一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法
专利汇可以提供一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，涉及计算机辅助外科设计领域，包括如下步骤：1)导入三维模型数据，在三维模型上通过 鼠标 拖动选点，用于构造导板的轮廓线；2）计算选点所构成的轮廓线的隐函数；3）使用轮廓线隐函数在三维模型上进行裁剪，得到相应形状的导板表面模型；4）增厚裁剪得到导板表面模型，得到相应的导板模型。本发明详细 流程图 如图1所示，基于本发明提供的技术可以对不同病患提供个性化的修复方案。，下面是一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法专利的具体信息内容。
1.本发明公开了一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，涉及计算机辅助外科设计领域，包括如下步骤：
1）在三维模型上通过鼠标拖动选点，用于构造导板的轮廓线；
2）计算选点所构成的轮廓线的隐函数；
3）使用轮廓线隐函数在三维模型上进行裁剪，得到相应形状的导板表面模型；
4）增厚裁剪得到导板表面模型，得到相应的导板模型。
2.根据权利要求1 所述的一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，其特在于，所述步骤1）中，轮廓线的选点并非只选择已经存在于模型表面的点，还可以放置新生成的点到模型上，新生成点的三维坐标位置由屏幕的二维坐标位置投影确定，所有选点均被保存到选点列表中。
3.根据权利要求1 所述的一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，其特在于，所述步骤2）中，使用隐函数来表示导板的轮廓线：
隐函数是三维空间中定义的实值函数，其数学表达式形式为：
（1）
其中c表示任意常量；曲线是计算机辅助设计领域常用的设计元素，轮廓线曲线的隐函数计算采用了插值的方法；插值是利用函数在某区间中已知的若干点的函数值，求解出适当的特定函数，即隐函数；本发明采用三次多项式插值计算轮廓线对应的隐函数。
4.根据权利要求1 所述的一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，其特在于，所述步骤3）使用两种方式进行裁剪，第一种是把步骤2）计算的轮廓线隐函数输入待裁剪模型进行裁剪，第二种是将待裁剪模型与三维轮廓线模型进行布尔操作实现裁剪；待裁剪模型经过裁剪之后分为两个部分，其中一部分即为所需的结果，即要设计的导板表面模型。
5.根据权利要求1 所述的一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法，其特在于，所述步骤4）包含如下步骤：
4.1）计算导板表面模型中点的法向量，三维模型中顶点的法向量通常定义为公用该点的所有邻接面法向量的平均值，本发明利用同样的方式计算出导板模型中各点的法向量，然后取各点法向量的均值，作为增厚的向量；
4.2）对于表面模型各点，基于4.1）计算的向量，及设定的厚度值，计算增厚表面模型的点；
4.3）连接导板表面模型与增厚模型生成完整的三维导板模型。
一种基于隐函数的颅颌面部导板设计方法
技术领域
背景技术
发明内容
1）在三维模型上通过鼠标拖动选点，用于构造导板的轮廓线；
轮廓线的选点并非只选择已经存在于模型表面的点，还可以放置新生成的点到模型上，新生成点的三维坐标位置由屏幕的二维坐标位置投影确定；所有选点均被保存到选点列表中。
（1）
其中c表示任意常量。隐函数的使用需要满足两个先决条件：（1）能够计算函数的值。
（2）能够计算在给定点的梯度。隐函数将三维空间区域划分为三个区域：表面区域（F(x,y,z)=c），外部区域（F(x,y,z)>c）以及内部区域（F(x,y,z)
4.2）对于表面模型各点，基于4.1）计算的向量N(u,v,w)及设定的厚度值h，计算增厚表面模型的点；通常厚度值h设为2mm。对每一个点p(x,y,z)，增厚点p' (x',y',z')计算公式如下：
(2)
4.3）连接导板表面模型与增厚模型生成完整的三维导板模型。
图2轮廓线选点及曲线插值
图3轮廓线以及获取的三维轮廓线模型图
图4裁剪模型
图5增厚裁剪模型得到导板模型
图6一个病例完整的导板制作过程图。
具体实施方式
如图2所示，可以通过鼠标左键在导入的三维模型上选择不同的点来设计轮廓线，选择完成点击鼠标右键，退出表示选点完成，并保存选点到列表中。此外还可以通过鼠标拖动任意一个点来改变轮廓线的形状。
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