口腔模拟种植软件系统的设计与实现

【摘要】数字化口腔种植技术经过半个多世纪的不断发展,现己成为缺牙修复的重要方法之一。与传统的口腔种植技术不同,数字化口腔种植技术的核心是口腔模拟种植软件系统。在软件中通过对二维序列图像的分割、重建等工作,可以将目标区域更直观、更准确的展现出来,并且可以在软件中模拟种植手术,确定种植体参数,最终还可以生成对应的手术导板。数字化口腔种植技术具有安全性更好、准确度更高等众多优点。数字化口腔种植技术是未来口腔种植的发展趋势,但我国目前尚无自主的口腔模拟种植软件系统。正是基于这一背景,本文设计并实现了一套针对口腔模拟种植的软件系统。本文的主要研究内容和成果如下：首先,从医学图像基础、ITK与医学图像分割、VTK与医学图像重建以及开源交互界面FLTK等四方面介绍了通用医学影像处理系统的相关知识。其次,分析对比了现有的一些开源软件,结合项目设计需求,挑选了ITK-SNAP软件作为软件开发平台。在搭建好软件开发系统后,从功能结构和类结构两个方面对其进行详细剖析,为之后的功能设计与实现打下基础。最后,在软件开发平台上开展了口腔模拟种植的相关功能的设计与实现。论文中重点阐述了牙及颌骨提取、牙弓曲线绘制、牙弓曲面展开和牙模拟种植等功能的设计与实现方法。牙及颌骨提取功能调用了ITK的区域生长算法,实现了牙及颌骨的分割,以便于之后对牙种植体进行观察；牙弓曲线绘制部分通过对现有的贝塞尔曲线进行算法改进,从而实现了穿越所有控制点的平滑曲线的设计,牙弓曲线是牙弓曲面展开的基础；牙弓曲面展开部分重点对比分析了三种图像插值算法,以获取更好的曲面展示效果；牙模拟种植主要设计了牙种植体模型及其事件交互方法,牙模拟种植功能允许用户在多种显示模式下添加牙种植体,并可以任意拖动、旋转,直到达到满意的效果。论文最终完成了口腔模拟种植软件的基本功能,实现了牙种植模拟过程。
【作者】刘晨；
【导师】周剑扬；
【作者基本信息】厦门大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】口腔种植；牙弓曲面；牙模拟种植；

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