答辩博士：田素坤
指导老师：程筱胜教授/博导
论文题目：口腔义齿修复体智能化设计关键技术研究及应用
答辩委员会：
主席：汤文成 教授/博导 东南大学
委员：俞 青主任医师 南京大学医学院
洪荣晶教授/博导 南京工业大学
郭 策教授/博导 南京航空航天大学
戴 宁教授/博导 南京航空航天大学
秘书：闫崇京 讲师/硕导 南京航空航天大学
答辩时间：2020年12月13日09：00
答辩地点：南京航空航天大学明故宫校区15号楼425会议室
学位论文简介：
随着计算机技术的进步和人们物质生活水平的提高，口腔修复诊疗过程中患者的个性化需求越来越多，以至于现有的数字化修复技术在设计质量和效率上无法满足患者的要求。因此，口腔修复体智能化设计技术的应用就显得更加迫切。本文依托口腔临床诊疗专家案例数据库，综合运用多学科交叉的理论与方法，开展医疗大数据驱动的口腔义齿修复体智能化设计技术研究，主要在牙齿分割与识别、缺失牙龈缘重建、咬合面形态设计、动态调颌四个方面展开。
（1）针对现有牙齿分割方法交互操作繁琐、手工干预程度高以及牙齿误分类率高的问题，提出了一种基于多级层次三维卷积神经网络的牙齿模型分割与识别方法。通过对比实验，表明该方法可以有效的实现牙齿的分割，分割结果接近专家水平，高相似度牙齿的识别误差较低。
（2）为恢复不同程度缺牙患者具有个性化解剖意义的美学龈缘特征线，提出了一种基于双重多尺度生成判别网络的缺失牙齿龈缘线形态设计方法。结合数字化几何处理方法完成单颗牙齿龈缘线的设计，并通过实验验证了方法的有效性。
（3）研究了基于颌位空间位置约束及牙齿磨耗引导的缺失牙体功能性咬合面形态设计方法，设计出具有足够天然牙解剖特征的全冠修复体，并通过实验验证了该方法设计的全冠修复体具有较高的临床适用性。
（4）为实时检测咬合接触关系和重建颌平衡，构建相对轨迹驱动的咬合运动虚拟再现仿真系统实现咬合面的动态调整，打破了现有研究中基于静态调颌的局限。
主要创新点：
（1）构建一种多级层次三维卷积神经网络模型实现了牙齿模型的分割与识别。通过对比分析，验证了两级层次特征学习方法可以减少高相似度牙齿类别间的误分类概率；同时，采用多级层次化分割网络可以提高牙齿龈缘区及齿间接触区的分割精度。
（2）提出了采用双重多尺度生成判别网络模型实现缺失牙齿龈缘线形态设计的方法。结合样条曲线微分特性的阈值化方法、图像边缘去噪、齿间相切约束的形态设计方法重建出具备患者个性化解剖意义的缺失牙齿龈缘线。
（3）为恢复缺损牙齿的解剖形态以及正常的咀嚼功能，提出一种基于颌位空间位置约束以及牙齿磨耗引导的功能性咬合面形态设计方法。最后，通过开发的虚拟动态调颌模块实现了咬合运动实时仿真、咬合接触检测和动态调颌。
