[發明專利]利用牙齒咬合狀態下的口腔CT圖像獲取全牙模型的方法

在審

• 申請號: 201810439100.2
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108629839A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 王晶;馬睿佳;盧秉恒;王亞芳
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/13;G06T7/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.利用牙齒咬合狀態下的口腔CT圖像獲取全牙模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對所有包含上頜牙齒的咬合狀態下的CT圖像進行分割，基于輪廓提取方法，獲取上頜所有牙齒及與之咬合接觸的下頜部分牙齒輪廓信息，并根據提取的輪廓信息重構出三維網格模型；

2)建立分割面，利用分割面從步驟1)所構建的三維網格模型中分割出上頜牙齒的CT圖像牙根點云模型；

3)從步驟1)所獲得的牙齒輪廓信息中，選擇上頜牙中不與下頜牙發生咬合接觸的單個或多個具有完整的牙冠外輪廓信息的牙齒，并將其另存為點云格式，得到CT圖像的牙冠點云模型；

4)獲取上頜的外部掃描圖像，將掃描圖像進行分割，得到獨立的牙冠表面，保存為掃描數據牙冠點云模型；選擇與步驟3)中選擇的牙齒相對應的掃描牙冠，將其保存為點云格式，得到掃描牙冠的點云模型Ⅱ；

將掃描牙冠的點云模型Ⅱ與步驟3)中得到的CT圖像的牙冠點云模型進行配準，得到兩組模型間的移動和旋轉關系；

5)將CT圖像的牙根點云模型與步驟4)所得到掃描數據牙冠點云模型進行融合，重建得到完整上頜牙列，融合方法是：

5.1)利用配準過程中產生的移動和旋轉關系，將CT圖像的牙根點云模型與步驟4)所得到掃描數據牙冠點云模型進行合置；

5.2)采用基于包圍盒的點云精簡方法，實現兩組點云模型拼接為一組點云模型；

5.3)將相鄰的牙齒點云模型分別置于兩組，利用Delaunay快速三角剖分原理，將點云模型重建為三維網格模型；

6)對所有包含下頜牙齒的咬合狀態下的CT圖像進行分割，基于輪廓提取方法，獲取下頜所有牙齒及與之咬合接觸的上頜部分牙齒輪廓信息，并根據提取的輪廓信息重構出三維網格模型；

7)建立分割面，利用分割面從步驟6)所構建的三維網格模型中分割出下頜牙齒的CT圖像牙根點云模型；

8)從步驟6)所獲得的牙齒輪廓信息中，選擇下頜牙中不與上頜牙發生咬合接觸的單個或多個具有完整的牙冠外輪廓信息的牙齒，并將其另存為點云格式，得到CT圖像的牙冠點云模型；

9)獲取下頜的外部掃描圖像，將掃描圖像進行分割，得到獨立的牙冠表面，保存為掃描數據牙冠點云模型；

獲取與步驟8)中所選擇的牙齒相對應的掃描牙冠，將其保存為點云格式，得到掃描牙冠的點云模型Ⅱ；

將掃描牙冠的點云模型Ⅱ與步驟8)中得到的CT圖像的牙冠點云模型進行配準，得到兩組模型間的移動和旋轉關系；

10)將步驟7)所獲得的CT圖像的牙根點云模型與步驟9)所得到掃描數據牙冠點云模型進行融合，重建得到完整下頜牙列，融合方法是：

10.1)利用配準過程中產生的移動和旋轉關系，將CT圖像的牙根點云模型與步驟9)所得到掃描數據牙冠點云模型進行合置；

10.2)采用基于包圍盒的點云精簡方法，實現兩組點云模型拼接為一組點云模型；

10.3)將相鄰的牙齒點云模型分別置于兩組，利用Delaunay快速三角剖分原理，將點云模型重建為三維網格模型。

2.根據權利要求1所述的利用牙齒咬合狀態下的口腔CT圖像獲取全牙模型的方法，其特征在于：

步驟5)中上頜的外部掃描圖像及步驟10)中下頜的外部掃描圖像是利用非接觸式掃描設備獲取的；所述牙冠模型是利用快速分水嶺算法分割、利用補洞操作獲得的。

3.根據權利要求1或2所述的利用牙齒咬合狀態下的口腔CT圖像獲取全牙模型的方法，其特征在于：

步驟4)和步驟9)中的配準采用粗配準結合精配準的方式，粗配準采用主成分分析法，精配準采用迭代最近點算法。

4.根據權利要求3所述的利用牙齒咬合狀態下的口腔CT圖像獲取全牙模型的方法，其特征在于：

粗配準的實現方法為：通過交互式操作，選取三個點來確定一個分割面，截取牙齒的牙冠部分，將截取的牙冠部分與對應的掃描圖像的牙冠進行粗配準。