虚拟模型有助于预测整形效果

??颅-颌面整形外科是一个对面部和颅骨进行整形的医疗专业，主要治疗像腭裂、上下颌畸形以及外伤引起的面部骨骼缺损或变形。必要的术前设计不仅可以确保达到外科治疗目的，而且也能让病人对手术后的形象有个感知。

??在“数学在整型手术中的应用”这篇文章里，彼得.迪奥夫哈德、马丁.维瑟等（柏林ZIB）叙述了数学技术在预测颅-颌面外科手术效果中的应用。这些技术被证明是非常成功的，预测结果与术后效果匹配的很好。

??手术计划范例的第一步是将患者的影像数据建立成一个三维计算机模型，称作“虚拟患者”。第二步是用数据创建一个“虚拟实验室”，将各种手术方案在这里进行测试。最后一步是将各种方案的结果呈现给患者。

??第二步需要进行造型并求解出代表身体变化的偏微分方程（PDEs），找出哪一种PDEs符合面部软组织和骨骼生理的机械模型。通过输入的“虚拟患者”数据，用近似结果为特定病人制成一个个体模型，之后外科医生用这个模型作为“虚拟实验室”对手术过程和操作的效果进行预演，最后病人可以得到一张与术后形象近似的图片。

??迪奥夫哈德等人在文章中表示，模型预测的结果与实际手术的结果吻合性非常好。将病人手术后制作的模型与预测结果进行定性比较发现，预测结果的软组织偏差在1～1.5毫米之间，这是一个完全可接受的结果。

??“尽管制作生态机械组织模型很困难，但我们已经利用术前患者的数据成功预测了术后样子。”作者认为，“对于外科医生来说，我们通过计算机辅助设计改进了实际手术前的准备工作。”

(责任编辑：泉水)

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