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近年来,由于饮食不当、缺乏必要的口腔保健知识等因素,牙齿疾病以成为世界范围内的多发病症。大多数牙齿疾病,如龋齿、牙体腐蚀,与牙釉质的磨损或腐蚀有着密切关系,因此,牙釉质的可视化和影像学分析就变得极为迫切与需要。上世纪70年代兴起的三维超声成像,具有诸多优点:可为医生提供组织器官的三维立体视图和切片图,通过三维空间测量,提供病灶的相对位置大小,可支持缩放、旋转等,因而广泛应用于现代医疗超声诊断中。基于A超探头的三维重建系统,因其借助于机械驱动进行扫描可获得压力均匀、扫描速度恒定、扫描方向恒定下的规则超声数据,所用的A超探头具有轴向分辨率高、轻巧灵活等优点,因此非常适合应用于牙齿、眼部等微小器官的三维重建。本文研究的重点主要包括两个内容:A超三维重建系统的开发和人牙釉质成像方法研究。本文首先研究了A型超声的基本原理,分析了现有三维超声重建系统的优缺点,接着利用三维运动平台、信号采集卡、脉冲发生器等硬件,设计开发了基于A超探头的三维超声重建系统。同时本文对人牙釉质成像技术进行了研究。现有的基于超声的人牙釉质三维成像技术,为了能够得到牙齿表面各扫描点较强的回波信号,往往将牙齿样本打磨平整或者进行旋转扫描,势必会造成牙体的损坏或增加成像的复杂度。针对这些问题,本文借助A超三维重建系统,提出利用线性TGC(Time gain compensation)方法对通过机械扫描得到的原始RF信号进行补偿处理,利用离散Hilbert变换得到补偿RF信号对应的灰度图,利用Visualization Toolkit进行后续三维显示及测量。为了验证了A超三维重建系统的成像精度,置于室温25水槽中的5角硬币(铁铜材料制作)被扫描重建三次,并对其进行直径及厚度测量。实验结果表明,硬币直径测量及厚度的测量误差分别为0.28%±0.61%和0.18%±0.79%(均值误差+标准差)。随后,对四个成人臼齿进行了三维重建及相关测量。实验用到的四个牙齿样本均来自于中山大学光华口腔医学院。实验结果表明,本文提出的人牙釉质成像方法在不破坏牙体的前提下,可以很好地再现牙釉层的三维轮廓。