[發明專利]牙齒和牙槽骨的分割與重構方法及裝置

有效

• 申請號: 201580000447.1
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN107106117B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 夏澤洋;甘陽洲;熊璟
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B6/14
• 分類號: A61B6/14;G06T7/00;G06K9/34
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 耿慧敏

一種牙齒和牙槽骨的分割與重構方法及裝置，其中，該方法包括：在口腔三維CT圖像中分割出骨骼組織區域(101)；從骨骼組織區域中分割出牙齒與牙槽骨組織區域(102)；從牙齒與牙槽骨組織區域中分割出各獨立牙齒的二維輪廓和牙槽骨的二維輪廓(103)；根據各獨立牙齒的二維輪廓重構各獨立牙齒的數字化三維模型，根據牙槽骨的二維輪廓重構牙槽骨的數字化三維模型(104)。該方案可以實現同時分割出各獨立牙齒的二維輪廓和牙槽骨的二維輪廓，進而實現根據各獨立牙齒的二維輪廓重構各獨立牙齒的數字化三維模型，根據牙槽骨的二維輪廓重構牙槽骨的數字化三維模型，以利于實現數字化的正畸治療輔助。

技術領域

本發明涉及口腔正畸技術領域，特別涉及一種牙齒和牙槽骨的分割與重構方法及裝置。

背景技術

錯頜畸形具有較高的發病率。其除了影響患者美觀給患者帶來心理傷害外，還會影響頜面發育和口腔功能給患者造成身體傷害。口腔正畸學是專門研究錯頜畸形的病因、診斷、治療和預防的學科。

在傳統的正畸治療中，牙頜物理模型是記錄患者病案、表達患者牙齒形態的重要工具，也是反映牙頜真實三維解剖結構的最主要途徑。對牙頜物理模型的測量、分析和操作是錯頜畸形診斷、治療方案規劃和矯治器械設計的主要依據。牙頜物理模型只能提供患者牙冠表面的三維信息，而缺乏正畸治療所必須的牙根及牙槽骨的三維信息。因此，基于牙頜物理模型的治療方式難以實現客觀、準確的治療。同時，牙頜物理模型在模型的操作難度、存儲壽命、存儲空間、傳輸便利性等方面也存在很大局限性。近年來，口腔電子計算機斷層掃描(Computed Tomography，CT)掃描已逐步在臨床正畸治療中得到廣泛應用。利用口腔CT圖像重構患者完整牙頜的數字化三維模型并應用于正畸治療，是解決牙頜物理模型在正畸治療應用中諸多不足的有效途徑。

要實現上述口腔CT圖像在正畸治療中的應用，首先需要從口腔CT圖像中分割出各獨立牙頜組織，并重構出各獨立牙頜組織的數字化三維模型。目前，已有多種從口腔CT圖像中實現獨立牙齒的分割與重構的系統和方法。然而，這些系統和方法都未涉及牙槽骨的分割問題，從而不能重構出牙槽骨的數字化三維模型。而在正畸治療應用中，尤其是在治療方案規劃階段，獨立牙齒的數字化三維模型和牙槽骨的數字化三維模型都是必須的。

發明內容

本發明實施例提供一種牙齒和牙槽骨的分割與重構方法，用以同時分割出各獨立牙齒的輪廓和牙槽骨的輪廓，并重構各獨立牙齒的數字化三維模型和牙槽骨的數字化三維模型。該方法包括：在口腔三維CT圖像中分割出骨骼組織區域；

從所述骨骼組織區域中分割出牙齒與牙槽骨組織區域；

從所述牙齒與牙槽骨組織區域中分割出各獨立牙齒的二維輪廓和牙槽骨的二維輪廓；

根據所述各獨立牙齒的二維輪廓重構各獨立牙齒的數字化三維模型，根據所述牙槽骨的二維輪廓重構牙槽骨的數字化三維模型。

在一個實施例中，在口腔三維CT圖像中分割出骨骼組織區域，包括：

根據所述三維CT圖像中像素的灰度值差異，在所述三維CT圖像中分割出所述骨骼組織區域，所述骨骼組織區域包括下牙頜的牙齒與牙槽骨連通組織區域、上牙頜的牙齒與牙槽骨連通組織區域以及其他的頜骨組織區域。

在一個實施例中，從所述骨骼組織區域中分割出牙齒與牙槽骨組織區域，包括：

在三維空間中，對所述骨骼組織區域進行開運算；

在開運算后的骨骼組織區域中對各連通區域的體積進行分析，根據體積大小在所述骨骼組織區域中提取出下牙頜的牙齒與牙槽骨連通組織區域和上牙頜的牙齒與牙槽骨連通組織區域。

在一個實施例中，從所述牙齒與牙槽骨組織區域中分割出各獨立牙齒的二維輪廓和牙槽骨的二維輪廓，包括：