基于逆向工程技术的烤瓷固定义齿基底支架计算机辅助设计

目的探讨烤瓷固定义齿基底支架的计算机辅助设计(CAD)路线,确定合适的三维CAD方法。方法选取1例上颌第二前磨牙缺失患者,获取其工作模型的三维数据。基于临床设计原则,在逆向工程软件Surfacer10·5平台中调用标准桥体数据,利用三维曲线、点云和曲面编辑工具,提取预备体边缘线和桥体龈面边界线,创建基底桥体空间形态和位置定位参考线,分别创建固位体基底冠轴面部分、肩台部分、桥体龈面和轴面,创建连接区、连接体轴线及连接体曲面。结果完成1例后牙3单位烤瓷固定义齿基底支架的CAD,设计出的修复体形态合理、表面光滑、边缘密合。结论本项研究的设计路线可行,结果具有一定的理论和实践意义,为国产口腔修复体计算机辅助设计与计算机辅助制作(CAD-CAM)系统的完善,提供了技术方法的参考。

基于逆向工程技术的贴面计算机辅助设计

目的 探索符合形态美学要求的贴面计算机辅助设计（computer aided design,CAD）方法,为贴面专用CAD平台的开发提供方法学基础.方法 选择1例右上中切牙变色需贴面修复的患者,取牙体预备前与预备后两副超硬石膏模型,牙体预备成切端对接型,经三维激光扫描仪三维数据采集、三维重建、使用逆向工程软件Surfacer10.5与Geomagic Studio 8.0进行贴面CAD.结果 在逆向工程软件基础上确立了贴面CAD的技术路线,完成后的贴面表面光顺,与对侧同名牙对称协调,符合形态美学仿真修复要求.结论 基于逆向工程技术进行贴面CAD,方法简便可行,为自主知识产权贴面CAD软件的开发提供了必要的方法学基础.

计算机辅助设计与快速成形技术辅助制作全口义齿的探讨

目的探索全口义齿计算机辅助设计(computer aided design,CAD)与快速成形技术辅助制作技术路线,并开发相关程序。方法用三维自动切层扫描仪获取人工牙外表面三维数据并建立人工牙三维图形数据库(可用于参数化定位)。用三维点激光扫描仪获取无牙颌石膏模型及(牙合)堤表面的三维数据,利用模型关系定位器记录(牙合)堤的颌间关系数据。基于 Imageware 11软件探索全口义齿 CAD 技术路线,包括创建排牙线、人工牙定位标志点、定位坐标系以及基托构建线、控制线等,完成全口义齿包括人工牙列、基托组织面和磨光面外形以及全口义齿石膏阴模的完整三维设计,针对该路线编程,开发 CAD 软件平台。用快速成形技术制作全口义齿石膏阴模,手工插入人工牙并完成全口义齿的制作。结果确立了全口义齿 CAD 技术路线,通过编程开发了 CAD 软件平台,完成1例全口义齿的制作。结论利用自行开发的 CAD 软件可将教科书上的全口义齿排牙原则、基托设计原则和美学原则表达在 CAD 过程中,并在设计时应用(牙合)堤的三维数据,实现了全口义齿的数字化、智能化和个性化的设计制作流程。

应用计算机辅助手术导航系统治疗单侧颧骨复合体骨折

目的探讨计算机辅助手术导航系统在单侧颧骨复合体骨折治疗中的应用，通过色谱分析整体评价骨折复位的效果。方法应用计算机辅助手术导航系统对5例单侧颧骨复合体骨折患者进行手术方案设计，实时导航颧骨复合体骨折的复位，术后利用三维软件进行健患侧的色谱分析对比，对形态复杂的颧骨复合体复位效果进行整体评价。结果计算机辅助手术导航系统对单侧颧骨复合体骨折治疗实现术中实时导航，明确骨折复位的位置方向，术后色谱分析整体评价颧骨复合体骨折复位整体偏差均〈2mm。结论计算机辅助导航系统对单侧颧骨复合体骨折复位有明确的指导意义，色谱分析对于形态复杂的颧骨复合体骨折复位的整体评价更为客观真实。

