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在口腔种植方案规划中,因临床病例的口腔状态和条件差异很大,种植体选择不当、设计不合理、种植位置不规范、过度负载等是引起种植修复失败的主要原因。医师在进行临床种植时完全依赖自己的经验设计种植方案,因口腔空间狭小,手术操作困难,缺乏直观性与准确性,进而无法准确获知植入后牙齿间是否正确咬合及种植体应力分布情况,难以保证术后效果。因此,种植方案个性化设计及力学性能研究成为该领域的重要研究方向。 本课题研究基于FEA的种植个性化设计及生物力学性能,通过自行开发的口腔虚拟种植导航系统VBT1.0包含的标准牙齿库,可调取相应缺牙部位的牙齿,以模拟牙齿间的咬合关系。采用虚拟标准牙齿的方式,根据上下颌牙齿之间的咬合关系定位种植体轴向位置及方向,能够以直观的牙齿模型确定牙齿长轴,在进行模拟种植时医师不再依赖假象的方式放置种植体,保证了种植体受力更符合患者口腔实际情况,从而提高了植入准确性,也使得修复后种植体-骨界面的应力状况更加合理。建立应力数据库,对不同材料、不同形态结构、不同长度、不同受力角度的种植体进行应力分析,将种植体与骨界面上的最大应力值与系统应力数据库中的数据对比分析,帮助医生优化种植治疗方案,实现种植的个性化设计,同时也为种植体的设计改良提供参考,提高口腔种植的成功率。 自行开发的VBT1.0系统是以VTK工具包为基础、在VC平台上编译而成,主要包括读取DICOM数据图像并显示、距离测量、三维重建、虚拟种植、植入信息提示与应力数据分析等功能。VBT1.0系统的牙库包含有32颗标准成人牙齿模型,以STL格式存储在牙齿库中,从该库中可选择相应位置的标准牙齿并通过移动、旋转及大小调整,确保与对应牙齿的准确咬合,为种植体的植入提供更加准确的位置与角度。种植体库中包含多种不同直径、长度及形状的种植体模型,以辅助医师根据需要选取并完成精确的虚拟种植。受力情况可参考系统内置的应力数据库,将患者置入方案应力值作对比分析,进一步优化种植选择。