题目：激光牙体预备三维路径规划与激光切割实验研究

牙体预备，是指对患者口腔内患病牙齿硬组织进行定量和定形切割的过程，是口腔操作中的基础环节。传统的牙体预备过程，需要医生手持牙科手机，对患病牙进行磨削，以达到预定的形状，但是这种牙体预备方法的精度与效率有待于提高，同时因为钻削的力度难以控制容易会在预备体表面产生细微裂纹。因此，研发了激光牙体预备系统，采用超短脉冲激光自动切割的方法实现高质量的激光牙体预备操作。本文研究的主要研究内容是激光牙体预备三维路径规划以及激光牙体预备实验。

       本文分析了临床牙体预备的要求，论述了激光牙体预备自动化系统的系统组成及其工作原理。针对激光牙体预备自动化系统，本文提出一种激光牙体预备三维路径规划策略，包括快速分层切片算法和激光切割线填充算法。快速分层切片算法可以直接生成无向的截面轮廓线，该算法无需对交线段进行排序和重建拓扑结构关系，减少了分层切片过程耗时。激光切割路径填充算法可以处理无向截面轮廓并生成激光跳转次数少、跳转距离短的激光切割路径。分析了影响激光牙体预备精度的主要因素，提出了提高激光牙体预备精度的方法，同时对激光牙体预备的效率进行了建模分析。

为了验证本文提出的路径规划算法的正确性并实现激光牙体预备操作，本文搭建激光牙体预备实验平台，并进行了树脂材料和牙本质材料的激光牙体预备实验。实验得到预备体符合临床牙体预备的要求，由此表明本文提出的路径规划算法是正确的，同时也说明了激光牙体预备自动化系统技术方案是可行的。