CAD關鍵技術在口腔修復體咬合調(diào)整中的應用基礎研究.pdf

1、CAD/CAM技術在口腔修復體設計與制造中的應用，引發(fā)了口腔修復學的第三次技術革命。它徹底改變了傳統(tǒng)的義齒制作方法，是實現(xiàn)高效率、高精度義齒制作的唯一途徑。修復體面咬合調(diào)整是整個口腔修復體CAD系統(tǒng)中的關鍵問題和技術難點。目前國內(nèi)欠缺對口腔修復體咬合調(diào)整CAD技術的深入研究，而國外雖已開發(fā)出實用系統(tǒng)，但面咬合調(diào)整也存在尚未較好解決的問題。本文對口腔修復體咬合調(diào)整的CAD關鍵技術進行了系統(tǒng)、深入的研究，主要創(chuàng)新性成果如下： (1)

2、設計了口腔修復體三角網(wǎng)格模型拓撲重建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，給出了快速建立拓撲結(jié)構(gòu)的算法流程。三角網(wǎng)格模型頂點查找時，通過使用中間文件記錄無重復的頂點及點和面的拓撲信息，提高了原直接法的查找速度，并將平衡二叉樹法和哈希表法應用于頂點查找過程，也快速、有效地去除了STL文件記錄的大量重復頂點。對三種頂點查找方法的比較分析表明，哈希表法更適用于含有海量無規(guī)則散亂點的修復體模型的拓撲重建。 (2)提出了以簡單架為媒介，通過上下頜模型在正中狀態(tài)下的

3、虛擬對位獲取被修復體對頜約束的方法。首先采用改進的圓柱面特征識別方法計算架轉(zhuǎn)軸的軸線位置，然后通過構(gòu)建上下頜模型OBB包圍盒樹，并在下頜模型繞架軸線轉(zhuǎn)動過程中對包圍盒樹進行更新，以及遍歷上下頜模型包圍盒樹，實現(xiàn)了上下頜模型在采樣位置的實時碰撞檢測，從而建立了整個牙列在正中位的咬合接觸關系，為被修復體同名標準冠調(diào)控咬合面提供了準確的靜態(tài)對頜約束。 (3)提出了上下頜模型咬合面方向和法方向兩種距離圖的概念，以及基于圖像空間碰撞檢測算

4、法的咬合面方向距離圖計算方法和基于OpenGL選擇模式的法向距離圖計算方法。前者通過對上下頜模型在咬合面方向視景體內(nèi)的繪制，從圖像的深度緩存和模板緩存中獲得面間沿咬合面方向的距離值。后者通過在牙頜模型頂點法方向視景體內(nèi)繪制對頜模型，從選擇緩存中獲得牙頜模型上頂點沿法向到對頜模型的距離值。由于充分發(fā)揮了圖形硬件的運算功能，這兩種基于圖像空間的距離計算方法可快速、準確獲得牙齒模型面間距離，為指導標準冠面的咬合調(diào)整提供了面間的距離變化情況。

5、 (4)提出了以上下頜模型的距離圖為依據(jù)，通過對面間沖突距離進行體樣條插值實現(xiàn)沖突區(qū)域調(diào)整的方法。該方法首先選取位于和鄰近標準冠模型的控制頂點，并采用變分求解方法建立面間沖突距離體樣條插值函數(shù)，然后使用該函數(shù)對標準冠模型上頂點的沖突距離進行插值計算，最后依據(jù)計算結(jié)果對標準冠面的沖突區(qū)域進行調(diào)整。調(diào)整后的標準冠面能夠符合與對頜牙的咬合關系，并保持面的固有形態(tài)，滿足面光順性要求。 (5)提出了適用于口腔修復體的分片光滑B樣條曲