[发明专利]自动化模拟排牙的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种自动化模拟排牙的方法及装置。

背景技术

在正畸学领域中，排牙方法的研究一直是研究的重点。在医生对患者实施排牙之前，需要首先对排牙方案进行预测和评估，对方案的预测和评估是通过模拟排牙流程实现的。对传统的模拟排牙方式是基于石膏牙列模型的人机交互模拟排牙方式，然后随着数字化技术的发展，传统的模拟排牙方式正在逐步地被自动化模拟排牙方式替代。自动化模拟排牙方式是指首先利用3D数字成像技术与三维建模技术，得到精确的三维牙列网格模型数据；然后利用正畸学中的排牙规则并通过合适的算法对三维牙列网格模型数据中的牙齿进行自动化排牙，从而为实际的排牙方案提供预测和评估。

在利用算法对三维牙列网格模型中的牙齿进行自动化排牙时，需要将排牙规则编码为数学上可定义的约束项，然后根据数学上可定义的约束项实现自动化排牙。其中排牙规则包括上下颌牙列的排齐规则、相邻牙齿的力的作用规则、上下牙齿的咬合接触规则、前牙的覆合覆盖关系、咬合平面对于排牙结果的影响等。目前对于实现自动化模拟排牙的软件主要有3ShapeA/S公司的3ShapeOrthoAnalyzer、OraMetrix公司的SureSmile等。

针对上述的自动化模拟排牙的实现方式，发明人发现现有的自动化模拟排牙方式中对于排牙规则的编码方式较差，难以将上述排牙规则全面的编码进自动排牙设计优化算法中，因此造成自动化模拟排牙方式得到的排牙结果的质量降低。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种自动化模拟排牙的方法及装置。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种自动化模拟排牙的方法，该方法包括：

获取牙列模型中每个牙齿的正畸特征点的坐标，所述正畸特征点为表示所述每个牙齿形状轮廓的边缘特征点，所述牙列模型为包含牙根的三维立体牙列网格模型；

将同等评估率PAR指数分解为预设数量的牙齿间距离类型进行编码，生成自动化模拟排牙的约束条件；

将所述约束条件和力导向算法加入到迭代就近点ICP算法中计算得到所述每个牙齿的正畸特征点的目标位移向量；

根据所述目标位移向量对应地移动所述每个牙齿，得到新的牙列模型；

根据所述新的牙列模型中的牙齿的正畸特征点判断新的牙列模型中的每个牙齿的牙根是否位于槽骨线轮廓内，所述槽骨线轮廓是根据与牙列模型的咬合面平行的平面以及牙齿根部的颌骨进行切割运算，提取到的最大闭合区域的轮廓；

若所述牙根不位于槽骨线轮廓内，则对对应所述牙根的新的牙列模型中的牙齿进行绕冠移动，获得最终的牙列模型。

另一方面，本发明还提供了一种自动化模拟排牙的装置，该装置包括：

获取单元，用于获取牙列模型中每个牙齿的正畸特征点的坐标，所述正畸特征点为表示所述每个牙齿形状轮廓的边缘特征点，所述牙列模型为包含牙根的三维立体牙列网格模型；

约束条件生成单元，用于将同等评估率PAR指数分解为预设数量的牙齿间距离类型进行编码，生成自动化模拟排牙的约束条件；

计算单元，用于将所述约束条件和力导向算法加入到迭代就近点ICP算法中计算得到所述每个牙齿的正畸特征点的目标位移向量；

第一移动单元，用于根据所述目标位移向量对应地移动所述每个牙齿，得到新的牙列模型；

判断单元，用于根据所述新的牙列模型中的牙齿的正畸特征点判断新的牙列模型中的每个牙齿的牙根是否位于槽骨线轮廓内，所述槽骨线轮廓是根据与牙列模型的咬合面平行的平面以及牙齿根部的颌骨进行切割运算，提取到的最大闭合区域的轮廓；

第二移动单元，用于若所述牙根不位于槽骨线轮廓内，则对对应所述牙根的新的牙列模型中的牙齿进行绕冠移动，获得最终的牙列模型。