基于4种软件的牙周病患者牙齿建模和受力分析

目的根据牙周病患者的牙齿CT数据和石膏模型,基于4种软件进行建模分析,获得病人牙齿受力和应力分布状况,为牙周病患者的临床治疗提供参考。方法利用Mimics软件对CT图像进行初步处理,建立三维点云模型;把初步建立的模型利用逆向工程软件Geomagic对模型进行参数化建模和修整,建立三维曲面模型;将曲面模型导入三维绘图软件Solid Works中,通过实体转换输出三维实体模型;最后利用有限元分析软件ANSYS对牙齿的三维实体模型进行分析。结果获得了上牙的应力分布,确定了应力集中点的位置。并对应力集中点的牙齿进行单独分析,其最大应力为1 774.8 MPa,再根据应力分布对咬合关系进行调整,调整后的牙齿最大应力减小为1 529 MPa。结论所介绍的牙齿建模分析方法,可以模拟各种咬合关系的修正,并计算修正后的牙齿应力分布,为牙周病的临床治疗提供理论依据。

牙齿根管建模与分析方法的研究

以人体离体的上颌第一磨牙为对象,提出了一种基于Micro-CT扫描数据的牙根管建模与分析方法:以Micro-CT扫描数据为基础,结合三维重建软件Mimics和多种CAD软件,精确地构建出带有根管、牙槽骨结构的牙齿模型以及牙根管中心线,并进行了牙齿力学分析和根管中心线分析。解决了以往牙齿建模分析方法中缺少牙槽骨模型的问题,探讨了精确比较预备前、后牙齿力学性能变化和根管中心线变化的方法,为评估根管治疗效果和治疗方案提供可量化的参考。

三维牙颌模型的牙齿形状建模方法

针对三维牙颌模型由于齿间粘连导致单颗牙齿局部形状缺失的问题,提出一种综合性的牙齿形状建模方法.根据三维牙颌模型的形态特征,采用基于曲面最小主曲率的方法对粘连区域进行准确的检测提取;对删除齿间粘连区域后生成的齿间开口利用局部最优化权值规则进行剖分并细分优化,生成"中间"恢复曲面;根据牙齿的生理医学特征,以齿间开口的边界信息为约束条件,采用基于最小化曲面能量函数的方法对"中间"恢复曲面进行变形调整,实现单颗牙齿缺失形状的准确恢复.实验结果表明,采用文中方法能取得满足临床口腔医学要求的形状建模结果.

基于B样条曲面的牙齿表面三维建模算法研究

牙齿的几何建模在医学上有着十分重要的应用价值,常见的三维牙齿建模通常是基于图像的离散网格模型,不利于进一步数学处理。该文基于散乱的牙齿表面数据,通过对数据分割和参数化,构造多张B样条曲面整体拟合方程,利用最小二乘方法,求得G1光滑连接的B样条三维牙齿表面模型。该文用实例说明牙齿表面的三维重建过程。

基于特征线分段技术的牙齿分割算法

牙齿分割是计算机口腔正畸的重要技术,针对三维牙颌模型直接进行牙齿分割而不对齿间融合区域进行处理会存在精确度较差、缺失侧面形状的问题,以及现有牙齿形状建模方法交互多、效率低的问题,提出一种基于特征线分段技术的牙齿分割算法。根据曲率信息筛选特征区域并采用形态学算法提取牙列特征线;结合特征线分段和分支点匹配算法以及形态学膨胀操作实现齿间融合区域的自动识别;利用匹配的分支点对齿间孔洞搭桥修补,实现牙齿形状的自动恢复;提取齿间龈缘线,然后以所有龈缘线作为牙齿分割线分离出单颗牙齿。实验结果表明,该算法不仅能准确分离出具有侧面形状的单颗牙齿,而且避免了牙齿形状建模时的交互操作,而且与手动识别并删除齿间粘连区域、采用曲面能量约束方式重建齿间缺失曲面的方法相比,提高了牙齿分割效率60%~90%。

基于牙齿CT图像的三维实体重建及有限元分析

建立牙齿组织以及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,并对单颗牙齿进行有限元分析,为医学图像的三维重建提供理论参考和实践基础。利用CT图像的DICOM格式数据,通过3D-doctor软件重建牙齿组织的三维实体模型,然后导入ANSYS中形成网格模型,模拟咬合加载,计算应力、应变。建立了3种包含二牙根牙齿、含缺失图层的三牙根牙齿及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,可以反映牙齿的表面形态和内部结构;采用相关临近图层替代缺失图层的方法,建立了完整的牙齿三维实体模型,没有缺失和不连续现象;上、下牙颌配对,能够清晰准确的反映牙齿的咬合关系。通过建立可视化三维牙齿的实体模型,反映牙齿的外形和内部结构。利用有限元分析方法,能够简捷有效的分析牙齿各部分的应力、应变,为临床应用提供理论依据。