RP技术在口腔医学中的应用研究

论文摘要

在临床口腔医学中,颌骨缺损是最常见的疾病之一,它由肿瘤、先天发育畸形、外伤等引起。由于颌骨结构及功能的复杂性,颌骨缺损的修复与重建一直是口腔医学的难题。钛金属具有与骨组织相匹配的硬度和弹性模量,有良好的生物相容性,已在口腔医学的颌面缺损修复中获得了广泛应用。但是由于颌骨形态复杂,采用精确方法制造符合颌骨形态的钛网支架决非易事。本文以缺损颌骨的CT断层扫描数据为基础,借助于逆向工程技术,结合快速成型工艺开发出了符合临床要求的修复体支架,与传统修复方法相比,缩短了手术周期,提高了手术成功率。本文首先研究了基于断层扫描数据的医学图像三维重建技术,主要内容包括:CT数据的获取、存储、图像预处理、图像分割及三维可视化等。同时探索了利用逆向工程和快速成型技术设计修复体支架。临床对修复体支架的精度有较高要求,本文对当前影响快速成型精度的三个主要误差:模型数据处理误差、成型机系统误差、加工工艺误差等的形成机理进行了分析,提出了自适应切片等方法,以满足临床手术的精度要求。用于颌骨修复的修复体支架属于薄壁件,而薄壁件在成型过程中极易出现翘曲变形甚至开裂现象。本文最后研究了薄壁件翘曲变形的原理,分析了材料、粉末预热、激光、烧结件的形状等影响翘曲变形的因素,并提出通过设置小圆柱支撑,适当预热和保温等措施来减小翘曲变形现象。试验证明,这些措施能够有效减小成型件、尤其是薄壁件的翘曲变形。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 快速成型技术简介
• 1.1.2 快速成型技术应用于口腔医学的重要意义
• 1.2 课题研究的背景及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 医学图像三维重建技术
• 2.1 引言
• 2.2 表面绘制法及其步骤
• 2.3 MC 算法原理
• 2.3.1 体素与等值面简介
• 2.3.2 MC 算法及其步骤
• 2.4 本章小结
• 第三章 缺损颌骨CT 数据的三维重建
• 3.1 引言
• 3.2 CT 医学图像数据的来源
• 3.2.1 医学图像数据的获取
• 3.2.2 医学图像数据的存储
• 3.3 CT 数据的预处理
• 3.3.1 CT 数据的滤波
• 3.3.2 CT 断层扫描数据之间的插值
• 3.4 CT 图像数据的分割
• 3.5 CT 图像数据的可视化显示
• 3.6 快速成型烧结
• 3.7 本章小结
• 第四章 钛修复体支架设计
• 4.1 引言
• 4.2 修复体支架的作用
• 4.3 修复体支架的物理性能要求
• 4.4 修复体支架设计的技术路线
• 4.4.1 设计软件
• 4.4.2 修复体支架的设计流程
• 4.5 本章小结
• 第五章 影响支架成型质量的因素分析
• 5.1 引言
• 5.2 模型数据处理误差及改进措施
• 5.2.1 三维CAD 模型表面三角面片网格化误差
• 5.2.2 模型切片误差
• 5.3 成型机系统误差
• 5.4 加工工艺误差
• 5.4.1 试验材料与试验方法
• 5.4.2 试验设计与分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 支架成型的翘曲变形现象及预防分析
• 6.1 引言
• 6.2 薄壁件翘曲变形机理
• 6.3 影响翘曲变形的因素
• 6.4 薄壁件翘曲变形的预防措施
• 6.5 试验验证
• 6.6 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文