CN112243366B - 三维口腔模型分析方法以及包括其的修复体设计方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的三维口腔模型分析方法包括：用口腔图像显示三维口腔模型的步骤；与所述口腔图像一起标识基准指标的步骤；所述口腔图像上设置基准指标的步骤；基于所述设置好的基准指标，分析所述口腔图像，获得口腔信息的步骤；以及基于所述口腔信息设计虚拟修复体的步骤。

Description

三维口腔模型分析方法以及包括其的修复体设计方法

技术领域

本发明涉及一种三维口腔模型分析方法以及包括其的修复体设计方法，具体涉及一种分析3D口腔模型取得口腔信息，基于获得的口腔信息，设计出虚拟修复体的方法。

背景技术

在制作牙科修复体的过程中，取模是将口腔内牙齿和组织的状态印模到印模材上，为制定出患者的诊断及今后治疗计划或者制作出精确的修复体，奠定基础的重要的临床过程。

通常的取模方法需要依据技术选用妥当的印模材，采用技师熟练的临床技术，以准确地完成取模。取模过程中，由于印模材的错误选用或应用方法，可能会出现印模体变形以及与技师的熟练程度无关的患者呕吐反应、张嘴障碍等多种情况，此时，不可避免地需要反复取模。另外，在取模之后的石膏模型制备步骤，也会由于印模材具有的微细部位重现局限性及磨损等，发生牙科修复体制作误差。

因此，正在针对牙科修复体的手工设计或加工，进行着有关于计算机应用设计以及生产自动化方面的研究。

具体地，正在积极开发崭新的修复体生产***，该***采用口腔扫描仪数字化扫描口腔，3D建模扫描的口腔数据并显示出来之后，基于所述3D口腔模型，采用计算机设计出牙科修复体，并生产设计好的修复体。

特别是，易于用户识别地显示出修复体生产***建模的口腔图像，采用口腔图像，设计出精准且美感高的修复体的修复体设计技术正在得到人们的关注。

最近，修复体设计***虽然希望通过急剧发展的图像分析工具分析口腔图像，提供有助于修复体设计的口腔信息，但，分析整个口腔图像时，由于还没有制定出图像分析标准，在其分析上仍然面临着较大的难度。特别是，分析局部口腔图像时，由于缺乏整体口腔的信息，以至于几乎不能分析图像。

并且，修复体设计***正在提供用于设计修复体的图形用户界面(GUI)，为修复体设计提供帮助，但，大部分图形用户界面则通过手工绘图(drawing)设计出修复体，致使修复体设计质量依赖工作人员的能力，并且，工作时间也过长。

发明内容

所要解决的课题

为了解决传统技术的上述弊端，本发明提供一种三维口腔模型上设定基准指标，基于设定的基准指标分析口腔模型并获得精准的口腔信息，基于获得的口腔信息建模虚拟修复体的三维口腔模型分析方法以及包括其的修复体设计方法。

课题解决方案

根据实施例的三维口腔模型分析方法包括：将三维口腔模型显示成口腔图像的步骤；与所述口腔图像一起显示基准指标的步骤；所述口腔图像上设定基准指标的步骤；基于所述设定的基准指标，分析所述口腔图像，获得口腔信息的步骤；以及基于所述口腔信息，设计出虚拟修复体的步骤。

发明效果

根据实施例的三维口腔模型分析方法在显示口腔图像时，与其一起显示出口腔图像的基准指标，这有助于直观了解口腔图像，并且，基于基准指标分析口腔模型，从而精准地获得设计修复体时需要的多种口腔信息。

另外，根据实施例的三维口腔模型分析方法提供一种采用上述过程所获得口腔信息的修复体设计图形用户界面，从而帮助用户更容易更迅速地设计出修复体。

附图说明

图1是本发明实施例修复体设计***的物理结构框图。

图2是本发明实施例修复体设计***的功能结构框图。

图3示出了用于描述本发明实施例中三维口腔模型分析过程的流程图。

图4示出了本发明实施例中基准指标和口腔图像的设定位置关系之前界面。

图5示出了本发明实施例中基准指标和口腔图像的设定位置关系之后界面。

图6示出了本发明实施例中标准弧线的一例。

图7是依据本发明实施例中口腔信息和口腔图像的修复体设计过程的流程图。

图8示出了本发明实施例的修复体参数设定界面。

图9a和图9b示出了本发明实施例中修复区域的限界线设置界面。

图10a和图10b示出了本发明实施例中修复体的***轴方向设置界面。

图11示出了本发明实施例中修复体内部参数设置界面。

图12示出了本发明实施例的合成虚拟修复体的3D口腔模型。

图13示出了本发明实施例提供虚拟修复体修正接口的界面。

具体实施方式

本发明可以进行多种转换，也可以具有多种实施例，以下，用附图示出特定实施例，并具体描述详细说明。参考附图和详细描述的实施例，可以明确地理解本发明的效果、特征及其实现方法。但，本发明不受以下所述实施例的限定，可以通过多种形态得到实现。以下实施例中，第1、第2等术语不具有限定的含义，其使用目的在于，区别一构件和另一构件。并且，除非句子里明确地表示其具有另外含义，单数的表达包括复数的表达。并且，包括或具有等术语指出存在说明书上记载的特征或构件，但，并不预先排除添加1个以上其他特征或构件的可能性。并且，附图中，为了便于描述，可能会放大或缩小构件的大小。例如，为了便于描述，***示了附图所示各构件的大小和厚度，本发明并不是一定要受附图所示内容的限定。

以下，参考附图详细说明本发明的实施例，参考附图描述时，对于相同或等同的构件赋予相同的附图符号，并省略对其的重复说明。

-概要

修复体设计***提供一种实施例中三维口腔模型分析方法，其通过口腔扫描仪扫描患者的口腔并传输时，由修复体设计计算装置依据接收的扫描数据，对于口腔进行3D建模之后，显示出形成的3D口腔模型，并据此提供用于设计修复体的修复体设计图形用户界面(CAD)。

进一步，修复体设计***基于设计出的修复体数据，提供一种修复体制作数据设计界面(CAM)，该界面为修复体制作装置制作出修复体，形成修复体制作数据。

此时，修复体设计***用口腔图像显示三维模型时，与其一起显示出有助于了解口腔模型的基准指标，以帮助用户直观理解口腔图像，在口腔图像排列基准指标的位置之后，基于基准指标，分析三维口腔模型，从而获得修复体设计需要的多种口腔信息。

