[發明專利]一種基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法

有效

• 申請號: 201310044186.6
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103156693A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 童若鋒;施曉欣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61C8/00
• 分類號: A61C8/00;G06T19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲得牙齒的石膏模型，掃描該石膏模型生成對應的石膏三維網格模型；

2)結合對應的口腔ct模型，向所述石膏三維網格模型中放入模擬種植體；

3)對所述石膏三維網格模型進行取樣，生成對應的體圖像；

4)針對得到的體圖像，對各個牙齒的凹處以及牙縫進行填充處理；

5)從填充處理后的體圖像中獲取初始牙齒導板的內、外表面，繼而得到初始牙齒導板的三維網格模型；

6)讀取所述模擬種植體的位置和型號，在所述初始牙齒導板的三維網格模型中生成對應的導板基臺，得到全范圍牙齒導板模型；

7)從所述全范圍牙齒導板模型中根據預定的范圍提取牙齒導板模型；

8)根據所述牙齒導板模型加工得到實體植牙手術導板。

2.根據權利要求1所述的基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法，其特征在于，步驟3)中，所述體圖像的生成包括如下步驟：

3.1)預定義體圖像的維度，閾值以及體素大小；

3.2)針對所述石膏三維網格模型，標記出與每一個網格相對應的相交體素，將該相交體素及其六鄰域中的所有體素均作為當前網格的邊界體素，將每個邊界體素到對應網格表面的距離作為其體素值；

3.3)以一個在石膏三維網格模型內部的已知體素作為種子，對石膏三維網格模型的內部進行填充，將所述種子以及填充區域內的所有體素作為內部體素，并將所有內部體素的體素值設置為最大機器正數；

3.4)計算所有石膏三維網格模型外部的體素到網格表面的曼哈頓距離，作為其體素值；

所述的石膏三維網格模型外部的體素記為外部體素；

3.5)根據邊界體素、內部體素和外部體素的體素值生成所述體圖像。

3.根據權利要求2所述的基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法，其特征在于，步驟3.2)中，所述的相交體素的標記包含以下步驟：

對石膏三維網格模型的每一個面片進行三維線性插值采樣，計算得出采樣點的坐標以及其周圍體素到該采樣點的距離，取離采樣點最近的體素，即為相交體素；

步驟3.2)中，計算邊界體素的體素值時，若某個體素可能被多個面片采樣到，在判斷它的最終體素值時，采取如下策略：

如果這個體素到某個面片的垂點在面片內部，則體素值取該體素到該面片的距離，如果有多個這樣的面片，則取絕對值最小的距離值；

如果不存在這樣的面片，則在計算完所有上一步可以確定的體素的值之后，把該體素的值設為它鄰域所有邊界體素的平均值。

4.根據權利要求2所述的基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法，其特征在于，步驟3.2)中，所述的邊界體素到對應網格表面的距離的計算包括如下步驟：

a)計算出面片的法向：垂直于該面片，指向石膏三維網格模型的外部；

b)連接體素和面片任一頂點，計算得到從體素點指向頂點的向量，以該向量在面片法向上投影的長度作為距離的絕對值；

c)計算該向量和法向夾角，如果是銳角或直角，設定該距離值符號為正；否則設定該距離值為負。

5.根據權利要求2所述的基于體圖像處理的植牙手術導板的制作方法，其特征在于，步驟3.3)中，所述的種子為一個距離種植體基臺底部的中心點最近的體素，并將其體素值設為最大機器正數；

所述的填充進行時，對種子六鄰域內的體素進行判斷，如果某方向上的待填充體素已經標記為邊界體素，則停止在這一方向上的填充；否則進行填充，即將該待填充體素的體素值設為最大機器正數，然后把完成填充的體素作為衍生種子，對衍生種子六鄰域內體素進行本步驟同樣的填充。