[發明專利]一種快速構建虛擬牙齦三角網格的方法及系統

在審

• 申請號: 202210208362.4
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114663279A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 周超;韋虎
• 申請（專利權）人: 杭州隱捷適生物科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T17/20;G06T5/30;G06T5/00;A61C7/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種快速構建虛擬牙齦三角網格的方法及系統。本發明具體步驟包括：步驟1、牙冠邊緣控制點集合提取，生成上表面；步驟2、牙齦底部控制點集合確認，生成下表面；步驟3、舌側、頰側表面曲線擬合，生成側表面；步驟4、對齦溝、齦乳頭細節優化。本發明是一種不完全依賴掃描數據且快速生成虛擬牙齦的方法。且通過本發明生成的虛擬牙齦可達到口腔輔助診斷和治療系統對牙齦美觀和速度需求。

技術領域

本發明屬于數字化三維圖形圖像處理領域，提供一種快速構建虛擬牙齦三角網格的方法及系統。具體是一種基于牙冠模型的表面特征，尋找對應的頸緣線，構建虛擬牙齦的方法。

背景技術

現如今，隨著數字口腔技術的快速普及，越來越多的患者選擇隱形正畸。在醫生設計矯正方案時，通常采用數字治療輔助系統建立牙冠模型。要想獲得精準的牙冠模型，一般有兩種方式：1、通過患者咬合硅橡膠后制作石膏模型，再掃描石膏模型獲得；2、使用數字化口腔掃描儀直接獲取。由于掃描的時候有一定的誤差，牙齦本身也存在褶皺，缺失等因素，為了讓臨床端的醫生患者可以更加美觀的看到牙冠矯正的過程，因此需要一種不完全依賴掃描數據且快速生成虛擬牙齦的方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種快速構建虛擬牙齦三角網格的方法及系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案，具體如下：

一種快速構建虛擬牙齦三角網格的方法，具體包括如下步驟：

步驟1、牙冠邊緣控制點集合提取，生成上表面；

步驟2、牙齦底部控制點集合確認，生成下表面；

步驟3、舌側、頰側表面曲線擬合，生成側表面；

步驟4、對齦溝、齦乳頭細節優化；

進一步的，步驟1所述的牙冠邊緣控制點提取，生成上表面；具體實現如下：

1.1首先通過半邊數據結構獲取牙冠的邊界點；其次對每顆牙冠所對應的邊界點進行逆時針排序；

1.2對相鄰兩顆牙冠所對應的邊界點進行遍歷；假設相鄰牙冠最近邊界點距離為minDistace，設定閾值為minDistace+0.5mm；遍歷過程中當相鄰牙冠邊界點的距離小于該閾值時，則刪除該邊界點；

1.3所有相鄰牙冠的牙縫通過插值方法添加牙縫點，保證后續齦溝的生成；

1.4基于遍歷后的邊界點，通過加權距離采樣從邊界點中選取部分控制點，然后結合步驟1.3的牙縫點，構建牙冠邊緣控制點集合；

進一步的，步驟2所述的牙齦底部控制點集合確認，生成下表面；具體實現如下：

2.1從牙冠邊緣控制點集合中，選取每顆牙冠內外側離牙冠中心點最遠距離的控制點作為投影點，并投影到XY平面上；

2.2對該投影點采用三次B樣條曲線擬合，確定牙齦底部的初步形狀：

2.2.1所述的B樣條曲線方程為：

其中，P_i是控制曲線的第i個特征點，F_i,k(t)則是k階B樣條基函數；

2.2.2三次B樣條曲線方程中基函數為：

其中，表示階乘；

2.3將擬合后的B樣條曲線膨脹，找出與投影點最近的控制點作為牙齦底部邊界線的控制點；

2.4根據找出的控制點生成虛擬牙齦的下表面；

進一步的，步驟3所述的舌側頰側表面曲線擬合，生成側表面，具體實現如下：