CN117484879A - 一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，其中，该方法包括：获取口腔颌面锥形束影像，建立数字化颌骨模型并进行增材制造，得到实体颌骨模型，印取硅橡胶阴模并灌注混合后的环氧树脂进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型；在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型并进行牙体预备，进而得到固定修复后口腔复合光弹模型；三维有限元建模并进行有限元分析和光弹性应力分析，确定生物力学分析结果。本申请通过有限元整合光弹分析，利用多种数字化技术，选用环氧树脂光弹材料和硅橡胶制造模型，更加符合临床实际。

Description

一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法

技术领域

本申请涉及口腔生物力学技术领域，具体而言，涉及一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法。

背景技术

口腔生物力学是用力学的概念和方法研究口腔医学中相关的问题，多种工程技术可应用于口腔生物力学，主要包括理论力学分析和实验力学分析。其中，理论力学分析例如有限元分析，实验力学分析例如图像关联算法、电阻应变法、光弹性法等，不同方法各有侧重，且互为印证，在口腔医学中应用广泛。

上述有限元法和光弹性法是口腔生物力学分析的常用方法，其中，有限元法可人为设置模型参数，不受客观实验条件的限制，但制备得到的有限元模型在临床中的实际应用效果无法得到保障。而光弹性法虽然能够符合临床实际需求，但利用光弹性法制备模型受制于多方面的客观条件，从而也导致模型制备结果并不理想。基于此，采用上述两种方法都存在弊端，并不能使制备得到的口腔复合模型符合临床实际。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，以解决现有技术中口腔复合模型不符合临床实际的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，所述方法包括：

获取样本用户的口腔颌面锥形束影像，基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，并对所述数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，所述数字化颌骨模型是通过建立带有基牙的数字化颌骨模型，并对所述带有基牙的数字化颌骨模型进行处理得到的；

利用硅橡胶印取所述实体颌骨模型的硅橡胶阴模，向所述硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到所述实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型；

在所述颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将所述基牙的离体牙插入所述颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型；

对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型；

对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析；

对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，并基于所述有限元分析的第一结果和所述光弹性应力分析的第二结果确定所述实体颌骨模型的生物力学分析结果。

作为一种可能的实现方式，所述基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，包括：

将所述口腔颌面锥形束影像转换为预设格式的数字化模型，并根据缺失牙所在区域颌骨的影像数据，建立带有缺失牙的数字化颌骨模型；

基于所述缺失牙的位置信息，将所述基牙的离体牙数字化模型排列到所述带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并扣除所述缺失牙对应的数字化模型，建立所述带有基牙的数字化颌骨模型；

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，扣除所述基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述将所述基牙的离体牙数字化模型排列到所述带有缺失牙的数字化颌骨模型中之前，所述方法还包括：

选取所述基牙的离体牙，并对所述基牙的离体牙进行三维扫描，得到扫描结果；

根据所述扫描结果，分别获取所述基牙的离体牙的参数信息，并基于所述参数信息生成所述基牙的离体牙数字化模型。

作为一种可能的实现方式，所述基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，扣除所述基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型，包括：

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，将所述基牙的离体牙数字化模型牙根表面偏移膨胀预设距离，扣除所述基牙的离体牙数字化模型，形成所述基牙的离体牙对应的牙槽窝，生成带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，对所述数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，包括：

将所述数字化颌骨模型的模型参数输入成型机中，基于所述模型参数信息扫描液态光敏树脂并进行固化，增材制造得到三维颌骨实体模型；

对所述三维颌骨实体模型进行抛光处理，得到所述实体颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述利用硅橡胶印取所述实体颌骨模型的硅橡胶阴模，包括：

利用硅橡胶轻体覆盖所述实体颌骨模型中的牙槽窝，并利用硅橡胶重体覆盖所述实体颌骨模型中除所述牙槽窝以外的结构，以印取所述硅橡胶阴模。

作为一种可能的实现方式，所述向所述硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到所述实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型，包括：

将所述混合后的环氧树脂沿所述硅橡胶阴模的侧壁灌入所述硅橡胶阴模中，并进行预设时间的所述抽压处理，直至所述环氧树脂的材料状态满足预设条件时得到所述口腔复合光弹模型。

作为一种可能的实现方式，所述对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后的口腔复合光弹模型，包括：

按照全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到所述预备体；

利用数字化口扫设备扫描所述预备体，并基于扫描后所述预备体的模型数据进行修复体设计并切削修复体，以及按照全瓷冠粘接方法将所述修复体与所述预备体进行粘接，得到所述固定修复后的口腔复合光弹模型。

作为一种可能的实现方式，所述按照全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到所述预备体，包括：

按照所述全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型的基牙进行以下牙体预备处理：牙合面预备、颊、舌面预备和邻面预备；

对所述基牙各面进行打磨抛光，得到所述预备体。

作为一种可能的实现方式，所述对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，包括：

将所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型、所述修复体数字化模型和所述粘接剂数字化模型导入有限元软件中进行模拟，并设置修复体、不同牙体及牙周组织数字化模型和粘接剂的机械性能参数、接触条件和有限元网格划分，以对所述数字化颌骨模型进行三维有限元建模；

