基于VTK的口腔虚拟种植系统设计与实现

发布时间：2017-09-30 10:32

  本文关键词：基于VTK的口腔虚拟种植系统设计与实现

  更多相关文章： 口腔虚拟种植 VTK MC算法 三维重建 有限元分析

【摘要】：作为牙齿缺失修复的重要手段,口腔种植的技术优势与修复效果已经得到临床广泛认可。传统口腔种植手术前,医护人员通过观察体层计算机断层扫描图像分析牙齿缺失处骨质情况,从而确定种植体植入方案,手术效果很大程度上取决于医护人员的经验与技术水平,术后经常出现种植体松动和脱位等现象。因此,如何在口腔种植手术前规划合理的种植方案是手术成功与否的关键所在。针对上述问题,本文在研究分析当前国内外口腔种植系统及国内口腔种植开展现状的基础上,提出并实现了一种基于VTK工具包的可视化口腔虚拟种植系统。该系统主要包括数据读取、距离测量、三维重建、虚拟种植与模型导出功能。将该系统与有限元分析方法相结合,为医护人员规划手术方案提供参考。将锥形束断层扫描数据读入系统并通过对DICOM协议进行解析以获取数据信息与患者身份信息。构建体数据并将其在系统界面进行可视化展示,显示横断面、冠状面、矢状面与任意剖面上的图像,并通过VTK类对图像显示方式进行调节。此外,通过在图像中放置线段并计算线段长度的方法测量图像中任意两点间的距离。使用封装MC算法的vtkMarchingCubes类从体数据中构建体素等值面片,之后通过将等值面片连成等值面的方法重建颌骨面模型,视临床情形自行设定等值面阈值以重建出需要的模型。参照Straumann公司的ITI系统SLA种植体在三维建模软件中构建各种型号种植体模型,并以STL格式存储在种植体库中。确定备选种植方案,从库中依次选择相应型号的种植体并通过移动、旋转种植体以改变其与颌骨模型的相对位置,完成虚拟种植。将以不同方案进行种植的模型导出并从生物力学角度对咀嚼过程中的不同受力情况进行有限元分析,分析其应力分布情况,从工程角度选出最佳种植方案以供医护人员参考。
【关键词】：口腔虚拟种植 VTK MC算法 三维重建 有限元分析
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.6;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义10-11
• 1.1.1 课题研究的背景10-11
• 1.1.2 课题研究的目的、意义11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文的主要研究内容13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 医学图像可视化技术与VTK工具包14-18
• 2.1 医学图像可视化技术14-16
• 2.1.1 CBCT与口腔种植14-15
• 2.1.2 医学图像可视化算法15-16
• 2.2 VTK工具包16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 3 系统整体结构与界面设计18-23
• 3.1 系统需求分析18-19
• 3.2 系统结构设计19-20
• 3.3 系统开发环境20
• 3.4 系统界面设计20-22
• 3.5 本章小结22-23
• 4 系统功能的实现23-40
• 4.1 读取数据23-24
• 4.2 显示图像24-27
• 4.2.1 三视图24-25
• 4.2.2 图像显示方法25-27
• 4.3 调节图像27-29
• 4.3.1 调节图像显示的层数27
• 4.3.2 伪彩与灰度显示方式调节27-28
• 4.3.3 窗位与窗宽调节28-29
• 4.4 距离测量29-30
• 4.5 三维重建30-33
• 4.6 虚拟种植33-39
• 4.6.1 建立种植体库33-35
• 4.6.2 种植体虚拟定位35-39
• 4.7 本章小结39-40
• 5 系统应用实例40-45
• 5.1 读取数据、显示图像与测量40-41
• 5.2 三维重建与虚拟种植41-44
• 5.3 本章小结44-45
• 6 不同种植方案的生物力学分析45-57
• 6.1 口腔种植生物力学45
• 6.2 有限元分析45-48
• 6.2.1 完善模型45-46
• 6.2.2 载荷条件与材料46-47
• 6.2.3 计算分析47-48
• 6.3 结果48-54
• 6.3.1 方案一的应力分布48-49
• 6.3.2 方案二的应力分布49-51
• 6.3.3 方案三的应力分布51-53
• 6.3.4 方案四的应力分布53-54
• 6.4 结论54-56
• 6.5 本章小结56-57
• 7 总结与展望57-58
• 7.1 本文研究内容总结57
• 7.2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 个人简历 在学校期间发表的学术论文与研究成果61-62
• 个人简历61
• 在学校期间发表的学术论文与研究成果61-62
• 致谢62

