摘要：目的:建立一种可实现三维颌面点云数据智能配准的本体-镜像关联深度学习算法,基于颌面动态图结构的配准网络(maxillofacial dynamic graph registration network,MDGR-Net)模型,实现三维颌面对称参考平面的自动化构建,以期为口腔临床数字化设计与分析提供参考。方法:收集2018年10月至2022年10月就诊于北京大学口腔医院无显著颌面畸形临床患者400例,通过数据增强的方式获得2000例三维颌面数据用于MDGR-Net算法训练与测试,其中训练集1600例、验证集200例、内部测试集200例,MDGR-Net模型包含构造本体与镜像点云(X和Y)中关键点的特征向量,基于特征向量获取点云X和Y中关键点的对应关系,以及通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)计算旋转和平移矩阵R,t。基于MDGR-Net模型实现本体点云与镜像点云的智能配准,获得本体-镜像联合点云,并采用主成分分析(principal component analysis,PCA)算法获得MDGR-Net关联法对称参考平面。基于决定系数(coefficient of determination,R 2)指标对内部测试集平移及旋转矩阵进行模型评价,并对200例内部测试集与40例外部测试集临床数据,基于MDGR-Net关联法与“真值”迭代最近点(iterative closest point,ICP)关联法构建的三维颌面对称参考平面进行角度误差评价。结果:基于200例内部测试集三维颌面数据测试MDGR-Net旋转矩阵R 2为0.91,平移矩阵R 2为0.98。在内部与外部测试集上,角度误差平均值分别为0.84°±0.55°、0.58°±0.43°,临床构建40例三维颌面对称参考平面仅需3 s,在正畸骨性Ⅲ类、高角、安氏Ⅲ类错牙合畸形受试者表现最佳。结论:基于点云智能配准的MDGR-Net关联法为口腔临床三维颌面对称参考平面构建提供了新的解决方案,可显著提升诊疗效率和效果,降低专家依赖性。

摘要：目的:解决光顺品质与精度在曲面构建中相冲突的问题,实现在嵌体计算机辅助设计中兼顾生理性外形、光顺品质及邻接区精度的三维轴面构建。方法:以特定分布的三维B样条曲线网格定义嵌体轴面。提出以轴角区等特征区域牙合龈向的约束线为中间过程曲线,指引轴面生理性突度的构建,以邻接区相互垂直的两条构建线实现邻接区精确三维形态的构建。用较少的构建线来定义B样条曲面,以简化操作过程,并有利于曲面较高光顺品质的实现。结果:所设计的嵌体轴面表面光顺,外形突度与剩余牙体组织一致,邻接触区三维形态准确。结论:以特定分布的三维B样条曲线网格定义三维曲面,可以实现嵌体轴面良好的精度、光顺的品质及与邻近组织结构的连续性。

摘要：目的:探讨可摘局部义齿支托的设计方法,为进一步开发可摘局部义齿专用设计软件探索路线。方法:应用层析扫描仪扫描牙列缺损石膏模型获得三维点云数据。以三维设计软件唐龙系统为平台,用C++语言开发支托设计模块。提取基牙点云数据,首先以投影法确定支托组织面轮廓线,然后分别构建组织面及抛光面,形成由两张曲面相互拼合成的一个封闭实体。结果:应用新开发的支托设计模块设计支托操作简单,形成的支托表面光顺平滑,外形凸度与牙体表面一致,可达到临床要求。结论:以唐龙系统为平台开发的支托设计模块设计自动程度比通用软件大幅提高,设计者不需要掌握专门的计算机知识,适合口腔医生使用。支托建模技术路线具有一定普遍性,对最终完成可摘局部义齿专用设计软件的开发具有重要意义。

摘要：目的:研究用于全口义齿计算机辅助设计(computer aided design,CAD)的自动选牙方法,将其与传统人工选牙方法比较,评价其选牙效果。方法:用三维激光扫描仪获取临床制取堤的三维数据,在Imageware11软件平台下对堤上特定标志点进行测量。基于Matlab 7.1软件平台,综合考虑总义齿选牙时需考虑的患者面型、人工牙龈径及近远中径、人工前牙列近远中径与口角线间弧长的关系等诸多选牙因素,编写选牙软件。选取20例临床患者的堤及无牙颌模型,对比采用软件选牙及技师选牙的结果,评价软件的选牙效果。结果:软件与人工方法选牙的一致率为70%。结论:选牙软件可以定量表达全口义齿人工牙的选牙规则,实现更加客观、自动化及标准化的选牙,扩充了全口义齿CAD/快速成形技术(RP)辅助制作系统人工牙数据库,增强了该系统的功能。