其中，基准指标可以包括舌侧弧线(ligual archline)、颊侧弧线(buccalarchline)、近中侧分界线(mesial boundary)或末梢侧分界线(distal boundary)中至少一个。

并且，修复体设计***可以提供一种基于获得的口腔信息，轻易精准地设计修复体的图形用户界面。

具体地，修复体设计***提供一种依次设定修复体的参数而设计修复体的界面，并且，直观地、在基于口腔信息的框架内，提供一种分阶段设定参数的界面，从而帮助非熟练工轻易、精细、准确地设计出修复体，其无需依赖用户的实力，也可以设计出品质均匀的修复体。

此时，所述修复体可以是一个或其以上牙齿或相关组织的人工替代物。例如，假设修复体是牙根代用材料种植体(Implant)时，修复体可以是植入牙槽骨的牙桩(Fixture)、与牙桩连接的基台(Abutment)、覆盖基台上部侧并形成人工牙外侧上部的牙冠(Crown)中任何一个或者全部。

另外，修复体的型式可以包括镶牙(Inlay)、上置法(Onlay)、植冠(Crown)、贴片(Laminate)、牙桥(Bridge)、内冠(Coping)、种植牙(Implant)或义齿(Denture)等。

另外，修复体从广义上可以包括与牙齿相关的辅助器具，如手术导板(Surgicalguide)或矫正装置、咬合器等。

以下，首先详细说明组成所述修复体设计***的各个构件。

图1是本发明实施例修复体设计***的内部框图。

如图1所示，本发明实施例的修复体设计***可以包括口腔扫描仪100和修复体设计计算装置200。

-口腔扫描仪

首先，口腔扫描仪100可以扫描患者口腔(例如，数字化印模)，获得用于3D建模患者口腔的扫描数据。

根据实施例的口腔扫描仪100通过三角法、激光、图像或扫描技术等，将扫描整体或局部口腔的扫描数据传输到修复体设计计算装置200。

然后，由计算装置200负责实施自扫描数据传输到修复体设计计算装置200之后至设计修复体为止的剩余流程。描述三维口腔模型分析方法之前，首先详细说明组成修复体设计计算装置200的各个构件。

-修复体设计计算装置的物理结构

再次，如图1所示，根据实施例的修复体设计计算装置200可以包括输入部210、接口部220、存储器230、显示器240和处理器250。

具体地，输入部210可以感知到打开(on)/关闭(off)计算装置200的执行型输入或者各种修复体设计相关功能的设置型及执行型输入等。例如，输入部210可以包括配置于修复体设计计算装置200的各种按钮，可以包括与显示器240连在一起的触摸传感器，可以包括通过接口部220连接的鼠标、键盘等输入装置。

另外，修复体设计计算装置200可以包括通过有线及无线与外部装置收发数据的接口部220。

具体地，与连接到修复体设计计算装置200的多种外部仪器之间，接口部220起到数据通路的作用。例如，接口部220可以与口腔扫描仪100连接，接收口腔扫描数据或者发送与扫描相关的各种设置型输入，还可以与修复体制作装置连接，发送修复体制作数据而制作修复体。并且，接口部220可以与输入部210的各种装置(例如，鼠标、键盘等)连接，接收用户的输入。

所述接口部220可以包括有/无线耳麦端口(port)、外部充电器端口(port)、有/无线数据端口(port)、存储器230卡(memory card)端口、用于连接具备识别模块的装置的端口(port)、音频I/O(Input/Output)端口(port)、视频I/O(Input/Output)端口(port)、耳机端口(port)中至少一个。并且，接口部220可以包括无线通信模块，如蓝牙或Wi-Fi等。

并且，修复体设计计算装置200可以包括存储器230。

所述存储器230可以存储由修复体设计计算装置200驱动的多个应用程序(application program)或应用(application)以及用于运行修复体设计计算装置200的数据、指令。

例如，存储器230可以包括用于设计修复体的修复体设计程序(CAD)，还可以包括接收设计好的修复体数据而生成修复体制作数据的修复体制作管理程序(CAM)。

特别是，存储器230可以存储用于分析三维口腔模型的图像而获得口腔信息的图像数据。

所述存储器230从硬件方面，可以是ROM、RAM、EPROM、闪盘驱动器、硬盘驱动器等多种存储器，还可以包括网路存储器(web storage)，其在互联网(internet)上执行所述存储器230存储功能。

并且，修复体设计计算装置200可以包括显示器240，其用于显示与设计修复体相关图形图像。

所述显示器240是以一体型安装在计算装置的构件，或者是独立的显示器装置，其可以通过接口部220连接。

最后，修复体设计计算装置200可以包括处理器250，其用于控制各单元的整体动作，执行应用程序。

所述处理器250可以利用ASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、控制器(controllers)、微型控制器(micro-controllers)、微处理器(micro processors)、执行其他功能的电气单元中至少一个运行。

所述修复体设计计算装置200的存储器230设置有用于设计修复体的至少一个以上程序，处理器250可以提供用于利用该程序设计修复体的多种功能。

-修复体设计计算装置的功能结构

图2是本发明实施例修复体设计***的框图。

具体地，如图2所示，修复体设计计算***从功能方面，可以包括口腔显示模块201、修复体设计模块202以及修复体制作管理模块203。

首先，口腔显示模块201可以提供显示器240的功能，其通过口腔扫描仪100或者通过接收自外部的扫描数据显示三维口腔模型。

具体地，口腔显示模块201处理建模之前扫描数据，生成三维口腔模型之后，将其显示成可以实现多种图形界面的口腔图像。

并且，口腔显示模块201兼容接收自外部的三维口腔模型文件，转换成可以由所述修复体设计模块202操作的形式之后，显示成可以实现多种图形界面的口腔图像。

并且，口腔显示模块201可以分析口腔模型或/及口腔图像，获得多种口腔信息。此时，口腔显示模块201将口腔图像排列在弧线上，分析排列在弧线上的口腔图像，获得精准的多种口腔信息。

