CN102073764B - 一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统，其中方法包括：步骤一，设置上下颌上的牙齿个数及上下牙齿的几何模型的扩放系数；步骤二，根据上下颌上的牙齿个数、上下牙齿的几何模型的扩放系数及上下颌的几何模型，得到挖出一设定个数的牙齿和牙周膜后的新的上下颌的几何模型；步骤三，设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据以及有限元的单元类型、单元大小；步骤四，根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对新的上下颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型。本发明方法能便捷、高效地生成牙颌系统的有限元模型，减轻了医生的工作量。

Description

一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统

技术领域

本发明涉及牙颌系统的有限元建模，特别涉及一种基于有限元分析系统Ansys的牙颌系统自动有限元建模方法及其系统。

背景技术

个性化牙颌系统模型是牙科医生用来分析患者牙颌系统功能缺陷、对比治疗方案、判断诊疗效果的重要辅助工具。牙颌系统模型的构建包含如下步骤：

1)采用CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)、激光扫描仪对牙颌系统进行扫描得到牙颌系统的几何模型；

2)利用牙颌的几何模型构造牙周膜的几何模型与挖去牙齿、牙周膜的颌的几何模型；

3)对牙齿、牙周膜、颌的几何模型划分有限元网格，设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性。

现有方法对以上三个步骤均采用手工操作方式，需要医生熟练掌握相关软件的用法，且耗时耗力。本发明针对步骤2、3，在Ansys系统的基础上提出了一种自动生成牙周膜与颌的几何模型以及自动对牙颌几何模型进行有限元划分的方法，整个过程只需30分钟。与现有方法需要2～3周的时间相比，本发明不仅提高了牙颌系统的有限元建模效率，还有效减轻了医生的手工工作量。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统，用于解决现有技术完全依赖手工且耗时耗力的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法，其特征在于，包括：

步骤一，设置上下颌上的牙齿个数及上下牙齿的几何模型的扩放系数；

步骤二，根据上下颌上的牙齿个数、上下牙齿的几何模型的扩放系数及上下颌的几何模型，得到挖出一设定个数的牙齿及其牙周膜后的新的上下颌的几何模型；

步骤三，设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据以及有限元的单元类型、单元大小；

步骤四，根据所述材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对所述新的上下颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型。

所述的自动有限元建模方法，其中，所述步骤二中，还包括：

将设定个数的上牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的上牙齿的几何模型；

将该扩放的上牙齿的几何模型减去该上牙齿的几何模型得到一上薄牙壳的几何模型；

将该上薄牙壳的几何模型与当前的上颌的几何模型求交，得到该上牙齿的上牙周膜的几何模型；

将当前的上颌的几何模型减去该扩放的上牙齿的几何模型以及该上牙齿的上牙周膜的几何模型得到所述新的上颌的几何模型，并将所述新的上颌的几何模型更新为当前的上颌的几何模型。

所述的自动有限元建模方法，其中，所述步骤二中，还包括：

将设定个数的下牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的下牙齿的几何模型；

将该扩放的下牙齿的几何模型减去该下牙齿的几何模型得到一下薄牙壳的几何模型；

将该下薄牙壳的几何模型与当前的下颌的几何模型求交，得到该下牙齿的下牙周膜的几何模型；

将当前的下颌的几何模型减去该扩放的下牙齿的几何模型以及该下牙齿的下牙周膜的几何模型得到所述新的下颌的几何模型，并将所述新的下颌的几何模型更新为当前的下颌的几何模型。

所述的自动有限元建模方法，其中，所述步骤四中，还包括：

对上颌、上颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型，采用自由网格划分方法划分有限元。

所述的自动有限元建模方法，其中，所述步骤四中，还包括：

对下颌、下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型，采用自由网格划分方法划分有限元。

为了实现上述目的，本发明还提供一种针对牙颌系统的自动有限元建模系统，其特征在于，包括：

扩放系数设置模块，用于设置上下颌上的牙齿个数及上下牙齿的几何模型的扩放系数；

模型处理模块，连接所述扩放系数设置模块，用于根据上下颌上的牙齿个数、上下牙齿的几何模型的扩放系数及上下颌的几何模型，得到挖出一设定个数的牙齿及其牙周膜后的新的上下颌的几何模型；

