[發明專利]一種個性化正畸弓絲曲線交互調整方法

有效

• 申請號: 201710029348.7
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106803276B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 姜金剛;韓英帥;張永德;左思浩;王釗;馬雪峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;A61C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種個性化正畸弓絲曲線交互調整方法，其特征在于：所述方法的具體實現過程為：

步驟一、選擇患者數據：

首先導入患者數據，即正畸弓絲成形基準點數據，設i表示為患者按照牙位順序的第i個牙齒，i＝0、1、…、13，按照牙位順序第i個牙齒上的兩個點坐標為(x_2i,y_2i,z_2i)和(x_2i+1,y_2i+1,z_2i+1)；

步驟二、補償值的設定：

設置托槽直線段的近中補償值a＝(a₀,…,a_i,…,a₁₃)和遠中補償值b＝(b₀,…,b_i,…,b₁₃)，這種托槽直線段的補償值采用醫師熟悉的表達方式，以左右兩顆中切牙的間隙中心為中線位置，牙齒靠近中線的一側為近中，牙齒遠離中線的一側為遠中，計算出i＝0,1,…,13時，空間點坐標[(X_2i,Y_2i,Z_2i)，(X_2i+1,Y_2i+1,Z_2i+1)]的值，即得到上頜所有牙位對應的托槽直線段添加補償值后的空間點坐標矩陣T0，且T＝T0；

步驟三、過渡曲線段的設定：

設置過渡曲線段的比例參數E＝(e₀,…,e_k,…,e₁₂)，F＝(f₀,…,f_k,…,f₁₂)，其中k＝0、…、12，即按照患者數據牙位順序，依次設置第k個過渡曲線段；通過設置過渡曲線段的比例參數E、F來計算正畸弓絲曲線過渡線段的兩個控制點P₁、P₂坐標，按照患者導入的牙位順序，第k個過渡曲線段的相鄰的兩個托槽直線段坐標為[(X_2k,Y_2k,Z_2k)，(X_2k+1,Y_2k+1,Z_2k+1)]、[(X_2k+2,Y_2k+2,Z_2k+2)，(X_2k+3,Y_2k+3,Z_2k+3)]，通過其所在XY平面投影下的直線方程求得在XY平面投影下交點為(X_i,Y_i)；將(X_i,Y_i)帶入空間直線一般方程求得兩個中間點坐標為(X_i,Y_i,Z_i)和(X_i,Y_i,Z_i+1)；再將第k個過渡曲線段四個控制點坐標帶入Bezeir曲線的表達式，求得第k個過渡曲線段表達式；計算出k＝0,…,12時，所有過渡曲線段的表達式P_k(t)，則正畸弓絲曲線的坐標矩陣為：

步驟四、插入特殊功能曲：

判斷是否插入特殊功能曲，若是，則選擇插入特殊功能曲位置k，選擇插入特殊功能曲類型j，得到新的正畸弓絲曲線坐標矩陣：

式中D_j為總體坐標系O-XYZ下特殊功能曲的坐標矩陣，根據正畸弓絲曲線的坐標矩陣W，將坐標按順序逐個連接生成正畸弓絲曲線，在顯示窗口顯示曲線；若否，則直接進入步驟五；

步驟五、托槽直線段的位置調整：

判斷是否進行位置調整，若是，第i個牙齒上的添加補償值后的托槽直線段的坐標為[(X_2i,Y_2i,Z_2i)，(X_2i+1,Y_2i+1,Z_2i+1)]，計算其模長為l；選擇旋轉的方式m，m＝0、1，m＝0表示為繞托槽直線段近中點旋轉，m＝1表示為繞托槽直線段遠中點旋轉；輸入在第i個牙齒上的托槽直線段平移的距離h_i和旋轉的角度ω_i；基于[(X_2i,Y_2i,Z_2i)，(X_2i+1,Y_2i+1,Z_2i+1)]建立局部坐標系O1-UVW，在局部坐標系下，當m＝0,i＝0、…、6或m＝1,i＝7、…、13時，經過位置調整后的托槽直線段坐標為A，其變換到總體坐標O-XYZ下的托槽直線段的坐標矩陣為B_i＝R₂×(A×R₁)；當m＝1,i＝0、…、6或m＝0,i＝7、…、13時，經過位置調整后的托槽直線段坐標為A_i，其變換到總體坐標O-XYZ下的托槽直線段的坐標矩陣為B_i＝R₂×(A_i×R₁)，計算出第i個牙齒上托槽直線段經位置調整后的坐標為B_i，接著將經位置調整后托槽直線段坐標B_i替換位置調整前的托槽直線段坐標[(X_2i,Y_2i,Z_2i)，(X_2i+1,Y_2i+1,Z_2i+1)]，生成新的托槽直線段添加補償值后的空間點坐標矩陣T′,令T″＝T,T＝T′；判斷是否保存位置調整，若是，則T＝T，若否，則T＝T″；跳轉至步驟三；

若否，直接判斷判斷是否取消所有的位置調整并恢復默認，若否，則保存生成正畸弓絲曲線的坐標矩陣W，完成個性化正畸弓絲曲線交互調整的全部過程；若是，則T＝T0，跳轉至步驟三。