[发明专利]颞下颌关节运动重建系统

说明书

本发明提供一种颞下颌关节运动重建方法及系统，通过采集拍摄者开闭口下颌运动的标记点轨迹的图像序列；对每帧图像中口内固定标记装置上所有标记点三维坐标的确定，获取标记点在空间中的运动轨迹，收集口内固定标记装置的CBCT影像以及收集拍摄者的CBCT影像；将口内固定标记装置的CBCT影像的标记点与摄像机拍摄获取的标记点进行配准，获取标记点运动的变换矩阵；利用变换矩阵对拍摄者的CBCT影像进行刚体变换，获得拍摄者的CBCT影像序列，并获得颞下颌的运动影像。本发明能够获得人体颞下颌关节的下颌骨髁突和颞骨关节面的真实运动情况，可用于颞下颌关节疾病的辅助诊断，关节运动的动态分析，增加颞下颌关节诊断的手段，辅助提高医生诊断的准确性和效率，提高医疗的质量和效率。

技术领域

本发明涉及一种颞下颌关节运动重建系统，属于医学光电应用领域。

背景技术

近年来，随着图像技术的发展，以及临床辅助诊断设备的不断更新，基于光学的技术设备的出现、革新和推广，为临床医学水平特别是口腔额面医学的发展提供了有利的条件。

现阶段对于颞下颌关节的分析主要有基于放射成像技术以及基于面部描记点的跟踪技术的动态运动轨迹分析等手段。放射成像技术只能分析静止状态的关节面和关节突，而关节疾病常常是一个复杂的动态的过程，通过静止影像能分析的因素非常有限。基于面部描迹的分析手段虽然能提供动态的信息，但是因为会受到表面软组织的影响，并不能精确的表征关节本身的运动情况。而对于直接重建出关节的动态运动的真实情况还没有现成的装置和系统实现，个别可利用一些国外的三维建模软件进行近似的分析，而现今关节疾病的诊断还依赖于这些尚不完善的信息凭借医生的经验推测颞下颌关节真实的运动情况进而进行疾病的诊治。

发明内容

因此，针对现今技术的不足，本发明提出了一种颞下颌关节运动重建系统，不仅能实现颞下颌关节真实运动情况的重建，为关节疾病的影像辅助诊断，提供了更有力的影像学手段，让医生直观观察到患者关节真实的运动情况，提高临床的诊治的准确性，降低医生诊断的难度，还具有适用性强，采集成本低等优点。且其重建的运动结果具有较高的自由度。

本发明的技术解决方案是：

一种颞下颌关节运动重建方法，包括以下步骤：

S1、制作被拍摄者的口内固定标记装置，包括上牙列保持器、下牙列保持器、延伸臂和标记点，让被拍摄者佩戴该口内固定标记装置，佩戴时将口内固定标记装置沿着牙齿压入即可，固定于上牙列保持器的标记点为M_u1、M_u2、M_u3、M_u4、M_u5固定于下牙列保持器的标记点为M_d1、M_d2、M_d3、M_d4、M_d5；

S2、利用双目视觉技术中张正友摄像机标定方法进行标定，并获得摄像头组的参数；摄像头镜头中心连线为X轴，与地面平行，Y轴垂直于地面，Z轴垂直于X轴与Y轴，建立以两台摄像头的中点为世界坐标原点的三维坐标系；

S3、让被拍摄者正对坐标原点站立，使被拍摄者面部处于摄像头A与摄像头B共同的拍摄区域，让被拍摄者遵照诊断或测试需求做关节运动，利用光学采集装置采集被拍摄者的图像序列；

S4、分别采集被拍摄者的上颌口内固定标记装置和下颌口内固定标记装置的CT影像数据，收集被拍摄者颞下颌关节的CT影像数据；

S5、利用图像处理算法提取标记点M于t时刻在摄像头A与摄像头B所采集的图像中的坐标m_l(u_l，v_l)与m_r(u_r，v_r)，并据此结合摄像头的参数计算各标记点t时刻在世界坐标系中的空间坐标M_t(x，y，z)，对于运动视频序列的每一帧图像重复该操作获得标记点M于该时段的空间坐标-时间矩阵MT；