CAD/CAM技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,推動(dòng)口腔修復(fù)技術(shù)向高效、自動(dòng)、高精度、低成本的方向發(fā)展。本文以口腔修復(fù)體為研究對象,研究了牙弓線提取技術(shù),并運(yùn)用高速切削、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)控編程技術(shù),基于STL數(shù)據(jù)模型,對磨牙冠加工刀軌生成算法和難加工生物材料的切削性能進(jìn)行了較為深入的研究。 論文的主要研究內(nèi)容和成果: 1.研究了三角網(wǎng)格曲面的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù),采用了基于平衡二叉樹的快速搜索算法,提高了拓?fù)渲亟ǖ乃俣?聯(lián)合了Laplcian算子和Taubin算子的優(yōu)點(diǎn),提出了組合算法,在滿足光順精度的前提下,提高了光順的效率。實(shí)現(xiàn)了一種通過模擬光線跟蹤的效果,可視化評價(jià)曲面質(zhì)量的方法。 2.提出了一種在三角網(wǎng)格牙頜模型上快速精確探測牙弓線的方法,該方法通過簡單人機(jī)交互確定咬合平面、篩選初始參照點(diǎn)、擬合初始牙弓線、提取最終參照點(diǎn)、擬合最終牙弓線五個(gè)步驟,能夠快速、穩(wěn)定、精確地在三維牙頜模型上探測牙弓線。 3.提出并實(shí)現(xiàn)了基于牙齒生理特征與工作機(jī)理的五軸聯(lián)動(dòng)加工刀軌生成算法,該算法有利于改善牙齒局部特征的成形精度和修復(fù)質(zhì)量。 4.研究了磨牙復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀軌優(yōu)化技術(shù),提出了基于頂點(diǎn)的實(shí)體等距算法、磨牙冠高速精加工刀軌優(yōu)化算法和基于STL格式的五軸聯(lián)動(dòng)高速銑削加工刀軌生成算法,提高了加工效率并實(shí)現(xiàn)了刀軸矢量的均勻變化。 在上述技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,采用VC++和Hoops平臺研發(fā)了原型系統(tǒng),針對醫(yī)用Ti-6Al-4V鈦合金和Zirconia氧化鋯材料,進(jìn)行了口腔磨牙冠復(fù)雜曲面的自動(dòng)編程基礎(chǔ)算法驗(yàn)證,結(jié)果表明加工質(zhì)量能滿足口腔臨床修復(fù)的要求。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：R783;TP391.72
【部分圖文】：

1.2 口腔修復(fù)體數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的發(fā)展20 世紀(jì) 80 年代， CAD/CAM 技術(shù)被應(yīng)用到口腔修復(fù)領(lǐng)域。1985 年在法國國際牙醫(yī)學(xué)術(shù)會(huì)議上，牙科 CAD/CAM 系統(tǒng)的開拓者和奠基人，法國學(xué)者 Francois Duret 用他自己研制的第一臺牙科 CAD/CAM 系統(tǒng)樣機(jī)，為患者成功地現(xiàn)場制作了一顆磨牙瓷全冠。此后，隨著現(xiàn)代光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像分析處理技術(shù)等的進(jìn)一步發(fā)展和各國學(xué)者、各大公司的介入，越來越多的口腔修復(fù) CAD/CAM 系統(tǒng)問世。目前，市場上已有十多種不同的 CAD/CAM 系統(tǒng)，從制作嵌體、貼面、全冠、部分冠、簡單固定橋乃至全口義齒等。自此，一門新興的口腔修復(fù)工藝開始形成，CAD/CAM 系統(tǒng)使口腔修復(fù)學(xué)跨入了現(xiàn)代高科技領(lǐng)域。其中以德國 Sirona 公司的 Cerec3D 系統(tǒng)17]最為先進(jìn)，其自動(dòng)化程度高、臨床應(yīng)用數(shù)量較多、制作修復(fù)體類型也比較廣泛，如圖 1.2 所示。此外，還有美國 DDS（Distinctive Dental Studio）公司開發(fā)的 Procera 系統(tǒng)[18]；加拿大CYNOVAD 公司的 dental CAD/CAM[19]；德國的 CERCON 系統(tǒng)（如圖 1.3 所示）；德國 Kavo公司的 KaVo Everest System 系統(tǒng)[20]等。而 Kava Everest System 的內(nèi)冠制作系統(tǒng)，集成了Geomagic、UG 等著名軟件的相關(guān)功能，能快速設(shè)計(jì)出精度很高的口腔修復(fù)體，并且五軸的高速加工設(shè)備可以加工氧化鋯等新型口腔修復(fù)體材料，如圖 1.4 所示。