然后，口腔显示模块201与口腔图像一起显示口腔信息，帮助医生更容易了解患者的口腔状态，并将所述口腔图像和口腔信息提供给修复体设计模块202，使所述修复体设计模块202提供用于设计修复体的图形用户界面。

所述口腔显示模块201可以包括在所述修复体设计模块202中，以下说明中，以修复体设计模块202包括口腔显示模块201为准则进行描述。

所述修复体设计模块202可以称作计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)，其通过构建以最佳状态对于修复体设计进行规划、制图、修改等的数据库，提供一种迅速、精准地处理整个修复体设计业务的修复体设计功能。

并且，修复体设计模块202可以起到口腔显示模块201的作用，将设计修复体时需要的资料显示成口腔图像和口腔信息的形态，以便于帮助用户理解。

如上所述，使其利用计算***设计修复体，缩短设计作业所需时间并节省经费，从而提高效益的同时，提高生产效率，提升品质和可信度。

即，修复体设计模型202用口腔图像显示三维口腔模型，并通过显示器240与其一起显示出取自口腔图像的口腔信息，并提供基于所述口腔图像和口腔信息设计修复体的图形用户界面。

最后，修复体制作管理模型203可以称作修复体制作领域引进计算机的计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)，修复体设计模型202完成修复体设计，确定最终设计方案时，将进入修复体制作步骤，其可以是与此相关的技术。

具体地，修复体制作管理模型203可以提供修复体制作管理功能，以便于用户通过计算机顺利实施整个制造过程需要的制造管理设计，如工程设计(Process Planning，确定生产方法及工艺流程)、制造技术、加工、加工所需副设计等。

例如，制造装置是铣削装置时，修复体制作管理模型203可以通过虚拟铣削程序形成修复体的加工路径，将形成的加工路径信息和修复体制作数据传输到铣削装置，以便于制作出修复体。

如上所述，用户可以通过修复体设计模型202和修复体制作管理模型203，实施核实口腔图像乃至修复体设计、修复体制作管理的整个工作。

*80-三维口腔模型分析方法

以下，参考图3至图7，详细说明修复体设计模型202获得口腔信息，通过显示器240，与三维口腔模型的口腔图像一起有效显示所述口腔信息的过程。

图3示出了本发明实施例中修复体设计***通过显示器240显示口腔信息的过程的流程图。

如图3所示，首先，修复体设计模型202可以从口腔扫描仪100接收到扫描口腔的数据(S101)。

另一实施例中，修复体设计模型202可以从外部服务器或存储器230加载之前扫描口腔的扫描数据。

其中，依据扫描仪的分类，口腔扫描数据可以包括影像、激光TOF值、口腔扫描仪100的位置信息等，实施例中，可以包括通过全方位透镜拍摄的影像和口腔扫描仪100的位置信息等。

所述口腔扫描数据可以是扫描包括上颚、下颚及咬合面等在内的整个口腔而获得的扫描数据，可以是扫描上颚、下颚及咬合面中之一的扫描数据，也可以是扫描上颚中局部区域、下颚中局部区域或咬合面中局部区域的扫描数据。

并且，为了帮助用户扫描口腔，修复体设计模型202可以同时显示出扫描口腔的过程中实时拍摄到的图像画面、截取的图像画面、单一模式的三维数码画面以及三维数码合成预览画面。

加载口腔扫描数据时，修复体设计模型202可以基于口腔扫描数据，以三维建模口腔，获得三维口腔模型数据(S102)。

具体地，修复体设计模型202可以基于包括在口腔扫描数据的影像或/及口腔扫描仪100的位置信息，三维建模患者的口腔，获得三维口腔模型数据。

特别是，实施例中，修复体设计模型202以采用全方位透镜拍摄整个上颚(或下颚)的全部影像为准，通过拍摄上颚(或下颚)中局部区域的部分影像进行整合，生成三维口轻模型，从而使其与部分影像之间的整合误差达到最低，进一步提高三维口腔模型的精确度。

并且，修复体设计模型202可以从服务器或存储器230加载预先建模的三维口腔模型数据。

并且，修复体设计模型202可以匹配上颚侧口腔模型和下颚侧口腔模型的咬合关系。因此，只要上颚或下颚口腔模型中之一口腔模型匹配基准指标，修复体设计模型202就可以使匹配咬合关系的其余一个口腔模型也自动匹配基准指标。

具体地，修复体设计模型202可以基于三维口腔模型数据中口腔的大小信息、梯度信息、扫描轴方向信息、正交信息以及输入的补牙齿式信息等，为上颚口腔模型和下颚口腔模型匹配咬合关系。其中，咬合关系意指匹配上颚口腔和下颚口腔的各牙齿位置信息。并且，基于所述匹配的咬合关系，一个口腔模型匹配基准指标时，其余一个口腔模型也可以自动匹配基准指标。

再次，生成三维口腔模型数据之后，修复体设计模型202可以显示出包括在已经建模的三维口腔模型的口腔图像(S103)。此时，修复体设计模型202还可以与口腔图像一起显示出三维口腔模型的基准指标。

*95其中，基准指标可以包括舌侧弧线(ligual archline)、颊侧弧线(buccalarchline)、近中侧分界线(mesial boundary)或末梢侧分界线(distal boundary)、牙齿中心点(C)中至少一个。

实施例中，基准指标主要利用线体(line)，但，也可以采用用于设定弧线或牙齿分界的点位(point)或其他另外符号。只是，要想在二维口腔图像上直观地显示出分界和颚穹等，采用线体时效果最佳。

1)口腔图像显示方法

修复体设计模型202可以控制显示器240，显示出从一侧观察三维口腔模型的口腔图像。此时，修复体设计模型202可以提供用于控制作为观察点的视点的界面，使用户通过输入部210，从要观察的视点(view point)确认三维口腔模型。

实施例中，修复体设计模型202可以显示出用于固定三维口腔模型观察视点的二维口腔图像，以使用户直观地在三维口腔模型中设置基准指标的位置。

具体地，如图4所示，修复体设计模型202对于下颚口腔模型20显示出口腔图像10的顶视图，对于上颚口腔模型10显示出口腔图像10的仰视图。即，以二维口腔图像10初始显示出三维口腔模型时，修复体设计模型202可以显示出：以一次性了解整个口腔模型且容易设置基准指标的视点，即，平面图(俯视图或仰视图)点位固定的口腔图像10。从另一种含义上讲，平面图点位可以是指垂直观察牙齿尖端面的视点。

