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牙磨耗量计算机辅助三维测量的研究

王晓波  
【摘要】: 牙磨耗(Tooth Wear)是口腔内一种常见的临床现象,它是指在咀嚼运动和非咀嚼运动中,由于天然牙或人工牙的(牙合)面之间摩擦、(牙合)画与食物之间摩擦,引起的牙齿硬组织或人工牙(牙合)面丧失 严重的牙磨耗对牙齿、牙周组织、口颌系统肌肉组织以及颞颌关节造成损伤,在临床上可表现为牙本质过敏、牙髓炎、牙周炎症、食物嵌塞以及由于咬合高度降低造成的面下部形态的改变、颞颌关节紊乱综合症等。当口腔中存在修复体时,人工牙材料的磨耗性能也直接影响临床修复的效果,当其磨耗性能强于天然牙釉质门时,将会引起天然牙釉质过度磨耗;当其磨耗性低于天然牙釉质时,又会在较短时期内引起修复体咬合面磨损过度,失去咬合功能,严重者甚至出现咬合垂直距离降低,咬合功能紊乱等症状 因此,对于人工牙材料除了考虑生物相容性、机械性能及化学性能外,还应考虑到材料的磨耗性能,而磨耗率的测定一直是评价天然牙及人工牙磨耗性能的优越指标之一。 牙磨耗的测量方法作为研究磨耗的重要手段之一,一直是国内外学者研究的重点。但口腔环境的复杂性给牙磨耗的研究带来了一定的难度。口外测量可以通过磨耗机模拟一定的口腔情况,但咬合运动精细多变,即使是三体式磨耗机也只能模拟口腔功能中的一项或几项,而且设计昂贵,维持磨耗条件程序复杂。而口内测量由于操作的限制,很难实现对一定时期内牙磨耗量的精确测量。近年来计算机三维技术的兴起,CAD技术在口腔中的应用为解决牙磨牦测量的难题提供了新的研究手段。 第四军医大学硕士学位论文 本课题针对临床牙磨耗测量的问题,对计算机三维辅助测量 系统进行了初步的研究。①应用三维激光扫描仪采集牙模型的表 面数据,在计算机中用SURFACER逆向工程软件重建牙表面;② 运用最近邻点迭代匹配算法(ICP)加以改进,编制 C语言程序, 配准磨耗前后的三维图像,在确定基准平面后,计算磨耗前后的 体积变化量;③用口腔医院自制刷牙机进行模拟磨耗,用传统称 重法,通过电子天平测试件的重量变化,用失水法计算测试材料 的密度,换算成体积。同时用本实验研究的计算机辅助三维测量 系统计算体积丧失量,对实验结果比较分析。结果表明: 1.通过三维激光扫描仪可以较快地完成对牙模型表面的扫描,得 到的数据可以通过SURFACER逆向工程软件重建牙模型表面。 2.运用改进后的加权最近邻点迭代匹配算法(WICP)可以实现 磨耗前后图像的配准,采用在结构光方法重建的三维表面数据点 的计算中加人了相应权值的算法,以减弱重建误差和噪声对匹配 精度的影响,并对参与计算的数据进行了多分辨率分层处理以减 少计算量,加快匹配速度,并且可以达到一定的精度。 3.本研究的三维计算机辅助测量所得的体积丧失量与传统的称 重法测得的丧失量相近。由此提示,本研究的方法可以较精确的 《实现临床磨耗量的测量。


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