属性设置模块，用于设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据；

有限元参数设置模块，用于设置有限元的单元类型、单元大小；

有限元划分模块，连接所述模型处理模块、所述属性设置模块、所述有限元参数设置模块，用于根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对所述新的上下颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型。

所述的自动有限元建模系统，其中，所述模型处理模块又包括：

上颌模型处理模块，用于根据上颌上的牙齿个数、上牙齿的几何模型及其扩放系数，得到上牙周膜的几何模型以及挖出该设定个数的上牙齿及其上牙周膜后的上颌的几何模型；

下颌模型处理模块，用于根据下颌上的牙齿个数、下牙齿的几何模型及其扩放系数，得到下牙周膜的几何模型以及挖出该设定个数的下牙齿及其下牙周膜后的下颌的几何模型。

所述的自动有限元建模系统，其中，所述上颌模型处理模块还包括：

上颌牙齿模型扩放模块，用于将该上牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的上牙齿的几何模型；

上薄牙壳模型模块，连接所述上颌牙齿模型扩放模块，用于将该扩放的上牙齿的几何模型减去该上牙齿的几何模型得到一上薄牙壳的几何模型；

上牙周膜模型模块，连接所述薄牙壳模型模块，用于将该上薄牙壳的几何模型与上颌的几何模型求交，得到该上牙齿的上牙周膜的几何模型；

上颌模型挖出模块，连接所述上颌牙齿模型扩放模块，用于将上颌的几何模型减去该扩放的上牙齿的几何模型以及该上牙齿的上牙周膜的几何模型得到挖去该上牙齿及其上牙周膜后的新的上颌的几何模型。

所述的自动有限元建模系统，其中，所述下颌模型处理模块还包括：

下颌牙齿模型扩放模块，用于将该下牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的下牙齿的几何模型；

下薄牙壳模型模块，连接所述下颌牙齿模型扩放模块，用于将该扩放的下牙齿的几何模型减去该下牙齿的几何模型得到一下薄牙壳的几何模型；

下牙周膜模型模块，连接所述薄牙壳模型模块，用于将该下薄牙壳的几何模型与下颌的几何模型求交，得到该下牙齿的下牙周膜的几何模型；

下颌模型挖出模块，连接所述下颌牙齿模型扩放模块，用于将下颌的几何模型减去该扩放的下牙齿的几何模型以及该下牙齿的下牙周膜的几何模型得到挖去该下牙齿及其下牙周膜后的新的下颌的几何模型。

所述的自动有限元建模系统，其中，所述上下牙齿的几何模型的扩放系数皆为1.05。

本发明所提供的一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统，解决了现有方法完全依赖手工且耗时耗力的问题，该方法是一种基于Ansys系统的牙颌系统有限元自动建模方法，能便捷、高效地生成牙颌系统的有限元模型，减轻了医生的工作量，摆脱了现有方法完全依赖手工的缺点。

该方法利用有限元系统Ansys支持的脚本语言APDL(Ansys ParametricDesign Language，Ansys参数化设计语言)，通过程序化方式自动生成牙颌系统的有限元模型，相比于现有方法，本发明有如下三个优点：

1)不需要用户掌握大量Ansys命令，只需要在Ansys环境中运行按照本方法编写的程序即可；

2)现有方法生成牙颌系统的有限元模型需要2～3周的时间，而本方法只需30分钟即可完成，提高了工作效率；

3)现有方法在生成牙颌系统的有限元模型后，一旦用户想修改牙齿模型，例如拔掉一颗牙等，那么已生成的牙颌有限元模型失效，需要手工再重做一遍，而本方法只需将要拔掉的牙齿从程序中删去，然后重新运行一遍程序就能得到相应的结果，避免了大量的重复手工劳动。