并且，根据实施例，修复体设计模型202可以显示出局部口腔图像10和基准指标。并且，显示局部口腔图像10时，基准指标的弧线可以呈全弧型。即，实施例采用其的目的在于，了解到：将局部口腔图像10排列到全弧型弧线对应位置时局部口腔图像10的缺损信息，即，局部口腔图像10在全弧型口腔图像中具有的信息(例如，位置、大小、区域等)。

实施例中，修复体设计模型202可以进一步显示出上颚口腔图像、下颚口腔图像、局部口腔图像以及侧面口腔图像等。以下，将整体口腔图像定义为上颚口腔图像或下颚口腔图像，将局部口腔图像定义为上颚中局部区域的图像或下颚中局部区域的图像。

2)基准指标标识方法

修复体设计模型202不仅可以显示出所述口腔图像，还可以显示出基准指标。

基准指标意指了解三维口腔模型或获得口腔信息的基础性标准等。

具体地，如图4所示，基准指标可以包括用于了解整体牙齿排列方向的颊侧弧线15B、舌侧弧线15L和主弧线15M。其中，弧线意指对应于口腔图像的弓形、U字形、马蹄形或半圆形等线体。

其中，主弧线15M配置于颊侧弧线15B和舌侧弧线15L之间，最佳地，可以配置在中间位置。并且，颊侧弧线15B和舌侧弧线15L可以是用于辅助口腔图像上精准地匹配主弧线15M的线体。

并且，基准指标可以包括用于设置单个牙齿(或多个牙齿)的分界或大小等的近中侧分界线31和末梢侧分界线35。

并且，近中侧分界线31和末梢侧分界线35可以是配置在颊侧弧线15B和舌侧弧线15L之间的直线。例如，如图4所示，可以进一步显示用于设置上颚17号牙齿的近中侧(mesial)分界区域的近中侧分界线31和用于设置牙齿末梢侧(distal)分界区域的末梢侧分界线35。

并且，还可以包括用于调整所述基准指标的各线体的形态的调整点。

具体地，颊侧弧线15B的中心点配置第1颚穹调整点22，以调整颊侧和舌侧弧线15L之间的间隔。

并且，主弧线15M的中心点配置第2颚穹调整点21，其用于调整主弧线15M的形态。例如，可以通过第2颚穹调整点21改变主弧线15M的曲率和大小。

并且，主弧线15M的末端配置第3颚穹调整点23和第4颚穹调整点24，以调节弧线的大小或者调整弧线的曲率。

并且，近中侧分界线31的两末端分别可以配置牙齿分界调整点32、33，调整近中侧分界线31的梯度。并且，还可以选择近中侧分界线31的某一点位，改变分界线的位置。

并且，末梢侧分界线35的两末端可以分别配置牙齿分界调整点36、37，调整末梢侧分界线35的梯度。并且，还可以选择末梢侧分界线35的某一点位，改变分界线的位置。

并且，牙齿中心点(c)可以是表示单个牙齿的中心的指标。实施例中，选择牙齿中心点(c)并移动时，牙齿分界线31、35可以相互连动并一起移动。

所述基准指标表示整个口腔的口腔图像所处位置等，以便于直观地了解。并且，可以表示口腔图像的各个区域在整个口腔中所处基准点，因此，在计算装置200分析设有基准指标的口腔图像时，可以获得更精确的多元化口腔信息。

实施例中，初始显示所述基准指标的形状(例如，曲率、大小等)可以是默认固定的标准形状。例如，可以依据已经建模的口腔图像的通常显示大小，以基准指标显示出特定的存储规格及曲率的标准。

实施例中，弧线15B、15L、15M和分界线31、35可以不是依据患者的口腔形状，通过分析口腔图像获得并反映患者独有特性的弧线，而是反映经过统计反映人们口腔的口腔弧线形态，并经过设计加以存储的弧线。

实施例中，为了最大限度地提高工作人员的效率，修复体设计模型202可以更进一步地通过符合于患者口腔特性的标准弧线显示出起初与患者的口腔模型一起显示出来的标准弧线。

具体地，如图6所示，实施例中，标准弧线可以包括：具有第1标准弧线(Ovoidarchline)、第2标准弧线(Square archline)、第3标准弧线(Tapered archline)的各个不同形态的标准弧线，可以从以上三个标准弧线中，选择符合于患者口腔形态的一个显示成标准弧线。

例如，可以使用户直接选择三种标准弧线之一，显示出被选择的标准弧线，另一实施例中，修复体设计模型202也可以从口腔图像中提取齿列形态，在第1标准弧线(Ovoidarchline)、第2标准弧线(Square archline)、第3标准弧线(Tapered archline)中，自动选择相似度最高的标准弧线显示出来。

另一实施例中，基准指标可以具有与显示的口腔图像的大小或/及曲率等形状相对应的形态，以便于更容易地在口腔图像上设置基准指标。

具体地，主弧线15M在显示整个口腔图像时，可以具有与所述整个口腔图像相对应(相似)的大小。

并且，主弧线15M可以具有与整个口腔图像的大致曲率相对应的曲率。并且，分界线31、35可以配置成与单个牙齿的大小及排列方向相对应。

例如，修复体设计模型202可以按照与整个口腔图像的大小成比例地生成主弧线15M，可以生成具有与整个口腔图像的曲率及曲率变化值相对应的的曲率及曲率变化值的弧线。

显示局部口腔图像时，可以预测局部口腔图像的整个口腔图像，确定大小和曲率。具体地，可以判断局部口腔图像在整个口腔图像中占据的比率，依据所述比率，计算整个口腔图像的大小之后，依据计算的整个口腔图像的大小，确定要显示的弧线的大小。

3)口腔图像上设置基准指标

其次，修复体设计模型202可以设置口腔模型和基准指标的位置关系(S104)。

实施例中，修复体设计模型202可以提供用于控制基准指标的形状(大小及/或曲率)、位置及口腔图像的大小/位置的界面。因此，通过显示器240显示的弧线和分界线不对应于口腔图像时，用户可以调整口腔图像的大小/位置或者调整基准指标的形态、位置，进行手动设置，以使其与口腔图像相对应。

