目的:本研究的目的是探索和验证一种在锥形束计算机断层扫描(CBCT)数据中,基于牙周膜的影像学解剖特征,半自动提取和重建活体牙三维数字(3D)牙根模型的新方法,并评估该方法的临床应用精度。方法:在进行因正畸治疗所需的拔牙之前,收集每个研究参与者的CBCT(0.3mm体素分辨率)数据并将其导入Mimics软件,组合应用软件的阈值分割、形态学运算、布尔运算及智能扩展等功能,借助活体牙牙周膜的影像学分布特征,快速重建对应牙位活体牙3D牙根模型作为实验模型。拔牙后,使用牙科扫描仪Smart Optics扫描本研究17个离体牙总计20个牙根,获得高精度(0.02mm)离体牙3D牙根模型作为参考模型。在Geomagic 2012软件中通过区域配准和3D偏差分析工具,比较3D牙根实验模型与参考模型间的3D形态偏差,并通过建立参考坐标系,计算3D牙根实验模型的颊舌径、近远中径和根长的三维尺寸误差。结果:应用本研究方法提取重建的活体牙根3D模型的平均3D形态偏差为0.21 mm,颊舌径、近远中径和根长的平均三维尺寸误差分别为-0.35 mm,-0.17 mm和0.47 mm。结论:本研究成功建立了一种基于活体牙牙周膜影像数据特征快速提取牙根三维形态的新方法,简化了传统手工提取步骤,提高了单牙牙根提取效率和自动化程度。在全牙列提取时有望效率更高,在高分辨率CBCT中进行提取时有望精度更高。