1.2 口腔修復(fù)體數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的發(fā)展20 世紀(jì) 80 年代， CAD/CAM 技術(shù)被應(yīng)用到口腔修復(fù)領(lǐng)域。1985 年在法國國際牙醫(yī)學(xué)術(shù)會(huì)議上，牙科 CAD/CAM 系統(tǒng)的開拓者和奠基人，法國學(xué)者 Francois Duret 用他自己研制的第一臺牙科 CAD/CAM 系統(tǒng)樣機(jī)，為患者成功地現(xiàn)場制作了一顆磨牙瓷全冠。此后，隨著現(xiàn)代光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像分析處理技術(shù)等的進(jìn)一步發(fā)展和各國學(xué)者、各大公司的介入，越來越多的口腔修復(fù) CAD/CAM 系統(tǒng)問世。目前，市場上已有十多種不同的 CAD/CAM 系統(tǒng)，從制作嵌體、貼面、全冠、部分冠、簡單固定橋乃至全口義齒等。自此，一門新興的口腔修復(fù)工藝開始形成，CAD/CAM 系統(tǒng)使口腔修復(fù)學(xué)跨入了現(xiàn)代高科技領(lǐng)域。其中以德國 Sirona 公司的 Cerec3D 系統(tǒng)17]最為先進(jìn)，其自動(dòng)化程度高、臨床應(yīng)用數(shù)量較多、制作修復(fù)體類型也比較廣泛，如圖 1.2 所示。此外，還有美國 DDS（Distinctive Dental Studio）公司開發(fā)的 Procera 系統(tǒng)[18]；加拿大CYNOVAD 公司的 dental CAD/CAM[19]；德國的 CERCON 系統(tǒng)（如圖 1.3 所示）；德國 Kavo公司的 KaVo Everest System 系統(tǒng)[20]等。而 Kava Everest System 的內(nèi)冠制作系統(tǒng)，集成了Geomagic、UG 等著名軟件的相關(guān)功能，能快速設(shè)計(jì)出精度很高的口腔修復(fù)體，并且五軸的高速加工設(shè)備可以加工氧化鋯等新型口腔修復(fù)體材料，如圖 1.4 所示。

圖 1.4 KaVo Everest 口腔修復(fù)系統(tǒng)體數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢復(fù)體的制作方法包括了取印模—灌注模型—修復(fù)體的手工設(shè)計(jì)—熱處理等多項(xiàng)工序。而 CAD/CAM 系統(tǒng)將諸多工序簡化為數(shù)數(shù)控加工三個(gè)主要工序，患者牙體的檢查和診斷，石膏模的翻床醫(yī)生來完成。其余的工作均可由口腔修復(fù) CAD/CAM 系統(tǒng)輔量，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理，三角網(wǎng)格曲面的重建，以及修復(fù)體實(shí)物AD/CAM 系統(tǒng)使得傳統(tǒng)的以月、周計(jì)量的治療時(shí)間，改為以小療周期，極大地提高了工作效率，減輕了患者痛苦，同時(shí)還提 1 小時(shí)左右的治療就可以快速完成各類病牙的口腔修復(fù)，恢復(fù)復(fù)領(lǐng)域的引入將產(chǎn)生跨時(shí)代的意義，使傳統(tǒng)的口腔修復(fù)技工工藝的鑄造工藝之后再次產(chǎn)生一個(gè)飛躍。 口腔預(yù)備石膏印模

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本文編號：2832549