其中，所述不同牙体及牙周组织数字化模型是基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据得到的。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

在预设软件中，按照全瓷冠牙体预备方法对带有基牙的数字化颌骨模型中的基牙进行数字化牙体预备处理，得到所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

基于所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型数据进行修复体设计，获得所述修复体数字化模型。

第二方面，本申请实施例提供了一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置，所述装置包括：

建立模块，用于获取样本用户的口腔颌面锥形束影像，基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，并对所述数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，所述数字化颌骨模型是通过建立带有基牙的数字化颌骨模型，并对所述带有基牙的数字化颌骨模型进行处理得到的；

印取模块，用于利用硅橡胶印取所述实体颌骨模型的硅橡胶阴模，向所述硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到所述实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型；

处理模块，用于在所述颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将所述基牙的离体牙插入所述颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型；

牙体预备模块，用于对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型；

有限元建模模块，用于对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析；

分析模块，用于对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，并基于所述有限元分析的第一结果和所述光弹性应力分析的第二结果确定所述实体颌骨模型的生物力学分析结果。

作为一种可能的实现方式，所述建立模块具体用于：

将所述口腔颌面锥形束影像转换为预设格式的数字化模型，并根据缺失牙所在区域颌骨的影像数据，建立带有缺失牙的数字化颌骨模型；

基于所述缺失牙的位置信息，将所述基牙的离体牙数字化模型排列到所述带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并扣除所述缺失牙对应的数字化模型，建立所述带有基牙的数字化颌骨模型；

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，扣除所述基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述建立模块还用于：

选取所述基牙的离体牙，并对所述基牙的离体牙进行三维扫描，得到扫描结果；

根据所述扫描结果，分别获取所述基牙的离体牙的参数信息，并基于所述参数信息生成所述基牙的离体牙数字化模型。

作为一种可能的实现方式，所述建立模块还用于：

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，将所述基牙的离体牙数字化模型牙根表面偏移膨胀预设距离，扣除所述基牙的离体牙数字化模型，形成所述基牙的离体牙对应的牙槽窝，生成带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述建立模块还用于：

将所述数字化颌骨模型的模型参数输入成型机中，基于所述模型参数信息扫描液态光敏树脂并进行固化，增材制造得到三维颌骨实体模型；

对所述三维颌骨实体模型进行抛光处理，得到所述实体颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述印取模块具体用于：

利用硅橡胶轻体覆盖所述实体颌骨模型中的牙槽窝，并利用硅橡胶重体覆盖所述实体颌骨模型中除所述牙槽窝以外的结构，以印取所述硅橡胶阴模。

作为一种可能的实现方式，所述印取模块具体用于：

将所述混合后的环氧树脂沿所述硅橡胶阴模的侧壁灌入所述硅橡胶阴模中，并进行预设时间的所述抽压处理，直至所述环氧树脂的材料状态满足预设条件时得到所述口腔复合光弹模型。

作为一种可能的实现方式，所述牙体预备模块具体用于：

按照全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到所述预备体；

利用数字化口扫设备扫描所述预备体，并基于扫描后所述预备体的模型数据进行修复体设计并切削修复体，以及按照全瓷冠粘接方法将所述修复体与所述预备体进行粘接，得到所述固定修复后的口腔复合光弹模型。

作为一种可能的实现方式，所述牙体预备模块具体用于：

按照所述全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型的基牙进行以下牙体预备处理：牙合面预备、颊、舌面预备和邻面预备；

对所述基牙各面进行打磨抛光，得到所述预备体。

作为一种可能的实现方式，所述有限元建模模块具体用于：

将所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型、所述修复体数字化模型和所述粘接剂数字化模型导入有限元软件中进行模拟，并设置修复体、不同牙体及牙周组织数字化模型和粘接剂的机械性能参数、接触条件和有限元网格划分，以对所述数字化颌骨模型进行三维有限元建模；

其中，所述不同牙体及牙周组织数字化模型是基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据得到的。

作为一种可能的实现方式，所述有限元建模模块还用于：

在预设软件中，按照全瓷冠牙体预备方法对带有基牙的数字化颌骨模型中的基牙进行数字化牙体预备处理，得到所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

作为一种可能的实现方式，所述有限元建模模块还用于：

基于所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型数据进行修复体设计，获得所述修复体数字化模型。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，在电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如上述第一方面任一项所述的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一项所述的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的步骤。

根据本申请实施例的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，通过有限元整合光弹分析，综合利用多种数字化技术更好的复制牙体、修复体和牙周组织结构，建立更精准、更符合临床实际的数字化颌骨模型，并对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型。在此基础上，利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，并向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型。由于环氧树脂光弹性材料固化简单、透光度好、初始应力小且加工性能好，弹性模量与松质骨接近，所以所建立的颌骨光弹模型更符合人体学实际情况。然后在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型，进而对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，以及对带有基牙的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析，以基于有限元分析的第一结果和光弹性应力分析的第二结果确定实体颌骨模型的生物力学分析结果。其中，由于制备颌骨光弹模型中所使用的环氧树脂光弹性材料初始应力小，利用硅橡胶模拟牙周膜等结构，并使用新鲜的离体牙，使得应力传导更符合临床实际，进而使得制备得到的实体颌骨模型更符合临床实际。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种数字化颌骨模型的建立方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种的带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型的示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种离体牙的示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种实体颌骨模型的制造方法的流程示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种硅橡胶阴模的灌注示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种牙体预备方法的流程示意图；

