口腔全冠修復(fù)體的數(shù)字化設(shè)計(jì)與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、近年來，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。和傳統(tǒng)的修復(fù)體手工制作方式相比，口腔修復(fù)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)可顯著地提高修復(fù)體的制作質(zhì)量與制作效率，同時(shí)滿足修復(fù)體個(gè)性化設(shè)計(jì)的需求。全冠是口腔修復(fù)科最常見的一種修復(fù)體，覆蓋整個(gè)牙冠表面，用來修復(fù)缺損牙齒的形態(tài)、功能和美觀。本文以全冠修復(fù)體的三維曲面造型為研究對象，對全冠修復(fù)體數(shù)字化設(shè)計(jì)過程中的若干關(guān)鍵技術(shù)開展研究，提出牙齒預(yù)備體特征線提取、全冠修復(fù)體表面構(gòu)造和全冠修復(fù)體外表曲面局部變形等算

2、法，開發(fā)實(shí)現(xiàn)一個(gè)全冠 CAD軟件系統(tǒng)原型。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）牙齒預(yù)備體特征線是全冠修復(fù)體造型設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)線，針對現(xiàn)有的全局特征線提取算法在局部特征干涉區(qū)域無法實(shí)現(xiàn)預(yù)備體特征線準(zhǔn)確提取的局限，提出一種交互式的預(yù)備體特征線提取算法。根據(jù)預(yù)備體模型固有的微分幾何特性以及距離、方向等幾何因素定義控制函數(shù)結(jié)合啟發(fā)式探索策略搜索代價(jià)最小的初始特征路徑。提出可以保持曲面貼合度的路徑優(yōu)化算法以改善初始特征路徑的形態(tài)，能夠得到光滑、

3、閉合的預(yù)備體特征線。
　?。?）研究了全冠修復(fù)體表面構(gòu)造技術(shù)。針對修復(fù)體內(nèi)表面無法確保與預(yù)備體組織面實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確貼合的現(xiàn)象，提出一種參數(shù)化控制的內(nèi)表面設(shè)計(jì)方法。根據(jù)預(yù)備體組織面不同區(qū)域所對應(yīng)的粘接劑厚度控制內(nèi)表面的生成，通過調(diào)整不同區(qū)域的粘接劑厚度可使全冠修復(fù)體內(nèi)表面與預(yù)備體組織面實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確貼合。針對修復(fù)體無法確保具備足夠支撐強(qiáng)度的現(xiàn)象，提出一種最小厚度約束的外表面設(shè)計(jì)方法。根據(jù)內(nèi)、外表面最小厚度約束采用拉普拉斯（Laplacian）變

4、形技術(shù)對修復(fù)體外表面進(jìn)行變形，保證修復(fù)體在滿足支撐強(qiáng)度要求的同時(shí)，保持頜面形態(tài)。設(shè)計(jì)高效的蒙皮過渡算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外表面之間的光滑過渡；在對標(biāo)準(zhǔn)牙冠進(jìn)行編輯時(shí)，可以實(shí)時(shí)顯示外表面的構(gòu)造效果。
　　（3）針對修復(fù)體個(gè)性化設(shè)計(jì)以及修復(fù)體表面形態(tài)與周圍牙齒的形態(tài)約束匹配的需要，提出一種基于特征曲線驅(qū)動的局部變形算法。直接在修復(fù)體曲面上選擇控制點(diǎn)構(gòu)造特征曲線，通過編輯特征曲線驅(qū)動特征曲線所影響的變形區(qū)域的變形。變形效果自然、光順、無褶皺，最