以下，详细说明通过用户界面，在口腔图像上设置基准指标的过程的优选一例。

首先，主弧线15M上没有正确地排列口腔图像10时，用户可以通过排列界面，将口腔图像10精准地排列在主弧线15M上。

例如，用户可以拖拽(drag)操作口腔图像10移动至主弧线15M内排列位置，并调整大小，以使其与弧线的大小相对应。其中，排列位置是指牙齿的排列方向和弧线大体上一致之处。

更具体地，如图5所示，用户拖拽口腔图像10移动，以使口腔图像的全部牙齿配置在颊侧弧线15B和舌侧弧线15L之间，并调整口腔图像大小，使其与弧线的大小相匹配。只是，实施例显示的口腔图像以与实际牙齿1:1对应的大小显示出来，操作时，具有高直观性，因此，依据技术描述，调整基准指标，在口腔图像上匹配基准指标。

此时，口腔图像配置在颊侧弧线15B和舌侧弧线15L之间之后，修复体设计模型提供用于清除显示于弧线外的图像的界面，以预先防止进行不必要的图像处理。

即，通过上述过程设置的颊侧弧线15B和舌侧弧线15L可以用于剪切超出颊侧、舌侧弧线的区域，用于与近中侧、末梢侧分界线交叉之处显示牙齿调整点，或者用于显示牙齿中心点的移动分界。

其次，主弧线15M的大小或曲率存在问题时，用户可以调整调整主弧线15M的颚穹调整点，改变弧线的大小和曲率进行修改，以使其与口腔图像10的牙齿排列方向相对应。

匹配口腔图像的主弧线15M时，可以通过分界线设置单个牙齿的分界。

此时，用户可以在要修复的牙齿上只设置分界线。以下，详细描述将17号牙齿区域设置成基准指标的过程。

首先，用户可以在弧线的17号牙齿区域重叠与17号牙齿相对应的口腔图像。

为此，用户可以在弧线移动17号牙齿区域的中心点(c)，重叠到口腔图像10中17号牙齿图像上。

并且，用户移动近中侧分界线31，设置17号牙齿的近中侧分界，移动末梢侧分界线35，从而设置17号牙齿的末梢侧分界。

其次，用户可以分别调整近中侧分界线31的两侧分界调整点32、33，将近中侧分界线31的梯度匹配到17号牙齿图像，从而指定17号牙齿的近中侧面的方向。

并且，用户可以分别调整末梢侧分界线35的两侧分界调整点36、37，将末梢侧分界线35的梯度匹配到17号牙齿图像，从而指定17号牙齿的末梢侧面的方向。

如此，可以通过手动设置单个牙齿图像的弧线和分界线,将基准指标设置在口腔图像上。

另一实施例中，将口腔图像位于弧线及分界线内部的大致位置之后，按下排列按钮时，可以自动变更弧线或/及口腔图像，在弧线上排列口腔图像。

只是，实施例中，弧线可以不是精确分析患者口腔图像而获得的患者口腔上匹配的弧线，因此，只要特定大概位置，在基于弧线分析口腔图像时，不会存在问题，只要牙齿和弧线之间的间隔不超出一定偏差，就视为已经排列，并进入下一步骤。只是，超出一定偏差时，可以实施输出告警信息，引导其更精准地排列的实施例。

又另一实施例中，修复体设计模型202可以提供先在主弧线15M上自动排列，再手动修补的界面。即，可以按下自动排列按钮或者首次显示时，将口腔图像10自动排列在主弧线15M内之后，修改主弧线15M的曲率、大小及口腔图像10的位置等，将口腔图像10排列在主弧线15M内。

与此相反，可以提供用户通过手动将口腔图像10移动到主弧线15M内部的大致位置时，修复体设计模型202自动重新调整主弧线15M的大小、曲率以及口腔图像10的大小、位置等，以使主弧线15M和口腔图像10不重叠，从而将口腔图像10更容易地排列在主弧线15M的界面。

主弧线15M上排列口腔模型时，修复体设计模型202可以基于主弧线15M上排列的口腔图像10，检测口腔信息(S105)。

其中，口腔信息可以包括有关齿列结构的牙齿固有特性信息，如，牙齿的排列方向(例如，Buccal方向(B)和lingual(L)方向)、牙齿各面的配置方向、牙齿编号、旁弧线(咬合面侧弧线)、齿列结构、牙齿及牙齿之间角度、牙齿间距、牙齿尺寸等，进一步，可以包括牙齿状态信息，如，牙齿的颜色、龋齿、蛀牙、牙齿受损、牙齿缺损、损伤部的补牙型式44等。

为了精准地获得口腔信息，已设有作为口腔图像10分析标准的基准指标时，可以更迅速准确地分析口腔图像10。

具体地，修复体设计模型202可以通过近中侧分界线31和末梢侧分界线35分析牙齿图像，准确地计算出该牙齿的近中侧区域、末梢侧区域、一侧方向(Distal和Mesial的方向)的大小、牙齿的末梢面及近中面配置方向。

并且，修复体设计模型202可以依据牙齿的上下左右比例情况，准确地计算出该牙齿的颊侧区域、舌侧区域、另一侧方向(Buccal和Lingual的方向)的大小、牙齿的颊面及舌面配置方向。具体地，修复体设计模型202可以通过从单个牙齿区域中查询到颊(Buccal)方向和舌(Lingual)方向的各个最高坐标来分析牙齿的形态。

并且，修复体设计模型202可以通过从垂直高度或单个牙齿的分割区域查询最高坐标，以了解用于连接尖端部分的切缘等。

即，修复体设计模型202可以基于包括弧线、分界线、中心点等在内的基准指标，分析口腔图像(或者，包括在其内的牙齿图像)，获得牙齿的准确形态(大小、位置、排列方向)信息并显示(S106)。

为此，修复体设计模型202在匹配基准指标的过程中，基于获得的牙齿形态信息设计虚拟修复体，从而精准和准确地设计出虚拟修复体(S107)。

并且，属于局部口腔图像10时，即使是局部分割口腔的模型，修复体设计模型202也以弧线15M为基准获得牙齿的方向、牙齿编号等。即，即使是仅包括口腔局部区域的口腔模型，修复体设计模型202也可以获得所述口腔模型的多种口腔信息，从而在今后设计修复体时，加以有效应用。