图8示出了本申请实施例提供的一种固定修复后的口腔复合光弹模型的示意图；

图9示出了本申请实施例提供的一种三单位固定桥设计的结构示意图；

图10示出了本申请实施例提供的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置的结构示意图；

图11示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使得本领域技术人员能够使用本申请内容，结合特定应用场景“上颌骨-牙体-修复体模型”，给出以下实施方式。对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。虽然本申请主要围绕一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法进行描述，但是应该理解，这仅是一个示例性实施例。

需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。

在现有两类口腔生物力学分析方法中，第一类光弹性法中光弹性材料是制作光弹模型的材料，具有较灵敏的应力双折射效应，较小的初始应力和良好的加工性能，且固化后弹性模量尽可能接近所需模拟的组织。但现有制备颌骨修复体牙模所利用的环氧树脂透光性较差且弹性模量不确定，环氧树脂固化工艺也较为复杂繁琐。因此，虽然光弹性法更符合临床实际，但模型制备受多方面客观条件限制。

第二类有限元法属于计算机数值分析方法，通过构建有限元模型，指定材料属性、载荷和边界条件，来分析任何给定几何结构中的应力和应变，但分析结论是否符合临床实际仍有待商榷。

图1示出了本申请实施例提供的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的流程示意图。参照图1所示，该方法具体包括如下步骤：

S101、获取样本用户的口腔颌面锥形束影像，基于口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，并对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型。

可选的，口腔颌面锥形束影像(Cone beam CT，CBCT)是利用锥形束投照计算机重组断层影像设备，围绕投照体做多次环形数字式投照后所获得的数据在计算机中重组后进而获得的三维图像，所以对应的影像数据为三维数据。

示例性的，口腔颌面锥形束影像可以选择获取一例无颌骨畸形、创伤及骨折等疾病的24岁女性的完整CBCT影像，此处样本用户的筛选标准不做具体限定，只要样本用户的身体状态为健康即可。以此，将影像数据导入逆向工程软件，例如Geomagic Studio软件中，以使逆向工程软件根据三维的影像数据生成数字化颌骨模型。其中，数字化颌骨模型是通过建立带有基牙的数字化颌骨模型，并对带有基牙的数字化颌骨模型进行处理得到的。在此基础上，对数字化颌骨模型进行增材制造，也即3D打印，得到上述实体颌骨模型。

S102、利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型。

可选的，在利用硅橡胶进行印模时，实体颌骨模型中牙槽窝与牙槽嵴等其他部分会利用不同流动性的硅橡胶进行取模，以提高硅橡胶印模精度，得到与实体更为精准的硅橡胶阴模。在向硅橡胶阴模中灌注环氧树脂的过程中，需要注意环氧树脂的灌入方式，并且由于环氧树脂可以根据实际需求进行配比，所以一般情况下向硅橡胶阴模中灌入的环氧树脂也是混合之后的。然后对灌入混合后的环氧树脂的硅橡胶印模进行抽压处理，在预设时间后进行脱模，常温常压静置后即可得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型。

S103、在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型。

可选的，预设厚度一般为0.2mm。基牙例如为第二前磨牙和第二磨牙，选取新鲜的第二前磨牙和第二磨牙，并将第二前磨牙和第二磨牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，形成带有第二前磨牙和第二磨牙离体牙的环氧树脂光弹模型，并继续在常温常压下静置一段时间，一般为一周左右，等待环氧树脂材料完全固化，即得到上述带有离体牙的环氧树脂光弹模型。

S104、对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型。

可选的，牙体预备泛指为恢复、改善或重建缺损、缺失牙的解剖外形及生理功能，通过牙科器械对患者或缺失牙相邻牙牙体进行去龋及外形修整以满足修复体的固位、支持、外形、美观及功能需求的技术操作。在进行牙体预备前，需要对第二前磨牙和第二磨牙各部分的预备量和边界有明确的概念，以在对带有第二前磨牙和第二磨牙离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，以及三维扫描、修复体设计、切削和粘接后，能够得到更符合临床实际的固定修复后口腔复合光弹模型。

示例性的，利用制图软件(Computer Aided Drafting，CAD)和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)设计并切削固定桥，固定桥修复是修复牙列缺损的一种形式，通常由固位体、桥体和连接体三部分组成。其中，固位体连接基牙与桥体，指为使固定桥获得固位而粘固在基牙牙冠或牙根上的物体，桥体即修复缺隙的人工牙，其一端或两端与固位体连接。连接体是固位体与桥体之间的连接部分，分为固定连接体和可动连接体。

