显微CT与三维重建技术对双层二硅酸锂玻璃陶瓷内部缺陷探测的可靠性分析

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2016.03.004

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2016, Vol. 10 ›› Issue (03) : 172 -176. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2016.03.004

所属专题：文献；

基础研究

显微CT与三维重建技术对双层二硅酸锂玻璃陶瓷内部缺陷探测的可靠性分析

何子华¹, 刀力¹, 简裕涛², 张新平³, 赵克^,¹

^1. 510055　广州，中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院，广东省口腔医学重点实验室；510080　广州，广东省牙颌系统修复重建技术与材料工程技术研究中心
^2. 510055　广州，中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院，广东省口腔医学重点实验室
^3. 510640　广州，华南理工大学材料科学与工程学院

收稿日期:2016-02-07 出版日期:2016-06-01
通信作者: 赵克
基金资助:
国家自然科学基金(81271175、81470767)

Reliability analysis of internal defect detection of bilayered lithium disilicate glass-ceramic by micro CT and 3D reconstruction techniques

Zihua He¹, Li Dao¹, Yutao Jian², Xinping Zhang³, Ke Zhao^,¹

^1. Guanghua School of Stomatology, Hospital of Stomatology, Sun Yat-sen University, Guangdong Provincial Key Laboratory of Stomatology, Guangzhou 510055, China; Guangdong Engineering Research Center of Technology and Materials for Oral Restoration and Reconstruction, Guangzhou 510080, China
^2. Guanghua School of Stomatology, Hospital of Stomatology, Sun Yat-sen University, Guangdong Provincial Key Laboratory of Stomatology, Guangzhou 510055, China
^3. School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Received:2016-02-07 Published:2016-06-01
Corresponding author: Ke Zhao
About author:
Corresponding author: Zhao Ke, Email: zhaoke@mail.sysu.edu.cn

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引用本文：

何子华, 刀力, 简裕涛, 张新平, 赵克. 显微CT与三维重建技术对双层二硅酸锂玻璃陶瓷内部缺陷探测的可靠性分析[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2016, 10(03): 172-176.

Zihua He, Li Dao, Yutao Jian, Xinping Zhang, Ke Zhao. Reliability analysis of internal defect detection of bilayered lithium disilicate glass-ceramic by micro CT and 3D reconstruction techniques[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2016, 10(03): 172-176.

目的

通过比较二硅酸锂双层瓷试件剖面影像学形貌与相应显微CT扫描成像和三维重建结果，分析显微CT与三维重建技术用于无损探测二硅酸锂双层瓷材料内部缺陷的可靠性。

方法

制作双层二硅酸锂双层瓷矩形试件，进行显微CT扫描；扫描后沿垂直于试件长轴将试件平均切成6段，对每段剖面进行光学显微镜观察并获取5个剖面图像。根据剖面位置确定显微CT扫描断层图像，并将显微镜图像与显微CT图像进行灰度差值匹配比对，分析显微CT对全瓷材料内部缺陷探测的可靠性与精确性。对CT扫描结果进行三维重建，比较二硅酸锂双层瓷试件内部缺陷的二维形貌与三维形貌的差异。

结果

显微镜图像与显微CT图像的平均相似度为（83 ± 7.9）%；缺陷的二维剖面形貌与三维形貌存在较大差异。

结论

显微CT能够可靠地无损探测二硅酸锂双层瓷材料的内部缺陷结构，但对尺寸接近探测分辨率的孔洞成像较模糊。三维重建分析较二维形貌观察能更全面地反映缺陷的形貌。

关键词: 牙瓷料, 缺陷, 可靠性分析, 显微CT, 三维重建

Objective

To evaluate the reliability of internal defect detection of bilayered lithium disilicate glass-ceramic by micro CT and 3D reconstruction techniques, in comparison with 2D morphology.

Methods

Bilayered lithium disilicate glass-ceramic (IPS e.max Press, Ivoclar Vivadent) specimen was fabricated by heat-pressing on a core and hand layering a veneer. The specimen was scanned by micro CT and 3D reconstruction, and then cut into 6 pieces and observed by an optical microscope. The 2D morphology images (n= 5) were compared with the micro CT images (n= 5) on the same cross-section of the slice, and the similarity of image matching was evaluated based on gray-scale differences. Defects were analyzed in both 2D morphology and 3D reconstruction so as to observe the differences.

Results

The average similarity of 2D morphology images and micro CT images was (83 ± 7.9) %. There was a difference between the 2D cross-section morphology and 3D morphology of pore defects in the bilayered lithium disilicate glass-ceramic.

Conclusion

Mirco CT incorporated with 3D reconstruction is a reliable and nondestructive approach to detect and analyze the defects of bilayered lithium disilicate glass-ceramic.

Key words: Dental porcelain, Defect, Reliability analysis, Micro CT, 3D reconstruction