并且，修复体设计模型202以主弧线15M的大小及曲率等为基准，从统计方面确定旁弧线。具体地，存储器230可以存储主弧线15M的大小及曲率，除此之外，还可以存储与特性匹配的旁弧线(例如，咬合面)，修复体设计模型202可以检测出与排列有口腔图像10的主弧线15M匹配的旁弧线。

作为三维口腔模型的侧视图，侧面口腔图像10S可以进一步显示旁弧线，所述旁弧线可以成为即将在今后设计的修复体咬合面的形状设计基础。例如，修复体的咬合面的梯度可以对应于旁弧线的梯度。

设置基准指标并基于设置的基准指标显示口腔信息的过程中，进一步显示的侧面口腔图像10S上一起显示基于与口腔图像之间位置关系的基准指标。

除此之外，修复体设计模型202更容易以主弧线15M为基准，检测出牙齿编号、牙齿尺寸、龋齿、蛀牙、缺损、损伤程度等，所述口腔信息可以用于自动设置即将设计的修复体的参数。

并且，修复体设计模型202能够以获得的口腔信息为基础，按牙齿分别分离出口腔图像10，只分离出设计修复体时需要的牙齿，通过显示器240显示出来。

如上所示，修复体设计模型202有助于以主弧线15M为基准显示口腔图像10，帮助用户直观地了解口腔状态，能够以主弧线15M为基准，分析口腔图像10而获得多元化精准口腔信息，有助于以所述口腔信息为基础设计出修复体，从而更容易和迅速地设计出修复体。

-修复体设计方法

以下，参考图7至图13，详细说明基于上述过程获得的口腔信息以及口腔图像依次分步骤更容易精准地设计修复体的方法。

根据实施例的修复体设计模型202可以提供基于显示3D口腔模型的口腔图像和弧线分析口腔模型而获得的口腔信息，依次分步骤设计修复体的修复体设计界面。具体地，修复体设计界面依次分步骤提供符合于各步骤的口腔信息的同时，确定用于设计修复体的参数，通过确定的参数和口腔信息合成到口腔图像上并进行修改，以帮助用户有效轻松地设计出修复体。

其中，修复体设计参数可以包括即将修复的牙齿区域、修复体型式、限界线、***轴、修复体内部参数(例如，最小厚度、边缘厚度、粘固剂缺口、接触距离、桥体基板缺口)、修复体尺寸、牙齿排列方向、旁弧线、即将修复的修复体的牙齿编号中至少一个以上参数。

所述修复体设计参数可以由用户根据修复体设计界面进行手动设置，可以基于弧线分析口腔图像，依据获得的口腔信息自动设置。

首先，如图7所示，修复体设计模型202首先可以在显示3D口腔模型的口腔图像中确定即将修复的牙齿区域(S201)。

实施例中，修复体设计模型202可以基于用户针对显示的口腔图像进行的输入，将口腔图像的局部区域确定为牙齿区域。例如，用户通过输入，在口腔图像中指定特定点位、特定区域或特定牙齿而选择即将修复的牙齿区域。

具体地，如图8所示，显示出口腔图像，用户在口腔图像中选择特定点位(c)时，修复体设计模型202可以将被选特定点位(c)以及特定点位(c)的周边区域选择为即将修复的牙齿区域。

实施例中，牙齿区域可以是用于设计一修复体的区域。具体地，牙齿区域是用于设计一牙齿的修复体的区域，用户选择一点位时，可以设计出该被选点位的受损牙齿的一修复体。因此，修复体设计模型202从口腔信息中提取出该受损牙齿对的牙齿编号(T)，设计出与该牙齿编号匹配的修复体。

并且，用户选择的牙齿区域内特定点位(c)可以是用于配置今后即将设计的虚拟修复体的中心点。因此，为了将修复体的位置修改降低至最少，最佳地，特定点位(c)位于即将修复的牙齿区域的中心，修复体设计模型202提供一种计算出即将修复的牙齿区域的中心，判定从计算出的中心到特定点位(c)的间距已超出预设距离时，提醒并重新设置特定点位(c)的界面。

并且，修复体设计模型202可以基于分析的口腔信息，更准确地确定需要修复的牙齿区域。具体地，修复体设计模型202可以从口腔图像中检测出受损牙齿，用户针对受损牙齿所处区域内部进行输入而做出指定时，将该牙齿所处区域确定为即将修复的牙齿区域。

另一实施例中，修复体设计模型202可以从显示的口腔图像中检测出受损牙齿，将该牙齿的区域确定为即将修复的牙齿区域。此时，修复体设计模型202可以计算出被确定的牙齿区域中心点，将今后即将设计的虚拟修复体配置在计算出的中心点上。

已选择即将修复的牙齿区域时，修复体设计模型202可以确定即将设计到牙齿区域的修复体型式(S202)。

其中，修复体型式可以包括镶牙(Inlay)、上置法(Onlay)、植冠(Crown)、贴片(Laminate)、牙桥(Bridge)、内冠(Coping)、种植牙(Implant)或义齿(Denture)等。并且，修复体从广义上可以包括与牙齿相关的辅助器具，如手术导板(Surgical guide)或矫正装置等。

具体地，修复体设计模型202可以为用户提供一种排列出用于设计到牙齿区域的修复体型式(type)，并选择其中之一的界面。例如，如图8所示，用户双击即将修复的牙齿区域的特定点位(c)而做出选择时，该牙齿区域周围会排列出即将修复的修复体型式50，由用户选择其中之一而确定修复体型式。

此时，修复体设计模型202可以接收到用户针对多个牙齿区域进行输入而做出的设置，一次性设置多个修复体，从而缩短修复体设计时间。

例如，如图8所示，也可以同时选择两个牙齿区域之后，一起实施修复体设计参数的设置步骤，并经过一次性依次实施的修复体设计步骤，同时设计出两个修复体。

总而言之，用户在口腔图像中指定第1点位而确定为即将修复的牙齿区域，并标识出被确定牙齿区域的牙齿编号，选择牙齿区域的修复体型式，如还有即将修复的牙齿区域时，重复上述过程，从而完成第1步骤的修复体设计参数设置。

