所属领域:计算机应用技术

成果简介:

1.成果的基本情况

虚拟牙齿矫正系统是为隐形牙套制造系统输出模拟矫正数据的软件。通过对患者牙齿的 CT、MRI 等图像进行三维重构，患者只需按牙科医生指示，不同时期佩戴不同的牙套就可以达到预期矫正效果。

隐形牙齿矫正具有美观、易摘取、无刺激、易控制、可以预先看到虚拟的治疗过程等优点，虚拟牙齿矫正系统的开发具有很高的商业价值和应用前景。

计算机辅助牙齿矫正分析软件系统项目获得陕西省自然科学基金资助，已获发明专利1项，发表高水平学术论文20余篇。

2.主要技术特点

（1）研究了牙齿数字模型的面片拾取技术,依据射线与三角面片的相交测试理论对牙齿模型的表面三角面片进行拾取技术的实现。 其次,在分析现有的分割技术的基础上,提出了适合牙齿模型的分割方案、方法及流程。

（2）利用遗传算法，建立牙齿矫正过程的一条无碰撞的最短路径，还要求该路径尽可能平滑并满足一定的安全性，依照该移动路径完成牙齿移动过程，解决虚拟牙齿矫正系统下的牙齿移动路径规划问题。

（3）采用了β函数拟合牙弓曲线,并结合牙齿坐标系和牙齿包容长方体确定了牙齿的最终位置与姿态。最后,在理想的牙弓曲线上,根据排牙原则及专家经验,利用排牙算法实现牙齿的自动排列。

（4）在分析各种过渡曲面生成算法优缺点及目前隐形牙套生成方法的基础上，选择PDE(偏微分方程)过渡曲面生成方法，解决了隐形牙套设计中过渡曲面生成问题。

（5）提出并建立了一种适合于软组织变形的质点-弹簧力学模型，计算获得一系列的牙龈变形图像，解决牙龈变形问题。

（6）提出了基于边界边比较和基于哈希表的边界提取快速算法，实现了牙冠边界的快速提取；在此基础上基于能量法的四边域过渡曲面构造方法，实现了牙冠间过渡曲面的构造，进一步获得了过渡曲面的控制顶点，实现了牙冠间 G1 连续过渡曲面的可视化显示。

3.应用范围

该成果应用于牙齿矫正医学领域。

4.市场需求及经济效益分析

牙齿矫正是通过正畸或外科手术等方法治疗错颌畸形，其患病率高达人口的50%以上。隐形牙齿矫正具有美观、易摘取、无刺激、易控制、可以预先看到虚拟的治疗过程等优点，主要适用于对美观和口腔卫生要求很高的成人患者。虚拟牙齿矫正系统的开发具有很高的商业价值和应用前景。

合作方式: 合作开发    技术服务

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