摘要：口腔医学,特别是口腔修复医学,最大的特点是医生与技师相配合,通过特定的专业知识和技能,为患者设计和制作具有个性化几何形态、颜色效果和生理功能的口腔修复体。传统口腔修复体的设计及其制作方法和工艺,是以医生和技师的个人理论水平、临床经验和手工操作能力为基础来实现的,缺乏客观性和量化标准,因此,难以与现代工业和科学技术的成果相结合,从而延缓了口腔修复技术的进步与发展。[第一段]

摘要：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。

摘要：目的:研究用于全口义齿计算机辅助设计(computer aided design,CAD)的虚拟架程序,并对一例计算机辅助设计的全口义齿进行虚拟调。方法:用FARO多用途3D激光扫描测量臂(美国FARO公司)的接触式测量头获取架开闭口、前伸和侧方运动轨迹数据。在同一扫描坐标系下,利用该扫描臂上集成的线激光扫描仪获取正中关系位时上、下堤唇、颊面三维数据。应用自行开发的全口义齿CAD系统完成一例全口义齿的计算机辅助设计。基于堤扫描数据,将架运动轨迹数据和全口义齿CAD数字模型整合于同一个坐标系。基于Scoll语言开发架三维运动模拟、咬合关系检测和虚拟调程序。结果:开发了用于全口义齿CAD数字模型的虚拟半可调架程序,该程序能自动检测、记录并用颜色梯度显示咬合早接触区、干扰区,并对目标牙齿进行自动调。将该程序应用于1例全口义齿CAD数字模型的虚拟调。结论:该研究基于机械半可调架建立了一条虚拟架的技术路线,并且对在全口义齿CAD过程中应用可调式架进行了初步探讨。

摘要：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。

摘要：目的 通过数字化技术模拟正畸诊断性排牙的牙根位置,探讨牙根信息在正畸诊断性排牙中的重要性.方法 选择安氏Ⅰ类减数和非减数患者各1例,激光扫描获得治疗前石膏模型牙冠表面三维数据,根据大视野锥形束CT数据,采用Mimics及Geomagic软件重建包含牙根的数字化模型Mo,冠根融合后各牙齿以STL格式独立保存.3名正畸医师和1名高年资正畸技师分别对治疗前石膏模型进行诊断性排牙,激光扫描排牙模型,以牙冠为重叠基准,将冠根融合后各牙齿分别重叠于排牙模型相应牙冠表面三维数据上,得到包含牙根的数字化排牙模型Ma、Mb、Mc、Md.同法构建治疗后数字化模型M.观察Ma- Md牙根平行情况;以磨牙为重叠基准,分别将Ma - Md与Mo重叠,观察牙根外露情况;以磨牙为基准,将Ma- Md分别与M重叠,通过距离偏差色阶图分析差异.结果 4名操作者对2例患者的8个排牙模型中均存在牙根不平行和多处牙根外露现象.排牙模型与治疗后数字化模型的上颌最大差异为8.79 mm,下颌最大差异为9.96 mm.结论 以牙冠为依据的诊断性排牙并不能避免牙根不平行以及牙根外露,将牙根纳入诊断性排牙过程并进行诊断设计非常必要.

摘要：目的比较目前常用的4种配准方法配准牙颌区域三维表面数据和体数据的精度，为临床选择三维数据配准方法提供依据。方法采集1例下颌牙列完整的安氏I类错拾畸形患者牙颌区域锥形束cT体数据及其牙颌模型激光扫描表面数据，分别采用基于标志点配准的定位球心和解剖标志点配准方法，以及基于迭代最近点算法的局部特征区域和全局配准方法，对两种数据进行配准，利用三维测量软件的偏差分析功能计算配准误差，比较4种配准方法的配准精度。结果定位球心方法、解剖标志点方法、局部特征区域配准方法和全局配准方法的配准偏差分别为-（0．082±0．221）、-（0．104±0．218）、-（0．047±0．138）和-（0．025±0．129）mm。结论基于迭代最近点算法的两种配准法精度好于基于标志点配准的两种配准方法。同时，全局配准方法的精度略好于局部特征区域配准方法，定位球心方法的精度略好于解剖标志点方法。