眼眶计算机辅助设计和制作

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计算机辅助设计和辅助制作(Computer-AidedDesign/Computer-AidedManufacture，CAD/CAM)包括三个主要的成分：硬件（包括计算机和输入输出设备）、软件和操作系统。其中计算机硬件和软件在现代机械设计和制造中起到了重要作用，并且随着计算机的不断更新，通过快速准确的修改图形和进行复杂的产品分析，CAD/CAM使得产品设计和制造的速度和效率大大提高。
一、CAD/CAM简介
CAD系统
自动绘图系统
自动绘图系统就是根据工业制图法，利用计算机辅助绘图的系统，包括两维和三维绘图。目前常用的有AutoCAD2000和UG等大型应用软件。这些软件有许多功能，其中最重要的有两个功能，一是由计算机内的数据产生出图形，二是对图形作各种功能的编辑处理。从而把设计者的设计构思转化为图纸。
几何造型
在计算机中处理几何形状的技术称为几何造型，利用几何造型技术构成的模型称为几何模型，而生成几何模型的软件则称为几何造型程序。几何模型包括线模型、面模型、自由曲线和曲面模型、立体模型。UG和Pro/E等软件都具有强大的几何建模功能
CAM系统
（1）工序设计功能
现在实用的工序设计系统多为“判定表”方式的系统，这种方式是将加工技术的经验知识集中起来，以表格形式存入计算机。这种系统可以将零件以前的生产应用知识从显示器上输出，通过对话方式，修改、追加、删除，进行工序设计。除此之外，还有生成方式和准生成方式系统。
NC（NumbericalControl）编程功能
具有NC数控编程功能的CAM系统，可以在显示器上采用对话方式，半自动NC编程。编好的程序可在显示器上进行动作{MOD}，以检验是否能使NC机床上的加工正常进行。
（3）机器人编程功能
机器人是零件自动装配所必须的设备。目前，装配生产线中大多使用机器人，通过编程让其完成作业任务。要确定编好的程序是否正确，系统必须对机器人的动作进行{MOD}。为此。必须在计算机上检查机器人的动作是否正确，是否与周围的机械发生碰撞等。
二、CAD/CAM在眼眶骨折诊断及眼眶整复手术中的应用
1、患者资料的获取。使用美国GE公司生产的16排螺旋CT机对患者做整个上颌骨至颅顶的扫描，分层厚度达0.625mm。该资料以DTCOM格式输出并保存在计算机中。
2、眼眶的三维建模。将患者的CT资料使用MedGraphics软件进行三维建模处理，生成一个STL格式的实体文件。然后使用Magics.RP软件打开这个文件来做进一步的处理，如检查错误、纠正错误、进行切割等。最终生成了可直接进行RP加工的STL文件，使用快速原型设备可以制作出眼眶的快速模型。
3、计算机中进行眼眶整复手术的模拟。
（1）骨块的切割及移动。在Magics.RP软件环境中，先提取出各需要复位的骨块，接着用镜射、**的原理，将健侧眼眶**过去，然后分别移动各块被切割的骨块至复原位置，可以从不同视角去验证复位的效果，并同时记下骨块在各个矢量方向上的移动量。有时还需要旋转一下，则也记下是绕那根轴转动了几度。这样就知道了各骨块在复位前后的移动量。
（2）眼眶容积的计算。将患者的资料使用UG或Pro/E等软件进行分析计算。对比两侧眼眶的容积，可以预测眼眶手术中需要添入的植入物体积。
三、CAD/CAM对眼眶整复手术的意义
Tessier奠定了颅面外科的两个基本理论：（1）颅骨和面部骨骼可以大块的被游离截断，进行重新排列，而不致发生坏死；（2）眼球和其周围的眼眶骨架可以在较大范围内进行上、下、左、右的移动和固定，而不致影响视力。根据上述理论，原则上任何眼眶畸形都可以通过眶骨的切割和移动来恢复正常。一般情况下，手术医生通过术前的影像学检查结果、术中情况和临床经验来判断如何切割并移动畸形骨块、以及植入物填充的部位及数量。但是，眼眶整复手术是目前外科医学领域最复杂技术之一，手术涉及面较广、要求高、难度大，它既要求改善颅面外形，又要求恢复和提高视力尚存患者的视功能。所以，如何在术前提供一种方法来模拟手术、确切计算骨块移动方向和量、需要植入物的体积及最佳填入部位，显得尤为重要。我们在眼眶整复手术前使用CAD/CAM技术，基本达成以上目的。
1．眼眶的计算机三维成像以及快速模型的制作，能够让手术医生对患者眼眶畸形情况进行直观而准确的观察。
2．在计算机中能够模拟手术，能够为手术医生提供骨块移动的具体方向和量，以及术中是否需要植入物极其量。