图1 bi-LDG试件灰度直方图

图2 bi-LDG试件同一剖面光学显微镜图像与显微CT图像对比

图3 直径10 μm孔洞在光学显微镜与显微CT下对比

图4 显微CT与光学显微镜下匹配图像的灰度差值图

图5 不同形态缺陷的三维形貌

图6 同一缺陷的剖面二维形貌（白框所示）与三维形态对比

[1]	Thompson MC, Sornsuwan T, Swain MV. The all-ceramic，inlay supported fixed partial denture. Part 4. Fracture surface analyses of an experimental model，all-ceramic，inlay supported fixed partial denture[J]. Aust Dent J，2013，58(2):141-147.
[2]	万谦，赵海东，邹纯.铝合金压铸件微观孔洞三维特征及分布的研究[J].金属学报，2013，49(3):284-290.
[3]	Swain MV, Xue J. State of the art of Micro-CT applications in dental research[J]. Int J Oral Sci，2009，1(4):177-188.
[4]	Ketcham RA, Hanna RD. Beam hardening correction for X-ray computed tomography of heterogeneous natural materials[J]. Comput Geosci，2014(67):49-61.
[5]	Bartscher M, Sato O, Härtig F，et al. Current state of standardization in the field of dimensional computed tomography[J]. Meas Sci Technol，2014，25(6):064013.
[6]	温江涛，王伯雄，秦垚.基于局部灰度梯度特征的图像快速配准方法[J].清华大学学报（自然科学版），2009，49(5):673-675.
[7]	Long H, Swennen R, Foubert A，et al. 3D quantification of mineral components and porosity distribution in Westphalian C sandstone by microfocus X-ray computed tomography[J]. Sediment Geol，2009，220(1-2):116-125.
[8]	He BY, Katsamenis OL, Mellor BG，et al. 3-D analysis of fatigue crack behaviour in a shot peened steam turbine blade material[J]. Mate Sci Eng A，2015(642):91-103.
[9]	王绍钢，王苏程，张磊.高分辨透射X射线三维成像在材料科学中的应用.金属学报，2013，49(8):897-910.
[10]	Renghini C, Komlev V, Fiori F，et al. Micro-CT studies on 3-D bioactive glass-ceramic scaffolds for bone regeneration[J]. Acta Biomater，2009，5(4):1328-1337.
[11]	Zhao K, Wei YR, Pan Y，et al. Influence of veneer and cyclic loading on failure behavior of lithium disilicate glass-ceramic molar crowns[J]. Dent Mater，2014，30(2):164-171.
[12]	Lohbauer U, Müller FA, Petscheh A. Influence of surface roughness on mechanical strength of resin composite versus glass ceramic materials[J]. Dent Mater，2008，24(2):250-256.
[13]	Cieszko M, Szczepański Z, Gadzała P. Determination of bone porosity based on histograms of 3D μCT images[J]. J Mater Sci，2015，50(2):948-959.

[1]	王秋莲, 张莹, 李春敏, 徐树明, 张玉奇. 胎儿主动脉弓部梗阻伴发复杂心内畸形的产前超声诊断及漏误诊分析[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024, 21(07): 718-725.
[2]	杨桂清, 孟静静. 哺乳期亚临床乳腺炎的研究进展[J/OL]. 中华乳腺病杂志(电子版), 2024, 18(06): 376-379.
[3]	丁科, 张亚琼, 刘杰, 邓莉平, 张永喜, 熊勇. 获得性免疫缺陷综合征相关淋巴瘤患者的临床特征及生存状况的变化趋势[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(05): 278-284.
[4]	熊企秋, 邢卉春, 李宝亮, 王杨, 贾哲, 张珂, 黄容海, 蒋力. 人类免疫缺陷病毒感染对肛瘘患者接受切开挂线术治疗预后的影响[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(05): 303-308.
[5]	丁兴欢, 王小永, 李风志, 梁博, 冯恩山. 颅内外血管搭桥联合贴敷治疗慢性颈内动脉闭塞的人类免疫缺陷病毒感染者一例及文献复习[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(05): 314-319.
[6]	戚仕轩, 阮连国. 人类免疫缺陷病毒感染快速启动抗逆转录病毒治疗研究及模式探索[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(04): 193-199.
[7]	吴令杰, 陈瑞烈, 肖湘明, 郭耿龙, 林钟滨, 张海生, 周敏, 陈妙华. 2005至2021年广东省汕头市某综合医院人类免疫缺陷病毒感染/获得性免疫缺陷综合征患者流行病学特征及高效抗逆转录病毒治疗后生存状况影响因素[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(04): 207-214.
[8]	曾雪灵, 杨思园, 常宇飞, 赵红心, 王凌航. 176例人类免疫缺陷病毒合并肺部感染者呼吸道病原体特点与免疫学特征[J/OL]. 中华实验和临床感染病杂志(电子版), 2024, 18(03): 142-148.
[9]	张伟娜, 徐昊立. 基于监测的唇腭裂超声产前确诊情况分析[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2024, 18(03): 156-159.
[10]	冯旺, 马振中, 汤林花. CT扫描三维重建在肝内胆管细胞癌腹腔镜肝切除术中的临床研究[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(01): 104-107.
[11]	张云浩, 何玲敏, 孙旭, 马洪贵, 刘磊, 张见荣, 梅傲冰. 基于CT的三维重建模型及术前虚拟手术在输尿管狭窄腹腔镜手术中的应用研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(04): 372-379.
[12]	王冲, 闫东杰, 龚昌帆, 韩毅. 三维重建辅助胸腔镜胸膜剥脱术治疗包裹性脓胸的思路和技巧[J/OL]. 中华腔镜外科杂志(电子版), 2024, 17(03): 164-167.
[13]	程璞, 郑朝旭. 伴有错配修复缺陷的病理Ⅱ期结直肠癌临床病理特征分析及生存分析[J/OL]. 中华结直肠疾病电子杂志, 2024, 13(03): 236-241.
[14]	李佳佳, 李凌华, 吕诗韵, 冯凯, 刘琳珊, 钟海丹, 颜婵, 刘聪. 广州市病毒学抑制失败HIV/AIDS患者的耐药特征及影响因素分析[J/OL]. 中华卫生应急电子杂志, 2024, 10(04): 207-212.
[15]	赵方, 邓宇傲, 饶嫚, 刘瑜, 邓秋霞, 张秋月, 张海涛, 宋莹, 王思苑, 贾新云, 刘映霞. HIV/TB 双重感染者发生免疫重建炎性综合征时血清锌及相关炎症因子的变化特征[J/OL]. 中华卫生应急电子杂志, 2024, 10(04): 213-217.

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