[发明专利]基于口腔扫描数据和CBCT数据的牙列模型生成方法在审

专利信息
申请号: 201510890689.4 申请日: 2015-12-04
公开(公告)号: CN105447908A 公开(公告)日: 2016-03-30
发明(设计)人: 梅敬成;苏新新;赵晓峰;武伟 申请(专利权)人: 山东山大华天软件有限公司
主分类号: G06T17/00 分类号: G06T17/00;G06T7/00;G06T17/30;A61B6/03;A61B6/14
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 张勇
地址: 250101 山东省济南市高新区*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 基于 口腔 扫描 数据 cbct 模型 生成 方法
【权利要求书】:

1.基于口腔扫描数据和CBCT数据的牙列模型生成方法,其特征是,包括以下步骤:

读取口腔三维多源数据模型,包括CBCT数据创建的三角网格模型和口内扫描的三角网格模型;

设定配准的固定模型与浮动模型,其中固定模型为通过CBCT创建的三角网格模型,浮动模型为口内扫描的三角网格模型;

在固定模型和浮动模型上,手动拾取模型特征点对,根据模型点云曲率修正特征点对,将特征点移动到周围邻域中曲率最大的点,采用点到点的ICP算法,对特征点对进行初步配准;

计算初步配准后模型点云误差并结合医学参数要求,设置精确配准的参数;采用优化的点到面的ICP算法进行精确配准;

对配准后的CBCT数据和口内扫描数据进行融合,将配准融合后的牙根和牙冠模型输出。

2.如权利要求1所述的基于口腔扫描数据和CBCT数据的牙列模型生成方法,其特征是,对配准后的CBCT数据和口内扫描数据进行融合的具体步骤包括:

在口内扫描数据上,沿颈缘线绘制剪裁曲线,采用剪裁曲线将扫描数据剪裁为两个部分,保留牙冠部分;

采用剪裁曲线上的点构造Jacobi矩阵,计算矩阵的特征值和特征向量,使用最小的特征值对应的特征向量为平面的法向,裁剪曲线上点的重心为平面上一点,构造平面,作为剪裁曲线的特征平面,通过计算牙冠部分相对于特征平面的位置,确定剪裁线的偏置方向,将剪裁线向牙冠的反方向偏置一定的距离;

采用最近距离投影方法将偏置后的剪裁线投影到CBCT数据创建的三角网格模型上,将模型剪裁为两个部分,根据特征平面,计算剪裁后模型的相对特征平面的位置,保留牙根部分;

通过缝合方法,将牙根部分和牙冠部分连接在一起,对缝合的部分网格进行变形,保证其连续性和光滑性。

3.如权利要求1所述的基于口腔扫描数据和CBCT数据的牙列模型生成方法,其特征是,曲率计算的步骤如下:

步骤1:把点云对应的曲面的高斯曲率记为kG,平均曲率记为kH,主曲率记为k1,k2

步骤2:取点pi周围三角面片的各法向量的平均值作为三角网格在点pi处的法向量,记为n,过点pi与n垂直的平面称为网格曲面在此点的切平面,设tj为向量pipj在此网格曲面的切平面上的单位投影,作过点pi,pj且在点pi有切向tj的圆,则把曲面在点pi处沿pipj方向的法曲率近似的取为此圆半径的倒数;

步骤3:设u,v为网格曲面上由n确定的切平面上的一组基,取tu,tv为向量tj关于基u,v的坐标,eu,ev为主方向e1关于此基的坐标,由欧拉定理,有

k~j=tutvT·K·tutv]]>

其中,

K=euev-eveu·k100k2·euev-eveu-1]]>

利用上式可以求解k1,k2

步骤4:根据高斯曲率、平均曲率与主曲率的关系可以得到:

kG=k1·k2kH=k1+k22]]>

在浮动模型和固定模型对应拾取特征点对,将特征点吸附到拾取点附近小区域的曲率最大的点。

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