大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目申請書-樣板

1、大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目申請書【字體：大 中 小】【打印】【已閱讀：39次】 大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目申請書  項目名稱 牙體解剖立體圖庫平臺的建立 負 責 人 竇 磊 學 院 華西口腔醫(yī)學院 年級專業(yè) 2003級口腔醫(yī)學七年制 聯(lián)系電話 電子信箱 指導教師 王艷民 所在學院 華西口腔醫(yī)學院 聯(lián)系電話     教務處制表填表日期： 2007 年 5 月 4 日 項目名稱牙體解剖立體圖庫平臺的建立申請經(jīng)費6800元起止時間2007 年 7 月 至 2009 年6 月申請項目類別 一般項目（ ） 重點項目（

2、） 請打“”項目組成員姓名年級所在院系、專業(yè)聯(lián)系電話E-mail竇 磊2003華西口腔醫(yī)學院口腔醫(yī)學七年制王 了2004華西口腔醫(yī)學院口腔醫(yī)學五年制胡海琨2004華西口腔醫(yī)學院口腔醫(yī)學五年制Helen-曾興琪2004華西口腔醫(yī)學院口腔醫(yī)學七年制cindyqq198 肖 力2004華西口腔醫(yī)學院口腔醫(yī)學八年制導 師姓名王艷民單位四川大學華西口腔醫(yī)學院職務/職稱講師電話E-mail1、項目來源：科研 教學 設計 工程 自選 其他（ ）2、項目簡介（300-500字左右）     牙體解剖形態(tài)的研究是最早開始的口腔研究之一，“牙體解剖立體圖庫平臺的建立”是一項

3、創(chuàng)新性的服務于教學領域的實驗計劃項目。本項目利用牙體三維立體成像、X線成像、數(shù)碼成像、以及牙體動畫制作等多種技術手段，建立人類全口牙齒的牙體立體圖庫，配合牙體解剖形態(tài)的測量和分析，研發(fā)出一套完整的可不斷更新的牙體解剖圖庫平臺。    本項目分為牙體搜集、牙體測量、牙體三維形態(tài)掃描成像、數(shù)據(jù)庫的建立等具體步驟。通過搜集并挑選具有典型牙體形態(tài)的離體牙，采用顯微CT掃描，運用圖象處理軟件、計算機輔助軟件將圖形數(shù)據(jù)調(diào)入三維有限元程序，繪制出人體三十二顆標準牙的三維立體圖像。同時，對牙體的解剖形態(tài)數(shù)據(jù)進行測量和分析，與標準牙平均范圍進行比較，對已有的測量數(shù)據(jù)庫進行更新和補充

4、。其后將全口三十二顆牙的相關數(shù)據(jù)一次調(diào)入，用于完整牙列排列規(guī)律及牙列（牙合）面形態(tài)的研究。對其他一些形態(tài)變異特征明顯的牙，采用數(shù)碼相機進行多方位圖像采集、X線拍攝、電腦小動畫的制作等方法進行保存。    該項目特色鮮明，具有突出的創(chuàng)新性、可行性、自主性、參與性。本次牙體立體解剖圖庫平臺的建立，對于牙體解剖形態(tài)的基礎研究，以及口腔基礎學科的教學都具有重要意義。3、申請理由（包括自身具備的知識條件、自己的特長、興趣等）     申請此次大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目，具有一定的知識儲備是必需的。作為03、04級的學生,我們已經(jīng)完成了所

5、有基礎課和部分口腔專業(yè)課的學習，在實驗操作和動手能力方面也有突出表現(xiàn)。對于與本課題相關性最強的口腔解剖生理學，本小組中已有三人（胡海琨、王了、竇磊）完成了這門課程的學習并取得了優(yōu)異的成績,另兩名成員(曾興琪、肖力)也正在進行本門課程的學習,并代表班級參加了"林則杯"口腔特色技能大賽，表現(xiàn)優(yōu)異。另外，本組有三名成員獲得了國家計算機二級證書，竇磊曾任科技實踐部部長，完全有能力勝任本項目涉及到的圖像三維重建、數(shù)據(jù)庫建立、flash制作等計算機操作。    也正是在口腔解剖生理學的學習過程中我們對牙體解剖形態(tài)產(chǎn)生了濃厚的興趣,但大多只能借助于現(xiàn)行教科書

