一种建立三维牙颌融合模型的新方法及相关研究

发布时间：2017-10-27 09:38

  本文关键词：一种建立三维牙颌融合模型的新方法及相关研究

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【摘要】：计算机辅助技术可以为正颌外科手术提供更好的功能和美学效果,患者信息的完善与准确是进行治疗方案设计的前提。建立三维融合模型,能将体现患者颌面部有效信息(包括面部软组织形态、颌骨形态及牙列咬合形态等)的各种数据采集方式全方位地结合起来。然而现有建立三维融合模型的方法费时费力,对操作者要求高,容易出现人为误差。目的:本研究针对现有三维牙颌融合模型建立方法中存在的问题,探索一种新的正常咬合状态下操作简便易于配准的三维牙颌融合模型建立方法,并对所建立的融合模型精度进行评价。在此基础上,对张口受限患者采集牙列信息的方法进行研究,建立一种分段取模计算机配准组合获取完整牙列模型的方法,并对此方法的精度进行评价,为其临床应用提供指导依据。方法:1.选择我科2015年2月—4月收住入院的牙颌面畸形患者17人及10个完整牙列石膏模型。采集患者头颅CT影像信息及口内制取印模灌注石膏模型。在mimics中重建颌骨及牙列,并激光扫描石膏咬合模型。在geomagicstudio中对ct重建牙列和石膏咬合模型进行基于点的手动配准和基于迭代算法的全局配准后,使石膏咬合模型替代ct重建牙列数据,并通过“布尔”运算使之与上、下颌骨合并,完成三维牙颌融合模型的建立。2.将新建融合模型的咬合部分导入mimics中,标记轮廓线,设为组1;以单颌石膏模型与ct重建人工分割牙列配准所得咬合位置的轮廓线设为组2,同与ct原始图像中牙列位置进行比较,评价建模模型精度。3.对10个完整石膏牙列模型按照临床操作要求进行分段取模,对分段模型进行激光扫描,在geomagicqualify中将分段模型按重合牙位的不同分为三种建模方法,分别进行配准后组合成为完整牙列,并与原完整模型进行三维比较,分析三种建模方法其精度有无差异。结果:1.通过对头颅ct影像数据和数字化石膏模型数据的处理,基于逆向工程软件的配准运算,可以得到咬合状态下配准的三维牙颌融合模型。2.通过在mimics中对组1、组2与ct原始牙列数据在标记点位置的比较,得到建模咬合模型最小观测误差为0.083mm±0.044mm,最大观测误差为0.286mm±0.1mm。建模咬合模型与单颌配准模型两种建模方法在骨性ii类错颌畸形中的上颌切牙、尖牙位置上无统计学差异(p0.05);上颌磨牙、下颌切牙、尖牙及磨牙位置在两种配准方法上存在差异(p0.05);骨性iii类错颌畸形中下颌切牙、尖牙和上颌切牙位置上无统计学差异(p0.05);下颌磨牙、上颌尖牙及磨牙在两种配准方法上存在差异(p0.05)。3.通过建立了分段取模再由计算机配准组合获取完整牙列模型的方法,比较组合模型与原模型的牙列牙合面形态特征,得到最小观测误差为0.046mm±0.055mm,最大观测误差为0.032mm±0.115mm,三种建模方法间无统计学差异。结论:本模型通过咬合石膏模型与CT重建牙列配准,得到了一个在咬合状态下复合而成的三维牙列—颌骨融合模型,并通过与单颌配准模型的比较,初步验证了新建三维牙颌模型的精度可用于临床实际操作,为解决牙列CT图像的不清晰、有伪影等问题提供了新的方法。作为此模型的延伸应用,本研究还建立了一种分段取模由计算机配准组合获得完整牙列模型的方法,并验证了其精度,即此建模方法可获得准确的满足临床应用的完整牙列模型,并有望解决张口受限患者采集完整牙列模型中存在的问题。
【关键词】：三维融合模型 牙颌模型 计算机辅助设计 逆向工程软件 张口受限
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R782
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-14
• 文献回顾14-26
• 1 三维计算机辅助技术在正颌外科中的应用14-18
• 2 三维数字图像融合技术研究现状18-25
• 3 张口受限患者牙列模型的研究现状25-26
• 第一部分 三维牙颌融合模型的建立26-35
• 1 材料与方法26-29
• 1.1 研究对象26
• 1.2 研究方法与设备26
• 1.3 模型建立26-29
• 2 结果29-30
• 3 讨论30-34
• 3.1 建模意义30-31
• 3.2 现存问题31-32
• 3.3 新模型分析32-34
• 4 结论34-35
• 第二部分 三维牙颌融合模型的精度研究35-42
• 1 材料与方法35-37
• 1.1 研究对象35
• 1.2 研究方法35
• 1.3 精度评估35-37
• 2 结果37-39
• 2.1 大体观察37-38
• 2.2 统计分析38-39
• 3 讨论39-41
• 3.1 建模精度分析39-40
• 3.2 影响精度的主要因素40-41
• 3.3 精度评价方法的选择41
• 4 结论41-42
• 第三部分 分段取模计算机配准组合获取完整牙列模型的方法及其精度分析42-49
• 1 材料与方法42-45
• 1.1 材料与仪器42
• 1.2 组合牙列模型的获取42-45
• 1.3 精度评估45
• 2 结果45-47
• 2.1 组合模型与完整模型的比较45-46
• 2.2 三种不同组合模型间的比较46-47
• 3 讨论47-48
• 3.1 本建模方法的优点47
• 3.2 建模精度的评估47-48
• 3.3 建模中需注意的问题48
• 4 结论48-49
• 小结49-50
• 参考文献50-56
• 个人简历和研究成果56-57
• 致谢57

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本文编号：1102957