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1 ;首届中日国际口腔种植研讨会[J];中国美容医学;2004年05期

2 ;第二届北京口腔种植学术会暨第八届中日口腔种植研讨会征稿通知[J];北京口腔医学;2008年06期

3 ;第二届北京口腔种植学术会暨第八届中日口腔种植研讨会征稿通知[J];口腔颌面修复学杂志;2009年01期

4 徐欣;;口腔种植的个性化设计和简单化趋势[J];中国口腔种植学杂志;2009年02期

5 ;第24届德国口腔种植协会年会在汉堡召开[J];上海口腔医学;2010年06期

6 ;第一届上海口腔种植学术会议暨国家级口腔种植学习班通知[J];中国口腔颌面外科杂志;2011年03期

7 耿威;彭玲燕;宿玉成;谭包生;;口腔种植继续教育培训的实践与思考[J];西北医学教育;2012年01期

8 ;中国口腔种植年[J];口腔颌面修复学杂志;2012年04期

9 ;中国口腔种植年[J];中华老年口腔医学杂志;2012年03期

10 张丽君;;对口腔种植的临床应用讨论[J];中国医药指南;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐欣;;口腔种植的个性化设计和简单化趋势[A];第六届全国口腔种植学术会议论文汇编[C];2009年

2 李德华;;口腔种植的简单化原则[A];第四届全国口腔种植学术会议论文集[C];2005年

3 袁禧英;;口腔种植特殊器械的清洗与维护[A];第四届全国口腔种植学术会议论文集[C];2005年

4 马泉生;;论“口腔种植修复学”[A];中华口腔医学会第三次全国口腔修复学术会议论文集[C];1997年

5 朱洪水;;欢迎词[A];第六届全国口腔种植学术会议论文汇编[C];2009年

6 雷逸灵;;口腔种植外科手术器械的管理探讨[A];全国口腔科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2005年

7 袁泉;谭震;宫苹;赵瑜;;口腔种植电子病历管理系统的设计和开发[A];第四届全国口腔种植学术会议论文集[C];2005年

8 耿威;宿玉成;姜秀瑛;;局部固定口腔种植修复即刻负重技术的临床研究[A];第四届全国口腔种植学术会议论文集[C];2005年

9 高东辉;;数码摄影在口腔种植临床中的应用护理干预[A];全国口腔护理新进展研讨会论文汇编[C];2010年

10 徐燕华;谭包生;;口腔种植专科护士培养方式探讨[A];全国口腔护理新进展研讨会论文汇编[C];2011年

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1 本报记者 范丽敏;中国将成全球最大口腔种植市场[N];中国贸易报;2012年

2 赵宏邋姚向阳;推动我国口腔种植医学迅速发展[N];中国医药报;2008年

3 文竹;我国专家在口腔种植方面获突破[N];中国高新技术产业导报;2001年

4 张荔子;“第三副牙齿”要功能还要美观[N];健康报;2006年

5 车喜韵邋姚向阳 赵倩;让人类第三副牙齿尽善尽美[N];陕西日报;2008年

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1 张岩;口腔种植修复患者血清CRP与尿脱氧吡啶啉含量变化及相关性的研究[D];河北医科大学;2015年

2 刘金凤;基于KANO模型对口腔种植门诊患者服务需求的分析研究[D];吉林大学;2016年

3 张建飞;基于VTK的口腔虚拟种植系统设计与实现[D];郑州大学;2016年

4 袁泉;口腔种植病历的数字化与病例的回顾性研究[D];四川大学;2005年

5 朱斌;不翻瓣微创口腔种植的临床研究[D];浙江大学;2011年

6 金啸;2697例口腔种植修复病例资料回顾分析[D];浙江大学;2012年

7 石全贵;牙槽骨维度不足的口腔种植临床研究[D];大连医科大学;2010年

8 罗晓丁;PRF用于口腔种植GBR手术组织愈合效果初步研究[D];天津医科大学;2012年

9 马佳;Bio-oss及Bio-gide联合应用在口腔种植中的临床疗效评价[D];宁夏医科大学;2013年

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