[发明专利]牙齿和牙槽骨的分割与重构方法及装置

说明书

一种牙齿和牙槽骨的分割与重构方法及装置，其中，该方法包括：在口腔三维CT图像中分割出骨骼组织区域(101)；从骨骼组织区域中分割出牙齿与牙槽骨组织区域(102)；从牙齿与牙槽骨组织区域中分割出各独立牙齿的二维轮廓和牙槽骨的二维轮廓(103)；根据各独立牙齿的二维轮廓重构各独立牙齿的数字化三维模型，根据牙槽骨的二维轮廓重构牙槽骨的数字化三维模型(104)。该方案可以实现同时分割出各独立牙齿的二维轮廓和牙槽骨的二维轮廓，进而实现根据各独立牙齿的二维轮廓重构各独立牙齿的数字化三维模型，根据牙槽骨的二维轮廓重构牙槽骨的数字化三维模型，以利于实现数字化的正畸治疗辅助。

技术领域

本发明涉及口腔正畸技术领域，特别涉及一种牙齿和牙槽骨的分割与重构方法及装置。

背景技术

错颌畸形具有较高的发病率。其除了影响患者美观给患者带来心理伤害外，还会影响颌面发育和口腔功能给患者造成身体伤害。口腔正畸学是专门研究错颌畸形的病因、诊断、治疗和预防的学科。

在传统的正畸治疗中，牙颌物理模型是记录患者病案、表达患者牙齿形态的重要工具，也是反映牙颌真实三维解剖结构的最主要途径。对牙颌物理模型的测量、分析和操作是错颌畸形诊断、治疗方案规划和矫治器械设计的主要依据。牙颌物理模型只能提供患者牙冠表面的三维信息，而缺乏正畸治疗所必须的牙根及牙槽骨的三维信息。因此，基于牙颌物理模型的治疗方式难以实现客观、准确的治疗。同时，牙颌物理模型在模型的操作难度、存储寿命、存储空间、传输便利性等方面也存在很大局限性。近年来，口腔电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)扫描已逐步在临床正畸治疗中得到广泛应用。利用口腔CT图像重构患者完整牙颌的数字化三维模型并应用于正畸治疗，是解决牙颌物理模型在正畸治疗应用中诸多不足的有效途径。

要实现上述口腔CT图像在正畸治疗中的应用，首先需要从口腔CT图像中分割出各独立牙颌组织，并重构出各独立牙颌组织的数字化三维模型。目前，已有多种从口腔CT图像中实现独立牙齿的分割与重构的系统和方法。然而，这些系统和方法都未涉及牙槽骨的分割问题，从而不能重构出牙槽骨的数字化三维模型。而在正畸治疗应用中，尤其是在治疗方案规划阶段，独立牙齿的数字化三维模型和牙槽骨的数字化三维模型都是必须的。

发明内容

本发明实施例提供一种牙齿和牙槽骨的分割与重构方法，用以同时分割出各独立牙齿的轮廓和牙槽骨的轮廓，并重构各独立牙齿的数字化三维模型和牙槽骨的数字化三维模型。该方法包括：在口腔三维CT图像中分割出骨骼组织区域；

从所述骨骼组织区域中分割出牙齿与牙槽骨组织区域；

从所述牙齿与牙槽骨组织区域中分割出各独立牙齿的二维轮廓和牙槽骨的二维轮廓；

根据所述各独立牙齿的二维轮廓重构各独立牙齿的数字化三维模型，根据所述牙槽骨的二维轮廓重构牙槽骨的数字化三维模型。

在一个实施例中，在口腔三维CT图像中分割出骨骼组织区域，包括：

根据所述三维CT图像中像素的灰度值差异，在所述三维CT图像中分割出所述骨骼组织区域，所述骨骼组织区域包括下牙颌的牙齿与牙槽骨连通组织区域、上牙颌的牙齿与牙槽骨连通组织区域以及其他的颌骨组织区域。

在一个实施例中，从所述骨骼组织区域中分割出牙齿与牙槽骨组织区域，包括：

在三维空间中，对所述骨骼组织区域进行开运算；

在开运算后的骨骼组织区域中对各连通区域的体积进行分析，根据体积大小在所述骨骼组织区域中提取出下牙颌的牙齿与牙槽骨连通组织区域和上牙颌的牙齿与牙槽骨连通组织区域。

在一个实施例中，从所述牙齿与牙槽骨组织区域中分割出各独立牙齿的二维轮廓和牙槽骨的二维轮廓，包括：