面向口腔正畸应用的数字化排牙方法研究
发布时间：2023-04-25 20:24
近年来,由于饮食习惯或者遗传因素的影响,人们的牙齿健康问题越来越严重,牙齿拥挤、稀疏、哨牙等现象普遍存在于广大人群中。本文从临床实际应用的角度出发,提出一套面向正畸应用的数字化排牙方法,来帮助正畸医师快速定位托槽的位置。具体包括交互式虚拟托槽定位方法、基于理想牙弓线引导的牙齿排列方法和基于虚拟现实技术的交互式排牙方法。具体的研究内容如下:1.提出一种使用LDNI(Layered Depth-Normal Images,分层深度-法向图)与点集匹配的虚拟托槽交互方法,通过鼠标交互的方式,实现托槽在牙齿表面的快速移动。具体来说,首先在3D空间坐标系中使用LDNI完成对托槽底部点的采样;然后通过最近距离算法查找牙齿表面的对应点;最后通过点集匹配的方法确定托槽在牙齿表面的位置。2.提出一种基于理想牙弓曲线引导的牙齿排列方法。首先针对不同类别的牙齿,选取不同位置和数量的特征点;其次根据选取的特征点,使用β函数拟合出牙弓曲线,并用二次Laplacian算法进行曲线优化,得到理想的牙弓曲线;然后,计算每颗牙齿移动到理想矫治位置的平移量和旋转量,并在牙齿移动过程中使用OBB包围盒法对相邻牙齿之间进行碰...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 牙齿正畸技术国外发展现状
1.2.2 牙齿正畸技术国内发展现状
1.3 研究内容与创新点
1.4 本文章节结构
2 交互式虚拟托槽定位
2.1 虚拟托槽交互方法
2.1.1 托槽定位
2.1.2 交互方法
2.1.3 确定托槽在牙齿表面的位置
2.2 托槽与牙齿的碰撞避免
2.2.1 LDNI实现碰撞避免的原理
2.2.2 碰撞避免
2.3 转移粘接装置的生成
2.3.1 转移粘接托盘生成的方法
2.3.2 转移粘接装置设计的方法和要求
2.3.3 生成转移粘接装置
2.4 虚拟托槽交互软件设计
2.4.1 软件基本框架
2.4.2 软件功能
2.5 本章小结
3 基于理想弓线引导的牙齿排列
3.1 引言
3.2 理想弓线的生成
3.2.1 牙齿特征点选取
3.2.2 β函数拟合牙弓曲线
3.2.3 曲线优化算法
3.2.4 理想牙弓曲线生成
3.3 牙齿排列过程中碰撞避免的方法
3.3.1 碰撞避免方法选择
3.3.2 OBB包围盒碰撞检测原理
3.3.3 牙齿碰撞避免
3.4 排牙算法
3.4.1 牙齿理想矫治位置确定
3.4.2 单颗牙齿排列方法
3.4.3 完整的牙齿排列过程
3.5 数字化排牙软件设计
3.5.1 软件的运行环境和框架
3.5.2 软件功能
3.5.3 数字化排牙软件测试
3.6 本章小结
4 基于VR的口腔正畸可视化系统
4.1 虚拟现实技术
4.2 系统模块设计
4.2.1 系统主界面
4.2.2 场景漫游模块
4.2.3 正畸数据可视化模块
4.2.4 交互式排牙模块
4.3 交互方式设计
4.3.1 与UI菜单交互
4.3.2 人物漫游
4.3.3 触碰交互
4.4 系统功能设计
4.4.1 场景漫游
4.4.2 正畸数据可视化
4.4.3 交互式排牙
4.5 本章小结
5 系统开发与实现
5.1 系统开发环境
5.2 相关技术
5.2.1 系统开发引擎Unity3D
5.2.2 头戴式设备HTC Vive
5.2.3 虚拟现实与人机交互技术
5.3 系统功能实现
5.3.1 主界面
5.3.2 场景漫游
5.3.3 正畸数据可视化
5.3.4 交互式排牙操作
5.4 用户体验和反馈
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间的科研项目及成果
本文编号：3801001
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 牙齿正畸技术国外发展现状
1.2.2 牙齿正畸技术国内发展现状
1.3 研究内容与创新点
1.4 本文章节结构
2 交互式虚拟托槽定位
2.1 虚拟托槽交互方法
2.1.1 托槽定位
2.1.2 交互方法
2.1.3 确定托槽在牙齿表面的位置
2.2 托槽与牙齿的碰撞避免
2.2.1 LDNI实现碰撞避免的原理
2.2.2 碰撞避免
2.3 转移粘接装置的生成
2.3.1 转移粘接托盘生成的方法
2.3.2 转移粘接装置设计的方法和要求
2.3.3 生成转移粘接装置
2.4 虚拟托槽交互软件设计
2.4.1 软件基本框架
2.4.2 软件功能
2.5 本章小结
3 基于理想弓线引导的牙齿排列
3.1 引言
3.2 理想弓线的生成
3.2.1 牙齿特征点选取
3.2.2 β函数拟合牙弓曲线
3.2.3 曲线优化算法
3.2.4 理想牙弓曲线生成
3.3 牙齿排列过程中碰撞避免的方法
3.3.1 碰撞避免方法选择
3.3.2 OBB包围盒碰撞检测原理
3.3.3 牙齿碰撞避免
3.4 排牙算法
3.4.1 牙齿理想矫治位置确定
3.4.2 单颗牙齿排列方法
3.4.3 完整的牙齿排列过程
3.5 数字化排牙软件设计
3.5.1 软件的运行环境和框架
3.5.2 软件功能
3.5.3 数字化排牙软件测试
3.6 本章小结
4 基于VR的口腔正畸可视化系统
4.1 虚拟现实技术
4.2 系统模块设计
4.2.1 系统主界面
4.2.2 场景漫游模块
4.2.3 正畸数据可视化模块
4.2.4 交互式排牙模块
4.3 交互方式设计
4.3.1 与UI菜单交互
4.3.2 人物漫游
4.3.3 触碰交互
4.4 系统功能设计
4.4.1 场景漫游
4.4.2 正畸数据可视化
4.4.3 交互式排牙
4.5 本章小结
5 系统开发与实现
5.1 系统开发环境
5.2 相关技术
5.2.1 系统开发引擎Unity3D
5.2.2 头戴式设备HTC Vive
5.2.3 虚拟现实与人机交互技术
5.3 系统功能实现
5.3.1 主界面
5.3.2 场景漫游
5.3.3 正畸数据可视化
5.3.4 交互式排牙操作
5.4 用户体验和反馈
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 未来展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间的科研项目及成果
本文编号：3801001
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3801001.html
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