計算機輔助口腔正畸算法研究.pdf

1、隨著計算機性能的提高和三維掃描、圖形圖像處理、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和計算機技術(shù)交叉融合、相互滲透，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正面臨著一場數(shù)字化的革命。
　　 計算機輔助口腔正畸是口腔正畸學(xué)界最新的研究熱點。通過三維掃描設(shè)備獲取患者牙頜的三維點云模型，經(jīng)過曲面重構(gòu)、單齒分割、牙齒移動和矯治方案制定等環(huán)節(jié)最終輸出矯治器的數(shù)字母模，通過快速成型加工生產(chǎn)出矯治器。本文從臨床實際應(yīng)用角度出發(fā)，針對曲面重構(gòu)、單齒分割、虛擬排牙碰撞檢測等關(guān)鍵算法展開

2、研究，主要取得以下研究成果：
　　 ①提出了一種基于Delaunay剖分與區(qū)域生長的散亂點云的曲面重構(gòu)算法。該算法結(jié)合了基于Delaunay三角剖分和區(qū)域生長兩類重構(gòu)算法的優(yōu)點，通過引入局部光順度，有效解決了傳統(tǒng)區(qū)域生長重構(gòu)算法狹長三角型的產(chǎn)生，提高了重構(gòu)效果。試驗表明，該算法較好解決了具有復(fù)雜細(xì)節(jié)、復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的牙頜模型的重構(gòu)問題。
　　 ②提出了一種基于近似測地路徑的數(shù)字化牙頜網(wǎng)格模型交互分割算法。首先根據(jù)牙頜三維網(wǎng)

3、格模型，由用戶交互輸入關(guān)注牙齒區(qū)域的邊界特征點，然后生成封閉的測地路徑，繼而通過區(qū)域生長實現(xiàn)對所關(guān)注牙齒區(qū)域的分割。實驗表明：該算法可以有效地分割出復(fù)雜牙頜模型中的單齒，包括嚴(yán)重?fù)頂D以及缺齒的病例，且所得牙齒邊界線平滑，較好地滿足了口腔正畸的臨床要求。
　　 ③提出了一種基于改進(jìn)OBB的數(shù)字牙齒快速碰撞檢測算法。通過引入三角形面積作為權(quán)值，克服了頂點采樣不均對OBB包圍盒緊密性的影響，提高了碰撞檢測的效率。試驗表明：該碰撞檢測較