[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

说明书

本发明涉及一种基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法和系统，根据医学给出的牙弓形态拟合多项式系数作为模板数据，再根据模板数据生成二维空间的理想牙弓曲线，将理想牙弓曲线投影到三维空间，根据牙齿宽度和FACC中心点位置生成初始的牙齿在牙弓线上的挂靠点，若不存在指定贴合的牙位则按照6号牙作为参考牙位，若存在指定贴合的牙位则按照指定贴合的牙位作为参考，生成个性化排牙牙弓曲线。本发明通过构建出的理想牙弓，根据不同牙齿形态，生成贴合牙齿的排牙牙弓，从而实现自动排牙。本发明提出的生成贴合多种牙齿的排牙方法，能够自动生成合理且美观的排牙牙弓，极大降低手工排牙的时长。

技术领域

本发明涉及牙齿矫正领域，尤其涉及一种基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法、系统和应用。

背景技术

牙颌畸形是口腔疾病之一，畸形的牙齿会影响牙颌面的发育，影响口腔健康和功能，进而影响容貌外观。

目前隐形正畸矫正方案中，排牙大多是设计师通过医生医嘱，手动排列，非常耗时，并且不稳定。针对现有排牙耗时长，不稳定的问题，本发明提供了解决技术问题的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法和系统，解决现有的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的基于理想牙弓生成个性化牙弓的自动排牙方法包括如下步骤：

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(Oriented Bounding Box Tree)层次包围盒树检测的方法来消除碰撞间隙；OBB Tree的算法简述如下：基于分离轴定理的相交检测方法。依据分离轴定理分别向15个轴投影，根据不同的投影区间来判断OBB Tree包围盒的位置关系。

进一步的，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(如13，16，18号)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。

进一步的，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。

进一步的，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；