国家重点基础研究发展973计划子课题：几何形状的修复和重建方法研究

包括多方面的研究：1）研究运用统计学习模型筛选点集并构建优化的拟合曲面的方法，研究保持物体尖锐特征的同时最大可能地降低噪音的方法；研究网格的区域增量式三角化快速构建方法。

图1. Fandisk缺失边角的修补

2）研究单颗牙齿的完整模型的三维重建。由于牙根是嵌入在牙颌骨之中，牙根的影像非常模糊，不容易和周围骨质进行区分，因此难以直接建立单颗牙齿的完整三维模型。项目研究了多种有针对性的重建方法恢复牙根的三维形状。

图2. 使用改进的带约束的 Level-set 算法重建特定的单颗牙齿的三维模型。

3）研究各向异性有限元模型生成中的网格构建和材质的各向异性赋值方法，探索建立更加接近客观实体的生物力学有限元模型的建模方法，针对骨骼和特点建立个性化的生物力学有限元模型的建模工具，提高有限元模型的形态、结构与人体实际结构的相似性，和提高有限元模型生物材料的真实性和力学相似性，并能直接用于个性化的生物力学分析。主要研究内容是结合骨骼的外形特点和骨骼的各向异性材质特点，将各向异性材质的赋值过程直接结合到网格划分的过程中，建立高度仿真的正交各向异性骨骼有限元模型。

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图3. 流线型生物力学建模工具建立下颌骨正交各向异性四面体有限元模型; (c-d)显示了皮质层中各个四面体单元的局部正交各向异性材质主方向向量场.