随着口腔医学的快速发展,口腔锥束CT（Cone Beam Computed Tomography）由于高分辨率、高灵活性和清晰立体图像等优势,已成为口腔诊断和治疗的主流医学成像设备。在锥束CT系统中,整个机械结构的合理设计,对其成像质量至关重要。通过三维重建技术,将二维图像序列重建形成三维的口腔组织结构,有利于临床检查和合理选择手术治疗方案,比传统CT检查更具有科学性和准确性,在口腔医学领域有着广阔的发展前景,对于三维可视化技术获得高的图像质量与较快的重建速度也是口腔疾病诊疗过程中的关键问题。如今随着医学数字化技术的快速发展,三维有限元分析方法已广泛应用于口腔生物力学研究,通过有限元分析方法结合口腔CT扫描数据,建立患者实体结构模型进行分析能够更加科学有效地实现疾病的治疗。本论文的主要研究工作如下:1.根据成像过程中结构合理性要求,对口腔锥束CT目前设备现状进行分析,设计出合理的机械结构。通过Solidworks软件建立口腔锥束CT机械结构三维模型,然后将其导入到Ansys Workbench软件中进行静力分析、模态分析和谐响应分析,确保口腔锥束CT结构在运动过程中关键元器件相对位置之间的稳定。仿真结果表明,整体结构的最大应力值和形变量均符合要求,且不会发生共振。2.分别对面绘制的Marching Cubes算法和体绘制的光线投射算法的基本原理和实现过程进行了研究,提出了一种改进的Marching Cubes算法,采用中点插值方法计算等值面的坐标和法向量,并使用拉普拉斯光顺方法进行三维重建。通过三种算法对口腔锥束CT图像进行试验验证,结果表明,改进的Marching Cubes算法能够消除三维结构中的噪声,提高重建精度,且重建速度效率较于其它两种算法得到了明显改善,达到预期效果。3.根据口腔图像资料采用Mimics软件进行几何建模,并使用Geomagic Wrap软件构建皮质骨与松质骨实体模型,导入到Solidworks软件中建立下颌骨囊肿三维有限元模型,通过咬合状态和外伤等因素分析下颌骨的应力情况。结果表明无咬合状态时下颌体右侧受到外伤时易导致骨折,咬合状态下下颌骨受到外伤时骨折发生的风险较高,综合比较得出下颌体右侧和正中处受到外伤时更易导致骨折。