功能路径技术用于计算机辅助设计全冠(牙合)面解剖形态的探讨

目的在全冠修复体的计算机辅助设计(CAD)过程中引入功能路径技术(FGP),对修复体(牙合)面进行精确调整,旨在获得符合解剖生理要求的修复体(牙合)面形态。方法选择1例左下第一磨牙全冠修复患者,牙体预备后常规制取印模并灌制工作模型,对工作模型进行机械法扫描获取其表面数字信息。在患者口内取得牙尖交错位(ICP)和 FGP 咬合记录,将其放置于工作模型上进行机械法扫描获得表面数字信息。在全冠修复体 CAD 过程中,将 ICP 和 FGP 咬合信息作为约束条件,对修复体(牙合)面的牙尖和窝沟形态进行精确调整,使其符合患者个体的咬合特征,消除(牙合)干扰。结果利用FGP 咬合记录,在 CAD 过程中调整了全冠修复体的(牙合)面解剖形态,使修复体(牙合)面形态符合个体动态咬合的解剖生理要求。结论 FGP 简单实用,可用于全冠修复体 CAD,获得符合动态功能的(牙合)面形态。

冠桥数据库的建立方法研究

目的建立口腔修复CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)系统中牙冠和桥体数据库,探讨冠桥数据库的建立方法。方法在maya8.0中通过多边形建模法构建28颗牙冠与桥体三维模型;通过细分面逼近的方法参数化冠桥的三维模型;采用VC++6.0和Hoops图形库开发标准冠桥数据库系统原型。结果形成了冠桥三维模型构建方法,建立了参数化的冠桥三维数据库。结论运用多边形建模法建立三维冠桥外形方法可靠。细分面参数化三维冠桥数据数据库的建立为开发自主产权的修复CAD/CAM系统中的数据库的建立提供了技术保证。

烤瓷固定基底桥CAD系统标准桥体数据库的研究

目的:建立烤瓷固定基底桥标准桥体三维图形数据库,为基底桥的计算机辅助设计提供基础数据。方法:在Surfacer10.5软件平台上,对国人标准牙冠进行编辑和修改,平缓后牙面和前牙舌面上过陡的沟、窝、尖、嵴,定量预留外部瓷层三维空间。结果:创建了28颗恒牙烤瓷固定基底桥标准桥体三维图形数据库,编辑完成的桥体表面光顺,结构平缓,预留的瓷层空间均匀,符合临床要求。结论:数据库中的标准桥体数据是烤瓷固定基底桥CAD的模板,为自主开发烤瓷固定基底桥CAD/CAM系统奠定了基础。

可摘局部义齿支架铸型的计算机辅助设计与制作

目的通过对Kennedy第二类第二亚类牙列缺损模型进行可摘局部义齿支架的计算机辅助设计与制作,探索可行的方案,为该课题的深入研究奠定基础。方法激光扫描获取Kennedy第二类第二亚类牙列缺损石膏模型的三维数据,在重建的牙颌三维数字模型上绘出支架的轮廓图,提取轮廓内的数据作为支架的组织面数据,通过抽壳等操作得到支架的三维模型。将数据导入快速成形设备,加工成形。结果初步实现了可摘局部义齿支架的计算机辅助设计,用快速成形机加工出支架树脂铸型。结论将激光扫描获取数据、计算机辅助设计三维构建至快速成形机制作出产品作为一整套方案,可初步实现可摘局部义齿支架的计算机辅助设计与制作。

个性化桩核修复体计算机辅助设计初探

目的探索桩核修复体的计算机辅助设计（CAD）路线，确定合适的三维设计方法，以期为桩核修复体的计算机辅助制作（CAM）提供必要的前提。方法制作1副含有离体牙的石膏模型，在牙体预备后用层析成像技术获取三维数字模型。根据桩核修复体的临床设计原则，在正向工程软件唐龙CAD-CAM口腔修复系统的平台上，利用三维点云、曲线和曲面的编辑工具，分别完成桩的根管部分、桩的髓腔部分和核的设计。根据前牙、前磨牙和磨牙桩核修复体的不同形态要求对各曲面进行连接、裁剪等操作，形成修复体的三维形态。结果完成了14个牙位桩核修复体的三维设计，其与扫描得到的三维数字模型贴合良好，具有良好的固位形，同时可为最终全冠修复体提供充足的修复空间。结论本项研究设计的桩核修复体的三维形态符合临床要求，可用于桩核修复体CAM。

上颌中切牙种植体全瓷基台的计算机辅助设计

目的 探索建立上颌中切牙种植体全瓷基台计算机辅助设计（CAD）软件功能模块.方法 选择1副右上中切牙缺失、已行种植的工作模型,通过三维激光扫描,直接获取愈合基台（牙合）面、种植体-基台连接底座定位突、人工牙龈内壁（牙合）1/3部分、近远中邻牙以及对（牙合）牙表面三维数据.通过空间几何变换,间接获取种植体长轴、基台-底座结合平面数据.设计最终全冠,应用定向数据偏置等功能模块对全冠进行虚拟回切,设计基台龈上部分.最后应用基于边界曲率特征的双端扫掠曲面造型等功能模块设计基台穿龈部分.结果 建立了一条上颌中切牙种植体全瓷基台CAD路线,确定了三维图形学功能函数及其组合,实现了完整的设计流程.结论 初步建立了上颌中切牙种植体全瓷基台CAD软件平台.