S105、对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析。

可选的，将带有基牙预备体的数字化颌骨模型导入有限元软件ANSYS Workbench18.2.2中，并设计修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模。示例性的，设置接触条件，例如假设骨-骨和骨-牙界面完全结合以模拟生理环境，并且其他接触表面也结合，边界固定沿骨的所有轴线设置。在有限元建模后，对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析，输出固定修复后口腔复合光弹模型不同部位的应力分布情况。

S106、对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，并基于有限元分析的第一结果和光弹性应力分析的第二结果确定实体颌骨模型的生物力学分析结果。

可选的，在三维有限元建模后，对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析，得到第一结果，以及对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，得到第二结果。其中，第一结果和第二结果输出的是采用不同方式所得到的固定修复后口腔复合光弹模型不同部位的应力分布情况，以结合两种方法确定所制备的实体颌骨模型的生物力学分析结果。基于此，通过有限元分析整合光弹性分析，两种方法互为印证确定实体颌骨模型的生物力学分析结果，从而也证明了本申请实施例生成的实体颌骨模型更加符合临床实际。

由此，根据本申请实施例的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，通过有限元整合光弹分析，综合利用多种数字化技术更好的复制牙体、修复体和牙周组织结构，建立更精准、更符合临床实际的数字化颌骨模型，并对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型。在此基础上，利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，并向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型。由于环氧树脂光弹性材料固化简单、透光度好、初始应力小且加工性能好，弹性模量与松质骨接近，所以所建立的颌骨光弹模型更符合人体学实际情况。然后在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型，进而对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，以及对带有基牙的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析，以基于有限元分析的第一结果和光弹性应力分析的第二结果确定实体颌骨模型的生物力学分析结果。其中，由于制备颌骨光弹模型中所使用的环氧树脂光弹性材料初始应力小，利用硅橡胶模拟牙周膜等结构，并使用新鲜的离体牙，使得应力传导更符合临床实际，进而使得制备得到的实体颌骨模型更符合临床实际。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，上述步骤S101中基于口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，具体包括如下步骤：

S201、将口腔颌面锥形束影像转换为预设格式的数字化模型，并根据缺失牙所在区域颌骨的影像数据，建立带有缺失牙的数字化颌骨模型。

示例性的，预设格式为医学数字成像和通信(Digital Imaging andCommunications in Medicine，DICOM)，是用于数字化医学影像传送、显示与存储的标准。获取口腔颌面锥形束影像并将其转换为DICOM格式的颌骨图像，然后将DICOM格式的颌骨图像导入医学图像处理软件中，例如Mimics软件，截取并建立第二前磨牙至第二磨牙区域的数字化模型。缺失牙位于两端基牙之间，两端基牙为第二前磨牙和第二磨牙，缺失牙为第一磨牙。

示例性的，影像数据的格式STL格式，将STL格式的影像数据存储在STL格式文档中，并将STL格式文档导入Geomagic Studio软件中，利用Geomagic Studio软件基于STL格式文档中的影像数据进行建模，形成带有缺失牙的数字化颌骨模型。具体地，对影像数据进行布尔运算，抠除第二前磨牙和第二磨牙对应的牙数字化图像，进而对抠除第二前磨牙和第二磨牙对应的牙数字化图像后的颌骨三维模型进行调整。例如，利用布尔运算进行两端基牙间的影像数据的加减运算，以及合并实体或切割实体，将两端基牙所在区域对应的牙数字化图像抠除，抠除后对截取的第二前磨牙至第二磨牙区域的三维模型进行平滑、光顺，得到上述带有缺失牙的数字化颌骨模型。

S202、基于缺失牙的位置信息，将基牙的离体牙数字化模型排列到带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并扣除缺失牙对应的数字化模型，建立带有基牙的数字化颌骨模型。

示例性的，离体牙数字化模型为预先对第二前磨牙和第二磨牙的离体牙进行扫描、重建得到的。参照缺失牙的位置信息，通过电子设备将第二前磨牙和第二磨牙对应的离体牙数字化模型按照常规的口腔解剖生理学原则排列到带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并且通过电子设备执行抠除缺失牙即第一磨牙的数字化模型，即对数字化模型的牙数字化图像进行处理，形成第一磨牙缺失，余留第二前磨牙和第二磨牙的颌骨牙体数字化模型，即建立了带有基牙的数字化颌骨模型。

S203、基于带有基牙的数字化颌骨模型，扣除基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型。

示例性的，基于带有基牙的数字化颌骨模型，将基牙的离体牙数字化模型牙根表面偏移膨胀预设距离，扣除基牙的离体牙数字化模型，形成基牙的离体牙对应的牙槽窝，生成带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型。具体地，如图3所示，在得到带有基牙的数字化颌骨模型后，通过上述电子设备执行抠除两端基牙的牙数字化图像的处理，形成带有第二前磨牙和第二磨牙的牙槽窝。然后再利用医学影像软件materialise将牙槽窝向外偏移膨胀预设距离，例如0.2mm，以余留牙周膜位置，进而形成带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型。

