数字化咬合分析系统的研究与实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目数字化咬合分析系统的研究与实现专业学位类别工程硕士学号201122090407作者姓名卢传涛指导教师李科副教授分类号密级注1UDC学位论文数字化咬合分析系统的研究与实现（题名和副题名）卢传涛（作者姓名）指导教师李科副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称生物医学工程提交论文日期2

2、014.04论文答辩日期2014.05学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFDIGITALOCCLUSIONANALYSISSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:BiomedicalEngineeringAuthor:LuChuantaoAdvisor:LiKeSchool:

3、SchoolofLifeScienceandTechnology独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，

4、允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要计算机辅助口腔正畸已然处于高速发展时期，新型无托槽隐形正畸技术在逐步迈向成熟运用阶段，其整套流程包括牙颌面信息采集、牙颌面重建、牙齿分割、上下颌虚拟咬合、牙齿移动等多项环节，目标是输出牙齿矫治方案，并根据牙齿矫治方案确定分阶段矫治器的数字模型，最后交予快速成型设备生产相应的固定矫治器或活动矫治器。其中，牙齿分

5、割、牙齿咬合碰撞检测、牙齿移动模拟是影响综合矫治效果与设计时间成本的关键步骤。当前，无论是传统有托槽正畸，或者新型无托槽隐形正畸，他们都是工业上为生产固定矫治器和活动矫治器而服务的，并没有一种通用的、专为牙齿咬合分析服务的计算机辅助系统。因此，本文主要研究如何以牙齿分割、牙齿咬合、牙齿移动模拟这三项关键技术为依托，具体实现数字化咬合分析系统。本文从计算机图形学技术与口腔正畸的结合应用出发，分别对上述三项关键技术做出具体分析与实现。在牙齿分割关键点，本文提出了一种简便易用的交互分割方法，相比与自动分割，具有更好的通用性，不需具体考虑牙

6、齿的表面复杂形态；在咬合碰撞关键点，本文利用Rapid碰撞库，基本实现了虚拟咬合功能，它能找出上、下牙颌模型的具体接触位置，为后续的牙齿移动操作提供了依据；在牙齿移动关键点，本文分析了三维空间各模型坐标位置关系，利用OpenGL实现了具体的牙齿交互移动，可满足临床上各种牙齿移动方式，并将移动过程中产生的矫治数据提取保存。最后，本文在WindowsXP系统下，依托于VS2010编译平台，采用了Qt界面库，实现了本文提出的数字化咬合分析系统。相比于国外先进的技术发展，国内起步不久的计算机辅助正畸还存在许多不足，本文的研究工作能够为国内的

7、相关研发提供一定的研究基础和实践模拟。关键词：牙齿分割，虚拟咬合，碰撞检测，牙齿移动IABSTRACTABSTRACTNowadays,Computer-aidedorthodonticshavegotintorapiddevelopmentperiod.Moreover,Invisalignismarchingtowardsmaturitystage,thewholeprocessofInvisalignincludesdento-maxillofacialinformationacquisition,dento-maxillof

8、acialreconstruction,toothsegmentationandvirtualocclusionandtoothmovementandsoon,then,itoutputstreatmentschemeandgener