CN106510867B - 牙齿模型匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于牙齿正畸的牙齿模型匹配方法，其中，包括：导入一虚拟的预期牙齿数字模型；获取一牙齿数据并生成一虚拟的牙齿数字模型；进行初步匹配，将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型置于同一坐标系内；通过三维匹配算法对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行精确匹配；获取匹配后预期牙齿数字模型与牙齿数字模型数据的偏差值。本发明为基于正畸效果定量调整正畸方案提供了条件；同时解决了前述质检问题；对于传统正畸，也提供了定量效果评估方案。

Description

牙齿模型匹配方法
技术领域
本发明涉及一种模型匹配方法，尤其涉及一种应用于牙齿正畸的牙齿模型匹配方法。
背景技术
正畸(Orthodontics)就是矫正牙齿、解除错牙合畸形。正畸主要研究错牙合畸形的病因机制，诊断分析及其预防和治疗。
正畸治疗通常需要六个月到两年时间才能完成，个别复杂情况需要更长的时间完成。基于不同的正畸治疗技术，病人需要每隔一段时间到诊所进行复诊，查看治疗效果，并基于医疗技术进行一定的调整。
对于传统的正畸技术，通常医生通过肉眼判断来评判正畸效果，主观因素多，不同医生的判断结果偏差比较大。
现在有更多的基于个性化和数字化的正畸技术，比如无托槽隐形矫治技术。这通常把正畸过程分割为若干个阶段，并为每个阶段设计相应的个性化矫治器，阶段结束进行矫治器替换。不同阶段的衔接是基于前一阶段矫治效果达到预期效果的假设。此时需要一种方法来判断假设是否成立。如果矫治效果和预期效果有差异的时候，可以相应调整后阶段的矫治方案。
另外，数字化个性化矫治器生产要求生产出来的矫治器和数字化矫治器精确吻合，需要一种方法来检验产品是否满足要求。
发明内容
本发明公开了一种牙齿模型匹配方法，用以解决背景描述中的问题。提供一种客观方法，方便医生评价正畸过程牙颌变化情况；方便评价各阶段正畸实际效果和预期效果的匹配情况，以方便后一阶段适当调整矫治器；方便满足数字化矫治器制造过程的质检要求，评价成品和数字化设计的匹配程度。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种牙齿模型匹配方法，其中，包括：导入一虚拟的预期牙齿数字模型；获取一牙齿数据并生成一虚拟的牙齿数字模型；进行初步匹配，将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型置于同一坐标系内；通过三维匹配算法对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行精确匹配；获取匹配后预期牙齿数字模型与牙齿数字模型数据的偏差值。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，获取一牙齿数据包括：对患者口腔进行扫描，获取口腔内牙齿的数据。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，初步匹配包括：通过最小包围盒算法获取牙齿数字模型包围盒数据，根据牙齿模型的拓扑结构，获取包围盒最短边为牙冠方向；识别唇侧牙齿、后磨牙，识别唇侧至舌侧方向；根据牙冠方向、唇侧至舌侧方向、以及后磨牙连接方向相互垂直，形成一个坐标系；根据牙齿数字模型的坐标系及预期牙齿数字模型的坐标系，移动牙齿数字模型以使得牙齿数字模型的坐标系与预期数字模型的坐标系重合。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，通过三维匹配算法进行精确匹配包括：设置移动牙齿、不移动牙齿数据，以不移动牙齿数据为基准进行匹配，通过ICP算法将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行匹配。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，通过三维匹配算法进行精确匹配包括：识别数字模型的牙冠部分；去除牙龈部分，分割获取牙冠部分；通过ICP算法对牙齿数字模型的牙冠部分与预期数字模型的牙冠部分进行匹配操作；设置一阈值，进行多次迭代算法计算，对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的平均距离进行计算，如果平均距离不能继续减少，则停止迭代算法计算，否则，继续迭代算法计算。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，完成精确匹配后将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型叠加在同一坐标系内，且通过区别颜色显示牙齿数字模型与预期牙齿数字模型之间的偏差值。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，偏差值包括：任意逐个牙齿模型之间的距离；牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的最大偏差值、最小偏差值、平均偏差值；通过布尔运算获取牙齿数字模型与预期牙齿数字模型不重合部分的体积。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，将偏差值与一设定值数据库进行对比，获取正畸效果数据。
如上所述的牙齿模型匹配方法，其中，将偏差值与一正畸方案数据库进行对比，如果在正畸方案数据库预设数据范围内，则不调整正畸方案，否则，对正畸方案数据库进行修改。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中缺少可以对牙齿正畸效果定量评估的问题，为基于正畸效果定量调整正畸方案提供了条件；同时解决了前述质检问题；对于传统正畸，也提供了定量效果评估方案。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
本发明公开了一种牙齿模型匹配方法，其中，包括：获取一前期一种用于牙齿正畸的牙齿模型匹配方法，其中，包括：导入一虚拟的预期牙齿数字模型；获取一牙齿数据并生成一虚拟的牙齿数字模型；进行初步匹配，将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型置于同一坐标系内；将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行精确匹配；获取匹配后预期牙齿数字模型与牙齿数字模型数据的偏差值。
进一步的，获取一牙齿数据包括：对患者口腔进行扫描，获取口腔内牙齿的数据。
更进一步的，获取一牙齿数据还可以包括：3D扫描仪扫描牙齿阳模获得。
进一步的，初步匹配包括：通过最小包围盒算法获取牙齿数字模型包围盒数据，根据牙齿模型的拓扑结构，获取包围盒最短边为牙冠方向；识别唇侧牙齿（1、2号牙）、后磨牙（6、7、8号牙），唇侧牙齿（1，2号牙）靠近中间，后磨牙（6,7,8号牙齿）靠近两侧，所有牙齿呈弓形排列，识别唇侧至舌侧方向；根据牙冠方向、唇侧至舌侧方向、以及后磨牙连接方向相互垂直，形成一个坐标系；根据牙齿数字模型的坐标系及预期牙齿数字模型的坐标系，移动牙齿数字模型以使得牙齿数字模型的坐标系与预期数字模型的坐标系重合，达到模型基本重合的目标。
进一步的，通过三维匹配算法进行精确匹配包括：设置移动牙齿、不移动牙齿数据，以不移动牙齿数据为基准进行匹配（可以通过外部设备输入的手动操作命令），通过ICP算法将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行匹配。
进一步的，通过三维匹配算法进行精确匹配包括：识别数字模型的牙冠部分；去除牙龈部分，分割获取牙冠部分；通过ICP算法对牙齿数字模型的牙冠部分与预期数字模型的牙冠部分进行匹配操作；设置一阈值，进行多次迭代算法计算，对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的平均距离进行计算，如果平均距离不能继续减少，则停止迭代算法计算，否则，继续迭代算法计算。
进一步的，完成精确匹配后将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型叠加在同一坐标系内，且通过区别颜色显示牙齿数字模型与预期牙齿数字模型之间的偏差值。
进一步的，偏差值包括：任意逐个牙齿模型之间的距离；牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的最大偏差值、最小偏差值、平均偏差值；通过布尔运算获取牙齿数字模型与预期牙齿数字模型不重合部分的体积。
进一步的，将偏差值与一设定值数据库进行对比，获取正畸效果数据。
进一步的，根据正畸效果数值与设定容许偏差数据库的数据进行比较，如果偏差在容许范围内，则不调整正畸方案，否则，对正畸方案进行修改。

