[發(fā)明專利]一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110310919.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112690914B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林小平;黃勝鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 漢斯夫（杭州）醫(yī)學(xué)科技有限公司
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 杭州天啟智匯專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33357
• 代理人: 周恩慧

1.一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，采用如下步驟：

A.利用分割后的牙冠曲面，建立牙齒局部坐標(biāo)系；

B.通過坐標(biāo)系牙根坐標(biāo)軸，確定牙根截面輪廓；

B1)通過牙根軸線，將牙冠曲面邊界投影到垂直于牙根周的平面，得到牙根初始截面；

B2)將初始截面通過曲率流收縮為牙根底面形態(tài)；

C.將牙根底面進(jìn)行二維三角剖分；

D.采用基于平面近似的聚類方法與二維三角化生成牙齒側(cè)面網(wǎng)格；

E.采用Hermite曲面插值算法優(yōu)化側(cè)面網(wǎng)格；

F.將牙冠、底面、側(cè)面進(jìn)行形狀融合，使牙齒成為一個封閉完整的三角網(wǎng)格模型；

G.輸入一組從三維牙頜模型中分割出的牙齒模型，根據(jù)牙齒模型的分割邊界構(gòu)建齦緣線與牙齦底座輪廓線；

H.重新構(gòu)建牙齦曲面，并用Hermite曲面插值控制牙齦曲面的形態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，其特征在于：步驟A采用如下步驟：

A1)在牙齒唇側(cè)與舌側(cè)分別選擇分割邊緣最低點、以及唇側(cè)切端點，由三點確定平面，以平面法線方向為近中遠(yuǎn)中軸線方向，這三個特征點由牙齒邊緣分割確定的邊緣線提供；

A2)以唇舌最低點指向頰側(cè)水平方向的向量作為唇舌側(cè)軸線方向；

A3)最后用A1中平面法線與A2中唇舌側(cè)軸線向量叉乘計算牙根軸線，確定牙齒局部坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，步驟C采用如下步驟：

C1)通過用戶預(yù)先設(shè)置牙根高度數(shù)值，確定底面的截面輪廓；

C2)對此截面進(jìn)行二維三角剖分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，步驟D采用如下步驟：

D1)采用基于平面近似的聚類方法在牙根頂?shù)捉孛婢€之間劃分曲線網(wǎng)形成子區(qū)域, 并將子區(qū)域邊界投影至對應(yīng)的平面；

D2)再分別在平面內(nèi)對子區(qū)域應(yīng)用二維三角剖分，可避免了三角剖分過程中的自交問題；

D3)通過添加位置約束，控制牙齒側(cè)面走向及形態(tài)，避免牙齒之間發(fā)生碰撞。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，步驟E采用如下步驟：

E-1)采用局部簡化、細(xì)分以及Hermite曲面插值等方法解決三角形密度不均勻、牙根曲面形態(tài)不自然、牙冠與牙根曲面過度不連續(xù)的問題；

E-2) 本文通過求解方程(1)來實現(xiàn)直接在三角網(wǎng)格曲面上進(jìn)行Hermite曲面插值:

(1)

其中是網(wǎng)格曲面上的頂點, 是二階Laplacian算子,其離散化形式為:

(2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，采用如下步驟：步驟G采用如下步驟：

G1)將牙齒分割所得到的牙邊緣線進(jìn)行排序；

G2)取相鄰牙齒頰舌側(cè)邊界端點的幾何均值并反投影到牙齒邊界后，將同側(cè)牙齒邊界進(jìn)行連接，形成初始齦緣線；

G3)采用局部高斯濾波對初始齦緣線進(jìn)行平滑處理，完成齦緣線構(gòu)建；

G4)將齦緣線向牙齦底座平面進(jìn)行投影得到初始牙齦底部輪廓線；

G5)對初始底部輪廓線進(jìn)行拉普拉斯形狀優(yōu)化得到平滑的輪廓線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于數(shù)字化正畸的附帶牙齦的牙齒建模方法，采用如下步驟：步驟H采用如下步驟：

H1)在兩條曲線上采樣同樣數(shù)量的采樣點，然后構(gòu)建牙齦側(cè)面與底面的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

H2)對牙齦側(cè)面的生成采用了凸包(Convex hull)算法進(jìn)行控制，以模擬真實牙齦形態(tài)。