CAD關(guān)鍵技術(shù)在口腔修復(fù)體咬合調(diào)整中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、CAD/CAM技術(shù)在口腔修復(fù)體設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用，引發(fā)了口腔修復(fù)學(xué)的第三次技術(shù)革命。它徹底改變了傳統(tǒng)的義齒制作方法，是實(shí)現(xiàn)高效率、高精度義齒制作的唯一途徑。修復(fù)體面咬合調(diào)整是整個(gè)口腔修復(fù)體CAD系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)欠缺對(duì)口腔修復(fù)體咬合調(diào)整CAD技術(shù)的深入研究，而國(guó)外雖已開發(fā)出實(shí)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(duì)口腔修復(fù)體咬合調(diào)整的CAD關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究，主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下： (1)

2、設(shè)計(jì)了口腔修復(fù)體三角網(wǎng)格模型拓?fù)渲亟ǖ臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，給出了快速建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的算法流程。三角網(wǎng)格模型頂點(diǎn)查找時(shí)，通過使用中間文件記錄無重復(fù)的頂點(diǎn)及點(diǎn)和面的拓?fù)湫畔?，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?yīng)用于頂點(diǎn)查找過程，也快速、有效地去除了STL文件記錄的大量重復(fù)頂點(diǎn)。對(duì)三種頂點(diǎn)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(diǎn)的修復(fù)體模型的拓?fù)渲亟ā?(2)提出了以簡(jiǎn)單架為媒介，通過上下頜模型在正中狀態(tài)下的

3、虛擬對(duì)位獲取被修復(fù)體對(duì)頜約束的方法。首先采用改進(jìn)的圓柱面特征識(shí)別方法計(jì)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(dòng)過程中對(duì)包圍盒樹進(jìn)行更新，以及遍歷上下頜模型包圍盒樹，實(shí)現(xiàn)了上下頜模型在采樣位置的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，從而建立了整個(gè)牙列在正中位的咬合接觸關(guān)系，為被修復(fù)體同名標(biāo)準(zhǔn)冠調(diào)控咬合面提供了準(zhǔn)確的靜態(tài)對(duì)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(cè)算

4、法的咬合面方向距離圖計(jì)算方法和基于OpenGL選擇模式的法向距離圖計(jì)算方法。前者通過對(duì)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(diǎn)法方向視景體內(nèi)繪制對(duì)頜模型，從選擇緩存中獲得牙頜模型上頂點(diǎn)沿法向到對(duì)頜模型的距離值。由于充分發(fā)揮了圖形硬件的運(yùn)算功能，這兩種基于圖像空間的距離計(jì)算方法可快速、準(zhǔn)確獲得牙齒模型面間距離，為指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)面間沖突距離進(jìn)行體樣條插值實(shí)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(biāo)準(zhǔn)冠模型的控制頂點(diǎn)，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(duì)標(biāo)準(zhǔn)冠模型上頂點(diǎn)的沖突距離進(jìn)行插值計(jì)算，最后依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)冠面的沖突區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后的標(biāo)準(zhǔn)冠面能夠符合與對(duì)頜牙的咬合關(guān)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(fù)體的分片光滑B樣條曲