附图说明

图1是本发明的针对牙颌系统的自动有限元建模方法流程图；

图2A是牙颌的几何模型；

图2B是一颗牙齿及其牙周膜的几何模型；

图2C是挖去牙齿与其牙周膜后的上颌的几何模型；

图2D是牙颌的有限元模型；

图2E是一个拔掉三颗门牙后的牙颌的有限元模型；

图3是本发明的针对牙颌系统的自动有限元建模系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，是本发明的针对牙颌系统的自动有限元建模方法流程图。

在图1所示的实施例中，本发明的针对牙颌系统的自动有限元建模方法在一台CPU主频为2.4GHz，双核，内存为3G的计算机上实现。该计算机采用Windows7操作系统，Ansys系统的版本是12.0。

在上述平台基础上，如图1所示，本发明的一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法包括如下步骤：

步骤10，从数据库中自动读取牙颌系统的几何模型文件，牙颌系统的几何模型文件包含每颗牙齿的几何模型文件与上、下颌的几何模型文件。

步骤20，设置上颌上的牙齿个数，假设牙齿个数为N，上牙齿的几何模型文件的命名约定为1_1.igs，1_2.igs，.....，1_N.igs，上颌的几何模型文件约定为maxilla.igs；设置上牙齿的几何模型的扩放系数，对应于第i颗牙齿的扩放系数为scale_1_i。该系数用于计算上牙周膜的几何模型。牙周膜厚度与人的年龄、性别等个体因素相关，且每颗牙齿上的牙周膜厚度也可能不同，因此该扩放系数由用户设定，缺省值为1.05。

步骤30，按照步骤20中的命名约定，将上颌的几何模型文件maxilla.igs读入Ansys中。

步骤40，根据步骤20设定的上颌上的牙齿个数和牙齿的命名规则，依次读取上牙齿的几何模型文件1_1.igs，1_2.igs，......，1_N.igs；然后依次对上颌上的第i颗牙齿做如下操作：

1)按照步骤20设定的扩放系数scale_1_i扩放上牙齿的几何模型，得到第i颗牙齿的扩放的上牙齿几何模型；

2)将扩放的上牙齿的几何模型减去原始的第i颗上牙齿的几何模型得到一个上薄牙壳的几何模型；将上薄牙壳的几何模型与上颌的几何模型求交，得到第i颗牙齿的上牙周膜的几何模型；

3)将当前上颌的几何模型减去扩放的上牙齿几何模型以及上牙周膜的几何模型，得到挖去第i颗牙齿及其牙周膜的新的上颌的几何模型；

4)将当前上颌的几何模型删除，然后把新的上颌的几何模型更新为当前上颌的几何模型。

步骤50，设置下颌上的牙齿个数，假设牙齿个数为M，下牙齿的几何模型文件的命名约定为2_1.igs，2_2.igs，......，2_M.igs，下颌的几何模型文件约定为mandible.igs；设置下牙齿的几何模型的扩放系数，对应于第i颗牙齿的扩放系数为scale_2_i。该系数用于计算下牙周膜的几何模型。牙周膜厚度与人的年龄、性别等大量个体因素相关，且每颗牙齿上的牙周膜厚度也可能不同，因此该扩放系数由用户设定，缺省值为1.05。

步骤60，按照步骤50中的命名约定，将下颌的几何模型数据mandible.igs读入Ansys中。

步骤70，根据步骤50设定的下颌上的牙齿个数和牙齿的命名规则，依次读取下牙齿的几何模型文件2_1.igs，2_2.igs，......，2_M.igs；然后依次对下颌上的第i颗牙齿做如下操作：

1)按照步骤50设定的扩放系数scale_2_i扩放下牙齿的几何模型，得到第i颗牙齿的扩放的下牙齿的几何模型；

2)将扩放的下牙齿的几何模型减去原始的第i颗下牙齿的几何模型得到一个下薄牙壳的几何模型；将下薄牙壳的几何模型与下颌的几何模型求交，得到第i颗牙齿的下牙周膜的几何模型；