单根牙牙根表面积的测量与估算

目的:探讨二维X线根尖片上估算单根牙牙根表面积的可行性。方法:因重度牙周炎无保留价值而拔除的90颗单根牙,拔牙前拍摄X线根尖片,采用根尖片估算法测量牙冠和牙根的长度并计算冠根比例及牙根表面积;拔牙后采用三维激光扫描重建法同样测量牙冠和牙根长度并计算冠根比例及牙根表面积,然后对两种方法进行比较。结果:离体牙上实际测量的冠根比例与根尖片上测量的冠根比例基本一致(t=0.58,P>0.05);下切牙根尖片估算得到的牙根表面积与三维扫描重建所测得的牙根表面积也基本一致(t=0.46,P>0.05);其余单根牙位估算得到的冠1/3、根中1/3和根尖1/3的表面积占牙根总表面积的百分比与实际离体牙测量结果差异无统计学意义(t=0.77,P>0.05),但上颌双尖牙根中三分之一的表面积除外。结论:根尖片(分角线技术投照)上测得的单根牙的冠根比例是相对可靠的;根尖片上估算下切牙的牙根表面积也是相对可靠的,但对于其他牙位的单根牙,可分别估算冠1/3、根中1/3和根尖1/3牙根表面积占牙根总表面积的百分比。

全冠修复体边缘密合度的数字化辅助评价方法

目的基于三维扫描和迭代最近点配准(iterative closest point,ICP)技术的定量评价全冠修复体在模型上边缘绝对密合度的数字化辅助方法。方法用牙颌模型三维扫描仪分别获得预备体代型和全冠修复体的三维数据,利用迭代最近点配准技术实现"虚拟就位",在逆向工程软件中,利用锐化边缘等功能模块提取代型和修复体的边缘线,最后通过基于观测长轴的环切功能模块得到二维截面上全冠边缘点和代型边缘线点之间的直线距离,获得全冠边缘密合度的定量评价。结果通过配准、锐化边缘、环切等功能函数,实现了全冠修复体在模型上的虚拟就位,定量表达了全冠的绝对边缘密合度,初步建立了一种绝对边缘密合度的数字化定量获取路线,并对1例修复体进行了评价。结论初步建立了全冠修复体在模型上边缘绝对密合度的三维数字化定量评价方法,为全冠修复体制作效果的数字化评价奠定了基础。

牙冠修复体咬合的三维数字化辅助评价方法

基于三维扫描和迭代最近点配准技术,建立一种定量分析牙冠修复体在模型上咬合的数字化辅助方法。用牙颌模型三维扫描仪分别获得上下颌石膏模型、预备体代型和牙冠修复体的三维数据,利用迭代最近点配准技术实现"虚拟就位"。在逆向工程软件中,利用测量距离等功能模块分析全冠修复体和对颌牙的咬合距离关系,获得牙冠修复体咬合的定量分析。通过配准、测量距离、计算面积等功能函数,实现了牙冠修复体在模型上的虚拟就位,定量分析了牙冠的咬合接触,初步建立了一种咬合接触的数字化定量获取路线,并对一例修复体进行了分析。初步建立了牙冠修复体在模型上咬合接触的三维数字化定量分析方法,为牙冠修复体制作效果的数字化评价奠定了基础。

应用三维力学传感器测量全冠牙体预备过程中的切削力

目的应用三维力学传感器测量全冠牙体预备过程中的切削力,为虚拟牙科手术培训系统的程序设计提供数据依据。方法操作者共12名,分为医师组与学生组,每组各6名,男、女各3名。每名操作者分别对3颗离体上颌前磨牙进行全冠牙体预备。通过三维力学传感器,测量切削力,记录各牙面切削时间。独立样本t检验比较两组操作者各牙面切削力、切削时间的差异。结果所有操作者的切削力在0.10～4.90N之间。胎面(包括功能尖斜面)的平均切削力(0.45N)小于4个轴面的平均切削力(1.71N),差异有统计学意义(P＜0.01)。各牙面切削力的垂直向分力大于水平向分力,差异有统计学意义(P＜0.01)。医师组各牙面的切削时间均少于学生组,差异有统计学意义(P＜0.05)。结论手机的运动方向和趋势在一定程度上影响了切削力的大小。全冠牙体预备过程中切削力的信息,可为虚拟牙科手术培训系统的程序设计提供一定的数据依据。