其他实施例中，修复体设计模型202可以分析牙齿区域的受损牙齿的受损程度，并依据其受损程度，确定即将自动设计的修复体型式。

设置修复体型式时，修复体设计模型202可以确定即将修复的牙齿区域的限界线(margin line)(S203)。

具体地，修复体设计模型202可以确定限界线，其是牙齿区域内修复体和牙齿的分界(或者是修复体和牙龈的分界)。

为了确定所述限界线，修复体设计模型202可以手动、半自动或自动设计限界线。

首先，用户选择自动模式时，修复体设计模型202可以检测出牙齿区域的口腔图像的牙龈、各个牙龈区域的色差、受损牙齿、牙根、邻接牙齿等，并以此为基础，确定限界线，显示在口腔图像上。并且，修复体设计模型202可以提供将自动确定的限界线改成手动的修改界面。

例如，如图9a所述，修复体设计模型202可以提供牙齿区域上显示出自动计算的限界线60并通过用户的拖拽(drag)输入修改限界线60的修改界面62、通过用户的拉伸(draw)输入修改限界线60的修改界面62以及上下或左右移动整个限界线60的修改界面。

并且，用户选择手动模式时，如图9b所示，修复体设计模型202可以通过用户针对口腔图像进行的拖拽(drag)输入，直接在口腔图像上绘制限界线60，也可以通过用户针对口腔图像进行的拉伸(draw)输入绘制限界线60。

确定限界线60时，修复体设计模型202可以确定作为修复体***方向的***轴(S204)。

实施例中，修复体设计模型202可以通过观察口腔图像的视图点设置***轴。

具体地，修复体设计模型202可以进行控制，以使用户改变观察3D口腔模型的视图点而显示出口腔图像，而在确定***轴方向步骤，用户改变视图点之后，选择已经变更的视图点作为***轴方向时，可以将该视图点设定为***轴方向。

此时，修复体设计模型202将视图点方向以及该视图点***修复体时，将作为修复体挂接区域的封闭(block out)区域显示在口腔图像，以引导用户准确地将视图点选择为***轴方向。

例如，如图10a所示，口腔图像10可以将观察口腔图像10的视图点标识成箭头71，将沿着该箭头71方向***修复体时封闭区域(75)标识成其他颜色，以引导用户直观地选择准确的***轴方向。

并且，如图10b所示，口腔图像观察方向为俯视图或仰视图时，可以省略标识视图点的箭头71，相应视图点没有封闭时，不标识封闭区域，以便于用户按下可以轻松地将该视图点选择为***轴方向的置位按钮73进行设置。

设置好***轴方向时，修复体设计模型202可以确定修复体参数(S205)。

具体地，实施例中，修复体设计模型202可以确定修复体设计参数中尚未确定的修复体内部参数以及与修复体外形相关的参数。

其中，修复体内部去参数可以包括修复体的最小厚度(Minimum thickness)、边缘厚度(margin thickness)、粘固剂缺口(cement gap)、接触距离(contact distance)和桥体基板缺口(pontic base gap)中至少一个。

所述修复体内部参数基本上可以设置成通常牙科统计时采用的值，因此，实施例的修复体内部参数设置步骤可以是再次核实和修改所述基本设置或用户设置值的步骤。

例如，如图11所示，修复体内部参数设置步骤可以提供一种排列修复体内部参数80，标识各参数的设置值，并变更该设置值的界面。

如上所述，设置好修复体设计参数时，修复体设计模型202可以依据已经确定的修复体参数设计出虚拟修复体(S206)。

具体地，修复体设计模型202可以从个人收藏检测出与已设置修复体设计参数匹配的修复体形状。

例如，修复体设计模型202可以从个人收藏95检测出与牙齿编号和修复体型式匹配的修复体形状。

并且，修复体设计模型202可以依据修复体设计参数或口腔信息变更被检测出的修复体形状。

例如，修复体设计模型202可以依据限界线60、修复体内部参数变更被检测出的修复体形状。

并且，修复体设计模型202可以变更检测出的修复体形状的上面，以使其沿着旁弧线倾斜。

设计好虚拟修复体时，修复体设计模型202可以将设计好的虚拟修复体重叠到口腔图像上进行显示(S207)。

具体地，修复体设计模型202可以将修复体设计参数或/及基于口腔信息设计的虚拟修复体配置在口腔图像上显示出来。

例如，修复体设计模型202配置牙齿区域的特定点位(c)(例如，中心点)时，与虚拟修复体的中心对齐，此时，可以依据***轴方向和牙齿排列方向(B、L)确定虚拟修复体的配置方向。

如图12所示，修复体设计模型202可以使虚拟修复体90的中心对齐牙齿区域特定点位(C)，并使虚拟修复体90的配置方向(例如，水平、垂直转动方向)与***轴方向和牙齿区域牙齿排列方向匹配。

口腔图像上标识出虚拟修复体90时，修复体设计模型202可以提供用于手动修改虚拟修复体90的接口(S208)。

具体地，修复体设计模型202可以提供一种一边查看合成于口腔图像而显示的虚拟修复体90，一边核实依据用户的修改型输入实时修改的虚拟修复体90，并修改虚拟修复体90的修改界面。

其中，如图13所示，可以修改虚拟修复体90的参数可以包括虚拟修复体90的沟槽、光滑、插件、定位等外形参数96、虚拟修复体90的强度及厚度参数97和虚拟修复体90尺度、位置、转动的配置参数98以及修复体内部参数99等。

修改上述参数时，用户可以实时确认到显示于口腔图像的虚拟修复体90在发生变化，直观地轻松修改虚拟修复体90的设计。

如上所述，修复体设计模型202可以提供一种分阶段依次设置修复体设计参数，与用户的熟练程度无关地轻松设计均匀品质修复体的修复体设计接口。

并且，分阶段设置修复体设计参数时，修复体设计模型202可以有效提供基于弧线获得的口腔信息，引导用户更准确迅速地设置修复体参数。

并且，修复体设计模型202可以提供一种修复体设计修改界面，其将设计好的虚拟修复体90配置在口腔图像的准确位置，有效确认虚拟修复体90的设计是否准确，一边查看所述已显示虚拟修复体90，一边通过直观式界面进行修改。

