[發明專利]一種口腔CBCT重建后體數據牙弓線快速自動提取方法

有效

• 申請號: 201810463863.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108711177B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 楊爍;贠照強;馮前進
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學口腔醫院
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T5/40;G06T7/136
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

1.一種口腔CBCT重建后體數據牙弓線快速自動提取方法,其特征在于：包括步驟有：

步驟一，獲取口腔CBCT重建后體數據，生成最大密度投影圖像；

步驟二，對步驟一的最大密度投影圖像構建高斯濾波核，得到二維高斯濾波圖像；

步驟三，統計步驟二的二維高斯濾波圖像得到灰度直方圖；

步驟四，對步驟三的灰度直方圖進行濾波處理，獲取光滑的直方圖數據，并按由大到小方向，獲得光滑后直方圖的第一個峰值；

步驟五，對步驟四的第一個峰值擬合，獲取牙齒分割的閾值；

步驟六，采用步驟五的牙齒分割的閾值，對步驟二的二維高斯濾波圖像分割，得到分割后的牙齒圖像；

步驟七，對步驟六的分割后的牙齒圖像進行剔除方法處理，得到牙齒具體空間位置，并將牙齒具體空間位置對應到分割后的牙齒圖像，得到精細后分割牙齒圖；

步驟八，按步驟七的精細后分割牙齒圖像的坐標位置遍歷整個體數據，得到橫斷面的最大密度投影圖像；

步驟九，統計步驟八的橫斷面的最大密度投影圖像的直方圖，得到最大密度投影圖像并進行閾值分割，得到閾值分割最大密度投影圖像；

步驟十，將步驟九的閾值分割最大密度投影圖像進行剔除方法處理，得到牙齒具體的空間位置，并將牙齒具體空間位置對應到閾值分割最大密度投影圖像得到精細后閾值分割最大密度投影圖像；

步驟十一、對步驟十的精細提取的分割圖像進行孤立點去除和空洞填充操作，將精細后閾值分割最大密度投影圖像進行擴展，分別向橫坐標方向和縱坐標方法增加2個像素，再在所有新增加的像素均填充為0，擴展后的圖像以第一個像素為起始點，采用漫水填充方法進行填充，填充后得到新的圖像，將填充后新圖像的橫坐標方向和縱坐標方法減少2個像素，得到和精細分割圖像同樣大小的圖像并覆蓋原來的新填充圖像，將新填充圖像取反并和精細后的分割圖像取與操作，并覆蓋到填充后的圖像；

步驟十二、具體為，

步驟12.1，創建一個與填充后的圖像大小相同的臨時圖像，將步驟十一的填充后的圖像的內容拷貝到臨時圖像內，進入步驟12.2；

步驟12.2，遍歷臨時圖像，出現圖像的任意一個點的值不為零的點則進入步驟12.3，遍歷完成則進入步驟12.6；

步驟12.3，判值不為零的點是否同時滿足條件A、條件B、條件C和條件D，滿足則進入步驟12.4，不滿足條件A、條件B、條件C和條件D至少一個則進入步驟12.5，

條件A、當前不為零的點，周圍存在八個相鄰點，八個相鄰點之和大于等于2，小于等于6時；

條件B、順時針進行遍歷周圍的八個點，出現01模式的次數為1；

條件C、當前點最上面的點、最右邊的點和最下面的點均為零；

條件D、當前點最左邊的點、最下面的點和最右邊的點均為零；

步驟12.4，在圖像FoolFill中將該點的值更新為0，進入步驟12.2；

步驟12.5，刪除該點，進入步驟12.2；

步驟12.6，以遍歷完臨時圖像為最后的骨架圖像；

步驟十三，統計步驟十二的最后的骨架圖像所有骨架的長度，提取出最長的骨架作為新的骨架圖；

步驟十四，對步驟十三的新的骨架圖的牙弓線控制點的提取，得到控制點生成樣條曲線；

步驟十五，對步驟十四的控制點生成樣條曲線的提取處理，生成牙弓線；

所述步驟一具體為，獲取口腔CBCT重建后體數據，沿垂直橫斷面方向生成最大密度投影圖像；

所述體數據為包含所有牙齒和牙根的橫斷面數據；

所述步驟五具體為，對步驟四的第一個峰值擬合高斯函數逼近該峰值，分析該峰值對應組織分布范圍，峰值位置向右進行偏移，取高斯函數覆蓋范圍的百分之九十五的一半作為偏移量，在峰值所處的位置增加偏移量，獲取牙齒分割的閾值；

所述步驟六具體為，采用步驟五的牙齒分割的閾值，對步驟二的二維高斯濾波圖像分割，設置定分割后存在牙齒的像素灰度值為1，不存在牙齒組織的像素灰度值為0，得到分割后的牙齒圖像；

所述步驟十四包括有，

步驟14.1，對步驟十三的新的骨架圖的牙弓線控制點提取新的骨架圖中所有不為0的坐標，坐標按橫坐標遞增的順序編號，編號按照0，1，2，3，......，將獲取的坐標依次保存到坐標列表；

步驟14.2，從編號為0的點為起點，保留編號為3或者編號為3的正整數倍數的點，剔除其他的點，生成新的坐標列表；

步驟14.3，依次計算新坐標列表中的每個點的切向方向，并保存至切線列表，其中切線列表和新的坐標列表具有相同的個數；

步驟14.4，從切線列表和新的坐標列表中依次取點坐標和作切線，當切線方向變換角度小于等于10°，則等間隔對坐標列表進行提取并添加到控制點隊列；當前切線方向變換角度大于10°，則采樣間隔為坐標列表有效寬度的十二分之一并點添加到控制點隊列，得到控制點生成樣條曲線；

所述步驟十五具體為，對步驟十四的控制點生成樣條曲線，將樣條曲線的控制點隊列的點依次編號分別為1,2，.....,i,.....,n,控制點隊列的點的坐標分別表示(x₁,y₁),(x₂,y₂),.....,(x_i,y_i),.....,(x_n,y_n)，其中x₁x₂x_ix_n；

構建B樣條曲線，以diff＝(x_n-x₁)/20000為間隔，從x₁點開始，x＝x_i+diff，依次取20000個采樣點，然后按照等弧長進行采樣得到牙弓線所有采樣點的坐標，生成牙弓線。