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随着CAD/CAM技术的不断发展,其高效性、精确性在各个领域逐渐获得应用,口腔修复学领域就是其中之一。计算机辅助设计技术向口腔修复学的引入,使得口腔修复由传统的手工操作向智能化、自动化方向高速发展。义齿嵌体修复是口腔修复的重要内容及难点,其主要是针对最常见的牙齿表面缺损的病例。本文结合口腔临床医学实际应用与需求,以义齿嵌体修复为研究对象,以嵌体修复体的设计流程为研究主线,基于计算几何相关理论和算法以及义齿生物结构特点,对嵌体修复体数字化设计方法进行研发。本文的主要研究内容及成果如下: (1)针对初始牙齿数据采样中,点云数量分布不均匀导致的牙齿网格模型质量较差,且存在较多狭长三角形的情况,本文实现了义齿三角网格模型优化策略,优化算法的特点是在消除狭长三角形的过程中,保持原网格模型拓扑结构不发生变化,且有效地抑制模型失真形变。 (2)针对嵌体修复上表面局部信息丢失的问题,本文通过对具有局部保特征性的Laplacian变形进行研究,提出基于Laplacian的改良变形方法。通过对标准牙变形,达到修补预备体缺损面的目的。改良的变形方法有效解决了变形过程中模型自交的问题。最后设计实例测试,利用改良变形算法对标准牙实施变形操作能够达到预期效果。 (3)针对初始产生嵌体上、下表面过于接近甚至交错在一起,导致无法融合的问题,本文提出对上表面进行边缘约束变形,以及对下表面进行边界内缩变形的解决思路,通过对两者的变形操作,使得上下表面的边缘间隙均匀,提高了上、下表面网格融合质量。 (4)根据口腔临床修复的实际需求,开发出了口腔嵌体修复数字化设计 CAD软件原型。通过实际预备体模型测试,嵌体修复算法能够达到预期修复效果。