[发明专利]基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法和系统

权利要求书

1.一种基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：根据医学口腔正畸给出牙弓形态，利用数学方法拟合出多项式系数，其系数为牙弓的参数，以及牙齿的宽度和FACC中心点位置，生成理想的牙弓曲线；

步骤S2：生成个性化牙弓，若无指定贴合的牙位，默认按照6号牙作为参考牙位；若有指定贴合的牙位，则按照指定贴合的牙的位置作为参考，生成贴合当前牙齿的排牙曲线；

步骤S3：牙弓生成，对牙齿进行挂靠，该步骤为粗排操作，粗排后牙齿存在一定的碰撞和间隙，则用OBB Tree层次包围盒树检测的方法来消除碰撞间隙。

2.根据权利要求1所述的基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法，其特征在于：步骤S1包括如下步骤：

步骤S11：根据医学给出的牙弓形态，利用像素点提取的方法得到牙弓的像素信息，利用最小二乘的方法拟合出多项式系数，该系数作为牙弓的模板数据，也为牙弓拟合的参数；多项式函数如下方的公式所示，拟合出的系数a，b，c，d作为牙弓的参数：

y＝ax⁶+bx⁴+cx²+d；

步骤S12：根据模板数据生成二维空间的理想牙弓曲线；

步骤S13：再根据颌平面的数据，将理想牙弓曲线投影到三维空间中；

步骤S14：根据已知的牙齿宽度和FACC中心点位置，生成初始的牙齿在牙弓线上的挂靠点；

步骤S15：取牙弓的部分某些牙位的挂靠点的数据和两颗一号牙FACC中心点连线在中切平面的交点作为牙弓的控制点。

3.根据权利要求2所述的基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法，其特征在于：步骤S14中，通过定距法，即单颗牙齿在牙弓上的位置，即起点索引和中点索引；再通过每颗牙齿在牙弓的大概范围，找到其中点，该中点为牙齿在牙弓线上的挂靠点。

4.根据权利要求1所述的基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法，其特征在于：步骤S2包括如下步骤：

步骤S21：若无指定贴合的牙位，则计算出初始的两个6号牙的FACC中心点离中切平面的距离，距离大的取做参考牙位A；若有指定贴合的牙位，则选择单象限中锁定牙位ID最大的一颗牙作为参考牙位A；

步骤S22：根据步骤S21已知的参考牙位A，计算另外一个象限中位置相同的牙位作为参考牙位B；

步骤S23：根据步骤S22和步骤S1生成的牙弓数据，取出牙弓原点，两个参考牙位的FACC中心点，构建平面P；

步骤S24：把牙弓重新投影到新的平面P上，使得高度贴合上实际牙齿的FACC中心点高度；

步骤S25：牙弓做扩缩弓操作；

步骤S26：若初始牙弓数据有spee曲度，则添加spee曲度牙弓形变；该形变也运用到TPS算法进行形变；

步骤S27：最后生成个性化的牙弓作为排牙曲线。

5.根据权利要求4所述的基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法，其特征在于：步骤S25中扩缩弓操作的步骤为：

步骤S25a：计算牙弓曲线上的点，离参考牙位A的FACC中心点最近的点a，循环遍历牙弓上的点，计算出离指定牙位的最近点；

步骤S25b：计算点a离参考牙位的FACC中心点的距离，该距离作为扩缩弓的参考距离；

步骤S25c：计算点a离中切平面距离dist1，并且计算参考牙位的FACC中心点离中切平面距离dist2，若dist1dist2，则做缩弓处理；若dist1dist2，则做扩弓处理；

步骤S25d：对与牙弓形变，采用TPS薄板样条形变处理，根据扩缩弓的距离和离中切平面的距离进行比例计算，记为ratio；其中算法输入有控制点和目标点，其输入的控制点为初始牙弓所产生的挂靠点数据；

步骤S25e：对于初始的挂靠点数据，计算离中切平面的距离，再根据距离的比例ratio计算出新的挂靠点，新的挂靠点作为目标点；

步骤S25f：基于TPS算法，得到扩缩弓后的牙弓数据。