[發明專利]基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法

在審

• 申請號: 202010533803.9
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111685899A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 蘇劍;王賀升;顧晨嵐
• 申請（專利權）人: 上海銀馬科技有限公司
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00;A61C19/04;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/136;G06T17/00
• 代理公司: 上海中外企專利代理事務所(特殊普通合伙) 31387
• 代理人: 孫益青

本發明公開了一種基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法，包括以下步驟：步驟一、獲取經過預處理的P1階段患者口內圖像和牙頜三維數字模型；步驟二、基于P1階段患者口內圖像對牙頜三維數字模型進行牙齒?牙齦、牙齒?牙齒分割；獲得分割后的牙頜三維數字模型；步驟三、獲取經過預處理的P2階段患者口內圖像；步驟四、根據P2階段患者口內圖像，對分割后的牙頜三維數字模型進行變換；生成P2階段的牙頜三維數字模型、以及P1階段至P2階段牙頜模型的坐標變換數據和形態變化數據。本發明能夠對牙齒正畸治療后的患者僅僅通過拍攝口內圖像即可得知牙齒的坐標變換、形態變化情況，避免了在治療后使用掃描儀對口腔進行掃描。

技術領域

本發明屬于牙齒監測技術領域，尤其涉及一種基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法。

背景技術

在牙齒正畸治療領域，牙齒監測(Dental Monitoring)技術允許正畸醫師能夠更加方便、快捷、有效地監測病人治療的狀況。借助智能手機等設備，甚至不需要病人前往醫院或診所，醫生就可以遠程監測牙齒治療狀態。既節省了病人多次往返醫院或診所等待治療的時間和金錢，也大大方便了醫生對患者治療過程的追蹤和監測，更有助于治療方案的及時推進、調整和完善。

隨著計算機技術的發展，二維圖像、三維數字模型的獲取和處理技術也得到了快速的發展。圖像分割和識別方法、圖像中物體的檢測方法也變得越來越成熟完善。三維數字模型的獲取，因硬件設備的發展，也變得越來越便捷。使用掃描儀對患者口腔內部進行掃描，獲取三維數字模型并導入計算機，然后利用基于幾何信息的分割方法或基于機器學習的方法對其進行分割和處理，最終將結果可視化呈現給醫生和患者，輔助甚至是完全接管治療方案的制定、推進，這種新模式的正畸治療越來越廣泛地應用于臨床治療。

目前，三維數字模型的獲取還是更多依賴于掃描儀的數據采集，但在掃描過程中，需要使用臉頰牽引器打開、固定患者的口腔，整個數據采集過程會造成患者一定的不適，所以在牙齒正畸治療監控中不宜多次對患者進行掃描儀掃描操作。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法，能夠對牙齒正畸治療后的患者僅僅通過拍攝口內圖像即可得知牙齒的坐標變換、形態變化情況，避免了在治療后使用掃描儀對口腔進行掃描。方便了患者自行監控正畸狀態，無需到店復診，同時發現問題及時改進，縮短了正畸治療周期。

本發明第一方面提供了一種基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法，包括以下步驟：步驟一、獲取經過預處理的P1階段患者口內圖像和牙頜三維數字模型；

步驟二、基于P1階段患者口內圖像對牙頜三維數字模型進行牙齒-牙齦、牙齒-牙齒分割；獲得分割后的牙頜三維數字模型；

步驟三、獲取經過預處理的P2階段患者口內圖像；

步驟四、根據P2階段患者口內圖像，對分割后的牙頜三維數字模型進行變換；生成P2階段的牙頜三維數字模型、以及P1階段至P2階段牙頜模型的坐標變換數據和形態變化數據；

所述P1階段指治療前階段，P2階段指治療后階段。

上述基于口內圖像和三維模型的牙齒正畸治療監測方法，所述步驟二中對牙頜三維數字模型進行牙齒-牙齦、牙齒-牙齒分割時包括以下步驟：

步驟A、對P1階段的口內圖像進行區域分割處理，每個牙齒為一個單獨的區域，獲得牙齒口內圖像；將牙齒口內圖像轉換為口內圖像二值圖，該口內圖像二值圖中牙齒為1，其余部分為0；

步驟B、獲取牙頜三維數字模型在二維平面的投影圖，并將投影圖轉換為投影二值圖，該投影二值圖中投影覆蓋區域為1，其余部分為0；輸出投影矩陣的初始值；

步驟C、對投影矩陣初始值的波動范圍內所有投影矩陣進行遍歷，計算投影二值圖和口內圖像二值圖的相關性匹配度，選取匹配度最高情況下的投影矩陣輸出；