基于此，利用数字化软件对口腔颌面锥形束影像进行数字化技术处理，可更好的复制上颌窦底、牙槽嵴顶等结构，使得所制备的带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型与临床中的实际情况的差别尽可能的减小。

作为一种可能的实现方式，在上述步骤S202将基牙的离体牙数字化模型排列到带有缺失牙的数字化颌骨模型中之前，该方法还包括：

选取基牙的离体牙，并对基牙的离体牙进行三维扫描，得到扫描结果；

根据扫描结果，分别获取基牙的离体牙的参数信息，并基于参数信息生成基牙的离体牙数字化模型。

示例性的，如图4所示，选取近期拔除完整的新鲜的第二前磨牙和第二磨牙的离体牙，并利用数字化口扫设备(TRIO3 basic,3D shape)扫描第二前磨牙和第二磨牙的离体牙，将离体牙扫描数据整合保存到STL格式文件中。根据STL格式文件中存储的第二前磨牙和第二磨牙离体牙的参数信息，备牙后利用数字化口扫设备进行取模，以参数信息为精确的咬合记录达到高匹配的咬合。

基于此，相比传统的扫描方式，数字化扫描速度更快且微创，数字化印模与传统印模相比也更为准确，从而也确保了离体牙数字化模型的精准性。

作为一种可能的实现方式，如图5所示，上述步骤S101中对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，包括：

S501、将数字化颌骨模型的模型参数输入成型机中，基于模型参数信息扫描液态光敏树脂并进行固化，增材制造得到三维颌骨实体模型。

示例性的，由于口腔颌面锥形束影像是基于分层扫描的方式获取的，所以数字化颌骨模型的模型参数信息即指口腔颌面锥形束影像中第二前磨牙和第二磨牙对应的分层扫描数据。然后将模型参数信息以Stl格式保存，输入SLA快速成型机中，通过计算机控制紫外线激光束，根据分层扫描数据连续扫描液态光敏树脂表面，逐层固化光敏树脂，3D打印制得三维颌骨实体模型。

S502、对三维颌骨实体模型进行抛光处理，得到实体颌骨模型。

示例性的，3D打印加工完成后，对三维颌骨实体模型进行清洗、抛光等处理，即可得到带有第二前磨牙和第二磨牙牙槽窝的实体颌骨模型。

基于此，利用数字化技术通过建模以及3D打印获得实体颌骨模型，相比传统的模型制备方法，更贴合临床中的实际应用情况。

作为一种可能的实现方式，上述步骤S102中利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，包括：

利用硅橡胶轻体覆盖实体颌骨模型中的牙槽窝，并利用硅橡胶重体覆盖实体颌骨模型中除牙槽窝以外的结构，以印取硅橡胶阴模。

示例性的，硅橡胶轻体和硅橡胶重体对应的硅橡胶流动性不同，为了提高硅橡胶阴模的印模精度，选用硅橡胶轻体覆盖实体颌骨模型中牙槽窝的细微结构，由于硅橡胶轻体的流动性较好，所以牙槽窝的细微结构能够很好的被覆盖。然后选用硅橡胶重体覆盖牙槽嵴和实体颌骨模型的其他部分，从而翻制出带有第二前磨牙和第二磨牙牙槽窝的实体颌骨模型的硅橡胶阴模待用。

基于此，采用不同流动性的硅橡胶轻体和硅橡胶重体分别覆盖实体颌骨模型中的各个结构，利用硅橡胶轻体和硅橡胶重体的流动性，更为精准的覆盖实体颌骨模型的每个细微结构，从而使得到的硅橡胶阴模更为准确的反映实体颌骨模型的具体结构。

作为一种可能的实现方式，上述步骤S102中向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型，包括：将混合后的环氧树脂沿硅橡胶阴模的侧壁灌入硅橡胶阴模中，并进行预设时间的抽压处理，直至环氧树脂的材料状态满足预设条件时得到口腔复合光弹模型。

示例性的，如图6所示的硅橡胶阴模灌注示意图，将环氧树脂胶JN-L按质量比4:1混合并充分搅拌五分钟以上，将混合好的环氧树脂贴壁缓慢灌入硅橡胶阴模中，然后将硅橡胶阴模放入真空干燥箱中进行预设时间的抽压处理，抽至负压1-2分钟，直至环氧树脂的材料状态满足预设条件，其中，预设条件例如为观察到环氧树脂液体内气泡上升并排尽，然后进行脱模，取出模型后常温常压静置二十小时后待环氧树脂材料初凝，得到上述颌骨光弹模型。

基于此，按照质量比配置好合适的环氧树脂，并将其灌入硅橡胶阴模中，在经过抽压处理及环氧树脂材料初凝后即可得到上颌骨光弹模型。其中，本申请所用的环氧树脂光弹材料所测得的弹性模量为672MPa，与松质骨接近，更符合人体实际情况。

作为一种可能的实现方式，如图7所示，上述步骤S104对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型，包括：

S701、按照全瓷冠牙体预备方法对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到预备体。

示例性的，按照全瓷冠牙体预备方法对带有离体牙的环氧树脂光弹模型的基牙进行以下牙体预备处理：牙合面预备、颊、舌面预备和邻面预备；对基牙各面进行打磨抛光，得到预备体。

