虚拟口腔正畸治疗系统是通过确定患者每颗牙齿在各个阶段的位置信息,结合医生的临床经验,根据患者的需求对矫治方案进行调整,最终确定矫治方案。牙齿移动路径规划作为虚拟口腔正畸治疗系统中的一个重要步骤,其目的是寻求一条无碰撞的、具有安全性的、符合正畸学中标准的最优路径。路径规划技术应用在牙齿正畸领域的研究已经成为当下的研究热点,对于帮助医生进行辅助治疗具有重要的意义。然而目前国内使用的牙齿正畸系统大多是从国外引进的,国内有关牙齿正畸系统的开发及相关工作介绍少之又少。其中,基于牙齿的路径规划算法存在运算时间过长、求解精度不高、适用性偏低等缺点。针对上述牙齿正畸路径规划问题中所遇到的问题,本文从分析牙齿矫正技术以及目前解决路径规划问题的多种方法的基础上,结合改进的粒子群算法提出了一种基于正态分布的简化均值粒子群算法解决牙齿移动路径规划问题,主要从以下几个方面:(1)针对牙齿移动路径规划的特点,建立了单颗牙齿及整体牙齿的数学模型,并根据牙齿运动特性,将牙齿正畸路径规划问题转化为带约束优化问题,为本文的研究工作奠定了重要基础。(2)针对牙齿在正畸过程中移动的问题,本文采用OBB包围盒方法对牙齿移动过程进行碰撞检测以及采用β函数拟合理想牙弓曲线,确定每颗牙齿的矫治理想位置。(3)针对路径规划的求解问题,本文在简化粒子群算法的基础上,引入正态分布及均值粒子群的思想,提出了一种基于正态分布的简化均值粒子群算法(NSMPSO),从平移路径长度、旋转角度、碰撞检测以及牙齿在单阶段内的移动量、旋转量五个方面构造了高安全性的适应度函数,实现了牙齿正畸移动路径的规划。通过Matlab中的仿真实验,同时验证了利用该数学模型和改进算法求得的最优路径安全可靠,可以为医生辅助诊断提供帮助。