測者左前方,拍攝照片后移動至被測者右前方拍攝第二張照片,移動相機過程中相機平面與承影面始終保持平行。相機移動的距離大約10cm,以保證兩張相片有足夠的重疊部分,重疊度一般應為60%~70%,人與相機之間的距離大約150cm。
將拍攝到的數碼照片輸入計算機,在數字化近景攝影測量系統下,根據由測量控制點所建立的像片和被攝者之間的數學關系,量測軟組織表面特征點的三維坐標。根據軟組織表面特征點三維坐標,建立軟組織數字高程模型(DEM)和正射影像。
在地理信息系統軟件下,利用生成的面部軟組織數字高程模型(DEM)作為后臺支持直接調用正射影像,再現頜面部三維立體形態,并進行三維測量。測量時通過鼠標在模型上點出標志點,系統可自動生成該點的三維坐標,并進行點之間的距離的自動測量。也可以通過局部放大重建后的三維圖像,使標志點的辨認更清楚(如圖2)。
2 結果
獲得了被測者面部軟組織數字高程模型及正射影像(如圖3~4),并重建了三維圖像,三維圖像如圖5。
3 討論
3.1 研究背景:在口腔醫學領域,結構光[1]、莫爾云紋[2]、激光掃描技術[3-5]、三維立體攝影測量[6-8]、CT[9-10]等三維重建與測量技術常在文獻中被提及,為口腔頜面部軟組織研究提供了極大幫助。近景攝影測量技術作為立體攝影測量的一部分,已出現了商業化的數字化近景攝影測量系統,由于減少了傳統攝影測量過程中的人為誤差,使攝影測量精度得以很大提高,因此擴充了攝影測量的功能和應用范圍。地理信息系統(GIS)通俗地講,就是能夠輸入、存儲,管理并處理分析地理空間數據的信息系統,它具有強大的數據編輯、空間分析和可視化功能。利用數字化近景攝影測量技術獲得數字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和正射影像,以DEM和正射影像為數據源,在地理信息系統下再現空間三維景觀,在各個領域得到了廣泛應用。這為我們在口腔醫學領域應用數字攝影測量技術提供了新的思路和實驗途徑。
3.2 控制場的建立:控制場的建立是攝影測量的關鍵。所謂控制場實際上是照片中被攝物體的空間參照系,以便于照片與目標物之間建立起數學關系,從而利用已知的控制點坐標恢復攝影瞬間時的目標物真實形態。根據不同的生物測量要求,可建立不同測量精度的控制場。控制場的布設應盡量標準化,即讓相鄰點在同一水平線或鉛垂線上,控制點的這種標準化可以使軟件對照片的數據處理速度加快和精度提高。本實驗中控制場精度在0.5mm以內,且制作簡單,方法靈活。從單個牙頜模型、頭部到整個人體,可根據測量要求,建立不同的三維控制場。也可采用X線可穿透的材料制作,這樣可延伸用于X線攝影測量的研究與應用。
3.3 關于圖像的獲?。航皵z影測量獲取圖像的設備分為量測相機和非量測相機。量測相機是為專業測量測繪目的而設計制造的,調焦范圍有限或不可調焦,價格昂貴。而非量測相機,如普通數碼相機,具有多方面的靈活性(任意調焦,可手持攝影,攝影方式任意),使用起來靈活方便,此外價格低廉。目前非量測相機在近景攝影測量領域已得到了廣泛的應用。本實驗中,采用普通性能的數碼相機(210萬像素),結果顯示達到了一定的精度。
近景攝影測量為獲取被測物圖像,可采取多種方法,如兩臺相機同步攝影法、移動相機法、移動被測物體法和旋轉被測物體法[11]等。白玉興等[7]利用4個高精度的數碼相機獲取頜面部軟組織的三維信息,完成了面部軟組織三維測量分析和旋轉觀察。本實驗中,使用一臺相機,采用移動相機法進行拍攝,以獲得被測物圖像。
3.4 意義:本實驗與以往的實驗相比,采用非量測相機獲取兩張數碼照片,利用數字化近景攝影測量的原理和方法,基于DEM數據和正射影像,在GIS軟件下進行了面部軟組織的三維測量,并實現了面部軟組織的三維可視化。因此,本實驗的意義在于:①這是傳統的生物立體攝影測量的新發展,現代數字化技術和計算機技術的迅猛發展為此提供了先進的手段和條件;②證明數字化近景攝影測量以及GIS技術在醫學上的應用是可行的。目前的數字化近景攝影測量技術主要應用于城市建設、地形、考古,工業測量等大型項目上,具有很高的精度。而面部影像反差甚小,能否應用此項技術并達到一定的精度,本實驗就是最好的證明。
3.5 經驗和不足:盡管本實驗在研究過程中取得了一些成果,然而由于本實驗是一個新方法的初步探索,所以在建模過程中還存在一些問題有待進一步精細和深化:①硬件部分比較笨重,需進一步改造。由于研制時間所限,三角支架采用一般經緯儀支架,它和橫梁的連接直接取材于平板儀,橫梁為保持其剛性取材于模擬攝影測量設備,因此總體而言比較笨重,搬遷時需拆卸,易發生變形。因此需尋求新型材料,既要保持相機攝影時穩定性和相對姿態不變性,又要保持其輕便性。②控制場的制作:本實驗利用玻璃板及PVC管作為制作控制場的材料,特別是PVC管,有可能出現變形。而且玻璃板易碎,使用時不宜過多搬動。因此進一步實驗時需改變控制場的制作材料,可采用不銹鋼鋼板和不同高度的鋼柱制作,鋼柱一端焊接在鋼板上作為z坐標,用數控制刻線機刻出以1cm為單位的橫向和縱向刻度線,分別代表x,y坐標,這種方法制作的控制場的加工精度可控制在0.01mm以內。③由于條件所限,本實驗采用了一臺數碼相機,移動相機過程中可能存在被攝者面部的表情變化,這可能對測量結果造成影響。可考慮利用兩個數碼相機和同步攝影裝置進行拍攝,以達到同步和瞬間采像。
本實驗采用數碼相機作為數據獲取手段,用數字近景攝影測量技術獲得物體真實尺寸,實現了頜面部軟組織的三維測量和重構,是軟組織三維測量方法的新探索。但本實驗只是一個模型建立的初步研究,還存在一些問題有待進一步研究解決。隨著研究的深入開展,將繼續對本方法進行優化處理,以期為面部畸形的診斷和分析,牙頜畸形的矯治,頜面部正頜與整形手術的定量控制及療效評價提供新的技術方法,也希望能為臨床醫師探索新方法的過程中提供一種借鑒。
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