[发明专利]一种高效自动辅助寻找牙齿咬合深度的方法

说明书

本发明提供一种自动辅助寻找牙齿咬合深度的设计方法，采集并读取上下颌牙列和咬合在一起的牙列的三维数据模型；采用点云配准的办法使得扫描的上下颌牙列三维模型咬在一起；采用图形学分类思想，将分界面定义为广义咬合平面，再将点面距离对应为咬合深度，此方法巧妙，不需要人为参与；导出具有咬合深度信息的牙齿模型，并且根据咬合深度不同做可视化展示，通过直观的图像和客观的量化指标，来辅助医生在计算机上建立新的咬合关系模型，以更好的指导正畸和正颌的外科治疗。

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计、机器视觉领域，特别是涉及利用计算机图形学辅助获得牙齿咬合深度的方法。

背景技术

临床正畸医学，不仅需要一个良好、稳定的牙齿咬合关系，还需要一个具体到每颗牙齿的咬合关系，即既要知道哪对牙齿符合咬合关系，还可以量化牙齿对应的咬合深度。也因此，如何确定良好的咬合关系和区分不同的咬合深度，这两件工作都是临床正畸重要的内容。

传统方法是通过手动调整患者牙齿的石膏模型来确定终末咬合关系，通过激光扫描将该牙齿石膏模型数字化，软件采用配准咬合区域的方法使得牙齿上下颌自动咬合，再在软件环境下完全模拟模型操作的过程，用标记的方法确定咬合关系的牙齿，最后在确定的每一对牙齿之间采用碰撞检测技术得到咬合深度情况。该方法的缺点包括：1)咬合区域的配准过程常常需要医生不断调整咬合关系，医生多次调整会使得咬合关系改变，就很难保证咬合关系的变化是符合唯一变量(治疗产生的改变)原则的，从何影响对治疗效果的判断；2)手动选择每一颗牙齿的区域，费时费力。因此，传统方法一方面完全依赖于医生的经验；另一方面并未发挥计算机辅助设计的优势。

随着计算机图形图像技术的发展，如何引入其到传统牙齿正畸领域，从而解放医生的双手，辅助医生治疗方案的设计便成了一个研究热点。然后情况并不乐观，一方面计算机科学需要医生丰富的医学知识，但确实也存在不知道如何学习利用的问题；另一方面方法的不够高效和过多医生的参与，使得计算机辅助设计对于医生来说可能存在耗时耗力的影响。如何设计一种高效可行并且医生参与度低的获取咬合关系的方法，辅助医生正畸方案的设计便是一个迫切的需求。

发明内容

本发明提供高效自动辅助寻找牙齿咬合深度的方法，在初步咬合的数字牙颌模型之上自动获得校正的咬合关系，再通过图形图像学技术自动高效获得咬合深度关系，并具备直观的三维可视化效果，通过直观的图像和客观的量化指标，来辅助医生在计算机上建立新的咬合关系模型，以更好的指导正畸和正颌的外科治疗。

本发明的技术方案是：

一种高效自动辅助寻找牙齿咬合深度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、分别采集并读取上下颌牙列的三维数据模型，得到上下牙列的三维扫描点云模型a、b；

2、将上下颌牙列咬合在一起采集并读取三维数据模型，得到咬合牙列的三维扫描点云模型c；

3、利用点云配准技术将步骤1中的a向步骤2中的c对齐，保存并读取a移动之后得到的新数据，命名为A；

4、利用点云配准技术将步骤1中的b向步骤2中的c对齐，保存并读取b移动之后得到的新数据，命名为B；

5、A、B已经处于咬合位置的特性，将咬合点定义为距离最近的点，从而获得咬合点集；

6、A的咬合点集合命名为Ta，B的咬合点集合命名为Tb，利用图形学分类思想，得到一个平面S，它由Ta、Tb拟合得到；

7、将咬合点集分成多个子点集；

8、步骤7中的不同子点集拥有不同的权值，到S的距离越大的子点集的权值越大；

9、拥有同一权值的子点集赋值一样的颜色信息；

10、将重新建立的咬合模型连同颜色信息保存并导出。

本发明的技术效果：