Claims (7)

1.一种牙齿模型匹配方法，其中，包括：导入一虚拟的预期牙齿数字模型；获取一牙齿数据并生成一虚拟的牙齿数字模型；进行初步匹配，将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型置于同一坐标系内；通过三维匹配算法对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行精确匹配；获取匹配后预期牙齿数字模型与牙齿数字模型数据的偏差值；初步匹配包括：通过最小包围盒算法获取牙齿数字模型包围盒数据，根据牙齿模型的拓扑结构，获取包围盒最短边为牙冠方向；识别唇侧牙齿、后磨牙，识别唇侧至舌侧方向；根据牙冠方向、唇侧至舌侧方向、以及后磨牙连接方向相互垂直，形成一个坐标系；根据牙齿数字模型的坐标系及预期牙齿数字模型的坐标系，移动牙齿数字模型以使得牙齿数字模型的坐标系与预期数字模型的坐标系重合；通过三维匹配算法进行精确匹配包括：设置移动牙齿、不移动牙齿数据，以不移动牙齿数据为基准进行匹配，通过ICP算法将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型进行匹配。
2.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，获取一牙齿数据包括：对患者口腔进行扫描，获取口腔内牙齿的数据。
3.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，通过三维匹配算法进行精确匹配包括：识别数字模型的牙冠部分；去除牙龈部分，分割获取牙冠部分；通过ICP算法对牙齿数字模型的牙冠部分与预期数字模型的牙冠部分进行匹配操作；设置一阈值，进行多次迭代算法计算，对牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的平均距离进行计算，如果平均距离不能继续减少，则停止迭代算法计算，否则，继续迭代算法计算。
4.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，完成精确匹配后将牙齿数字模型与预期牙齿数字模型叠加在同一坐标系内，且通过区别颜色显示牙齿数字模型与预期牙齿数字模型之间的偏差值。
5.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，偏差值包括：任意逐个牙齿模型之间的距离；牙齿数字模型与预期牙齿数字模型的最大偏差值、最小偏差值、平均偏差值；通过布尔运算获取牙齿数字模型与预期牙齿数字模型不重合部分的体积。
6.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，将偏差值与一设定值数据库进行对比，获取正畸效果数据。
7.根据权利要求1所述的牙齿模型匹配方法，其中，将偏差值与一正畸方案数据库进行对比，如果在正畸方案数据库预设数据范围内，则不调整正畸方案，否则，对正畸方案数据库进行修改。
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