整合牙颌模型三维重构及其应用研究

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1、中图分类号：ＴＰ３９１苗级：公开ＵＢＣ：６２１学校代码：１００８２一一．議舅…＇Ａｔ呀ｆ私ＨＥＢＥＩＵＮＩＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕壬学位论文－＂＇＇：Ｖ户：兴寬為ｔ凉煞ｔ裝香讀篆難霉巧：考驚參：＼攀Ｘ軒禱攀麵籠＇７Ｖ：；Ｓ灣辦：：茄幕啡ｆ寒葬葬整合牙领模型Ｈ维重构及其应用研究■．Ｖｉ、，．＇论文作者：王巧玲指导教师：杨光教授＇企业指导教师：杜继润高级王程师．申请学位类别：王程硕±学科、领域：机械工程所在单位：．机械工程学院答辩日期：２

2、０１６年５月ｎｄ＊ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｅｘ：ＴＰ３９１ＳｅｃｉｅｃｙＲａｔｅ：ＰｕＷｉｃｉｚｅｄＵＤＣ：６２１ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｏｄｅ：１００８２ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇ民ｅｃｏ打ｓｔｍｃｔｉｏ打ａ打ｄＡｐｌｉｃａｔｉｏ打ｏｆ３ＤｐＩｎｔｅｇｒａｔｉｎｇＭｏｄｅｌＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＪａｗｓａｎｄＴｅｅｔｈＲｏｏｔｓＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＷａｎｉａｏＵｎｇＱｇｎＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；

3、Ｐｒｏｆ．ＹａｎｇＧｕａｇＡｐｓｓｏｃｉａｔｅＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＤｕＪｉｎｍｐｏＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｐｇｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｎＥｍｌｏｅｒ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｉｎｅｅｒｉｎｐｙＭｇｇＤａｔｅｏｆＯｒａｌＥｘａｍｋｉａｔｉｏｉｉ：ａ２０１６ｙ，摘要摘要3D打印技术在口腔医学领域获得了广泛应用，以隐形矫治和种植导板数字化设计为代表的3D打印与口腔医学融合的技术研究逐

4、渐成为热点。但是，目前隐形矫治过程中使用的牙颌模型多是以牙冠模型为研究对象，未纳入牙根和颌骨，这种不完善的矫治方法可能会导致牙根不平行、牙根外露等隐患的产生，影响正畸效果；同时，种植导板的数字化设计也依赖于包含牙根及颌骨的整合数字模型的重构。包含牙根及颌骨的整合数字模型重构技术已成为口腔医学数字化技术所要解决的关键技术之一。本文采用CT技术与逆向工程等技术对包含牙根及颌骨的整合数字模型重构技术进行了研究，并将其应用于隐形矫治及数字化种植导板设计方面，提高了其设计准确性。首先，本文总结了牙颌模型的数据采集方法，探讨了牙根、颌骨与牙冠不同的三维数据获取方式：利用CT采集牙根模型及颌骨数据，通过

5、光学扫描获取牙冠数据。其次，分别研究了牙根、颌骨和牙冠三维模型的重建方法和配准技术。利用Mimics软件，通过调节图像的窗宽窗位以及阈值分割，利用最大方差阈值方法，重建牙根及颌骨的三维模型；在Geomagic软件的支持下，应用特征点拼接及全局自动配准技术相结合的方法，使牙冠模型、牙根模型及颌骨模型进行了最佳拟合，实现三维整合牙颌的建立。然后，在隐形矫治方面，利用对象移动器及三角面片修补技术使三维整合牙颌模型实现单颗牙齿的分割移动，通过单颗牙齿在三维空间移动变换的原理，应用软件实现了虚拟排牙设计。最后，在种植方面，利用3shape公司的种植系统，选定种植体的大小并将种植体在CT数据全方位的显

6、示情况下移动到合适的位置，确定种植体的方位；选取结合面，利用加厚等功能形成包含种植信息的种植导板。根据种植体的大小以及配件之间相互配合的公差等信息，对导板配件进行了设计。通过三维整合牙颌模型重建技术的研究，实现了包含牙根和颌骨信息的隐形矫治，为避免矫正过程中可能出现的牙根外露、牙根不平行等情况的发生，提供了解决的方法；同时，成功的设计出含有种植体位置、方向、深度等信息的种植导板，为种植手术提高了简单、准确的定位方法，为以后的临床试验奠定了基础。关键词隐形矫治；种植技术；三维整合牙颌；虚拟排牙设计；种植导板I河北科技大学硕士学位论文AbstractThe3Dprintingtechnolog

7、yhasbeenwidelyusedinthefieldofstomatology.Basedonthe3Dprintingandstomatology,theresearchofintegratedtechnologyhasgraduallybeenahotspotintheareasoftheinvisalignanddesignofimplantsurgicalguide.However,thedentalmode