医学牙颌石膏模型数字化技术研究

研究牙颌数字模型的获取技术。对逆向工程领域中的多种数字化技术进行分析，针对牙颌模型数字化的特点，全面比较了三维激光扫描法和层析法，确定选择层析法进行单颌石膏模型的批量数字化，采用三维激光扫描法获取牙颌模型的咬合信息。实际应用表明该方法能以较高效率获取到较高质量的牙颌数字模型。     

三角网格牙颌模型上的牙弓线半自动探测方法

介绍了一种在三维三角网格牙颌模型上半自动探测牙弓线的方法。首先使用三维激光测量系统对牙颌石膏模型进行测量获得数字模型;其次在网格模型上交互拾取4个参照点以确定咬合平面;接着使用顶点法矢和咬合平面作为参考,筛选出初始特征点并拟合出初始牙弓线;以初始牙弓线作为新的参考依据筛选出最终特征点,拟合最终参照点得到最终牙弓线。使用多副牙颌模型对该方法进行了测试,验证了该方法稳定、有效。     

牙颌模型的三维激光测量及模型重建

牙颌模型的数据测量是进行口腔修复CAD/CAM的基础。本文采用自制三维激光测量仪对牙颌表面数据进行三维测量,获得了单颗后磨牙缺失的牙颌模型多片三维点云数据。将各片数据在反求软件Surfacer平台上通过三点定位法进行数据拼合,准确地表示出缺失牙上下颌的咬合关系,重建牙颌的实体模型。     

SL与FDM成形件表面性能的对比研究

制造无托槽隐形牙矫治器需采用快速成形工艺制作的牙颌模型作为模具，快速成形的牙颌模型表面性能对无托槽隐形牙矫治器与牙齿接触面的表面性能有决定性的影响。对比、分析了SL(Stereolitlaography，立体光刻)与FDM(Fused Deposition Mocleling，熔融沉积制造)2种快速成形工艺制造的成形件的表面形貌特点、表面粗糙度和摩擦因数的差异及原因，对用于牙颌模型制造的快速成形工艺的选择和改进有重要指导意义。     

运用模块化方法建立口腔修复有限元模型

以工程领域中的模块化方法为核心建立了牙颌组织的有限元模型库。对标本进行CT扫描、数据提取、和三维重建技术建立牙颌组织的实体模型。对实体模型切分模块 ,得到一套正常牙列的模块化模型库 ,并在其基础上派生一系列反映上下颌牙生理、病理情况的模型库。上述方法可建成正常牙、牙槽骨不同程度吸收、牙周不同程度松动、缺牙区牙槽骨、固定桥修复体、可摘局部义齿修复体等有限元模型。将模块化设计与有限元方法相结合 ,可高效地生成适用于口腔修复学设计和分析的有限元模型库。     

无托槽隐形矫治技术临床应用

目的:探讨无托槽隐形矫治技术临床应用价值,总结治疗体会。方法:分析我院2013年4月至2016年4月接受无托槽隐形矫治技术的47例患者治疗过程及治疗效果,总结无托槽隐形矫治技术的应用体会。结果:47例错牙合畸形患者均顺利完成治疗,治疗后牙列排列整齐,正侧位面貌良好,患者对矫治效果满意;患者疗程11~23个月,平均(15.17±2.63)个月;全口曲面断层片未见牙槽骨、牙根进一步吸收;矫治后X线投影测量显示上下切牙移动,骨面型无明显改变,但个别牙邻间隙稍大、接触点去釉面色泽偏暗。结论:无托槽影响矫治技术效果可靠、美观舒适、利于保持牙周健康,但需要严格把握适应证、规范矫治方案的前提下。     

肌电图仪评价错牙合畸形患者正颌手术后咀嚼肌功能变化

目的 :运用肌电图仪评价错牙合畸形患者正颌手术后咀嚼肌功能变化,了解患者术后咀嚼肌功能的变化规律。方法:选取我院2013年8月—2015年8月收治的31例接受正颌手术的错牙合畸形患者纳入观察组,并选取同期30名正常牙合者纳入对照组。运用肌电图仪检测静息放松时、左右侧方最大运动各咀嚼肌肌电位,以及正中紧咬时、最大开口、正中前伸、咀嚼运动时咀嚼肌肌电位及不对称指数,并分析观察组患者术后咀嚼肌功能变化。结果 :除静息放松外,观察组术前咀嚼肌肌电位低于对照组,且以紧咬、咀嚼时差异最为明显(P<0.05);术后3个月时,观察组患者部分咀嚼肌功能有所恢复,但紧咬、咀嚼时肌电位仍显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);术后6个月时,患者咀嚼肌功能较术前、术后3个月改善明显差异有统计学意义(P<0.05)。结论 :错牙合畸形患者正颌手术后咬合及肌肉功能均逐渐增强,但功能未达正常水平。     