其中，牙合面预备是指先在牙合面预备深度指示沟，再磨除牙体组织，使之与原牙合面的形态相仿。颊、舌面预备是指在颊侧和舌侧预备深度指示沟，并按照牙体形态均匀磨除牙体组织。邻面预备是指打开邻面，预备约1-1.5mm的间隙。

示例性的，在对第二前磨牙和第二磨牙进行牙合面预备、颊、舌面预备、邻面预备牙体预备处理后，针对第二前磨牙和第二磨牙的牙齿各面进行精修打磨，形成比较光滑的牙基，进而得到上述预备体。

基于此，通过牙合面预备、颊、舌面预备、邻面预备实现对第二前磨牙和第二磨牙的牙体预备处理，以对基牙各面进行打磨抛光得到预备体。

S702、利用数字化口扫设备扫描预备体，并基于扫描后预备体的模型数据进行修复体设计并切削修复体，以及按照全瓷冠粘接方法将修复体与预备体进行粘接，得到固定修复后的口腔复合光弹模型。

示例性的，利用exocad和逆向工程软件Geomagic Studio设计三维的三单位固定桥，并在模型设计软件Solidworks中建造0.03mm的粘接层，以按照全瓷冠粘接方法将三单位固定桥和两端基牙进行粘接，得到固定修复后的口腔复合光弹模型。如图8所示，最终得到的固定修复后的口腔复合光弹模型包括三单位固定桥、离体牙和上颌骨结构。其中，三单位固定桥为CAD/CAM设计并制造的固定桥，离体牙包括第二前磨牙和第二磨牙、且牙根覆盖由硅橡胶轻体以模拟牙周膜，上颌骨结构也是利用固化的环氧树脂模拟的。

基于此，结合临床的CBCT影像，综合利用数字化口扫设备、数字化建模、3D打印等多种数字化技术，将得到的固定修复后的口腔复合光弹模型与临床实际情况中的差距降到最小，且利用数字化建模预留0.2mm牙周膜，并使用硅橡胶轻体模拟牙周膜结构，使得应力传导更符合临床实际。

作为一种可能的实现方式，上述步骤S105对带有基牙的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，包括：

将带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型导入有限元软件中进行模拟，并设置修复体、不同牙体及牙周组织数字化模型和粘接剂的机械性能参数、接触条件和有限元网格划分，以对数字化颌骨模型进行三维有限元建模。其中，不同牙体及牙周组织数字化模型是基于口腔颌面锥形束影像的影像数据得到的。

可选的，有限元建模时的基牙数据为样本用户CBCT来源的基牙数据，为了确保有限元法与光弹性法输出结果的一致性，体外光弹模型中离体牙的牙体预备和修复体设计与有限元建模中修复体数字化模型的设计尽量相同。

示例性的，在预设软件中，按照全瓷冠牙体预备方法对带有基牙的数字化颌骨模型中的基牙进行数字化牙体预备处理，得到带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

同样的，带有基牙预备体的数字化颌骨模型也是利用一例无颌骨畸形、创伤及骨折等疾病的24岁女性的完整CBCT影像，将CBCT影像另存为DICOM格式并导入模型设计软件Solidworks中进行建模，通过数字化建模分别模拟内部松质骨和外层皮质骨两部分结构，并按照临床常规全瓷冠牙体预备方法进行两端基牙的数字化备牙，得到带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

示例性的，如图9所示，基于带有基牙预备体的数字化颌骨模型数据进行修复体设计，获得修复体数字化模型。此处与对带有离体牙的环氧树脂光弹模型设计修复体方法相同，同样利用exocad和逆向工程软件Geoma gic Studio设计三维的三单位固定桥，并在模型设计软件Solidworks中建造粘接层。其中，基于备牙后的预备体和三单位固定桥形态设计粘接剂数字化模型，接剂层厚0.03mm。

此外，关于接触条件，假设骨-骨和骨-牙界面完全结合以模拟生理环境，并且其他接触表面也结合。需要说明的是，若要测取代则应设置联系以及设定摩擦系数。关于网格划分，网格单元总数为2658005至2759915，节点数量足以保证有限元建模的准确性。

基于此，基于CBCT数据建立数字化模型并进行数字化备牙、数字化修复体模型设计和粘接剂数字化模型设计，以及基于CBCT数据建立不同牙体及牙周组织数字化模型，并合并构成有限元模型，同时进行机械性能参数设置以及网格划分。以此通过体外光弹性应力分析和数字化三维有限元模型的有机结合，光弹性模型与有限元模型之间相互印证，互为补充，便于制备符合临床实际的颌骨修复体牙模。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法对应的有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法相似，因此有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

参照图10所示，为本申请实施例提供的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置的结构示意图，所述有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置1000包括：建立模块1001、印取模块1002、处理模块1003、牙体预备模块1004、有限元建模模块1005、分析模块1006，其中：

