基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建研究
发布时间：2020-12-08 12:20
随着经济发展与社会进步,人类的生活品质不断改善,对口腔健康的要求也随之提高。而由于自然老化和外部损伤,牙齿缺失已经成为一种广泛而严重的口腔问题。为防止病变发展,应及时进行缺失牙齿修复,而缺失牙齿三维重建是缺失牙齿修复的关键问题。如何进行缺失牙齿三维重建,使义齿更美观,具有更理想的应力分布,成为一个亟待解决的问题。为了提高缺失牙齿三维重建的效率,保证缺失牙齿三维重建的精度,本文以种植牙修复体为研究对象,提出一种基于镜像建模与逆向工程的缺失牙齿三维重建方法,并对重建模型的力学性能进行仿真分析与实验验证。本文提出基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法,简化缺失牙齿三维重建流程,提高缺失牙齿三维重建效率。研究螺旋CT图像的获取及预处理方法,对螺旋CT图像进行中值滤波,提高图像质量;提出基于Mimics的缺失牙齿镜像模型建立方法,对CT图像中缺失牙齿的对称牙齿进行三维重建,建立缺失牙齿镜像模型;提出基于Geomagic的缺失牙齿点云模型建立方法,优化镜像模型,建立缺失牙齿点云模型。根据本文提出的方法建立出了上颌中切牙与下颌第二磨牙的点云模型,验证了基于镜像建模的缺失牙齿点云建模方法的正确性与有效性。...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文结构安排??１１??
第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??缺失牙齿的三维重建首先要处理原始数据，将二维螺旋ＣＴ图像转化为缺失??牙齿点云数据。本章基于镜像建模方法，以上颌中切牙与下颌第二磨牙为例，利??用ＭＡＴＬＡＢ、Ｍｉｍｉｃｓ和Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件，处理螺旋ＣＴ图像，进行缺失牙齿的镜??像建模和点云建模，获取缺失牙齿的点云模型。??２．１镜像建模方法??人类口腔中的牙齿是以镜像模式左右对称排列的，并且对称牙齿的外形高度??一致，如图２－１所示。因此，缺失牙齿对称侧牙齿的镜像外形即为缺失牙齿的外??形。??Ｉ??Ｉ??Ｉ??１?一中切牙２—脷切牙３—尖牙４－第－前旃牙??５—第二前磨牙６—第一磨牙７—第二磨牙８—第三磨牙??图２－１?口腔牙齿排列示意图??镜像建模方法就是根据缺失牙齿的位置选择其镜像对称牙齿作为建模目标，??进行缺失牙齿镜像建模与点云建模，将口腔螺旋ＣＴ数据重建为与缺失牙齿外形??高度一致的缺失牙齿点云模型。??基于镜像的缺失牙齿三维重建方法需要手工制作石膏模型及弹性模，效率较??１３??
第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??２所示，并将螺旋ＣＴ数据保存为ＤＩＣＯＭ格式。??图２－２?口腔螺旋ＣＴ图像??２．２．２螺旋ＣＴ图像预处理??受螺旋ＣＴ扫描过程中各种内外部因素的影响，螺旋ＣＴ图像通常存在噪声??干扰。噪声产生的原因主要包括：（１）成像、传输及人为操作过程中各种外界??因素的干扰；（２）组织或器官的自然性蠕动［６５］。噪声严重降低了螺旋ＣＴ图像??的质量，它不仅会阻碍医生的诊断与治疗，还会影响缺失牙齿三维重建的过程，??降低重建模型的精度和质量。因此，必须选择有效的滤波去噪方法对螺旋ＣＴ图??像进行预处理。??中值滤波通过选取并输出图像像素灰度的中间值达到平滑滤波的效果１６６］。??中值滤波的主要原理是：首先在图像中选择某个像素，并划分出以该像素为中心??点的窗口范围；然后在窗口范围内进行像素灰度值排序，并将中值作为中心点的??新灰度值；将窗口在图像范围内移动，重复上述操作，进行全图像范围的中值滤??波。通常，中值滤波可定义为［６７１：??Ｙ〇?＾ｍｅｄｉａｎＸｙ?＝ｍｅｄｉａｎ［Ｘｉ＋ｍＪ＋ｎ＼｛ｍ，ｎ）＆Ｗｎ＼ｉ［ＸｉＪ，｛ｉｊ）ｅＺ２＾?（２－１）??式中，Ｆ为窗口；?ｍ为窗口的长为窗口的宽；為为窗口中心点，其坐标??为＿／）；仏为以不／为中心点的窗口?Ｆ内中值滤波的结果，即中心点不／的??新灰度值：方为二维数据串的序号。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]开髓方式与全冠修复对上颌中切牙应力分布影响的三维有限元分析[J]. 刘子嫣,赵凌,杨丽媛,高旭. 华西口腔医学杂志. 2019(06)
