發(fā)布時間：2017-09-30 10:32

  本文關(guān)鍵詞：基于VTK的口腔虛擬種植系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

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【摘要】：作為牙齒缺失修復的重要手段,口腔種植的技術(shù)優(yōu)勢與修復效果已經(jīng)得到臨床廣泛認可。傳統(tǒng)口腔種植手術(shù)前,醫(yī)護人員通過觀察體層計算機斷層掃描圖像分析牙齒缺失處骨質(zhì)情況,從而確定種植體植入方案,手術(shù)效果很大程度上取決于醫(yī)護人員的經(jīng)驗與技術(shù)水平,術(shù)后經(jīng)常出現(xiàn)種植體松動和脫位等現(xiàn)象。因此,如何在口腔種植手術(shù)前規(guī)劃合理的種植方案是手術(shù)成功與否的關(guān)鍵所在。針對上述問題,本文在研究分析當前國內(nèi)外口腔種植系統(tǒng)及國內(nèi)口腔種植開展現(xiàn)狀的基礎上,提出并實現(xiàn)了一種基于VTK工具包的可視化口腔虛擬種植系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)讀取、距離測量、三維重建、虛擬種植與模型導出功能。將該系統(tǒng)與有限元分析方法相結(jié)合,為醫(yī)護人員規(guī)劃手術(shù)方案提供參考。將錐形束斷層掃描數(shù)據(jù)讀入系統(tǒng)并通過對DICOM協(xié)議進行解析以獲取數(shù)據(jù)信息與患者身份信息。構(gòu)建體數(shù)據(jù)并將其在系統(tǒng)界面進行可視化展示,顯示橫斷面、冠狀面、矢狀面與任意剖面上的圖像,并通過VTK類對圖像顯示方式進行調(diào)節(jié)。此外,通過在圖像中放置線段并計算線段長度的方法測量圖像中任意兩點間的距離。使用封裝MC算法的vtkMarchingCubes類從體數(shù)據(jù)中構(gòu)建體素等值面片,之后通過將等值面片連成等值面的方法重建頜骨面模型,視臨床情形自行設定等值面閾值以重建出需要的模型。參照Straumann公司的ITI系統(tǒng)SLA種植體在三維建模軟件中構(gòu)建各種型號種植體模型,并以STL格式存儲在種植體庫中。確定備選種植方案,從庫中依次選擇相應型號的種植體并通過移動、旋轉(zhuǎn)種植體以改變其與頜骨模型的相對位置,完成虛擬種植。將以不同方案進行種植的模型導出并從生物力學角度對咀嚼過程中的不同受力情況進行有限元分析,分析其應力分布情況,從工程角度選出最佳種植方案以供醫(yī)護人員參考。
【關(guān)鍵詞】：口腔虛擬種植 VTK MC算法 三維重建 有限元分析
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R783.6;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景、目的和意義10-11
• 1.1.1 課題研究的背景10-11
• 1.1.2 課題研究的目的、意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 2 醫(yī)學圖像可視化技術(shù)與VTK工具包14-18
• 2.1 醫(yī)學圖像可視化技術(shù)14-16
• 2.1.1 CBCT與口腔種植14-15
• 2.1.2 醫(yī)學圖像可視化算法15-16
• 2.2 VTK工具包16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與界面設計18-23
• 3.1 系統(tǒng)需求分析18-19
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計19-20
• 3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境20
• 3.4 系統(tǒng)界面設計20-22
• 3.5 本章小結(jié)22-23
• 4 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)23-40
• 4.1 讀取數(shù)據(jù)23-24
• 4.2 顯示圖像24-27
• 4.2.1 三視圖24-25
• 4.2.2 圖像顯示方法25-27
• 4.3 調(diào)節(jié)圖像27-29
• 4.3.1 調(diào)節(jié)圖像顯示的層數(shù)27
• 4.3.2 偽彩與灰度顯示方式調(diào)節(jié)27-28
• 4.3.3 窗位與窗寬調(diào)節(jié)28-29
• 4.4 距離測量29-30
• 4.5 三維重建30-33
• 4.6 虛擬種植33-39
• 4.6.1 建立種植體庫33-35
• 4.6.2 種植體虛擬定位35-39
• 4.7 本章小結(jié)39-40
• 5 系統(tǒng)應用實例40-45
• 5.1 讀取數(shù)據(jù)、顯示圖像與測量40-41
• 5.2 三維重建與虛擬種植41-44
• 5.3 本章小結(jié)44-45
• 6 不同種植方案的生物力學分析45-57
• 6.1 口腔種植生物力學45
• 6.2 有限元分析45-48
• 6.2.1 完善模型45-46
• 6.2.2 載荷條件與材料46-47
• 6.2.3 計算分析47-48
• 6.3 結(jié)果48-54
• 6.3.1 方案一的應力分布48-49
• 6.3.2 方案二的應力分布49-51
• 6.3.3 方案三的應力分布51-53
• 6.3.4 方案四的應力分布53-54
• 6.4 結(jié)論54-56
• 6.5 本章小結(jié)56-57
• 7 總結(jié)與展望57-58
• 7.1 本文研究內(nèi)容總結(jié)57
• 7.2 展望57-58
• 參考文獻58-61
• 個人簡歷 在學校期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果61-62
• 個人簡歷61
• 在學校期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果61-62
• 致謝62

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10 賈小s，

本文編號：947727