龈缘轮廓三维统计模型建模技术研究

为建立龈缘轮廓统计模型,提出了一种利用三角网格牙颌模型进行龈缘形态建模的方法。首先对牙颌模型进行离散曲率分析、最短路径搜索来探测龈缘特征线;根据特征线的微分特性进行单颗牙龈缘划分;然后通过B样条曲线拟合构建出每颗牙齿封闭光滑的龈缘轮廓线,并利用曲线的控制顶点作为龈缘训练形状向量;最后通过对形状训练集进行主成分分析来建立统计形状模型。实验结果表明该方法不仅能够自动而快速地提取出单颗牙齿龈缘轮廓,而且建立的统计模型能够正确而有效地捕获牙弓以及龈缘形态的重要变化特征。     

基于坐标配准的牙颌测量点云拼合技术研究

针对牙颌等待测物非接触式光学三维测量,提出了一种融入标定功能的夹具设计方法,实现了测量过程中待测物与标定靶的空间一致性;定义了单目视觉测量过程涉及到的坐标系统;提出了一种基于坐标配准的点云拼合技术,简化了点云拼合流程,实现了点云拼合理论零误差;应用张正友标定方法对摄像机进行了标定;通过实验验证,得到了具有一定精度的牙颌三维模型点云拼合数据,实现了较快的测量速度,为提高牙颌测量系统的整体精度提供了有力支撑。     

基于颌位空间约束的缺损牙体曲面统计重建算法

重建符合牙齿咬合接触关系的缺损牙体曲面是全冠、嵌体、贴面等多类修复体造型过程中均需要解决的关键问题。针对规模有限的标准模板牙冠难以表达牙齿自然形态多样性的不足,提出了基于颌位空间约束的缺损牙齿曲面统计重建算法。采用广义普氏分析构建样本牙冠曲面之间的对应关系,在主要特征近似对齐的基础上计算平均牙冠;结合样本牙冠与平均牙冠对应点间的欧氏距离,建立可以表达样本牙冠与平均牙冠形态区别的差异矩阵,利用主成分分析方法求解影响平均牙冠形态的主要特征矢量,在此基础上建立基于参数表达的统计牙冠模型;根据缺损牙体的残留区域形态及其颌位接触关系采集局部约束特征点,以此反求统计模型的形变参数,构建基于颌位空间约束的统计牙冠,实现缺损牙体曲面的形态重建。下颌第一磨牙的重建试验表明,所建立的统计牙冠不仅具有足够的解剖形态特征,而且能与缺损牙体的残留形态以及邻牙、对颌牙相适应,具有良好的颌位接触关系,后期设计不需要复杂的调颌检测。     

个性化正畸弓丝曲线交互调整方法研究*

数字化医疗技术是口腔正畸领域发展的必然趋势,临床上开始使用正畸弓丝弯制机器人技术辅助弯制正畸弓丝,而正畸弓丝的数字化表达是机器人弯制的前提。由于人类牙齿排列的个性化,弓丝形状设计的复杂性,难以实现精确地个性化正畸弓丝曲线数字化表达。提出一种个性化正畸弓丝曲线交互调整的设计方法,根据托槽上的基准点坐标,定义了正畸弓丝曲线的托槽直线段和过渡曲线段,过渡曲线段由3阶Bezier曲线数学模型构建。参考手工弯制正畸弓丝的过程,基于离散和组合的方式建立了正畸弓丝特殊功能曲的参数化数学模型及数学模型库。通过对托槽直线段的位置调整、过渡曲线段的形状改变、选择插入特殊功能曲的位置和类型的方式,进行了个性化正畸弓丝曲线交互调整方法的研究。基于LABVIEW软件平台设计了交互调整的软件,并进行调整实验,其结果证明个性化正畸弓丝曲线交互调整的方法具有可行性和有效性。     

基于数字孪生的数控设备互联互通及可视化

全球制造业正在向着智能化、规模化的方向快速发展,但是数控设备之间存在数据接口不统一、设备数据交互困难、现场设备状态监测成本较高等难题.现提出一种基于数字孪生的数控设备互联互通及可视化技术,首先利用三维激光扫描技术构建车间数控设备数字孪生模型,通过OPCUA通讯构架读取数控设备的实时运行数据,并转化格式后存入数据库作为指...     