6、中的牙體形態(tài)文字或數(shù)據(jù)的描述，加以二維示意圖或該課程實驗教程中的離體牙及雕刻成形的蠟牙，并且現(xiàn)有離體牙數(shù)量有限加之多年的人為損耗，為基礎教學帶來不便，使得一種新型的牙體解剖立體圖庫平臺的建立成為當務之急。    作為跨專業(yè)、跨年級的團隊組合，本團隊成員知識面廣、專業(yè)知識扎實，團隊中的每一個人都擁有強烈的團隊合作意識和創(chuàng)新意識，具有嚴謹?shù)那髮W態(tài)度、活躍縝密的思維方式、飽滿的工作熱情和持之以恒、頑強拼搏的科研精神。胡海琨現(xiàn)為口腔醫(yī)學院學生會主席, 肖力任社團管理辦公室主任，曾興琪任聯(lián)合新聞中心部長, 王了任權(quán)益部部長,竇磊曾任科技實踐部部長。學生會的工作經(jīng)歷使我們深知

7、團隊協(xié)作的重要性,不僅建立了廣泛良好的交際網(wǎng)絡，也鍛煉了我們的合作交流、統(tǒng)籌規(guī)劃等各方面的綜合能力。             4、立項背景（研究現(xiàn)狀、趨勢、研究意義等，參考文獻和其他有關背景材料） 1）研究現(xiàn)狀及趨勢     關于牙體解剖形態(tài)的研究資料較多，但大部分以牙體測量為主，其中許多參考資料中的測量局限于牙體表面（如牙冠、牙根），而沒有對牙體內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如髓室、根管）進行測量。對于牙體整體形態(tài)的研究中，所用的方法還很有限，

8、如果能用顯微CT，關于牙體整體形態(tài)的研究將會取得質(zhì)的飛躍。    從國內(nèi)外同類研究情況來看，牙體解剖形態(tài)的研究是最早開始的口腔研究之一，早期的研究樣本量較大，而由于測量工具以及統(tǒng)計方法的限制，測量結(jié)果較現(xiàn)在有所差異。而近年來相關研究中，測量工具及統(tǒng)計方法均有較大改善，但是樣本多限于某一地區(qū)，未見同時期不同地區(qū)間的大樣本比較研究。    1969年Housefield等發(fā)明計算機體層攝影(computed tomography)簡稱CT, 并于1972年用于臨床，給醫(yī)學影像學帶來一場深刻的革命，使原來的重疊圖像成為層面圖像。1990年T

9、achibana等首次將CT技術應用于牙體病領域，主要是評價牙體病的治療。但其空間分辨率為0.6mm，不能用于牙齒結(jié)構(gòu)的詳細分析，因此CT的應用受到限制。1995年Nielsen等使用分辨率為127m的顯微CT成功測量牙齒表面區(qū)域，但該分辨率不能分析根尖的細微情況。隨著掃描技術、顯微CT分辨率的提高以及配套軟件的開發(fā)，目前顯微CT的分辨率可達到m。顯微CT作為一種能詳盡地觀察牙齒形態(tài)學特征，而不破壞牙齒結(jié)構(gòu)的非侵入性技術，能夠提供3D數(shù)據(jù)重現(xiàn)，受到部分牙科學者的關注。而現(xiàn)在我院口腔生物醫(yī)學工程教育部重點實驗室中擁有顯微CT、電子游標卡尺等高精尖的設備，并且擁有一批高水平的實驗操作人員，為本次測

