[發明專利]一種基于通用模板的牙齒修復方法

有效

• 申請號: 201710454465.8
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107230255B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 湯德衍;宣夢潔;宋雷;寧楠;王春蝶
• 申請（專利權）人: 杭州美齊科技有限公司
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20;G06T15/00;G06T5/00;A61C7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于通用模板的牙齒修復方法。將三維掃描獲得的初始牙頜模型分割為各個牙齒模型，然后對其中的牙齒模型處理：進行邊緣修復，刪除外翻面片并對邊緣進行光滑處理；將已選擇的模板牙齒模型，以牙齒模型的局部坐標系為依據和待修復牙齒模型配準；根據投影關系對模板牙齒模型進行形變，將形變之后的部分模板牙齒模型拼接到待修復牙齒模型上并進行平滑操作，完成牙齒模型的修復。本發明能高效精準地修復三維掃描后獲得的牙齒模型缺失的側邊，并修復底座，使牙齒成為一個封閉完整的三角網格模型，有利于后期的矯正實現。

技術領域

本發明涉及了數字口腔領域，具體地說是涉及了一種基于通用模板的牙齒修復方法。

背景技術

近年來，數字口腔技術發展迅速，牙齒隱形正畸也逐漸普及。在對牙齒正畸過程中，需要建立牙齒的三維網格模型，用于虛擬矯治。但經過掃描和切割之后得到的牙齒模型側邊和底座的數據缺失，需要進行修復，形成完整獨立的牙齒模型，以方便虛擬矯治的進行。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種基于通用模板的牙齒修復方法。

如圖14所示，本發明所采用的技術方案是將三維掃描獲得的初始牙頜模型分割為各個牙齒模型，然后對其中的牙齒模型采用以下步驟進行處理：

A.進行邊緣修復，刪除外翻面片并對邊緣進行光滑處理；

B.將已選擇的模板牙齒模型作為通用模板，以牙齒模型的局部坐標系為依據和待修復牙齒模型配準；

C.根據投影關系對模板牙齒模型進行形變，將形變之后的部分模板牙齒模型拼接到待修復牙齒模型上并進行平滑操作，完成牙齒模型的修復。

所述步驟A具體是：

A-1)計算牙齒模型中每個頂點的均方根曲率，并根據曲率閾值T將所有頂點分為曲率大和曲率小的兩類頂點；

A-2)對每個牙齒模型遍歷多次將牙齒模型邊緣含有曲率大頂點的邊界三角面片刪除，直到牙齒模型邊緣的所有邊界三角面片均不存在曲率大的頂點；

A-3)對每個牙齒模型遍歷多次將牙齒模型邊緣三個頂點均是邊界點的邊界三角面片刪除，直到牙齒模型邊緣的所有邊界三角面片至少有一個點不是邊界點；

A-4)遍歷所有牙齒模型，對每個牙齒模型位于邊緣的兩層三角面片(包括邊界三角面片和邊界三角面片內層的一層三角面片)進行Taubin平滑操作。

所述步驟A-2)和A-3)中通常的遍歷次數是4-5次。

所述步驟B具體是包括：

B-1)對待修復牙齒模型進行定軸操作，確定其局部坐標系；

B-2)根據待修復牙齒模型的類型，從模板牙齒模型庫中找到對應的模板牙齒模型；

B-3)根據待修復牙齒模型和模板牙齒模型的局部坐標系，將待修復牙齒模型和模板牙齒模型進行匹配。

所述步驟B-1)中的定軸操作是指根據牙齒的形態特征，確定其局部坐標系。最終的局部坐標系以牙齒模型的中心點為原點，Z軸從牙齒模型的中心點指向牙冠面方向，X軸垂直于牙弓線方向且由舌側指向唇頰側，Y軸沿穿過牙齒兩側。

所述步驟B-2)中，由于牙齒的類型一共有32種，同一類型的牙齒形態相對接近，根據待修復牙齒模型的類型，從模板牙齒模型庫中找到對應的模板牙齒模型。

所述步驟B-3)中，將模板牙齒模型的局部坐標系進行坐標變換，使得其局部坐標系與待修復牙齒模型的局部坐標重合，將同樣的坐標變換矩陣作用于模板牙齒模型上，便完成了模板牙齒模型和待修復牙齒模型的匹配。實際上是構建模板牙齒模型和待修復牙齒模型的局部坐標系之間的轉換矩陣，用轉換矩陣將模板牙齒模型的局部坐標轉換到待修復牙齒模型的的局部坐標。