3)将当前下颌的几何模型减去扩放的下牙齿的几何模型以及下牙周膜的几何模型，得到挖去第i颗牙齿及其牙周膜的新的下颌的几何模型；

4)将当前下颌的几何模型删除，然后把新的下颌的几何模型更新为当前下颌的几何模型。

上述步骤20-40与上述步骤50-70可同时执行，也可以先执行上述步骤50-70。

步骤80，设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据，包括弹性模量、泊松比。这两个参数与人的年龄、性别等个体因素相关，因此由用户设定。缺省值如下：牙齿的弹性模量为18600MPa，牙齿的泊松比为0.31；牙齿的弹性模量为68.9MPa，牙齿的泊松比为0.45；颌的弹性模量为13700MPa，颌的泊松比为0.3。这些参数的缺省值取至参考文献“A.Pegoretti，L.Fambri，G.Zappini，M.Bianchetti.Finite element analysis of a glass fibre reinforced composite endodonticpost.Biomaterials，23(2002)，2667-2682.”。

步骤90，设置有限元的单元类型、单元大小；这些参数由用户设定，缺省值如下：单元类型是Solid45，牙齿的单元大小为1.0mm，牙周膜的单元大小为0.5mm，颌的单元大小为8.0mm。Ansys中的有限元的单元类型及其适用范围可参考文献“《有限元分析-Ansys理论与应用》，第三版，Saeed Moaveni著，王崧、刘丽娟、董春敏等译，电子工业出版社，2008.”。

步骤100，对上牙周膜的几何模型划分有限元，对上颌上的牙齿的几何模型划分有限元，对上颌的几何模型划分有限元，得到上颌、上颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型；由于上牙周膜、上颌的牙齿、上颌的几何不规则性，采用Ansys支持的自由网格划分方法来划分有限元。

步骤110，对下牙周膜的几何模型划分有限元，对下颌上的牙齿的几何模型划分有限元，对下颌的几何模型划分有限元，得到下颌、下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型；由于下牙周膜、下颌的牙齿、下颌的几何不规则性，采用Ansys支持的自由网格划分方法来划分有限元。

上述步骤100、110无先后顺序，可同时执行，步骤110也可以先执行。

采用如1所示的方法流程，能根据输入的牙颌几何模型自动生成牙颌系统的有限元模型。图2A是牙颌的几何模型，图2B是一颗牙齿及其牙周膜的几何模型，图2C是挖去牙齿与其牙周膜后的上颌的几何模型，图2D是牙颌的有限元模型。图2E是一个拔掉三颗门牙后的牙颌的有限元模型。

如图3所示，是本发明的针对牙颌系统的自动有限元建模系统结构图。结合图1所述，进一步描述本发明的系统，该系统300包括：

扩放系数设置模块31，用于设置上、下颌的牙齿个数与牙齿的几何模型的扩放系数；

模型读取模块32，用于读取上、下颌的几何模型；

模型处理模块33，连接扩放系数设置模块31、模型读取模块32，用于根据上、下颌的牙齿个数、牙齿的几何模型的扩放系数以及上、下颌的几何模型，得到挖出牙齿及其牙周膜后的颌的几何模型；

属性设置模块34，用于设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据，包括弹性模量、泊松比；

有限元参数设置模块35，用于设置有限元的单元类型、单元大小；

有限元划分模块36，连接模型处理模块33、属性设置模块34、有限元参数设置模块35，用于根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对挖出牙齿和牙周膜后的颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型。

