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自动化排牙系统的研究与实现

作　者: 仲哲
导　师: 金小刚
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 隐形正畸自动排牙碰撞检测
分类号: R783
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
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内容摘要

随着计算机图形学技术的发展,借助计算机进行牙齿隐形矫治逐渐成了口腔正畸学界的研究热点。牙齿隐形矫治技术通过先进的三维扫描设备获取患者的牙颌数字模型,在隐形矫治软件系统中经过单颗牙齿分割修补、牙齿牙龈辅助信息构建、牙齿移动和矫治方案制定、牙龈组织变形以及附件安装融合等环节,生成需要的矫治方案,最终输出隐形矫治器的数字母模,并根据其模型生产相应的矫治器。相比传统的矫治技术,隐形矫治技术采用了精确的三维扫描设备获得病人的牙齿原始模型,并可以量身定做一套精确订制的正畸方案与相应的正畸器,不但可以精确地预测和观察正畸后的效果,同时还能够方便地测量各项牙齿正畸参数,达到良好的正畸效果。现有的牙齿正畸系统均通过手工拖动牙齿实现牙齿正畸的目的。本文提出了一整套牙齿隐形矫治技术中自动排牙的实现方案。该系统在满足正畸各方面参数要求的同时,以生成优化矫治数据为目标,设计并实现了自动排牙的各个流程环节。本文在隐形矫治技术基本原理指导下,根据牙齿隐形矫治中各个评价参数建立了一整套体系框架,通过建立理想牙弓线,结合粒子群算法与所建立的正畸方案评价函数,同时结合碰撞检测技术对牙齿移动和排牙过程中牙齿间可能发生的碰撞进行监测,来动态探测最优的正畸方案,并给出了较优化的结果,较大地节省了人工操作的时间,保证了自动生成方案的可用性与合理性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 隐形矫治技术  10-12
  1.3 相关工作  12-14
  1.4 本文工作  14-15
  1.5 本文章节安排  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第2章牙齿正畸方案影响因素及理想牙弓线建立  17-30
  2.1 牙齿正畸方案评价参数  17-22
    2.1.1 牙颌Spee曲线与咬合平面  17-18
    2.1.2 牙列拥挤度分析  18
    2.1.3 前牙覆盖与前牙覆合分析  18-19
    2.1.4 Bolton指数、Pont指数分析  19
    2.1.5 牙列中线与牙弓对称度分析  19-20
    2.1.6 牙齿轴倾度与转矩  20-21
    2.1.7 理想牙弓线形态  21-22
  2.2 牙齿正畸参数计算  22-29
    2.2.1 牙齿特征点提取  22-24
    2.2.2 Spee曲线深度计算  24-25
    2.2.3 牙列拥挤度计算  25-26
    2.2.4 理想牙弓线拟合  26-28
    2.2.5 牙列对称度计算  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章牙齿矫治方案自动生成的粒子群算法  30-44
  3.1 牙齿正畸方案定义  30-31
  3.2 多目标优化问题  31-33
    3.2.1 帕累托解  31-33
  3.3 微粒群算法  33-40
    3.3.1 微粒群基本算法  33-36
    3.3.2 微粒连通性与多目标微粒群算法  36-38
    3.3.3 Leader粒子选择更新策略  38-40
  3.4 约束函数处理  40-41
  3.5 牙齿正畸中的MOPS0算法  41-43
  3.6 本章小结  43-44
第4章正畸治疗中的约束条件处理  44-52
  4.1 干涉约束条件  44-47
    4.1.1 碰撞检测算法  44-46
    4.1.2 碰撞避免  46-47
  4.2 正畸边界约束  47-51
  4.3 本章小节  51-52
第5章总结与展望  52-55
  5.1 总结  52
  5.2 实验结果  52-54
  5.3 展望  54-55
参考文献  55-59
攻读硕士学位期间主要的研究成果  59-60
致谢  60-61
作者简介  61

自动化排牙系统的研究与实现

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