[发明专利]一种基于上下牙颌的牙弓线绘制方法

说明书

本发明提供了一种基于上下牙颌的牙弓线绘制方法，属于口腔正畸学领域。所述基于上下牙颌的牙弓线绘制方法根据上、下牙的咬合关系获取上、下牙的理想牙弓线，所述方法包括：(1)牙齿牙龈分割；(2)生成二维图像和二值图像；(3)绘制初始牙弓线；(4)合并上、下牙的初始牙弓线；(5)绘制中间牙弓线；(6)生成理想牙弓线。利用本发明方法不仅可以对排列不整齐的牙颌绘制出理想的牙弓线，而且可以对有牙齿缺失的牙颌绘制出理想的牙弓线，提高了牙弓线绘制的精确性，为后续的牙齿移动奠定了基础。

技术领域

本发明属于口腔正畸学领域，具体涉及一种基于上下牙颌的牙弓线绘制方法。

背景技术

随着社会的快速发展，人们的生活水平得到了很大的提高，与此同时，很多人开始重视自身的外表，而牙齿作为外表的一个重要组成部分，它直接影响着个人的仪容和生活质量。由于一般的金属牙套存在形状突出、难清洗等缺点，所以近年来兴起的隐形牙套受到了人们的广泛欢迎。制作隐形牙套主要有牙齿数据获取以及三维重建、牙齿分割、绘制牙弓线、虚拟排牙以及隐形牙套生成等过程，而绘制牙弓线是非常重要的一个过程。

绘制牙弓曲线一直是学者们关注的课题，最早是根据Bonwill-Hawley氏原理绘制的个别弓形图，接着各种数学模型被用来模拟牙弓曲线，主要有抛物线函数、椭圆线函数、垂链线函数、三焦椭圆线、多次方程、三次样条函数、圆锥曲线方程、幂函数方程和贝塔函数等。后来随着计算机技术在医学上的发展和应用，许多计算机辅助方法被用在了绘制理想牙弓线上。

早期Begole(请参考文献“Begole E A.Application of the cubic spl inefunction in the description of dental arch form.[J].Journal of DentalResearch,1980,59(9):1549-56”)在拍摄的患者牙齿石膏模型的数字照片上手动拾取了5个参照点，采用三次样条曲线拟合得到牙弓线。后来随着三维测量技术的飞速发展，为患者牙齿模型的三维数字化提供了可能，于是出现了三维数字模型上绘制牙弓线的方法。

后来人们利用数学函数绘制理想的牙弓曲线，一种方法如下：首先在牙齿网格模型上用法矢夹角筛选提取参照点，然后利用四次多项式把参照点拟合成初始的牙弓线，最后在初始牙弓线的基础上，分为若干等长的线段，在等分点插入法平面，拟合形成最终的牙弓线。该方法的不足是在提取参照点时，不仅包含了定义牙弓线所必需的参照点，而且包含不需要的点。同时在初始牙弓线的基础上绘制最终牙弓线时，计算比较繁琐，存在一定的误差。另一种方法是：依次选取切牙远中切缘、尖牙牙尖、前磨牙颊尖、磨牙近中颊尖为参考点，测量相应牙弓宽度及深度，然后采用贝塔函数计算牙弓形态。该方法的不足是测量牙弓宽度及深度时，会有一定的误差，并且牙齿模型如果缺失第一磨牙，则导致该方法无法计算牙弓形态，如果缺失其他牙的话，则对该方法的计算结果会产生一定的偏差。第三种方法是采用了四点还原法绘制牙弓线，这四点分别是下颌左右第二前磨牙托槽槽沟中心点和下颌左右第一磨牙托槽或颊管槽沟中心点。在采用四点还原法时，需要使用数显游标测量下颌第二前磨牙牙冠颊侧中心点之间的距离以及磨牙之间的间距，这样就会存在误差，并且采用四点还原法得到的牙弓线位于牙齿的外侧，矫治时牙齿的移动距离会非常的大，不利于矫治。