[2]短种植体修复牙槽骨严重吸收的下颌第二磨牙的三维有限元分析[J]. 陈俊良,刘旭琳,张潇月,田欣,何芸. 口腔医学研究. 2019(03)
[3]CT成像技术的发展与应用分析[J]. 李旭峰. 世界最新医学信息文摘. 2018(79)
[4]种植义齿修复不同牙弓形态上前牙缺失的三维有限元分析[J]. 王仲达,王屹博,丁超,史久慧. 中国组织工程研究. 2018(30)
[5]口腔种植牙在牙列缺损修复中的效果分析[J]. 刘玉峰. 全科口腔医学电子杂志. 2018(24)
[6]可摘局部义齿临床应用和研究现状[J]. 胡丹丹,吴琳. 中国实用口腔科杂志. 2018(08)
[7]牙齿缺失修复中即刻种植和常规种植的效果比较研究[J]. 刘燕. 全科口腔医学电子杂志. 2018(18)
[8]即刻种植治疗牙齿缺失患者的可行性分析[J]. 彭颖莹. 中国医药科学. 2018(02)
[9]一种基于三维激光扫描技术的快速建模方法[J]. 南竣祥,梁爽,李海泉,周磊,周曦冰,党军勇. 测绘通报. 2017(10)
[10]即刻种植和常规种植在牙齿缺失修复中的应用效果对比分析[J]. 潘勇. 当代临床医刊. 2017(04)
博士论文
[1]基于高频超声的人牙釉质三维重建[D]. 杜娟.华南理工大学 2016
[2]义齿CAD关键技术研究与开发[D]. 宋雅丽.天津大学 2006
硕士论文
[1]实用新型的CBCT重建模型与激光扫描牙齿STL模型的融合方法[D]. 匡博渊.山东大学 2017
[2]基于CBCT高效建立个性化上颌骨三维有限元模型的初步研究[D]. 朱学儒.山西医科大学 2016
[3]基于A超三维重建系统的人牙釉质成像方法研究[D]. 叶鹏飞.华南理工大学 2014
[4]牙科图像三维可视化平台研究[D]. 杨伟伟.电子科技大学 2011
[5]基于逆向工程的义齿底层冠三维重建系统研究与开发[D]. 刘佳龙.东北大学 2010
[6]基于逆向工程的人工牙三维重建及软件开发[D]. 黄梅婷.东北大学 2009
[7]快速成型技术在医学领域的应用研究[D]. 李秋爽.山东大学 2008
[8]利用Mimics重建上下颌骨和牙列及有限元分析[D]. 郭克峰.吉林大学 2008
[9]基于反求及快速成型技术的上下牙列及颌骨的三维重建[D]. 杨莉玲.新疆大学 2007
[10]离体磨牙承压性能的实验和三维有限元分析[D]. 李莹.浙江大学 2002
本文编号：2905075
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文结构安排??１１??
第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??缺失牙齿的三维重建首先要处理原始数据，将二维螺旋ＣＴ图像转化为缺失??牙齿点云数据。本章基于镜像建模方法，以上颌中切牙与下颌第二磨牙为例，利??用ＭＡＴＬＡＢ、Ｍｉｍｉｃｓ和Ｇｅｏｍａｇｉｃ软件，处理螺旋ＣＴ图像，进行缺失牙齿的镜??像建模和点云建模，获取缺失牙齿的点云模型。??２．１镜像建模方法??人类口腔中的牙齿是以镜像模式左右对称排列的，并且对称牙齿的外形高度??一致，如图２－１所示。因此，缺失牙齿对称侧牙齿的镜像外形即为缺失牙齿的外??形。??Ｉ??Ｉ??Ｉ??１?一中切牙２—脷切牙３—尖牙４－第－前旃牙??５—第二前磨牙６—第一磨牙７—第二磨牙８—第三磨牙??图２－１?口腔牙齿排列示意图??镜像建模方法就是根据缺失牙齿的位置选择其镜像对称牙齿作为建模目标，??进行缺失牙齿镜像建模与点云建模，将口腔螺旋ＣＴ数据重建为与缺失牙齿外形??高度一致的缺失牙齿点云模型。??基于镜像的缺失牙齿三维重建方法需要手工制作石膏模型及弹性模，效率较??１３??
