計(jì)算機(jī)輔助口腔正畸算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和三維掃描、圖形圖像處理、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉融合、相互滲透，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正面臨著一場(chǎng)數(shù)字化的革命。
　　 計(jì)算機(jī)輔助口腔正畸是口腔正畸學(xué)界最新的研究熱點(diǎn)。通過(guò)三維掃描設(shè)備獲取患者牙頜的三維點(diǎn)云模型，經(jīng)過(guò)曲面重構(gòu)、單齒分割、牙齒移動(dòng)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(guò)快速成型加工生產(chǎn)出矯治器。本文從臨床實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)曲面重構(gòu)、單齒分割、虛擬排牙碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵算法展開(kāi)

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(zhǎng)的散亂點(diǎn)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(zhǎng)兩類重構(gòu)算法的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)引入局部光順度，有效解決了傳統(tǒng)區(qū)域生長(zhǎng)重構(gòu)算法狹長(zhǎng)三角型的產(chǎn)生，提高了重構(gòu)效果。試驗(yàn)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(wèn)題。
　　 ②提出了一種基于近似測(cè)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(diǎn)，然后生成封閉的測(cè)地路徑，繼而通過(guò)區(qū)域生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所關(guān)注牙齒區(qū)域的分割。實(shí)驗(yàn)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(cè)算法。通過(guò)引入三角形面積作為權(quán)值，克服了頂點(diǎn)采樣不均對(duì)OBB包圍盒緊密性的影響，提高了碰撞檢測(cè)的效率。試驗(yàn)表明：該碰撞檢測(cè)較