10、量工作的順利開展提供了有利條件。    如今，研究牙體解剖形態(tài)所應用的方法大多是利用牙齒的系列薄層CT截面影像、圖像處理軟件、計算機輔助設計軟件建立三維模型。在現(xiàn)有資料中，有部分牙體解剖形態(tài)研究已對某些特定牙體（如中切牙，尖牙）采用顯微CT機術，但仍缺乏對全部牙體（暨形態(tài)典型的32顆牙體進行CT掃描）的參考文獻。對于口腔的基礎教學造成了一定的局限性。因此我們完全可以充分地利用重點實驗室這個平臺開展這方面的研究。2）研究意義     本次牙體解剖立體圖庫平臺的建立，對于牙體解剖形態(tài)的基礎研究，以及口腔基礎學科的教學都具有重要意義?，F(xiàn)行的

11、口腔教科書中對于牙體解剖形態(tài)的介紹以文字、數(shù)據(jù)為主，加入一定的二維圖像，總體來說形式單一且缺乏直觀性，很難讓學生全面、整體的了解牙體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。另外，現(xiàn)在離體牙資源十分缺乏，加之人為損害嚴重等方面的原因，給口腔基礎學科教學帶來了較大的困難。通過牙體解剖立體圖庫平臺的建立，我們可以從以下三方面改變現(xiàn)有的情況： 為學生提供更先進的教學模式，增加學生的參與性    牙體解剖立體圖庫平臺使得學生能夠有更加直觀的方式學習牙體形態(tài)，使學生不僅能掌握牙體的外部結(jié)構(gòu)，對于牙體的內(nèi)部形態(tài)也可熟練掌握。此平臺還可制作為光碟形式，讓大部分學生隨時隨地都可對所學的牙體解剖形態(tài)進行查詢和溫

12、習，不但實用性強，也讓枯燥的口腔基礎課程變得更加生動形象。同時，牙體解剖立體圖庫平臺的建立是一個長效機制，如果有同學在學習過程中發(fā)現(xiàn)了形態(tài)結(jié)構(gòu)更好的牙體，可將其制作后導入平臺當中，既鍛煉了學生的能力，又增加了學生的參與性，還能使平臺得以不斷更新。 服務教育、促進學科發(fā)展    此圖庫的研究，其最重要的一方面就是在于服務教學，促進學科發(fā)展。首先，牙體解剖立體圖庫平臺的建立，為口腔基礎學科教育提供了良好的輔助手段和先進的教學方法，將會成為口腔基礎學科教育的一大亮點。其次，此平臺應用了現(xiàn)今較先進的技術，如顯微CT技術，圖像軟件制作技術。對于現(xiàn)今仍局限于二維圖像教學的口腔

13、基礎學科來說，是一大突破和創(chuàng)新，同時也對口腔基礎學科技術上的發(fā)展有一定的促進作用。 為同類研究提供可靠的參考依據(jù)    雖然現(xiàn)在牙體解剖形態(tài)研究的資料較多，但大多停留在牙體數(shù)據(jù)測量階段，無法直觀的展現(xiàn)典型牙體的解剖形態(tài)。此次牙體解剖立體圖庫平臺的建立，很好的解決了這一方面的問題。我們將挑選形態(tài)典型的32顆牙體進行CT掃描，并且將其它具有明顯變異或特點鮮明的牙體進行數(shù)碼照相，X片拍照和動畫制作。目的是為口腔學科教育更加全面，實用性更強的教學資料，并為同類研究提供可靠的參考依據(jù)。3）參考文獻1呂渭莉，石紅光，郭崇志.上頜中切牙三維有限元模型的CT掃描建模.國際醫(yī)藥衛(wèi)生

14、導報，2006，12（19）2陳瓊.三維有限元建模方法的研究現(xiàn)狀.口腔醫(yī)學，2006，26（2）3魏洪濤，張?zhí)旆颍抗獾?牙頜三維有限元模型生成方法的探討.白求恩醫(yī)科大學學報，2000，26（2）4趙志河，房兵，趙美英.顱面骨三維有限元模型的建立.華西口腔醫(yī)學雜志，1994，12（4）5賈劉合，黃定明，譚紅等.恒前牙牙體硬組織解剖學特征的初步研究.四川醫(yī)學，2005，（7）6Feichtinger Matthias， Mossbock Rudolf， Karcher Hans.Assessment of bone resorption after secondary alveolar bon