建立模块1001，用于获取样本用户的口腔颌面锥形束影像，基于口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，并对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，数字化颌骨模型是通过建立带有基牙的数字化颌骨模型，并对带有基牙的数字化颌骨模型进行处理得到的；

印取模块1002，用于利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型；

处理模块1003，用于在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型；

牙体预备模块1004，用于对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型；

有限元建模模块1005，用于对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析；

分析模块1006，用于对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，并基于有限元分析的第一结果和光弹性应力分析的第二结果确定实体颌骨模型的生物力学分析结果。

由此，根据本申请实施例的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备装置，通过有限元整合光弹分析，综合利用多种数字化技术更好的复制牙体、修复体和牙周组织结构，建立更精准、更符合临床实际的数字化颌骨模型，并对数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型。在此基础上，利用硅橡胶印取实体颌骨模型的硅橡胶阴模，并向硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂进行抽压处理，得到实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型。由于环氧树脂光弹性材料固化简单、透光度好、初始应力小且加工性能好，弹性模量与松质骨接近，所以所建立的颌骨光弹模型更符合人体学实际情况。然后在颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将基牙的离体牙插入颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型，进而对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，以及对带有基牙的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析，以基于有限元分析的第一结果和光弹性应力分析的第二结果确定实体颌骨模型的生物力学分析结果。其中，由于制备颌骨光弹模型中所使用的环氧树脂光弹性材料初始应力小，利用硅橡胶模拟牙周膜等结构，并使用新鲜的离体牙，使得应力传导更符合临床实际，进而使得制备得到的实体颌骨模型更符合临床实际。

一种可能的实施方式中，上述建立模块1001具体用于：

将口腔颌面锥形束影像转换为预设格式的数字化模型，并根据缺失牙所在区域颌骨的影像数据，建立带有缺失牙的数字化颌骨模型；

基于缺失牙的位置信息，将基牙的离体牙数字化模型排列到带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并扣除缺失牙对应的数字化模型，建立带有基牙的数字化颌骨模型；

基于带有基牙的数字化颌骨模型，扣除基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型。

一种可能的实施方式中，上述建立模块1001还用于：

选取基牙的离体牙，并对基牙的离体牙进行三维扫描，得到扫描结果；

根据扫描结果，分别获取基牙的离体牙的参数信息，并基于参数信息生成基牙的离体牙数字化模型。

一种可能的实施方式中，上述建立模块1001还用于：

基于带有基牙的数字化颌骨模型，将基牙的离体牙数字化模型牙根表面偏移膨胀预设距离，扣除基牙的离体牙数字化模型，形成基牙的离体牙对应的牙槽窝，生成带有基牙牙槽窝的数字化颌骨模型。

一种可能的实施方式中，上述建立模块1001还用于：

将数字化颌骨模型的模型参数输入成型机中，基于模型参数信息扫描液态光敏树脂并进行固化，增材制造得到三维颌骨实体模型；

对三维颌骨实体模型进行抛光处理，得到实体颌骨模型。

一种可能的实施方式中，上述印取模块1002具体用于：

利用硅橡胶轻体覆盖实体颌骨模型中的牙槽窝，并利用硅橡胶重体覆盖实体颌骨模型中除牙槽窝以外的结构，以印取硅橡胶阴模。

一种可能的实施方式中，上述印取模块1002具体用于：

将混合后的环氧树脂沿硅橡胶阴模的侧壁灌入硅橡胶阴模中，并进行预设时间的抽压处理，直至环氧树脂的材料状态满足预设条件时得到口腔复合光弹模型。

一种可能的实施方式中，上述牙体预备模块1004具体用于：

按照全瓷冠牙体预备方法对带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到预备体；

利用数字化口扫设备扫描预备体，并基于扫描后预备体的模型数据进行修复体设计并切削修复体，以及按照全瓷冠粘接方法将修复体与预备体进行粘接，得到固定修复后的口腔复合光弹模型。

一种可能的实施方式中，上述牙体预备模块1004具体用于：

按照全瓷冠牙体预备方法对带有离体牙的环氧树脂光弹模型的基牙进行以下牙体预备处理：牙合面预备、颊、舌面预备和邻面预备；

对基牙各面进行打磨抛光，得到预备体。

一种可能的实施方式中，上述有限元建模模块1005具体用于：

将带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型导入有限元软件中进行模拟，并设置修复体、不同牙体及牙周组织数字化模型和粘接剂的机械性能参数、接触条件和有限元网格划分，以对数字化颌骨模型进行三维有限元建模；

其中，不同牙体及牙周组织数字化模型是基于口腔颌面锥形束影像的影像数据得到的。

一种可能的实施方式中，上述有限元建模模块1005还用于：

在预设软件中，按照全瓷冠牙体预备方法对带有基牙的数字化颌骨模型中的基牙进行数字化牙体预备处理，得到带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

