1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展,口腔 CAD/CAM數(shù)字化修復(fù)技術(shù),憑借高效率、高精度和智能化的特點(diǎn),正逐步取代傳統(tǒng)的口腔修復(fù)體手工設(shè)計(jì)、制造方式,掀起口腔修復(fù)領(lǐng)域的一次技術(shù)革命。本文以口腔數(shù)字化修復(fù)中全冠和全冠橋的數(shù)字化設(shè)計(jì)為研究對(duì)象,綜合應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、微分幾何和曲面曲線造型等學(xué)科的理論,系統(tǒng)分析了全冠和全冠橋數(shù)字化設(shè)計(jì)流程中涉及的若干關(guān)鍵技術(shù),并對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究、探索,提出了新的

2、方法。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)針對(duì)全冠修復(fù)體標(biāo)準(zhǔn)冠和內(nèi)冠網(wǎng)格曲面光滑拼接的問(wèn)題,提出了基于隱式曲面和波前法的網(wǎng)格過(guò)渡技術(shù)。首先根據(jù)提取的標(biāo)準(zhǔn)冠和內(nèi)冠網(wǎng)格曲面的邊界曲線,在邊界之間雙向搭橋?qū)⒕W(wǎng)格曲面過(guò)渡轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格補(bǔ)洞問(wèn)題,然后使用波前法在孔洞內(nèi)生成新的填充網(wǎng)格,并根據(jù)空間圓球規(guī)則優(yōu)化網(wǎng)格以提升三角片質(zhì)量。為提高過(guò)渡邊界連續(xù)性,根據(jù)網(wǎng)格邊界頂點(diǎn)法矢生成隱式曲面,然后把過(guò)渡網(wǎng)格的頂點(diǎn)投影到隱式曲面上,用投影點(diǎn)更新原來(lái)的網(wǎng)

3、格頂點(diǎn)坐標(biāo),保證了過(guò)渡的光滑性。
　　(2)針對(duì)修復(fù)體個(gè)性化設(shè)計(jì)的需要,提出了兩種局部變形算法:基于特征曲線驅(qū)動(dòng)的局部變形和基于能量最小約束的局部變形。特征曲線驅(qū)動(dòng)變形根據(jù)變形擴(kuò)散原理,設(shè)計(jì)了合理的變形密度函數(shù),由設(shè)定的變形半徑和“近似投影點(diǎn)算法”,快速建立特征曲線和局部曲面的映射關(guān)系,利用曲線的編輯驅(qū)動(dòng)曲面變形,適用于調(diào)整修復(fù)體的輪廓形態(tài)?；谀芰孔钚〖s束提出的局部變形算法,將網(wǎng)格曲面劃分為不同的區(qū)域,移動(dòng)控制區(qū)域頂點(diǎn)會(huì)使變形區(qū)

4、域的頂點(diǎn)在最小能量約束下發(fā)生變化,適用于編輯修復(fù)體的局部特征形態(tài)。
　　(3)提出了基于蒙皮剖分的全冠橋數(shù)字化設(shè)計(jì)框架,包括連接體網(wǎng)格曲面的生成算法和全冠橋各部分的網(wǎng)格融合算法,并且對(duì)橋體的數(shù)字化設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要說(shuō)明。傳統(tǒng)全冠橋設(shè)計(jì)方法是將連接體數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中,設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用連接體數(shù)據(jù)并通過(guò)布爾運(yùn)算形成全冠橋,存在編輯能力差、效率低的問(wèn)題。根據(jù)定義的截面模版,使用蒙皮剖分算法自動(dòng)生成連接體網(wǎng)格曲面,然后通過(guò)裁剪、縫合算法與兩側(cè)牙冠