[發明專利]一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統

有效

• 申請號: 202110597677.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113240799B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 焦文斌;楊希偉
• 申請（專利權）人: 上海速誠義齒有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00;G06T7/10;G16H50/50;G06V10/44;G06V10/56;G06V10/75
• 代理公司: 北京虹澤知識產權代理事務所(普通合伙) 16008
• 代理人: 苗奎

1.一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述系統包括：圖像采集模塊、圖像分割模塊、第一三維模型創建模塊，鏡面法向量獲取模塊和第二三維模型創建模塊；

所述圖像采集模塊，用于采集包含牙齒和牙醫鏡的初始圖像；

所述圖像分割模塊，用于在所述初始圖像上分割出牙齒圖像；對所述牙齒圖像進一步分割，獲得各個牙齒類型的鏡內牙齒信息和鏡外牙齒信息；

所述第一三維模型創建模塊，用于通過所述鏡外牙齒信息對模型進行初步對齊，獲得第一三維模型；

所述鏡面法向量獲取模塊，用于以所述初始圖像中的所述牙醫鏡的中心點到鏡柄構成的向量作為第一向量；通過預先訓練好的夾角提取網絡提取出所述第一向量與鏡面法向量之間的方向夾角；根據所述方向夾角獲得鏡面法向量；

所述第二三維模型創建模塊，用于通過所述鏡內牙齒信息和所述鏡外牙齒信息構建鏡內牙齒向量和鏡外牙齒向量；根據所述第一向量和所述鏡面法向量確定所述鏡外牙齒向量的搜索范圍；在所述搜索范圍內搜索與所述鏡內牙齒向量匹配的所述鏡外牙齒向量；將所述鏡內牙齒信息在所述第一三維模型上與匹配的所述鏡外牙齒信息結合調整；獲得第二三維模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述鏡面法向量獲取模塊還包括網絡輸入提取模塊；

所述網絡輸入提取模塊用于獲得與所述第一向量垂直的第二向量；以所述第一向量和所述第二向量作為第一正交向量組；提取所述鏡面的長軸向量和短軸向量組成第二正交向量組；以所述第一正交向量組和所述第二正交向量組最小的夾角作為輸入夾角；以所述第一正交向量組和所述第二正交向量組中模長較長的向量模長比值作為第一模長比，同理獲得模長較小的向量模長比值作為第二模長比；以所述第一模長比、第二模長比和所述輸入夾角作為所述夾角提取網絡的輸入數據。

3.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述第二三維模型創建模塊還包括牙齒向量獲取模塊；

所述牙齒向量獲取模塊用于將所述牙齒信息送入預先訓練好的向量提取網絡中，輸出所述牙齒向量；所述向量提取網絡以牙齦到牙冠的向量作為標簽數據進行訓練。

4.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述第二三維模型創建模塊還包括向量匹配模塊；

所述向量匹配模塊用于獲得所述鏡外牙齒向量和所述鏡內牙齒向量的長度差異；根據所述牙齒信息獲得鏡內牙冠周長和鏡外牙冠周長；所述鏡內牙冠周長和所述鏡外牙冠臉輪廓周長的比值作為牙冠周長比；以所述長度差異和所訴牙冠周長建立匹配模型進行向量匹配。

5.根據權利要求4所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述匹配模型包括：

其中，τ_i為所述鏡內牙齒向量在所述搜索范圍內的第i個所述鏡外牙齒向量的匹配度；E_i為第i個向量的所述長度差異；第i個牙冠周長比；α和β為模型擬合參數。

6.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述第一三維模型創建系統還包括模型對齊模塊；

所述模型對齊模塊用于通過連通域分析處理所述鏡外牙齒信息獲得門牙中心點；將所述門牙中心點作為所述第一三維模型對齊的根節點，調整牙冠面和牙側面進行初步對齊，然后將其他類型牙齒利用同樣的操作進行對齊，獲得所述第一三維模型。

7.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述圖像分割模塊還包括鏡內外區分模塊；

所述鏡內外區分模塊用于通過預先訓練好的鏡內外分割網絡處理所述牙醫鏡圖像，獲得牙醫鏡圖像和所述牙齒圖像；將所述牙醫鏡圖像的連通域點集作為遮罩處理所述牙醫鏡圖像，提取出所述鏡外牙齒信息和所述鏡內牙齒信息。

8.根據權利要求1所述的一種基于醫療大數據的牙齒三維模型構建系統，其特征在于，所述第二三維模型創建模塊還包括搜索范圍獲取模塊；

所述搜索范圍獲取模塊用于以所述第一向量所在的直線到牙醫鏡邊緣的點作為搜索邊界點；過所述搜索邊界點做所述鏡面法向量的平行線，獲得搜索邊界；以所述第一向量和所述搜索邊界構成范圍作為所述搜索范圍。