15、e grafting using three-dimensional computed tomography.Cleft Palate-Craniofacial Journal，2007,44(2):142-87Minami Katsuhiro， Mori Yoshihide， Tae-Geon Kwon. Maxillary distraction osteogenesis in cleft lip and palate patients with skeletal anchorage. Cleft Palate-Craniofacial Journal. 2007,44(2):137-41

16、8Matsumura H，Tsukiyama Y， Koyano K. Analysis of sagittal condylar path inclination in consideration of Fischer's angle. Journal of Oral Rehabilitation，2006,33(7):514-95、項目方案 1）收集階段    收集足夠的離體牙標本，計劃用三個月的時間收集到盡量多的離體牙，數(shù)量大約在300-500顆。標本牙的主要來源是在成都及其周邊縣市的各大中小醫(yī)院及牙科診所因牙周病、正畸需要等拔除的恒牙，并

17、結(jié)合利用暑期發(fā)動同學到家鄉(xiāng)地區(qū)收集的途徑。要求所收集的離體牙牙冠形態(tài)基本完整,齲損不超過中齲。拔除后的離體牙分別置盛有生理鹽水的玻璃瓶內(nèi)，登記性別、年齡、牙位等基本情況。并按牙位分別存放。2）外形形態(tài)測量階段    用電子游標卡尺測量各牙的牙齒全長、冠長、根長、頸寬、近中遠中徑、頰舌徑、根分叉距離。并制定統(tǒng)一的牙體外型測量標準，如下：    冠長：前牙為唇側(cè)切緣到頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點的垂直距離；前磨牙為唇側(cè)（下頜為舌側(cè)）切緣到頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點的垂直距離；磨牙為近頰尖（下頜為舌尖）至頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點的垂直距離。 

18、60;  根長：前牙為頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點到根尖處的垂直距離；前磨牙為頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點到根尖處的垂直距離；磨牙為頸緣釉牙骨質(zhì)界最凸點到根尖處的垂直距離。    牙齒全長：前牙為切緣至根尖處的垂直距離；前磨牙為頰尖至根尖的垂直距離；磨牙取牙體長軸垂直于卡尺臂時，牙冠最高點至根尖最大距離。    頸寬：牙頸部釉牙骨質(zhì)界向冠側(cè)最凹點之間垂直距離。    近中遠中：:近中遠中鄰面之間的最大垂直距離。    頰舌徑：唇面（頰面）最凸出點與舌面最突點之間的垂直距離。

19、0;   根分叉距離：前磨牙為近中邊緣嵴最凹處至根分叉之間垂直距離；磨牙為頰面溝起點至頰側(cè)根分叉的垂直距離。    參照以上標準由同一實驗者進行測量，每個數(shù)據(jù)測量3次，記錄平均值。3）恒牙的三維重建    按牙位分類，對32顆恒牙進行三維重建。首先，認真篩選要進行的三維重建的牙，要求滿足發(fā)育良好，解剖標志明顯,無齲壞,外形形態(tài)數(shù)據(jù)最接近平均值。然后，通過分辨率為68 m 的顯微CT對離體牙樣本進行掃描，將樣本掃描后的原始灰度圖像經(jīng)圖片處理軟件調(diào)整對比度、確定邊界及圖像分割后得到牙體層面圖像的二維圖像數(shù)字信息，再用三

20、維重建軟件對層面圖像進行三維影像重建后獲得高分辨率的三維圖像。最后，利用繪圖軟件（如illustrator）上的標尺軟件對三維數(shù)據(jù)中的相關數(shù)據(jù)進行測量，并在三維圖像中引入比例標尺。4）制作基于數(shù)據(jù)庫的應用軟件    完成數(shù)據(jù)庫后，用 VC+編程軟件及Flash制作軟件設計一個基于該數(shù)據(jù)庫的軟件，通過該軟件可以查詢到各種牙的數(shù)據(jù)及我們建立的恒牙三維立體圖,并且可從不同層面觀看三位重建牙的表面積內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5）離體牙多方位圖庫的建立    針對形態(tài)標準的32顆恒牙以及收集到的形態(tài)變異性很大的牙，可通過其他多種方式建立立體圖庫。利用數(shù)碼照相的