进一步地，扩放系数设置模块31又包括：

上颌系数设置模块311，用于设置上颌的牙齿个数与牙齿的几何模型的扩放系数，每个牙齿对应一个牙齿的几何模型，每个牙齿的几何模型对应一个扩放系数；

下颌系数设置模块312，用于设置下颌的牙齿个数与牙齿的几何模型的扩放系数。

进一步地，模型处理模块33又包括：

上颌模型处理模块331，用于根据上颌上的牙齿个数、牙齿的几何模型及其扩放系数，得到上牙周膜的几何模型以及挖出该牙齿及其上牙周膜后的上颌的几何模型；

下颌模型处理模块332，用于根据下颌上的牙齿个数、牙齿的几何模型及其扩放系数，得到下牙周膜的几何模型以及挖出该牙齿及其下牙周膜后的下颌的几何模型。

进一步地，有限元划分模块36又包括：

上颌有限元模块361，用于根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对上颌、上颌上的牙齿及其相应的牙周膜的几何模型分别划分有限元，得到上颌、上颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型；

下颌有限元模块362，用于根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对下颌、下颌上的牙齿及其相应的牙周膜的几何模型分别划分有限元，得到下颌、下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型。

进一步地，上颌模型处理模块331还包括：

上颌牙齿模型扩放模块3311，用于将设定个数的上牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的上牙齿的几何模型；

上薄牙壳模型模块3312，连接上颌牙齿模型扩放模块3311，用于将扩放的上牙齿的几何模型减去原始的上牙齿的几何模型得到一个上薄牙壳的几何模型；

上牙周膜模型模块3313，连接薄牙壳模型模块3312，用于将该上薄牙壳的几何模型与上颌的几何模型求交，得到该上牙齿的上牙周膜的几何模型；

上颌模型挖出模块3314，连接上颌牙齿模型扩放模块3311，用于将上颌的几何模型减去扩放的上牙齿的几何模型以及该上牙齿的上牙周膜的几何模型得到挖去该牙齿及其上牙周膜后的上颌的几何模型。

进一步地，下颌模型处理模块332还包括：

下颌牙齿模型扩放模块3321，用于将设定个数的下牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的下牙齿的几何模型；

下薄牙壳模型模块3322，连接下颌牙齿模型扩放模块3321，用于将扩放的下牙齿的几何模型减去原始的下牙齿的几何模型得到一个下薄牙壳的几何模型；

下牙周膜模型模块3323，连接薄牙壳模型模块3322，用于将该下薄牙壳的几何模型与下颌的几何模型求交，得到该下牙齿的下牙周膜的几何模型；

下颌模型挖出模块3324，连接下颌牙齿模型扩放模块3321，用于将下颌的几何模型减去扩放的下牙齿的几何模型以及该下牙齿的下牙周膜的几何模型得到挖去该牙齿及其下牙周膜后的下颌的几何模型。

本发明所提供的基于Ansys系统的针对牙颌系统的自动有限元建模方法及其系统，能便捷、快速地生成牙颌系统的有限元模型，减轻了医生的工作量，摆脱了现有方法完全依赖手工的缺点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种针对牙颌系统的自动有限元建模方法，其特征在于，包括：

步骤一，设置上下颌上的牙齿个数及上下牙齿的几何模型的扩放系数；

步骤二，根据上下颌上的牙齿个数、上下牙齿的几何模型的扩放系数及上下颌的几何模型，得到挖出一设定个数的牙齿及其牙周膜后的新的上下颌的几何模型；

步骤三，设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据以及有限元的单元类型、单元大小；

步骤四，根据所述材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对所述新的上下颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型；

所述步骤二中，还包括：

将设定个数的上牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的上牙齿的几何模型；

将该扩放的上牙齿的几何模型减去该上牙齿的几何模型得到一上薄牙壳的几何模型；

将该上薄牙壳的几何模型与当前的上颌的几何模型求交，得到该上牙齿的上牙周膜的几何模型；

将当前的上颌的几何模型减去该扩放的上牙齿的几何模型以及该上牙齿的上牙周膜的几何模型得到所述新的上颌的几何模型，并将所述新的上颌的几何模型更新为当前的上颌的几何模型；

