口腔基底橋數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、CAD/CAM技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得口腔修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由手工操作向自動(dòng)化、智能化方向的跨越?；讟蛐迯?fù)體是口腔修復(fù)體的重要組成部分，本文結(jié)合口腔臨床的應(yīng)用需求，以基底橋修復(fù)體為研究對(duì)象，以基底橋的設(shè)計(jì)流程為研究主線，系統(tǒng)研究了基底橋修復(fù)體數(shù)字化設(shè)計(jì)的相關(guān)基礎(chǔ)理論、方法及關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　 （1）提出了基底橋網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)預(yù)處理算法。為基底橋各組成部分的STL文件重建了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用以三角片為單

2、位的思想，將冗余點(diǎn)去除和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的創(chuàng)建統(tǒng)一在一個(gè)過(guò)程中完成，節(jié)省了創(chuàng)建中間結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間，可以快速查找三角網(wǎng)格的點(diǎn)、線、面及其一維鄰域等基本信息，以及孔洞、邊界等拓展信息，較以往算法可以節(jié)省20％－50％的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了基底橋三角網(wǎng)格模型的快速半邊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建。
　　 （2）建立了標(biāo)準(zhǔn)橋體/連接體數(shù)據(jù)庫(kù)。基于標(biāo)準(zhǔn)全冠模型，設(shè)計(jì)了28顆標(biāo)準(zhǔn)橋體數(shù)據(jù)并組成了標(biāo)準(zhǔn)橋體數(shù)據(jù)庫(kù)，其中模型外形符合臨床要求、表面光滑、數(shù)據(jù)完整，而且基于國(guó)人標(biāo)準(zhǔn)

3、全冠設(shè)計(jì)，因此更加適合中國(guó)人的牙齒形態(tài)；根據(jù)磨牙與切牙近遠(yuǎn)中面形態(tài)的差異，設(shè)計(jì)了2種不同截面形狀的標(biāo)準(zhǔn)連接體，使得設(shè)計(jì)更加人性化，基底橋的形態(tài)更加合理，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)橋體/連接體數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。
　　 （3）提出了橋體/連接體定位算法：首先計(jì)算整副模型網(wǎng)格頂點(diǎn)的曲率，利用趨勢(shì)面分析的方法獲得了咬合平面；之后根據(jù)兩側(cè)內(nèi)冠的位置，利用體積加權(quán)法和咬合平面確定標(biāo)準(zhǔn)橋體的位置及角度，完成自動(dòng)定位；最后通過(guò)手工微調(diào)，確定模型的精確位置。最終定位

4、結(jié)果可以滿足實(shí)際臨床的需求，完成橋體和連接體的定位只需兩分鐘左右，實(shí)現(xiàn)了橋體和連接體的精確定位。
　　 （4）采用比例變換的方法完成了橋體的整體變形調(diào)整；提出了基于面積約束的連接體模型變形設(shè)計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)了連接體截面形狀調(diào)整；提出了基于梯度域的橋體面局部變形設(shè)計(jì)算法，通過(guò)線性Laplacian變形、旋轉(zhuǎn)分量疊加和微分坐標(biāo)系更新三個(gè)步驟的不斷迭代，使得初始網(wǎng)格不斷向目標(biāo)網(wǎng)格逼近，變形后的網(wǎng)格光順，并可以保持原始網(wǎng)格的細(xì)節(jié)特征，操作

5、過(guò)程簡(jiǎn)單、直觀，實(shí)現(xiàn)了橋體和連接體的變形設(shè)計(jì)。
　　 （5）提出了“交線提取—網(wǎng)格裁剪—網(wǎng)格縫合—網(wǎng)格光順”的基底橋模型整體融合算法。提出了基于拓?fù)涞木W(wǎng)格交線提取算法，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)三角網(wǎng)格交線的快速提??；提出了基于交線的三角網(wǎng)格裁剪算法，完成了三角網(wǎng)格準(zhǔn)確、快速的裁剪；提出了通過(guò)直接連接邊界點(diǎn)構(gòu)造過(guò)渡三角片實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格縫合的方法，將兩個(gè)獨(dú)立的三角網(wǎng)格縫合為一個(gè)整體；利用Taubin光順對(duì)網(wǎng)格過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行光順，保證了過(guò)渡區(qū)域的自然光滑，