口腔正畸治疗的目标是纠正患者的错(牙合)畸形，建立上下颌牙齿的正常咬合关系。为此，正畸医师需要手工从正畸模型上分割牙齿进行排牙。虚拟排牙（即计算机模拟手工排牙过程）技术的出现，在节省正畸医师时间的同时也为制定更为精确的正畸治疗计划提供了可能。本文在三维牙齿图像分割技术和牙冠特征识别技术的基础上，进行了锥束CT数据集下自动化的虚拟排牙技术的研究。　　本文的主要内容如下:　　(1)提出了双包围盒和梯度调制技术以辅助分割牙齿。利用双包围盒技术排除无关的图像区域;利用梯度调制技术对牙根部分的牙齿边界特性进行增强。在双包围盒和梯度调制技术的基础上，本文应用水平集方法在锥束CT数据集下完成牙齿分割任务。　　(2)将SUSAN算法推广到三维情况，利用三维空间中的SUSAN算法完成牙冠表面特征的识别（切嵴、牙尖、中央沟等）。根据得到的牙冠表面特征，本文提出了一种综合反映患者个性化特点与标准弓丝曲线形态的混合弓丝曲线制作方法。该方法产生的拟合弓丝曲线可以作为初始目标弓丝曲线，供正畸医师参考调整。　　(3)根据口腔医学中的静态(牙合)特点和评价标准，抽象出正畸约束力进行建模。在牙齿分割和牙冠特征识别的基础上，本文实现了一种基于刚体运动仿真模型的虚拟排牙系统。通过在牙冠特征点上施加合适的正畸约束力，牵引牙齿建立患者的正常咬合关系。　　结果经过专业的正畸医师评估，本文提出的上述方法具有良好的临床使用价值。