[發明專利]一種針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法

在審

• 申請號: 201810340764.3
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108765474A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 柯永振;時文敬;楊帥
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T17/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

1.一種針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)數據準備：通過對口腔的CT數據進行三維可視化處理獲得CT重建牙齒圖像；通過對牙冠和牙齦部分的光學掃描數據進行可視化處理獲得光學掃描牙冠圖像；將CT重建牙齒圖像、光學掃描牙冠圖像放入統一的世界坐標系下；

(2)初始配準：通過手動選取特征點對CT重建牙齒圖像、光學掃描牙冠圖像進行處理獲得初始配準模型；

(3)精確配準：通過自動選取特征點對所述初始配準模型進行處理獲得精確配準模型。

2.根據權利要求1所述的針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述步驟(1)中的通過對口腔的CT數據進行三維可視化處理獲得CT重建牙齒圖像的操作包括：對口腔的CT數據采用移動立方體算法進行處理獲得CT重建牙齒圖像。

3.根據權利要求1所述的針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述步驟(1)中的通過對牙冠和牙齦部分的光學掃描數據進行可視化處理獲得光學掃描牙冠圖像的操作包括：采用虛擬正畸系統的牙齒模型分割算法將牙冠和牙齦部分的光學掃描數據中的牙冠與牙齦分離，得到的牙冠部分即為光學掃描牙冠圖像。

4.根據權利要求1所述的針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述步驟(1)中的將CT重建牙齒圖像、光學掃描牙冠圖像放入統一的世界坐標系下的操作包括：

利用Actor分別對CT重建牙齒圖像、光學掃描牙冠圖像的坐標點進行轉換,將兩者的坐標系分別變換到世界坐標系下；

所述世界坐標系是指VTK中設定的世界坐標系。

5.根據權利要求1所述的針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述步驟(2)的操作包括：

(21)依次手動地在光學掃描牙冠圖像上選取m個特征點組成特征點集P，然后以相同的順序在CT重建牙齒圖像u上依次選取相同位置處的m個特征點組成特征點集Q；所述m>＝3；

(22)利用下面的公式設置縮放因子s，然后利用所述縮放因子s得到縮放后的光學掃描牙冠數據p_new：

其中，p_i是光學掃描數據，u_i是口腔的CT數據；p_new是經過尺度縮放后得到的光學掃描牙冠圖像；讀取p_new的三維網格的頂點數量n；

(23)生成初始矩陣,然后利用ICP算法進行轉換，求解特征點集P和Q相應的旋轉矩陣、平移矩陣，使光學掃描牙冠圖像p_new和CT重建牙齒圖像u匹配在一起，獲得初始配準模型。

6.根據權利要求5所述的針對CT與光學掃描牙齒模型的高效配準方法，其特征在于：所述步驟(23)中生成的初始矩陣如下：

所述求解特征點集P和Q相應的旋轉矩陣、平移矩陣是采用SVD或單位四元數法實現的。