上颌中切牙贴面计算机辅助设计
作者：高 勃 王忠义 施长溪 王 建 常智勇 张树生
单位：第四军医大学口腔医学院修复科 〔高勃 (现在西北工业大学凝固技术国家重点实验室做博士后) 王忠义 施长溪 710032〕；北工业大学CAD/CAM中心(王建 常智勇 张树生)
关键词：切牙；贴面；计算机辅助设计
实用口腔医学杂志990423 〔摘要〕 目的：尝试上颌中切牙贴面计算机辅助设计(CAD)方法。方法：应用UG软件和二次开发程序，以人机对话方式，按设计原则完成上颌中切牙贴面CAD。结果：建立了中切牙贴面实体模型。结论：所选方法可行，为计算机辅助贴面制作奠定了基础。
A modified method for computer aided design of
veneer on maxillary incisor
, 百拇医药
Gao Bo, Wang Zhongyi, Shi Changxi, et al.The State Key Laboratory of Solidification Processing in Northwestern polytechnical University, Xi'an 710072
〔Abstract〕Objective:To develop a new method of computer aided design (CAD) of veneer on maxillary incisor.Method:According to design principal of veneer,UG software and relative program developed by ourselves were applied to accomplish computer aided design veneer of maxillary incisor by man-machine conversation.Result:A maxillary incisor veneer visual model was established.Conclusion:The method may be used for computer aided manufacturing veneer.
, 百拇医药
Key words Incisor;Veneer;Compuler aided design
在牙冠造型一文中，我们建立了牙冠的测量造型方法，构造了上颌中切牙模型。在本文中，我们考虑基于这篇论文结果的上颌中切牙贴面初步方法，为计算机辅助制作(CAM)的实现奠定基础。
1 材料和方法
1.1 仪器与设备：见参考文献〔1〕。
1.2 设计原则和方法
1.2.1 设计原则
前牙贴面的作用在于纠正因氟斑牙、四环素牙、釉质发育不全等所致的前牙变色、形态欠美观问题，重塑和恢复正常的颜色与解剖形态。据此，我们提出了构造上颌中切牙贴面的几点计算机辅助设计(CAD)原则。
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(1)覆盖边界 贴面上止于自然牙冠颈线；下止于中切牙切缘而又不包过切缘，免于成为咬合着力点；近、远中在止于轴面角的同时，要向邻面平滑逐渐过度。
(2)唇面 恢复正常的解剖标志，如近、远中切角、发育沟等。
(3)粘结面 与中切牙唇面协调一致。
(4)厚度 以0.5～1.0 mm厚为宜。
1.2.2 构造方法
(1)用鼠标描记出中切牙牙冠唇面外形轮廓，作点列标记。
(2)采用插值方法通过点列构造贴面原始边界曲线。
(3)对原始边界曲线进行光顺。
, http://www.100md.com (4)将原始边界曲线沿唇面的法矢方向，投影到中切牙唇面，产生中切牙贴面的边界曲线。该曲线是封闭的，将中切牙唇面片切成两个相互隔绝的部分。
(5)沿边界曲线剪裁，保留边界线所围的曲面片A，即为贴面的粘结面。
(6)将A沿A的外法矢方向平移0.5 mm,复制出另一曲面片B。
(7)以B的近似中心,缩小比例为原尺寸的99%,B的面积略小于A。B用作贴面的唇面。
(8)以A、B的边界曲线为导引曲线(guide curve)，以两曲线距离最短的两点连线为母线，构造扫掠(sweep)曲面C，C将作为A、B两者的过度曲面。
(9)至此，A、B、C三曲面构造了一个三维封闭空间。缝合(sew)3个曲面，即可产生中切牙贴面实体模型。
, 百拇医药
2 结 果
见图1～4。
图1 上颌中切牙色调图
图2 贴面网格图
图3 贴面粘结面色调图
图4 贴面粘结于牙远中面色调图
3 讨 论