数字孪生净水厂运维管控一体化平台关键技术及应用

针对净水厂运维管控过程中信息透明度低、实时性差、缺乏精细化管控等问题,结合数字孪生五维模型,提出基于数字孪生的净水厂运维管控平台架构体系,并对数字孪生净水厂运维管控一体化平台关键技术进行了研究。提出数字孪生净水厂多源异构数据实时采集技术和多层次三维可视化监控模型,以解决三维可视化实时监控问题;提出基于云边协同的数字孪生净水厂控制架构以及基于“机理+智能”双模型驱动的净水厂工艺优化决策框架,并对供取水量预测、加药优化、泵组优化、设备预防性维护等模型进行了探索。最后,设计开发了净水厂运维管控一体化平台,验证了所提模型和方法的有效性,为数字孪生净水厂的实现提供了一定的参考。     

基于工作流引擎的智能车间综合自动化系统研究

随着现代车间向智能化方向发展,基于工作流对车间综合自动化系统进行建模和研究也变得越来越重要和困难。该文基于访问控制技术对基于工作流的企业综合自动化系统进行设计,设计其工作流引擎的应用模型,给出了自定义表单的工作流系统结构。通过智能数字化工厂硬件平台阐述了现代智能车间综合自动化系统的实现过程,该系统包括工件仓储管理、数字化制造加工、自动化输送、信息管理等一系列自动化过程,可满足智能数字化工厂理念并展示了基于工作流的企业综合自动化系统的优越性。     

个性化正畸弓丝成形规划方法及实验研究

传统手工弯制正畸弓丝弯制效率低、弯制精度不高,使用正畸弓丝弯制机器人弯制正畸弓丝能够克服上述缺点。根据临床上正畸医师常用的牙位标识方法对牙位进行了标识,使用贝塞尔曲线量化正畸弓丝在三维空间内的形状、位置和约束关系,采用插补的方式以离散的运动形式表达连续的状态,以实现正畸弓丝空间曲线的弯制,提出了基于有限点展成法的成形控制点的规划方法以及基于投影面角度合成的空间角度规划方法。通过对一例临床患者一组上颌的三维节点信息进行正畸弓丝弯制实验研究,证明了正畸弓丝机器人弯制方法的有效性。     

基于反求工程的CAD建模技术研究

反求工程(RE)作为快速开发新产品的创新手段之一,日益受到重视.反求工程CAD建模即指根据实物样件获取产品的数字化模型,是进行产品创新的核心.针对反求工程CAD建模技术的主要实现过程进行了系统研究,并对其在产品创新领域中的主要应用给予了介绍.     

一种数码相机几何畸变的检测方法

针对数码相机普遍存在的几何畸变现象,提出了一种基于数字图像处理的畸变检测方法.在阐述数码相机畸变产生原因和检测原理的基础上,将待测数码相机拍摄目标靶板后的图片输入计算机,利用MatLab工具对图片进行数字图像处理,由像素间距获取实际像大小,由几何光学演算获得理想像大小,从而计算出相对畸变量.实验表明,该方法过程简单,易...     

Digital denture manufacturing-An integrated technologies of abrasive computer tomography, CNC machining and rapid prototyping

The orthodontic denture produced by the traditional method is heavily relied on the skill and experience of the technician. Its quality is depended on the accuracy of the technician’s subjective judgment. In addition, the manual process involves many steps that require a long time to complete. Most importantly, it does not preserve any quantitative information for future retrieval.In this paper, a novel device for scanning denture image and reconstructing 3D digital information of teeth models by abrasive computer tomography (ACT) is presented. The orthodontic denture is then to be produced by rapid prototyping (RP) or computer numerical control (CNC) machining methods based on the digital information. A force feedback sculptor (Freeform system, U.S.A.), using 3D touch technology, was applied to modify the teeth profile or features of the denture. It enables the dentist to perform digital manipulation of the denture profile with real-time and interactive operation. Due to its user-friendly human-computer interface, the dentist can directly access the 3-D model without relying on a CAD/CAM technician or denture technician. In this paper, the comparison between traditional manual operation and digital manufacture using RP and CNC machining technology for denture production is summarized.In this paper, a digital denture manufacturing protocol using an economic and harmless computer abrasive teeth profile scanning, computer-aided denture design, 3D touchable feature modification, and numerical denture manufacturing were proposed here. These proposed methods provide solid evidence that digital design and manufacturing technologies may become a new avenue for custom made denture design, analysis, and production in the 21th century.     

数字电路ATPGS实现的关键技术研究

数字电路测试的关键在于算出测试向量。文章对数字电路的功能测试和测试生成进行研究,介绍了D算法的基本概念及在数字电路故障检测中的应用。讨论了数字电路自动测试生成系统实现的关键技术,主要包括故障的模型、仿真和压缩;可测试性度量;测试向量生成算法（ATPG）以及测试向量压缩优化,并介绍了数字系统测试生成平台的整体框架。