[發明專利]基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法及系統

在審

• 申請號: 202110381381.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113100976A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 馬自萍;陳明;馬金林;高岳林;黃永東
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 寧夏三源鑫知識產權代理事務所(普通合伙) 64105
• 代理人: 孫彥虎

本發明提供一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法及系統，屬于數字口腔的技術領域，當獲取患者的牙齒模型后，在牙齒模型表面建立坐標系，并分別獲取相鄰的牙齒模型的特征點，基于特征點獲取投影向量，根據相鄰的牙齒模型對應的相鄰牙齒在投影向量上的投影確定相鄰牙齒在投影向量上的投影最大距離和投影最小距離；根據投影最大距離、投影最小距離進行碰撞及縫隙檢測，若檢測到碰撞或縫隙，對牙齒進行移動作為碰撞或縫隙的檢測響應，碰撞或縫隙的檢測響應用于消除牙齒間的碰撞或縫隙；通過上述方法能夠消除牙齒模型間的碰撞或者縫隙，計算速度較快，為醫生提供參考，免去了醫生手動平移牙齒的低效性及不準確性，大大提高了牙齒正畸的效率。

技術領域

本發明涉及數字口腔的技術領域，具體涉及一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法及系統。

背景技術

隨著計算機視覺可視化以及計算機圖形學技術的發展，虛擬牙齒矯正系統應運而生，在虛擬牙齒矯正系統中，牙齒排列是一個重要的功能，牙齒排列后，可能遇到相鄰牙齒之間存在擁擠碰撞或者縫隙空間的情況。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法及系統，以解決牙齒排列后，相鄰牙齒之間存在碰撞或者縫隙的技術問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法，包括以下步驟：

S1：獲取每顆牙齒的牙齒模型，在所述牙齒模型表面建立坐標系，并分別獲取相鄰的牙齒模型的特征點；

S2：基于所述特征點獲取所述投影向量；

S3：根據所述相鄰的牙齒模型對應的相鄰牙齒在所述投影向量上的投影確定所述相鄰牙齒在投影向量上的投影最大距離和投影最小距離；

S4：根據所述投影最大距離和所述投影最小距離進行一次碰撞或縫隙檢測，若檢測到碰撞或縫隙，對牙齒進行移動作為一次碰撞或縫隙的檢測響應，所述一次碰撞或縫隙的檢測響應用于消除牙齒間的碰撞或縫隙。

優選地，所述基于特征點消除牙齒間碰撞及縫隙的方法還包括：

S5：采用CGAL庫中網格相交檢測函數surface_intersection進行二次碰撞或縫隙檢測，若檢測到碰撞或縫隙，對牙齒進行移動作為二次碰撞或縫隙的檢測響應，所述二次碰撞或縫隙的檢測響應用于消除牙齒間的碰撞或縫隙。

優選地，步驟S1中特征點的獲取方法包括：獲取所述相鄰的牙齒模型的每顆牙齒的坐標系原點，所述坐標系原點為所述牙齒模型的特征點且所述坐標系原點位于所述牙齒模型的表面。

優選地，所述坐標系原點由牙齒位于牙弓曲線上的中心點決定，坐標系Z 軸以牙齒生長方向為正方向，坐標系Y軸以朝向牙頜外側為正方向，坐標系X 軸由右手系決定。

優選地，步驟S2中所述投影向量：根據所述相鄰的牙齒模型對應的相鄰牙齒A、B，分別獲取牙齒A的特征點為頂點PointA、牙齒B的特征點為頂點PointB，獲得所述投影向量為：

優選地，步驟S3中確定所述投影最大距離及投影最小距離的方式包括：將所述牙齒A、及所述牙齒B上的所有頂點在所述投影向量上做投影，獲取所述牙齒A在所述投影向量上的投影最大距離MAX，獲取所述牙齒B在所述投影向量上的投影最小距離MIN。

優選地，步驟S4中所述碰撞或縫隙檢測的Distance判斷式為： Distance＝MAX-MIN，將所述投影最大距離及投影最小距離帶入所述Distance判斷式中；

若所述Distance判斷式中：Distance＞0，則牙齒A與牙齒B有碰撞關系；

若所述Distance判斷式中：Distance＜0，則牙齒A與牙齒B之間有間隙。