[發明專利]深度生成網絡輔助的功能性全冠修復體形態生成方法

有效

• 申請號: 202110649958.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113362311B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 馬海峰;田素坤;李振洋;劉戰強;宋清華;王兵;蔡玉奎;王磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00;G06T19/20;G06V10/774;G06K9/62
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本公開提供深度生成網絡輔助的功能性全冠修復體形態生成方法，涉及計算機輔助生物醫學工程領域，包括以下步驟：獲取缺損牙所在牙頜的三維數據并處理，得到缺損牙在牙頜的頜位空間位置；根據缺損牙的頜位空間位置結合深度生成網絡模型重建缺損牙咬合面基本形態、咬合面細節形態；依據重建的缺損牙咬合面形態結合修復體粘接層結構、中間連接體重建缺損牙的全冠修復體；其中，重建咬合面基本形態時，深度網絡模型的前端網絡采用瓦瑟斯坦距離為差異度量。生成滿足頜位空間位置關系的咬合面基本形態；對抗損失促使生成圖像的分布接近真實圖像，引入感知特征損失函數懲罰生成的不真實咬合面圖像，從而重構出更加接近目標牙冠的咬合面形態。

技術領域

本公開涉及計算機輔助生物醫學工程領域，特別涉及深度生成網絡輔助的功能性全冠修復體形態生成方法。

背景技術

牙齒修復設計方式絕大部分延續了傳統手工制作修復體的工藝方法，根據修復治療方案進行預備體制備、印模、代型、雕刻蠟型、鑄造等復雜工序；修復體的制作需要進行多次調整，難以一次性設計出適合患者咀嚼功能的修復體，均需要多次試戴并調磨后才能適應口腔環境，可能會造成最佳治療時間的延誤，且延長了整體的治療時間。

基于數字化設計制造(CAD/CAM)的牙齒修復技術，將計算機輔助設計、制造成功引入到口腔修復領域，大大提高了修復體的設計質量和制作效率，顯著降低了牙醫的工作強度。數字幾何處理技術與口腔修復學的成功結合存在諸多優勢，雖然采用數字化修復方法能夠基于標準模板牙冠數據庫進行咬合面的智能設計，但對于全冠修復體的咬合面而言，咬合面形態復雜，采用現有的深度生成網絡模型設計出的咬合面形態容易生成不真實咬合面圖像，需要多次施加約束后人工篩選適配，修復質量仍受限于醫生的操作熟練度，難以滿足患者的個性化修復設計需求。

發明內容

本公開的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供深度生成網絡輔助的功能性全冠修復體形態生成方法及系統，能夠設計具有天然牙解剖形態和正確咬合接觸關系的個性化修復體，避免了基于模板牙冠變形設計的修復體難以適應患者牙列的問題，減少了后期調頜工作，并提高了設計效率和設計質量。

本公開的第一目的是提供一種深度生成網絡輔助的功能性全冠修復體形態生成方法，采用以下技術方案：

包括以下步驟：

獲取缺損牙所在牙頜的三維數據并處理，得到缺損牙在牙頜的頜位空間位置；

根據缺損牙的頜位空間位置結合深度生成網絡模型重建缺損牙咬合面基本形態、咬合面細節形態；

依據重建的缺損牙咬合面形態結合修復體粘接層結構、中間連接體重建缺損牙的全冠修復體；

其中，重建咬合面基本形態時，深度網絡模型的前端網絡采用瓦瑟斯坦距離為差異度量。

進一步地，所述深度生成網絡模型的訓練過程，包括以下步驟：

獲取已修復牙頜樣本數據并處理，獲取牙齒咬合面功能特征和咬合面深度圖像集；

結合咬合面功能特征和咬合面深度圖像集，構建深度生成網絡模型。

進一步地，獲取樣本受損及修復后的牙頜三維數字模型數據，并進行牙齒模型姿態的規范化處理。

進一步地，基于瓦瑟斯坦距離、感知特征損失約束、頜位間距直方圖損失約束的生成網絡作為深度生成網絡模型的前端網絡。

進一步地，前端網絡采用瓦瑟斯坦距離為差異度量，以牙齒預備體作為輸入數據，無磨損牙冠作為目標數據，生成具有清晰組織結構和滿足頜位空間位置關系的咬合面幾何形態。

進一步地，深度生成網絡模型的后端網絡通過在前端網絡中引入牙齒磨耗和咬合溝窩解析損失約束，來增添咬合面的細節特征。

進一步地，重建缺損牙咬合面的細節形態包括具有正確的咬合關系、清晰組織結構和咬合面細節特征。