[發明專利]一種標準化牙弓形態的提取方法

在審

• 申請號: 202211415085.0
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115588006A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 李小兵;羅嘉慶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 舒盛

本發明提供一種標準化牙弓形態的提取方法，包括如下步驟：S1、獲取牙3D點云模型；S2、從牙3D點云模型中識別牙尖點；S3、從牙尖點中識別頰尖點；S4、采用不同階多項式對頰尖點進行擬合，生成牙弓形態；S5、對牙弓形態進行歸一化，得到標準化牙弓形態。通過本發明標準化牙弓形態的提取方法提取的標準化牙弓形態，適用于對稱和不對稱的牙弓形式，也不局限于特定的形狀，適用場景廣。

技術領域

本發明涉及牙弓形態技術領域，具體而言，涉及一種標準化牙弓形態的提取方法。

背景技術

牙弓是固定在牙槽內牙齒排成弓形的牙列，牙弓對面頜部軟組織有支持作用，并使舌運動自如，對攪拌食物、吞咽及發音有重要生理作用。牙弓的形態包括牙弓大小和形狀兩方面，一般分為三型，即方圓形、卵圓形和尖圓形，常與各人的牙型和面型一致。隨著人們生活水平的不斷提高，很多人開始重視自身的外表，正畸手術被越來越多的患者所采用。而牙弓是正畸的一個重要組成部分，是正畸計劃和治療的基本原則。

最早人們根據bonwill-hawley氏原理繪制弓形圖，后來研究人員開始通過數學模型來模擬牙弓形態，主要有拋物線函數、橢圓線函數、垂鏈線函數、三焦橢圓線、三次樣條曲線、二階到八階多項式、圓錐曲線方程、冪函數方程、混合模型和β函數等。其中：

二次曲線是二階曲線，只能應用于特定的形狀，因此它們的適用場景有限。

β函數是一個基于磨牙寬度和牙弓深度兩個參數的經驗曲線，因此，它沒有考慮到牙齒的其他特征；并且由于β函數是個對稱函數，不能描述不對稱的牙弓形式。

三次樣條曲線需要先在頜平面上點擊若干關鍵點，并使用三次樣條曲線將這些點直接連接，生成牙弓形態。但是這種方式無法整體移動：要移動牙弓形態時，僅能逐個移動指定的頂點，操作繁瑣、效率低下；且三次樣條曲線無法保證對稱，在大多數情況下，預期矯正后的牙弓形態會被設計為左右對稱的形態，目前的方法僅憑用戶通過點擊確定關鍵點，無法保證左右對稱。

發明內容

本發明旨在提供一種標準化牙弓形態的提取方法，以解決上述現有方法提取的牙弓形態存在的問題。

本發明提供的一種標準化牙弓形態的提取方法，包括如下步驟：

S1、獲取牙3D點云模型；

S2、從牙3D點云模型中識別牙尖點；

S3、從牙尖點中識別頰尖點；

S4、采用不同階多項式對頰尖點進行擬合，生成牙弓形態；

S5、對牙弓形態進行歸一化，得到標準化牙弓形態。

進一步的，步驟S2包括如下子步驟：

S21、將牙3D點云模型轉成三角網格，計算三角網格的主曲率方向和值，去掉牙3D點云模型中曲率為負對應的3D點，保留曲率為正且超過曲率閾值對應的3D點；

S22、將步驟S21處理后的牙3D點云模型中的點按一定分辨率向XOY平面投影，得到牙模投影圖像；

S23、將牙模投影圖像分成左右兩個圖像；

S24、對左右兩個圖像分別按行掃描，提取每一行中高度超過高度閾值的像素；

S25、獲取步驟S24得到的像素對應的3D點，標記其中曲率超過曲率閾值的3D點為牙尖點。

進一步的，步驟S3包括如下子步驟：

S31、將牙尖點按一定分辨率投影到XOY平面，得到牙尖點投影圖像；

S32、對牙尖點投影圖像的像素進行多項式擬合，得到與牙尖點投影圖像同分辨率的擬合曲線圖像；