数字化技术在颌外科的推广和应用,使颌面修复逐渐向数字化医疗方向发展。颌面修复采用数字化设计不仅有助于颌外科医生进行术前规划和制定手术方案,同时,也有助于提高临床颌面修复的效率和精度,已逐渐成为颌面修复学领域发展的主流趋势之一。本文根据临床颌面修复需求,对颌面修复建模的关键技术展开了研究,论文主要的研究工作如下:(1)研究了基于广义普氏分析的正中矢状面提取技术。首先,交互式拾取颌面部解剖结构特征标志点;然后,将颌面部模型及特征标志点进行镜像,并采用广义普氏分析算法实现镜像前后模型之间的配准;最后,基于配准后模型之间的位置关系,实现颌面部正中矢状面的准确建模。(2)针对单侧颌面部缺损,提出了基于镜像相似特征的颌面部缺损修复技术。首先,研究了颌面部缺损区域特征线交互式提取算法,并将特征线镜像到健康侧进行曲面裁剪;然后,将裁剪得到的曲面片镜像到颌面部缺损侧,并研究了交叠区域的网格融合算法;最后,针对网格模型存在的孔洞,研究了基于径向基函数的孔洞修补算法,最终实现了颌面部模型的缺损修复建模设计。(3)针对颌面部大面积骨缺损,提出了基于拓扑优化的颌面修复体建模技术。首先,分析了颌面部解剖结构的主要支撑分布规律,并结合缺损区域的形态,研究了优化模型的参数化建模方法,其次,根据颌面部实际受载情况,对优化模型施加载荷边界条件并进行拓扑优化,最终实现修复体的拓扑优化仿真建模设计。