數(shù)字化口腔種植關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字化技術(shù)在口腔種植修復(fù)中的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)口腔修復(fù)的概念，使得口腔種植修復(fù)過程得以在術(shù)前進行方案規(guī)劃和術(shù)后效果預(yù)測，推動著口腔種植理論由傳統(tǒng)的定性向定量化方向發(fā)展，正在掀起一場口腔種植新技術(shù)革命。本文結(jié)合口腔種植學(xué)應(yīng)用實際，以提高種植修復(fù)的成功率和美學(xué)效果為目的，綜合運用多種交叉學(xué)科的先進理論和方法，在牙齒分割、齦緣提取與重建、種植手術(shù)規(guī)劃、個性化基臺設(shè)計等幾個方面展開深入的研究，論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
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2、1)針對CT圖像的模糊性和牙體結(jié)構(gòu)的拓撲易變性問題，提出一種基于邊緣和局部區(qū)域相結(jié)合的混合水平集活動輪廓模型的牙齒分割方法?；趯娱g映射機制，對不同牙層切片采用不同的分割模型：單水平集混合模型分割牙根層切片；雙水平集混合模型分割牙冠層切片。同時引入窄帶法、先驗形狀和梯度方向約束以克服周圍頜骨的干擾；并針對牙冠層齒間粘連現(xiàn)象，加入?yún)^(qū)域競爭準則以提取相鄰牙齒之間的共同邊界。該方法在分割過程中無需額外的監(jiān)督和干預(yù)，就能夠很好地處理牙齒拓撲結(jié)構(gòu)

3、分裂合并的問題，有效提取出每顆牙體的組織輪廓。
　　 (2)針對三角網(wǎng)格牙頜模型齒間粘連問題，提出一種單顆牙齦緣輪廓提取方法。根據(jù)牙頜模型表面解剖形態(tài)特征，采用基于離散曲率分析以及最短路徑搜索相結(jié)合的方法，快速準確地獲取齦緣處的特征線；利用基于能量優(yōu)化法的B樣條擬合以及特征線的微分特性，正確分割出每顆牙齒的齦緣輪廓型值點；為恢復(fù)單顆牙齦緣齒間缺失形態(tài)，采用牙弓曲線的B樣條拓展擬合、節(jié)點插入的曲線求交、齒間相切約束的形態(tài)建模方法，

4、正確得到齒間無干涉且具有二階連續(xù)的封閉齦緣曲線。實驗表明，該方法不僅對排列整齊的牙頜模型有效，而且對排列不整齊或有缺失牙的模型也能獲得良好的結(jié)果。
　　 (3)為恢復(fù)缺牙患者理想的美學(xué)齦緣輪廓，提出一種基于統(tǒng)計模型的齦緣重建方法。利用齦緣提取技術(shù)，提出一種基于牙齒解剖特征的齦緣形狀自動標定方法，對大量患者的牙頜模型建立齦緣數(shù)據(jù)庫，并基于主成分分析技術(shù)建立齦緣統(tǒng)計形狀模型。在統(tǒng)計模型的引導(dǎo)下，通過統(tǒng)計形變參數(shù)的調(diào)整、馬氏先驗、全局

5、相似變換的非線性優(yōu)化擬合以及基于徑向基函數(shù)的彈性變形，快速重建出匹配缺牙患者的解剖齦緣輪廓。
　　 (4)在綜合考慮口腔修復(fù)學(xué)、美學(xué)和骨質(zhì)骨量的基礎(chǔ)上，提出一種參數(shù)化種植手術(shù)定位規(guī)劃方法。利用齦緣輪廓規(guī)劃種植區(qū)域，通過計算種植區(qū)域內(nèi)的骨密度中心和基于剖切平面的徑向骨量搜索方法確定種植體定位的最佳位置；為保證種植.骨界面的穩(wěn)定性，基于圖像采樣和插值方法對種植體周圍骨組織的徑向安全距離和骨質(zhì)骨量進行評估。根據(jù)方案規(guī)劃結(jié)果，提出一種參

6、數(shù)化的種植導(dǎo)板定位結(jié)構(gòu)網(wǎng)格建模方法，快速準確地將種植規(guī)劃的信息轉(zhuǎn)移到患者口內(nèi)。該方法能夠為醫(yī)生提供最優(yōu)的種植手術(shù)方案，有效改善以往靠醫(yī)生經(jīng)驗進行手術(shù)規(guī)劃和手工設(shè)計導(dǎo)板的不精確問題，提高手術(shù)的成功率。
　　 (5)為改善種植義齒修復(fù)后的齦緣形態(tài)，提出一種基于曲面特征識別技術(shù)和齦緣重建技術(shù)的個性化基臺數(shù)字化設(shè)計方法。通過獲取患者帶愈合基臺的牙頜模型數(shù)據(jù)，基于幾何約束的愈合基臺表面特征識別技術(shù)快速而準確的獲取基臺和種植體在牙槽骨中的位