如上所述，根据本发明的实施例通过由多元化计算机构件执行的程序指令形态得到实现，记录在可以用计算机读取的记录介质里。所述可以用计算机读取的记录介质可以单独或组合包括程序指令、数据文件、数据结构等。记录在所述可以用计算机读取的记录介质的程序指令可以是为本发明特别设计和构成的，或者是计算机软件领域的技术人员公知而可以使用的。可以用计算机读取的记录介质的例子包括：硬盘、软盘及磁盘等磁性介质、CD-ROM和DVD等光记录介质、软式光盘(floptical disk)等磁性-光介质(magneto-opticalmedium)以及用于存储程序指令并实施的特殊结构硬件装置，如ROM、RAM、快闪存储器等。程序指令的例子包括：采用编译器制作而成的等机器语言代码以及采用解释器等，由计算机执行的高级语言代码。为了执行本发明的实施，硬件装置可以变更为一个以上软件模块，反之亦然。

本发明描述的特定实施例是一实施例，本发明的范围不受任何方法的限定。为了简洁地记载说明书，可以省略传统电子结构、控制***、软件、所述***的其他功能方面的记载。并且，附图所示构件之间的线性连接或相连部件举例示出了功能性连接及/或物理或电路连接，实际装置中，可以通过可代替或添加的多种功能性、物理性连接或电路连接显示出来。并且，如“必备的”、“重要的”等，没有具体提及时，或许不是适用本发明时一定需要的构件。

并且，上述内容参考本发明的优选实施例详细描述了本发明，但，只要是该技术领域的熟练技术人员或该技术领域的通常技术人员应当理解，可以在不脱离以下所附权利要求书中记载的本发明的思想和技术领域的范围之内，可以对本发明进行多种修改和变更。因此，本发明的技术范围不受说明书中具体描述内容的限定，而是由权利要求书决定。

工业应用性

本发明涉及一种采用现代化方式实施牙科诊疗时需要的口腔扫描仪，以及基于通过口腔扫描生成的三维口腔模型设计修复体的相关技术，可以应用于工业领域。

Claims (10)

1.一种三维口腔模型分析方法，其特征在于：

包括：

用口腔图像显示三维口腔模型的步骤；

与所述口腔图像一起标识基准指标的步骤；

所述口腔图像上设置基准指标的步骤；

基于已设置的所述基准指标，分析所述口腔图像，获得口腔信息的步骤；以及

基于所述口腔信息，设计虚拟修复体的步骤，

其中，所述基准指标包括第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线，并且第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线具有彼此不同的形状，

其中，第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线中的每个包括舌侧弧线、颊侧弧线、主弧线、近中侧分界线和末梢侧分界线，

其中，第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线通过统计反映人们的弧线形状而设计，

与所述口腔图像一起标识基准指标的步骤包括：从口腔图像中提取一组牙齿的形状，以及自动选择并标识第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线中的一个，其中所选标准弧线与从口腔图像中提取的一组牙齿的形状最为相似，

所述口腔图像上设置基准指标的步骤包括：提供用于移动所述口腔图像形态及位置的手动界面的步骤；提供用于移动所述基准指标的所选标准弧线的形态及位置的手动界面的步骤，

获得所述口腔信息的步骤包括：依据与所述基准指标的所选标准弧线之间的关系分析通过所述手动界面排列的所述口腔图像，获得修复体设计参数的步骤，

所述虚拟修复体是依据所述修复体设计参数设计而成。

2.根据权利要求1所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

包括：匹配上颚侧口腔模型和下颚侧口腔模型的咬合关系的步骤，

还包括：所述上颚侧口腔模型和所述下颚侧口腔模型中之一的口腔模型上设置所述基准指标时，基于所述咬合关系，其余一个口腔模型上设置所述基准指标的步骤。

3.根据权利要求1所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

与所述口腔图像一起标识基准指标的步骤包括：

与观察所述三维口腔模型的牙齿尖端面的第1口腔图像一起标识弧线的步骤；

与观察所述三维口腔模型的牙齿咬合面的第2口腔图像一起标识旁弧线的步骤。

4.根据权利要求3所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

所述旁弧线与排列在所述第1口腔图像的所述弧线匹配。

5.根据权利要求4所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

第1标准弧线、第2标准弧线和第3标准弧线中的每个还包括牙齿中心点。

6.根据权利要求5所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

提供用于移动所述基准指标形态及位置的手动界面的步骤包括：

所述颊侧弧线的中心点配置第1颚穹调整点而调节颊侧和舌侧弧线之间间距的步骤；

所述颊侧弧线和舌侧弧线的中心点配置第2颚穹调整点而调节弧线曲率的步骤；以及

所述颊侧弧线和舌侧弧线的末端配置第3颚穹调整点和第4颚穹调整点而调节所述颊侧弧线和舌侧弧线的长度或调整曲率的步骤。

7.根据权利要求5所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

提供用于移动所述基准指标形态及位置的手动界面的步骤包括：

移动所述牙齿中心点而移动与所述牙齿中心点连接的所述近中侧分界线和所述末梢侧分界线的步骤；

移动包括所述近中侧分界线和所述末梢侧分界线在内的牙齿分界线的步骤；以及

调整所述牙齿分界线的梯度的步骤。

8.根据权利要求7所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

获得所述口腔信息的步骤包括：

基于所述牙齿分界线分析牙齿图像，获得该牙齿的近中侧区域、末梢侧区域、作为一侧方向的末梢侧和近中侧的方向的大小或牙齿的末梢面及近中面配置方向中至少一个以上信息的步骤。

9.根据权利要求8所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

获得所述口腔信息的步骤包括：

从通过所述牙齿分界线设置的单个牙齿区域中查询到颊方向和舌方向的各个最高坐标，获得该牙齿的颊侧区域、舌侧区域、作为另一侧方向的颊方向和舌方向的大小或牙齿的颊面及舌面配置方向中至少一个以上信息的步骤。

10.根据权利要求5所述的三维口腔模型分析方法，其特征在于：

所述口腔图像上设置基准指标的步骤包括：

所述颊侧弧线和所述舌侧弧线之间配置所述口腔图像的步骤；

清除所述颊侧弧线和所述舌侧弧线外口腔图像的步骤；以及

移动所述牙齿中心点，设置要修复的单个牙齿区域的所述近中侧分界线和所述末梢侧分界线的步骤。

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