[發明專利]自動化模擬排牙的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610070545.9
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105726142A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陳莉;侯博超;李晶
• 申請（專利權）人: 北京正齊口腔醫療技術有限公司
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種自動化模擬排牙的方法及裝置。

背景技術

在正畸學領域中，排牙方法的研究一直是研究的重點。在醫生對患者實施排牙之前，需要首先對排牙方案進行預測和評估，對方案的預測和評估是通過模擬排牙流程實現的。對傳統的模擬排牙方式是基于石膏牙列模型的人機交互模擬排牙方式，然后隨著數字化技術的發展，傳統的模擬排牙方式正在逐步地被自動化模擬排牙方式替代。自動化模擬排牙方式是指首先利用3D數字成像技術與三維建模技術，得到精確的三維牙列網格模型數據；然后利用正畸學中的排牙規則并通過合適的算法對三維牙列網格模型數據中的牙齒進行自動化排牙，從而為實際的排牙方案提供預測和評估。

在利用算法對三維牙列網格模型中的牙齒進行自動化排牙時，需要將排牙規則編碼為數學上可定義的約束項，然后根據數學上可定義的約束項實現自動化排牙。其中排牙規則包括上下頜牙列的排齊規則、相鄰牙齒的力的作用規則、上下牙齒的咬合接觸規則、前牙的覆合覆蓋關系、咬合平面對于排牙結果的影響等。目前對于實現自動化模擬排牙的軟件主要有3ShapeA/S公司的3ShapeOrthoAnalyzer、OraMetrix公司的SureSmile等。

針對上述的自動化模擬排牙的實現方式，發明人發現現有的自動化模擬排牙方式中對于排牙規則的編碼方式較差，難以將上述排牙規則全面的編碼進自動排牙設計優化算法中，因此造成自動化模擬排牙方式得到的排牙結果的質量降低。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種自動化模擬排牙的方法及裝置。

為解決上述技術問題，一方面，本發明提供了一種自動化模擬排牙的方法，該方法包括：

獲取牙列模型中每個牙齒的正畸特征點的坐標，所述正畸特征點為表示所述每個牙齒形狀輪廓的邊緣特征點，所述牙列模型為包含牙根的三維立體牙列網格模型；

將同等評估率PAR指數分解為預設數量的牙齒間距離類型進行編碼，生成自動化模擬排牙的約束條件；

將所述約束條件和力導向算法加入到迭代就近點ICP算法中計算得到所述每個牙齒的正畸特征點的目標位移向量；

根據所述目標位移向量對應地移動所述每個牙齒，得到新的牙列模型；

根據所述新的牙列模型中的牙齒的正畸特征點判斷新的牙列模型中的每個牙齒的牙根是否位于槽骨線輪廓內，所述槽骨線輪廓是根據與牙列模型的咬合面平行的平面以及牙齒根部的頜骨進行切割運算，提取到的最大閉合區域的輪廓；

若所述牙根不位于槽骨線輪廓內，則對對應所述牙根的新的牙列模型中的牙齒進行繞冠移動，獲得最終的牙列模型。

另一方面，本發明還提供了一種自動化模擬排牙的裝置，該裝置包括：

獲取單元，用于獲取牙列模型中每個牙齒的正畸特征點的坐標，所述正畸特征點為表示所述每個牙齒形狀輪廓的邊緣特征點，所述牙列模型為包含牙根的三維立體牙列網格模型；

約束條件生成單元，用于將同等評估率PAR指數分解為預設數量的牙齒間距離類型進行編碼，生成自動化模擬排牙的約束條件；

計算單元，用于將所述約束條件和力導向算法加入到迭代就近點ICP算法中計算得到所述每個牙齒的正畸特征點的目標位移向量；

第一移動單元，用于根據所述目標位移向量對應地移動所述每個牙齒，得到新的牙列模型；

判斷單元，用于根據所述新的牙列模型中的牙齒的正畸特征點判斷新的牙列模型中的每個牙齒的牙根是否位于槽骨線輪廓內，所述槽骨線輪廓是根據與牙列模型的咬合面平行的平面以及牙齒根部的頜骨進行切割運算，提取到的最大閉合區域的輪廓；

第二移動單元，用于若所述牙根不位于槽骨線輪廓內，則對對應所述牙根的新的牙列模型中的牙齒進行繞冠移動，獲得最終的牙列模型。