三种树脂粘接剂对可切削复合树脂与牙本质粘接强度的比较研究

目的通过比较3种树脂粘接剂对聚甲基丙烯酸甲酯-纳米二氧化硅-二氧化锆（polymethylmecrylate／nano SiO2-ZrO2，PNSZ）可切削复合树脂与牙本质的粘接强度的差异，寻找适合PNSZ可切削复合树脂的树脂粘接剂，为临床应用提供参考。方法使用树脂粘接剂A（RelyX ARC）、B（Panavia—F）和C（VariolinkⅡ）粘接PNSZ可切削复合树脂与牙本质，测试剪切粘接强度和微拉伸粘接强度（各分为A、B、C3组，每组10个试件），并采用50倍立体显微镜观察断裂模式。结果剪切测试中A、B、C组试件的粘接强度分别为（14．07±4．67）、（13．17±4．63）、（12．10±2．18）MPa，差异无统计学意义（P〉0．05）；微拉伸测试中A、B、C组试件的粘接强度分别为（11．49±4．90）、（9．66±4．15）、（10．11±4．20）MPa，差异无统计学意义（P〉0．05）。立体显微镜观察显示，3种粘接剂的断裂模式均以牙本质-粘接剂界面的断裂为主。结论3种树脂粘接剂对PNSZ可切削复合树脂与牙本质的粘接效果相近。PNSZ可切削复合树脂-粘接剂界面的粘接优于牙本质-粘接剂界面。

激光熔覆沉积快速成形纯钛试件的性能研究

目的通过比较激光熔覆沉积快速成形（laser melted rapidly solidified forming，LMRSF）技术和铸造技术制作的纯钛试件的组织结构和力学性能，为LMRSF技术在口腔修复中的应用提供依据。方法以纯钛粉末为原料，应用LMRSF技术制作LMRSF纯钛试件6个。制作铸造纯钛试件6个作为对照。测定试件的抗拉强度和显微硬度，扫描电镜观察试件的组织结构和拉伸断口的形貌特征。结果LMRSF纯钛试件组织均匀细致，呈现针状细小晶粒，抗拉强度和维氏显微硬度分别为（510．0±21．2）MPa和（201．4±14．5）MPa，高于铸造纯钛试件[分别为（425．0±35．1）MPa和（186．5±9．5）MPa]，差异均有统计学意义（P〈0．01）。结论LMRSF纯钛试件的组织结构和力学性能优于铸造纯钛试件，更适合用于制作活动义齿支架。

人工牙解剖形态三维坐标系的建立

目的探讨建立人工牙解剖形态三维直角坐标系及测量人工牙外部形态的方法。方法在人工牙三维数字化数据的基础上,利用逆向工程软件平台,根据人工牙牙长轴、近远中向、颊舌向及平面等专业术语,定义人工牙三维直角坐标系,并对人工牙的外部形态(如牙冠颊舌径、近远中径,牙尖高度、斜度等)进行测量。结果定义了28个人工牙三维直角坐标系,并在相应坐标系下得到部分人工牙外部形态的数值。结论可用数学语言定义人工牙解剖形态三维坐标系,其是全口义齿计算机辅助设计(CAD)必要的基础工作。

牙列缺损模型三维数字化观测线的确立

目的探索一种基于三维点云模型获取三维数字化观测线的计算方法，开发自动提取三维数字化观测线的软件，为提高模型观测的客观性和精确度、实现应用计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制作（CAM）技术完成可摘局部义齿修复奠定基础。方法以Kennedy第二类第二亚类牙列缺损为研究对象，光栅扫描法采集石膏模型的三维点云数据，在Geomagic Studio6通用CAD—CAM软件中进行数据处理和三维重建。通过本项实验开发的投影轮廓提取法软件，计算观测方向上的最大轮廓曲线，测量倒凹深度，确定并标记卡环固位体卡臂尖的位置。结果得到牙列缺损模型的三维数字化观测线；该观测线将倒凹区和非倒凹区明确分开，可从各个方向观察和分析模型，判定相应的义齿就位道；自动测量倒凹深度，确立并标记固位臂卡臂尖的位置。结论应用该计算方法和软件初步实现了牙列缺损三维模型的数字化观测和分析。