第２章基于镜像建模的缺失牙齿点云建模??２所示，并将螺旋ＣＴ数据保存为ＤＩＣＯＭ格式。??图２－２?口腔螺旋ＣＴ图像??２．２．２螺旋ＣＴ图像预处理??受螺旋ＣＴ扫描过程中各种内外部因素的影响，螺旋ＣＴ图像通常存在噪声??干扰。噪声产生的原因主要包括：（１）成像、传输及人为操作过程中各种外界??因素的干扰；（２）组织或器官的自然性蠕动［６５］。噪声严重降低了螺旋ＣＴ图像??的质量，它不仅会阻碍医生的诊断与治疗，还会影响缺失牙齿三维重建的过程，??降低重建模型的精度和质量。因此，必须选择有效的滤波去噪方法对螺旋ＣＴ图??像进行预处理。??中值滤波通过选取并输出图像像素灰度的中间值达到平滑滤波的效果１６６］。??中值滤波的主要原理是：首先在图像中选择某个像素，并划分出以该像素为中心??点的窗口范围；然后在窗口范围内进行像素灰度值排序，并将中值作为中心点的??新灰度值；将窗口在图像范围内移动，重复上述操作，进行全图像范围的中值滤??波。通常，中值滤波可定义为［６７１：??Ｙ〇?＾ｍｅｄｉａｎＸｙ?＝ｍｅｄｉａｎ［Ｘｉ＋ｍＪ＋ｎ＼｛ｍ，ｎ）＆Ｗｎ＼ｉ［ＸｉＪ，｛ｉｊ）ｅＺ２＾?（２－１）??式中，Ｆ为窗口；?ｍ为窗口的长为窗口的宽；為为窗口中心点，其坐标??为＿／）；仏为以不／为中心点的窗口?Ｆ内中值滤波的结果，即中心点不／的??新灰度值：方为二维数据串的序号。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]开髓方式与全冠修复对上颌中切牙应力分布影响的三维有限元分析[J]. 刘子嫣,赵凌,杨丽媛,高旭. 华西口腔医学杂志. 2019(06)
[2]短种植体修复牙槽骨严重吸收的下颌第二磨牙的三维有限元分析[J]. 陈俊良,刘旭琳,张潇月,田欣,何芸. 口腔医学研究. 2019(03)
[3]CT成像技术的发展与应用分析[J]. 李旭峰. 世界最新医学信息文摘. 2018(79)
[4]种植义齿修复不同牙弓形态上前牙缺失的三维有限元分析[J]. 王仲达,王屹博,丁超,史久慧. 中国组织工程研究. 2018(30)
[5]口腔种植牙在牙列缺损修复中的效果分析[J]. 刘玉峰. 全科口腔医学电子杂志. 2018(24)
[6]可摘局部义齿临床应用和研究现状[J]. 胡丹丹,吴琳. 中国实用口腔科杂志. 2018(08)
[7]牙齿缺失修复中即刻种植和常规种植的效果比较研究[J]. 刘燕. 全科口腔医学电子杂志. 2018(18)
[8]即刻种植治疗牙齿缺失患者的可行性分析[J]. 彭颖莹. 中国医药科学. 2018(02)
[9]一种基于三维激光扫描技术的快速建模方法[J]. 南竣祥,梁爽,李海泉,周磊,周曦冰,党军勇. 测绘通报. 2017(10)
[10]即刻种植和常规种植在牙齿缺失修复中的应用效果对比分析[J]. 潘勇. 当代临床医刊. 2017(04)
博士论文
[1]基于高频超声的人牙釉质三维重建[D]. 杜娟.华南理工大学 2016
[2]义齿CAD关键技术研究与开发[D]. 宋雅丽.天津大学 2006
硕士论文
[1]实用新型的CBCT重建模型与激光扫描牙齿STL模型的融合方法[D]. 匡博渊.山东大学 2017
[2]基于CBCT高效建立个性化上颌骨三维有限元模型的初步研究[D]. 朱学儒.山西医科大学 2016
[3]基于A超三维重建系统的人牙釉质成像方法研究[D]. 叶鹏飞.华南理工大学 2014
[4]牙科图像三维可视化平台研究[D]. 杨伟伟.电子科技大学 2011
[5]基于逆向工程的义齿底层冠三维重建系统研究与开发[D]. 刘佳龙.东北大学 2010
[6]基于逆向工程的人工牙三维重建及软件开发[D]. 黄梅婷.东北大学 2009
[7]快速成型技术在医学领域的应用研究[D]. 李秋爽.山东大学 2008
[8]利用Mimics重建上下颌骨和牙列及有限元分析[D]. 郭克峰.吉林大学 2008
[9]基于反求及快速成型技术的上下牙列及颌骨的三维重建[D]. 杨莉玲.新疆大学 2007
[10]离体磨牙承压性能的实验和三维有限元分析[D]. 李莹.浙江大学 2002
本文编号：2905075
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/mpalunwen/2905075.html
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