虚拟牙齿正畸系统是数字化矫治的核心,实现了在三维可视化状态下牙齿移动的方式和步骤,其中包括牙颌模型分割与处理、牙齿运动轨迹规划及正畸方案定制、牙龈软组织跟随变形等环节,最终目标是为患者所佩戴的隐形矫治器提供数据源。牙齿运动轨迹和矫治方案的确定是虚拟牙齿正畸系统中非常重要的技术环节,不仅能让患者在治疗前看到虚拟正畸效果,更方便医生对正畸方案的设计和矫治效果的预测。符合临床实际的运动和合理的矫治方案可以缩短正畸周期,降低对牙科医师经验的依赖,提升患者的正畸体验感。本课题围绕牙齿正畸运动路径及矫治方案生成展开了相关研究,主要内容及创新点如下:（1）牙齿正畸路径规划是一个有障碍的多目标多约束路径规划问题,针对复杂的口腔正畸运动本文在已知牙齿初始位姿及目标位姿的情况下,通过改进多粒子群算法实现正畸路径规划。首先对牙齿运动的约束条件及优化目标进行建模;其次设定牙齿优先级并选用OBB包围盒模拟牙齿碰撞检测;最后在粒子群算法的基础上改进惯性参数、位置更新上下限、速度更新策略三个部分,提高路径规划算法的临床适用性、缩短了正畸路径。（2）针对隐形矫治器效能不足致使牙齿不能达到理想位姿的情况,分析牙齿不同运动维度的移动效能,通过路径补偿的方式修正运动结果,提出两种过矫正方法并进行评估;最终选取预先过矫治方法生成正畸方案,可视化牙齿正畸运动过程,对比过矫正前后的效果,使虚拟牙齿正畸流程更完善。（3）在Matlab平台模拟改进多粒子群牙齿正畸路径规划算法,在实现不同目标差异化运动的同时,正畸路径长度较改进前缩短约10%,旋转角度值减少7%,算法表现出良好的性能和临床的适应度;在可视化实验中,展示了牙齿正畸运动过程及过矫正前后的正畸效果。