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中切牙贴面CAD是基于已经生成的中切牙实体模型〔1〕，并遵循1.2.1的设计原则完成的。设计的切入点是完成贴面粘结面的设计，然后实现贴面唇面设计。
3.1 粘结面设计
构造方法中的(1)～(5)用于生成粘结面，即曲面片A。其边缘线的确定通过人机对话方式，用鼠标描记中切牙唇面外形边缘轮廓，生成一系列离散点，再通过UG所提供的曲线构造功能，生成一条通过这些点的非均匀有理B样条曲线，然后再利用我们二次开发的曲线光顺算法进行光顺，使曲线变得光滑，以符合贴面边缘光滑的特性。中切牙的唇面预备只触及釉质浅表层且不改变其形态，因此认为贴面的粘结面就是中切牙唇面，所以保证了粘结面和中切牙唇面形态几乎完全一致。
3.2 贴面厚度控制和其唇面设计
贴面厚度是通过控制曲面片的平移量来实现的，UG程序有此功能。可根据所选贴面材料类型结合预测装饰效果灵活给出贴面厚度。若原来唇面形态正常，贴面的唇面形态可将原唇面外形完全复制，只不过根据实际需要加以调整大小。本文采取缩小比例方式，使贴面唇面略小于原唇面。
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3.3 贴面粘结面和唇面的圆滑过度
当完成贴面粘结面和唇面的设计后，尚需要一个过度曲面将二者衔接封闭。此功能由(8)～(9)来达到。UG软件提供了构造扫掠曲线、扫掠曲面功能，并具有缝合功能程序。当过渡曲面生成后，由缝合程序完成过渡曲面和粘结面、唇面的拼合。至此，中切牙贴面CAD完成。从结果可以看出，用本方法构造的中切牙贴面，完全符合设计原则，边界清晰而又没有台阶，解剖标志清楚，形态逼真，粘结面和中切牙唇面协调一致。因此表明，本方法用于构造贴面是切实可行的。但需要说明的是，所用方法是借助于UG和SGI工作站完成的。若在PC机上实现，必须在原有软件的基础上做二次开发，编制一套PC软件。总结牙科CAD专用软件在贴面CAD制作中将要用到的技术：B样条曲线生成；曲线光顺；曲面平移与缩放；曲线到曲面的投影运算；用曲线裁减曲面；曲面拼接。这也是我们今后努力的方向。
参考文献
1 高 勃，王忠义，施长溪,等.牙冠表面形状测量造型方法.实用口腔医学杂志,1999,15(4)：303
(收稿：1998-10-19 修回：1999-02-10), http://www.100md.com
单位：第四军医大学口腔医学院修复科 〔高勃 (现在西北工业大学凝固技术国家重点实验室做博士后) 王忠义 施长溪 710032〕；北工业大学CAD/CAM中心(王建 常智勇 张树生)
关键词：切牙；贴面；计算机辅助设计
实用口腔医学杂志990423 〔摘要〕 目的：尝试上颌中切牙贴面计算机辅助设计(CAD)方法。方法：应用UG软件和二次开发程序，以人机对话方式，按设计原则完成上颌中切牙贴面CAD。结果：建立了中切牙贴面实体模型。结论：所选方法可行，为计算机辅助贴面制作奠定了基础。
A modified method for computer aided design of
veneer on maxillary incisor
, 百拇医药
Gao Bo, Wang Zhongyi, Shi Changxi, et al.The State Key Laboratory of Solidification Processing in Northwestern polytechnical University, Xi'an 710072
〔Abstract〕Objective:To develop a new method of computer aided design (CAD) of veneer on maxillary incisor.Method:According to design principal of veneer,UG software and relative program developed by ourselves were applied to accomplish computer aided design veneer of maxillary incisor by man-machine conversation.Result:A maxillary incisor veneer visual model was established.Conclusion:The method may be used for computer aided manufacturing veneer.
