[发明专利]一种全冠桥桥体数字化生成方法

说明书

本发明公开了一种全冠桥桥体数字化生成方法，根据牙龈模型，使用基于径向基函数的隐式曲面等距偏置得到的龈端面模型具有极高的光顺性，不会出现褶皱和局部自交现象；根据桥体与牙龈之间设置合适的过渡间隙，避免食物积聚同时保证桥体具有足够的承载能力；根据标准冠和龈端面的位置关系对标准冠进行动态裁剪为标准冠与龈端面之间进行过渡创造了良好的边界位置关系，极大地提高了过渡面的生成质量；同时，根据一整套具有规则形态的标准冠，结合标准冠的特殊形态使用基于蒙皮剖分的过渡面生成方法，大大提高了过渡面的生成效率，可以实现编辑状态下桥体实时效果展示，利于下一步编辑操作。本发明作为一种全冠桥桥体数字化生成方法可广泛应用于义齿修复领域。

技术领域

本发明涉及义齿修复领域，尤其是一种全冠桥桥体数字化生成方法。

背景技术

近年来，CAD/CAM技术在口腔修复领域中的应用取得了飞速的发展，相比于传统的手工修复方式，口腔CAD/CAM技术显著地降低了牙科技师的劳动强度，极大地提高了修复效率，具备更加优良的修复质量，同时满足了个性化修复体的设计需求。在口腔临床修复中，当一颗或相邻多颗牙齿完全缺失时，无法在缺牙部位进行预备，需要用全冠桥进行修复。全冠桥一般由3个部分组成：固位体、桥体和连接体。桥体，又称人工牙，其两端或一端与固位体相连接，是全冠桥恢复缺失牙形态和功能的部分。桥体与牙龈需保持合理的间隙，当间距过小时，会导致食物聚集，对牙龈健康造成重要影响；当间距过大时，会导致桥体不具备足够的承载能力，在承受较大咬合力时，可能导致全冠桥损坏，这会影响到患者佩戴修复体的舒适度。因此，全冠桥数字化设计中，桥体的设计是非常重要的一个环节。桥体设计时，桥体应与缺失牙外形相似并与牙龈保持合适的间隙，桥体底部龈端面处过渡光滑，使桥体既有良好的自洁作用又具备足够的承载能力。

现有技术中的实现方案：

孙玉春等《基于逆向工程技术的烤瓷固定义齿基底支架计算机辅助设计》：在进行全冠桥桥体设计时，以标准冠为基准，首先导入缺失牙的同名标准冠，并对其进行定位、变形。利用逆向工程软件surface10.5将缺牙龈点云数据“数据偏移”，设定龈面边缘线，提取龈面点云，利用“曲面逼近”工具拟合为曲面，完成桥体的设计。

安涛《口腔基底桥数字化设计技术研究与应用》：在进行全冠桥桥体设计时，同样以标准冠为基准。对于一般形态的牙龈模型，根据牙龈模型的曲率对标准冠底部的孔洞进行缝补，生成桥体的龈端面形态，并对连接部分进行光顺完成整个桥体的设计；对于形态差异较大的牙龈模型，将牙龈模型向上等距一定距离后，与标准冠做布尔运算，用牙龈曲面形态代替桥体形态，完成整个桥体的设计。

宋雅丽《义齿CAD关键技术研究与开发》：在进行全冠桥桥体设计时，同样以标准冠为基准。龈端面以一条曲线curve1作为母线，一条曲线curve2作为发生线，扫掠而成，curve1是牙龈鞍嵴上一系列最高点经过偏置后拟合得到的一条三次B样条曲线，curve2是通过邻牙预备体颈缘线间接获得所需特征点后拟合得到的一条三次B样条曲线。龈端面生成后，标准冠与龈端面相交形成一封闭的曲线，通过交线分别剪切两曲面，从而形成封闭的桥体曲面，完成整个桥体的设计。

上述现有技术实现方案的缺点：

孙玉春等《基于逆向工程技术的烤瓷固定义齿基底支架计算机辅助设计》：该设计使用通用的逆向工程软件而非专业的口腔修复软件，操作流程比较复杂，要求设计者具备一定的计算机图形学专业知识，特别是要熟悉样条曲线曲面的编辑修改，限制了算法的推广应用。

安涛《口腔基底桥数字化设计技术研究与应用》、宋雅丽《义齿CAD关键技术研究与开发》：缺点总结：(1)龈端面的生成效果受牙龈模型质量影响，如果牙龈模型质量较差，生成的龈端面存在褶皱，局部甚至会出现自交现象；(2)桥体龈端面处过渡的光滑性效果较差；(3)当生成的桥体形态不符合设计要求时，需要对标准冠的位置和大小进行编辑。由于桥体生成算法的复杂度较高，对标准冠进行调整后，无法时时显示桥体的生成效果，影响了编辑的连续性，算法的执行效率较低。

术语解释：