[發明專利]一種用于正畸的牙頜有限元模型建立方法

在審

• 申請號: 202011263300.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112545679A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 姜金剛;梁瑞奇;郭亞峰;陳厚鋆;王磊;錢偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于正畸的牙頜有限元模型建立方法，其特征在于：所述方法的具體實現過程為：

步驟1：選取人體口內CBCT三維數據作為建立牙齒和牙槽骨有限元模型數據來源，建立牙齒、牙髓和牙槽骨的模型蒙板，優化牙齒、牙髓和牙槽骨模型蒙板，完成對牙齒、牙髓和牙槽骨模型的三維重建；

步驟2：分別對牙齒、牙髓和牙槽骨的三維重建模型進行逆向工程處理，完成牙齒、牙髓和牙槽骨三維模型的實體化；

步驟3：為每顆牙齒生成個性化牙周膜，并且為牙槽骨生成內部三維實體結構，并對所有牙齒及其牙周膜和牙髓，牙槽骨模型進行裝配處理，建立完整的牙頜三維實體模型；

步驟4：對完整的牙頜三維實體模型進行網格劃分，建立完整的牙頜網格模型；

步驟5：對完整的牙頜網格模型內每一個組件進行單獨的材料賦值，完成三維個性化牙頜模型有限元模型的建立。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1中所述的建立牙齒、牙髓和牙槽骨的模型蒙板包括定義截面方位，繪制輪廓線，根據牙齒、牙髓和牙槽骨閾值差異，讀取邊界，分離出牙齒、牙髓和牙槽骨的邊界輪廓，分別建立牙齒、牙髓和牙槽骨對應的模型蒙板。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1中所述的優化牙齒、牙髓和牙槽骨的模型蒙板包括區域增長和編輯蒙板，修正蒙板表面的缺陷。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2中所述的對牙齒、牙髓和牙槽骨的三維重建模型進行逆向工程處理包括表面精細化處理和曲面化處理，所述的表面精細化處理包括細化、松弛、刪除釘狀物，所述的曲面化處理包括精確曲面、柵格劃分，擬合曲面與合并曲面。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3中所述的生成牙齒個性化牙周膜是根據患者年齡以及口內牙周膜所處的功能狀態，使用布爾運算來設定牙周膜的厚度及高度，步驟3中所述的牙槽骨內部結構包括皮質骨和松質骨。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟4中所述的對完整的牙頜三維實體模型進行網格劃分包含根據仿真精度要求和經濟性原則來定義包括網格的大小和形狀在內的網格單元屬性，準確擬合牙頜模型的三維實體。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟5中所述的對完整的牙頜網格模型內每一個組件進行單獨的材料賦值是指根據經驗公式以及患者的口腔條件分別完成對牙齒模型材料賦值、牙周膜材料賦值、牙槽骨皮質骨材料賦值以及牙槽骨松質骨材料賦值，實現正畸患者個性化牙頜的精確仿真。