, 百拇医药
Key words Incisor;Veneer;Compuler aided design
在牙冠造型一文中，我们建立了牙冠的测量造型方法，构造了上颌中切牙模型。在本文中，我们考虑基于这篇论文结果的上颌中切牙贴面初步方法，为计算机辅助制作(CAM)的实现奠定基础。
1 材料和方法
1.1 仪器与设备：见参考文献〔1〕。
1.2 设计原则和方法
1.2.1 设计原则
前牙贴面的作用在于纠正因氟斑牙、四环素牙、釉质发育不全等所致的前牙变色、形态欠美观问题，重塑和恢复正常的颜色与解剖形态。据此，我们提出了构造上颌中切牙贴面的几点计算机辅助设计(CAD)原则。
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(1)覆盖边界 贴面上止于自然牙冠颈线；下止于中切牙切缘而又不包过切缘，免于成为咬合着力点；近、远中在止于轴面角的同时，要向邻面平滑逐渐过度。
(2)唇面 恢复正常的解剖标志，如近、远中切角、发育沟等。
(3)粘结面 与中切牙唇面协调一致。
(4)厚度 以0.5～1.0 mm厚为宜。
1.2.2 构造方法
(1)用鼠标描记出中切牙牙冠唇面外形轮廓，作点列标记。
(2)采用插值方法通过点列构造贴面原始边界曲线。
(3)对原始边界曲线进行光顺。
, http://www.100md.com (4)将原始边界曲线沿唇面的法矢方向，投影到中切牙唇面，产生中切牙贴面的边界曲线。该曲线是封闭的，将中切牙唇面片切成两个相互隔绝的部分。
(5)沿边界曲线剪裁，保留边界线所围的曲面片A，即为贴面的粘结面。
(6)将A沿A的外法矢方向平移0.5 mm,复制出另一曲面片B。
(7)以B的近似中心,缩小比例为原尺寸的99%,B的面积略小于A。B用作贴面的唇面。
(8)以A、B的边界曲线为导引曲线(guide curve)，以两曲线距离最短的两点连线为母线，构造扫掠(sweep)曲面C，C将作为A、B两者的过度曲面。
(9)至此，A、B、C三曲面构造了一个三维封闭空间。缝合(sew)3个曲面，即可产生中切牙贴面实体模型。
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2 结 果
见图1～4。
图1 上颌中切牙色调图
图2 贴面网格图
图3 贴面粘结面色调图
图4 贴面粘结于牙远中面色调图
3 讨 论
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中切牙贴面CAD是基于已经生成的中切牙实体模型〔1〕，并遵循1.2.1的设计原则完成的。设计的切入点是完成贴面粘结面的设计，然后实现贴面唇面设计。
3.1 粘结面设计
构造方法中的(1)～(5)用于生成粘结面，即曲面片A。其边缘线的确定通过人机对话方式，用鼠标描记中切牙唇面外形边缘轮廓，生成一系列离散点，再通过UG所提供的曲线构造功能，生成一条通过这些点的非均匀有理B样条曲线，然后再利用我们二次开发的曲线光顺算法进行光顺，使曲线变得光滑，以符合贴面边缘光滑的特性。中切牙的唇面预备只触及釉质浅表层且不改变其形态，因此认为贴面的粘结面就是中切牙唇面，所以保证了粘结面和中切牙唇面形态几乎完全一致。
3.2 贴面厚度控制和其唇面设计
贴面厚度是通过控制曲面片的平移量来实现的，UG程序有此功能。可根据所选贴面材料类型结合预测装饰效果灵活给出贴面厚度。若原来唇面形态正常，贴面的唇面形态可将原唇面外形完全复制，只不过根据实际需要加以调整大小。本文采取缩小比例方式，使贴面唇面略小于原唇面。
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3.3 贴面粘结面和唇面的圆滑过度
当完成贴面粘结面和唇面的设计后，尚需要一个过度曲面将二者衔接封闭。此功能由(8)～(9)来达到。UG软件提供了构造扫掠曲线、扫掠曲面功能，并具有缝合功能程序。当过渡曲面生成后，由缝合程序完成过渡曲面和粘结面、唇面的拼合。至此，中切牙贴面CAD完成。从结果可以看出，用本方法构造的中切牙贴面，完全符合设计原则，边界清晰而又没有台阶，解剖标志清楚，形态逼真，粘结面和中切牙唇面协调一致。因此表明，本方法用于构造贴面是切实可行的。但需要说明的是，所用方法是借助于UG和SGI工作站完成的。若在PC机上实现，必须在原有软件的基础上做二次开发，编制一套PC软件。总结牙科CAD专用软件在贴面CAD制作中将要用到的技术：B样条曲线生成；曲线光顺；曲面平移与缩放；曲线到曲面的投影运算；用曲线裁减曲面；曲面拼接。这也是我们今后努力的方向。
参考文献
1 高 勃，王忠义，施长溪,等.牙冠表面形状测量造型方法.实用口腔医学杂志,1999,15(4)：303
(收稿：1998-10-19 修回：1999-02-10), http://www.100md.com