21、方式可對牙體外形進行多方位的紀錄。在臨床實踐中，通過X線片的拍攝，可以紀錄具有典型形態(tài)特征的離體牙及非離體牙，并可探求其髓腔形態(tài)。為了方便教學，生動形象的牙體電腦小動畫的制作也是一類可行的方法。以上成像方法雖不及顯微CT掃描技術先進真實，但卻擁有價格低廉、操作簡便等優(yōu)點，可以彌補實驗經(jīng)費上的不足，又可將更多的牙體形態(tài)錄入圖庫。讓我們知道標準的牙的同時也了解牙體的變異性，增加了圖庫的廣度。6）數(shù)據(jù)處理，建立數(shù)據(jù)庫    將我們在第2、3階段所獲得的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫（計劃用SQL server），然后利用醫(yī)學統(tǒng)計軟件（SAS及SPSS）對數(shù)據(jù)進行處理，包括分類、變異系數(shù)

22、、各數(shù)據(jù)的相關性分析等。從而得到一個處理后邏輯化了的數(shù)據(jù)庫。7）長期性計劃    在以上階段完成后，繼續(xù)長期收集離體牙，測量數(shù)據(jù)，并將所測數(shù)據(jù)導入我們的數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫得以更新。6、特色與創(chuàng)新1）自主創(chuàng)新    作為大學生創(chuàng)新性實驗項目，自主創(chuàng)新是必需的，雖然以往也有一些相關的研究，例如牙體尺寸的測量等，但在本項目中，我們將把電腦三維成像等技術結(jié)合起來，牙體表面尺寸的測量只是一個方面，它的主要作用在于為牙體的電腦三維成像提供數(shù)據(jù)。而且本項目要建立的不僅僅是一個牙體外形的立體圖庫,我們還將運用CT斷層掃描,電腦三維重建等技術展示牙體的內(nèi)

23、部解剖形態(tài)，如根管，并可在此基礎上開發(fā)出互動的教學軟件。我們還可以通過這個項目更新一些相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2）可行性高，參與性強    我們從選題到各實驗環(huán)節(jié)的設計都立足于自身的知識儲備等條件，做到了從實際出發(fā)，并整合了現(xiàn)有的各種資源，因此，本項目具有極高的可行性。也正是因為這樣，這是一個本科生通過全程參與實驗即可完成的項目。3）影響深遠    這一項目將長期服務于教學和科研，而且，這一圖庫在今后的工作中還可以不斷地得到補充，資源量將不斷增加?？谇唤馄噬韺W為四川大學精品課程，本項目的實施將為本課程的教學和研究注入新的活力，將進一步推動我

24、?？谇唤馄噬韺W的發(fā)展。7、進度安排1）2007.72007.11 離體牙搜集階段 此階段五個月，參與人員通過與當?shù)乜谇会t(yī)院及牙科診所聯(lián)系，以便得到足夠數(shù)量的離體牙。2）2007.122008.5 測量和掃描階段 此階段六個月，參與人員先對搜集到的離體牙進行各個方面的手工測量，隨后跟據(jù)測得的數(shù)據(jù)以及牙體表面形態(tài)的典型性選擇相對最合適的牙（每個牙位1到2顆）作CT掃描，隨后將部分結(jié)構(gòu)很典型的牙用數(shù)碼相機攝影保存。3）2008.62008.12 數(shù)據(jù)處理及立體圖庫建立階段 此階段七個月，研究人員通過整理數(shù)據(jù)資料并運用相應的統(tǒng)計軟件分析得出本次研究所需要的各項數(shù)據(jù)。應用CT、數(shù)碼相機等設備得到的圖像信息通過FLASH等軟件處理得到更加直觀的小動畫。4）2009.1-2009.6項目完善階段 此階段六個月，通過對前期數(shù)據(jù)及圖像資料的分析，結(jié)