所述步骤二中，还包括：

将设定个数的下牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的下牙齿的几何模型；

将该扩放的下牙齿的几何模型减去该下牙齿的几何模型得到一下薄牙壳的几何模型；

将该下薄牙壳的几何模型与当前的下颌的几何模型求交，得到该下牙齿的下牙周膜的几何模型；

将当前的下颌的几何模型减去该扩放的下牙齿的几何模型以及该下牙齿的下牙周膜的几何模型得到所述新的下颌的几何模型，并将所述新的下颌的几何模型更新为当前的下颌的几何模型。

2.根据权利要求1所述的自动有限元建模方法，其特征在于，所述步骤四中，还包括：

对上颌、上颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型，采用自由网格划分方法划分有限元。

3.根据权利要求1所述的自动有限元建模方法，其特征在于，所述步骤四中，还包括：

对下颌、下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型，采用自由网格划分方法划分有限元。

4.一种针对牙颌系统的自动有限元建模系统，其特征在于，包括：

扩放系数设置模块，用于设置上下颌上的牙齿个数及上下牙齿的几何模型的扩放系数；

模型处理模块，连接所述扩放系数设置模块，用于根据上下颌上的牙齿个数、上下牙齿的几何模型的扩放系数及上下颌的几何模型，得到挖出一设定个数的牙齿及其牙周膜后的新的上下颌的几何模型；

属性设置模块，用于设置牙齿、牙周膜、颌的材料属性数据；

有限元参数设置模块，用于设置有限元的单元类型、单元大小；

有限元划分模块，连接所述模型处理模块、所述属性设置模块、所述有限元参数设置模块，用于根据材料属性数据、有限元的单元类型、单元大小，对所述新的上下颌的几何模型、上下颌上的牙齿及其牙周膜的几何模型进行有限元划分，得到上下颌、上下颌上的牙齿及其牙周膜的有限元模型；

所述模型处理模块又包括：

上颌模型处理模块，用于根据上颌上的牙齿个数、上牙齿的几何模型及其扩放系数，得到上牙周膜的几何模型以及挖出该设定个数的上牙齿及其上牙周膜后的上颌的几何模型；

下颌模型处理模块，用于根据下颌上的牙齿个数、下牙齿的几何模型及其扩放系数，得到下牙周膜的几何模型以及挖出该设定个数的下牙齿及其下牙周膜后的下颌的几何模型；

所述上颌模型处理模块还包括：

上颌牙齿模型扩放模块，用于将该上牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的上牙齿的几何模型；

上薄牙壳模型模块，连接所述上颌牙齿模型扩放模块，用于将该扩放的上牙齿的几何模型减去该上牙齿的几何模型得到一上薄牙壳的几何模型；

上牙周膜模型模块，连接所述上薄牙壳模型模块，用于将该上薄牙壳的几何模型与上颌的几何模型求交，得到该上牙齿的上牙周膜的几何模型；

上颌模型挖出模块，连接所述上颌牙齿模型扩放模块，用于将上颌的几何模型减去该扩放的上牙齿的几何模型以及该上牙齿的上牙周膜的几何模型得到挖去该上牙齿及其上牙周膜后的新的上颌的几何模型；

所述下颌模型处理模块还包括：

下颌牙齿模型扩放模块，用于将该下牙齿的几何模型按设定的扩放系数放大，得到扩放的下牙齿的几何模型；

下薄牙壳模型模块，连接所述下颌牙齿模型扩放模块，用于将该扩放的下牙齿的几何模型减去该下牙齿的几何模型得到一下薄牙壳的几何模型；

下牙周膜模型模块，连接所述下薄牙壳模型模块，用于将该下薄牙壳的几何模型与下颌的几何模型求交，得到该下牙齿的下牙周膜的几何模型；

下颌模型挖出模块，连接所述下颌牙齿模型扩放模块，用于将下颌的几何模型减去该扩放的下牙齿的几何模型以及该下牙齿的下牙周膜的几何模型得到挖去该下牙齿及其下牙周膜后的新的下颌的几何模型。

5.根据权利要求4所述的自动有限元建模系统，其特征在于，所述上下牙齿的几何模型的扩放系数皆为1.05。

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