[发明专利]一种口腔正畸治疗前后牙齿移动量计算方法和装置

说明书

本发明公开了一种口腔正畸治疗前后牙齿移动量计算方法和装置。该方法包括：基于治疗前口腔透视图像和治疗后的面部扫描图像通过配准得到同一坐标系下治疗前牙齿模型及治疗后面部软组织模型；基于治疗后的面部扫描图像和治疗后的牙冠激光扫描图像通过配准对齐得到同一坐标系下治疗后牙冠模型及治疗后面部软组织模型；基于同一坐标系下治疗前牙齿模型及治疗后牙冠模型，将治疗前的各牙齿独立地配准到治疗后的牙冠模型上，获得治疗后的各牙齿模型，继而计算获得正畸治疗前后各牙齿的移动量。本发明基于多源口腔三维图像，仅需在治疗前对患者进行一次口腔透视图像扫描即可实现治疗前后牙齿整体移动量的精确计算。

技术领域

本发明涉及口腔正畸技术领域，更具体地，涉及一种口腔正畸治疗前后牙齿移动量计算方法和装置。

背景技术

错颌畸形具有较高的发病率，严重危害口腔健康。错颌畸形除了影响美观给患者带来心理伤害外，还影响颌面发育和口腔功能，给患者造成身体伤害。口腔正畸学是专门研究错颌畸形的病因、诊断、治疗和预防的学科。临床口腔正畸治疗是通过在错颌畸形患者口内安装佩戴矫治器械，从而使牙齿在力的作用下发生移动，恢复牙齿正常的排列和咬合关系。口腔正畸治疗前后牙齿移动量是客观评价正畸治疗效果的重要依据，建立口腔正畸治疗前后牙齿移动的精确量化方法对口腔正畸学研究及临床口腔正畸治疗具有重要意义。

现有技术主要使用单种口腔三维图像来实现口腔正畸治疗前后牙齿移动量的计算，通常可分为两类：基于牙模或口内激光扫描图像的方法和基于口腔CT图像的方法。

对于基于牙模或口内激光扫描图像的方法，其利用正畸治疗前患者的口腔激光扫描图像与正畸治疗后患者的口腔激光扫描图像间的配准来实现治疗前后牙齿移动量的计算(激光扫描图像的输出为口腔表面的三维模型)。该方法假设口腔鄂皱区域在正畸治疗过程中解剖形态是相对稳定的，以口腔鄂皱区域作为治疗前后口腔激光扫描图像配准的参考依据，对治疗前后的口腔激光扫描图像进行整体配准。然后再对各牙齿进行单独配准来实现各牙齿移动量的计算(如图1(a)所示)。除了以口腔鄂皱区域为治疗前后口腔激光扫描图像配准的参考依据外，也有部分技术以植入口腔的微种植体作为图像配准的参考依据。在这种方式中，激光扫描图像是非透视图像，仅包含牙冠信息，因此实质计算的是牙冠的移动量。

对于基于口腔CT图像的方法，其利用正畸治疗前患者的口腔CT图像与正畸治疗后患者的口腔CT扫描图像间的配准来实现治疗前后牙齿移动量的计算。该方法首先利用治疗前后的口腔CT图像重构出患者治疗前后牙颌(含颌骨及牙齿)的三维模型。在口腔正畸治疗过程中，患者的颌骨形态结构在远离牙齿区域变化较小。因此，该方法以远离牙齿的颌骨区域为参考基准进行正畸治疗前后牙颌三维模型的整体配准。然后再对各牙齿进行单独配准来实现各牙齿移动量的计算(如图1(b)所示)。

然而，基于激光扫描图像的方法实质是以牙冠局部移动量替代牙齿整体移动量，计算结果不准确，在无微种植体等侵入性器械辅助下难以实现下颌牙齿移动计算(鄂皱区域仅存在于口腔上颌)；基于口腔CT图像的方法需要多次重复地对患者进行口腔CT扫描，将给患者造成额外的辐射伤害。

因此，需要对现有技术进行改进，提供一种新的可避免对错颌畸形患者进行多次CT扫描的正畸治疗前后牙齿移动精确计算方法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于解决口腔正畸治疗前后各牙齿移动量的精确计算的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种口腔正畸治疗前后牙齿移动量计算方法。该方法包括以下步骤：

基于治疗前口腔透视图像和治疗后的面部扫描图像通过配准得到同一坐标系下治疗前牙齿模型及治疗后面部软组织模型；

基于治疗后的面部扫描图像和治疗后的牙冠激光扫描图像通过配准对齐得到同一坐标系下治疗后牙冠模型及治疗后面部软组织模型；

以治疗后面部软组织模型为基准，得到同一坐标系下治疗前牙齿模型及治疗后牙冠模型；