[发明专利]使用纹理特征的3D对象建模

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于3D建模适合于插入患者的腔中或由患者穿戴的对象的方法。更特别地，本发明涉及采集对象适合于布置的位置的至少一部分的数字表示。

背景技术

牙齿的设计和建模在牙齿修复的领域中是已知的。

当患者需要诸如牙冠、牙桥、基牙或植入物的牙齿修复物时，牙科医生将预备牙齿，例如磨削受损牙齿以制造牙冠粘合在其上的预备体。替代治疗是将诸如钛螺钉的植入物插入患者的颌中并且将牙冠或牙桥安装在植入物上。在预备牙齿或插入植入物之后，牙科医生可以制造上颌、下颌和咬合记录的印模或双面托盘（也称为三重托盘）中的单印模。将印模送至制造修复物（例如牙桥）的牙科技师。制造修复物的第一步骤传统上是分别从上颌和下颌的印模铸造上和下牙齿模型。模型通常由石膏制造并且常常使用咬合记录在咬合架中进行对准以模拟真实咬合和咀嚼运动。牙科技师在咬合架的内部构造牙齿修复物以保证漂亮的视觉外观和咬合功能性。

用于制造牙齿修复物的CAD技术发展迅速、改善品质、减小成本并且提高用否则无法使用的有吸引力的材料制造的可能性。CAD制造工艺中的第一步骤是创建患者的牙齿的3D虚拟模型。这传统上通过3D扫描牙齿石膏模型之一或两者而完成。将牙齿的3维复制物输入CAD程序中，在该CAD程序中设计诸如牙桥下部结构的整个牙齿修复物。然后例如使用打磨机、3D打印机、快速原型制造或其它制造设备制造最终修复物3D设计。牙齿修复物的精度要求很高，否则牙齿修复物将不好看，装配到牙齿上会导致疼痛或导致感染。

WO0019935A公开了一种用于产生患者的齿列的单独部件的数字模型的计算机执行方法，该方法包括：（a）接收形成患者的齿列的三维（3D）表示的数据集；（b）将计算机执行测试应用于所述数据集以识别表示患者的齿列的单独部件的部分的数据元；以及（c）基于经识别的数据元产生单独部件的数字模型。

US7234937B涉及一种用于人类患者的诊断和计划治疗的系统并且包括：具有处理器和用户界面的通用计算机系统；所述通用计算机系统可访问的存储器，所述存储器存储a）表示从第一成像设备获得的患者颅面图像信息的数字数据的第一集合，和b）表示从不同于所述第一成像设备的第二成像设备获得的患者颅面图像信息的数字数据的第二集合，所述数据的第一和第二集合至少部分地表示所述患者的共同颅面解剖结构，所述数字数据的第一和第二集合中的至少一个包括表示患者的脸部的外部视觉外观或表面构造的数据，其中所述第一和第二数字数据集均在不同时间点获得并且未以相关方式捕捉；以及存储在所述通用计算机系统可访问的机器可读存储介质上的计算机指令的集合，其中所述指令的集合包括用于导致所述通用计算机系统执行以下操作的指令：1）自动地和/或借助于操作者交互，叠加所述数字数据的第一集合和所述数字数据的第二集合，从而在公共坐标系中提供从均在不同时间点获得并且未以相关方式捕捉的所述第一和第二数字数据集产生的所述颅面解剖结构的复合、组合数字表示；其中所述指令的集合包括用于使用主动模型匹配策略至少从所述颅面解剖结构的一部分产生虚拟3D脸部的指令；2）向所述系统的用户显示包括所述虚拟3D脸部的所述颅面解剖结构的所述复合、组合数字表示。

US2009133260A公开了制造修复假体的系统和方法。该系统包括口内捕捉正在重建的齿列的颜色和透明度信息以及三维（3D）形状的扫描器。该系统也包括计算机辅助设计（CAD）模块，该模块接收颜色和透明度信息以及3D形状以绘制假体的颜色精准表示供查看，其中在单个数字处方中组合颜色、透明度和表面信息，所述数字处方被电子地传送到实验室或CAD/CAM系统进行制造。该系统提供最终假体的3D形状、颜色和透明度特性以被测量并且与规定要求定量比较。

然而，改善并且扩展用于患者相关技术的几何数据和纹理数据仍然是一个问题。

发明内容

公开了一种用于适合于插入患者中或由患者穿戴的3D对象的3D建模的方法，其中所述方法包括：

-采集所述3D对象适合于布置的位置的至少一部分的3D数字表示，其中所述3D数字表示包括所述位置的几何数据；

-采集所述对象适合于布置的位置的至少一部分的2D数字表示，其中所述2D数字表示包括与所述位置的一个或多个特征相关的纹理数据；

其中通过从相对于所述位置的一个或多个不同视点采集包括纹理数据的所述2D数字表示和包括几何数据的所述3D数字表示的每一个，获得所述位置的期望覆盖；

-对准包括纹理数据的所述2D数字表示和包括几何数据的所述3D数字表示；