一种可能的实施方式中，上述有限元建模模块1005还用于：

基于带有基牙预备体的数字化颌骨模型数据进行修复体设计，获得修复体数字化模型。

关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。

本申请实施例还提供了一种电子设备1100，如图11所示，为本申请实施例提供的电子设备1100结构示意图，包括：处理器1101、存储器1102，可选的，还可以包括总线1103。所述存储器1102存储有所述处理器1101可执行的机器可读指令，当电子设备1100运行时，所述处理器1101与所述存储器1102之间通过总线1103通信，所述机器可读指令被所述处理器1101执行时执行如上任一项所述的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上任一项所述的一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种有限元整合光弹分析的口腔复合模型的制备方法，其特征在于，包括：

获取样本用户的口腔颌面锥形束影像，基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，并对所述数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，所述数字化颌骨模型是通过建立带有基牙的数字化颌骨模型，并对所述带有基牙的数字化颌骨模型进行处理得到的；

利用硅橡胶印取所述实体颌骨模型的硅橡胶阴模，向所述硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到所述实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型；

在所述颌骨光弹模型的牙槽窝内覆盖预设厚度的硅橡胶模拟牙周膜，并将所述基牙的离体牙插入所述颌骨光弹模型的牙槽窝中，得到带有离体牙的环氧树脂光弹模型；

对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后口腔复合光弹模型；

对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，并对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行有限元分析；

对所述固定修复后口腔复合光弹模型进行光弹性应力分析，并基于所述有限元分析的第一结果和所述光弹性应力分析的第二结果确定所述实体颌骨模型的生物力学分析结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据建立数字化颌骨模型，包括：

将所述口腔颌面锥形束影像转换为预设格式的数字化模型，并根据缺失牙所在区域颌骨的影像数据，建立带有缺失牙的数字化颌骨模型；

基于所述缺失牙的位置信息，将所述基牙的离体牙数字化模型排列到所述带有缺失牙的数字化颌骨模型中，并扣除所述缺失牙对应的数字化模型，建立所述带有基牙的数字化颌骨模型；

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，扣除所述基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述基牙的离体牙数字化模型排列到所述带有缺失牙的数字化颌骨模型中之前，所述方法还包括：

选取所述基牙的离体牙，并对所述基牙的离体牙进行三维扫描，得到扫描结果；

根据所述扫描结果，分别获取所述基牙的离体牙的参数信息，并基于所述参数信息生成所述基牙的离体牙数字化模型。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，扣除所述基牙的牙体部分，建立带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型，包括：

基于所述带有基牙的数字化颌骨模型，将所述基牙的离体牙数字化模型牙根表面偏移膨胀预设距离，扣除所述基牙的离体牙数字化模型，形成所述基牙的离体牙对应的牙槽窝，生成带有基牙牙槽窝的所述数字化颌骨模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述数字化颌骨模型进行增材制造，得到实体颌骨模型，包括：

将所述数字化颌骨模型的模型参数输入成型机中，基于所述模型参数信息扫描液态光敏树脂并进行固化，增材制造得到三维颌骨实体模型；

对所述三维颌骨实体模型进行抛光处理，得到所述实体颌骨模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用硅橡胶印取所述实体颌骨模型的硅橡胶阴模，包括：

利用硅橡胶轻体覆盖所述实体颌骨模型中的牙槽窝，并利用硅橡胶重体覆盖所述实体颌骨模型中除所述牙槽窝以外的结构，以印取所述硅橡胶阴模。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述硅橡胶阴模中灌注混合后的环氧树脂并进行抽压处理，得到所述实体颌骨模型对应的颌骨光弹模型，包括：

将所述混合后的环氧树脂沿所述硅橡胶阴模的侧壁灌入所述硅橡胶阴模中，并进行预设时间的所述抽压处理，直至所述环氧树脂的材料状态满足预设条件时得到所述口腔复合光弹模型。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，并对预备体进行三维扫描、修复体设计、切削和粘接，得到固定修复后的口腔复合光弹模型，包括：

按照全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到所述预备体；

利用数字化口扫设备扫描所述预备体，并基于扫描后所述预备体的模型数据进行修复体设计并切削修复体，以及按照全瓷冠粘接方法将所述修复体与所述预备体进行粘接，得到所述固定修复后的口腔复合光弹模型。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按照全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型进行牙体预备，得到所述预备体，包括：

按照所述全瓷冠牙体预备方法对所述带有离体牙的环氧树脂光弹模型的基牙进行以下牙体预备处理：牙合面预备、颊、舌面预备和邻面预备；

对所述基牙各面进行打磨抛光，得到所述预备体。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对带有基牙预备体的数字化颌骨模型、修复体数字化模型和粘接剂数字化模型进行三维有限元建模，包括：

将所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型、所述修复体数字化模型和所述粘接剂数字化模型导入有限元软件中进行模拟，并设置修复体、不同牙体及牙周组织数字化模型和粘接剂的机械性能参数、接触条件和有限元网格划分，以对所述数字化颌骨模型进行三维有限元建模；

其中，所述不同牙体及牙周组织数字化模型是基于所述口腔颌面锥形束影像的影像数据得到的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在预设软件中，按照全瓷冠牙体预备方法对带有基牙的数字化颌骨模型中的基牙进行数字化牙体预备处理，得到所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述带有基牙预备体的数字化颌骨模型数据进行修复体设计，获得所述修复体数字化模型。