[发明专利]牙齿分割方法及装置

说明书

本发明公开一种牙齿分割方法及装置，涉及口腔领域，能够解决自动分割牙齿不精准的问题。方法：获取经过配准后的平均牙列网格模型、扫描牙冠网格模型和扫描CBCT体数据；将平均牙齿网格模型上顶点沿顶点法向在配准后的扫描牙冠网格模型上的投影点中满足特定条件的投影点确定为顶点的理想位置；对平均牙齿网格模型牙根上顶点沿顶点法向正反方向移动特定距离后所构成的区域采样，从采样点中找出在体数据中的位置最接近牙齿边界的点作为顶点的理想位置；通过固定具有理想位置的顶点的理想位置和其他顶点的拉普拉斯坐标，计算其他顶点的理想位置；基于理想位置，通过优化能量函数方法对体数据进行牙齿分割。本发明适于对CBCT图像进行自动牙齿分割的场景。

技术领域

本发明涉及口腔技术领域，特别是涉及一种牙齿分割方法及装置。

背景技术

随着科技的进步，获得牙齿图像的方法逐渐由传统的计算机断层扫描(ComputedTomography，简称CT)技术发展到锥形束计算机断层扫描(Cone Beam ComputedTomography，简称CBCT)技术，并通过对CBCT图像进行牙齿分割可以获得牙齿的三维网格模型，从而帮助医生对牙齿情况作出更准确的判断。

目前，现有的商业软件如Amira、Mimics等提供的牙齿分割功能需要大量人机交互操作，从而导致牙齿分割耗时较长。在研究领域中提出的牙齿自动分割方法的主要实现方式为：利用牙齿与周围组织的密度纹理差异，把CBCT体数据中的每个体素看作图的顶点，并建立起相邻体素间的似然关系，最终通过求解图的最大流最小割算法得到牙齿的边界轮廓。但该自动分割方法无法处理牙齿咬合部分及牙根尖部分的情况，由于在拍CBCT图像时通常要求病人将牙齿紧密咬合，所以在得到的CBCT体数据中无法分辨出每个体素的归属牙齿；牙根尖部分则是与牙槽骨的灰度信息极为接近，从而难以分辨。因此，在自动分割牙齿的基础上，如何更精准地进行分割是亟待解决的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的牙齿分割方法及装置，其目的主要在于如何解决现有技术中自动分割牙齿不精准的问题。

为了解决上述问题，本发明主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种牙齿分割方法，所述方法包括：

获取经过配准后的平均牙列网格模型、扫描牙冠网格模型和扫描CBCT体数据，所述平均牙列网格模型是通过对已正确分割的CBCT体数据重建出三维牙齿网格模型，并对重建的三维牙齿网格模型中同种牙齿进行配准和平均得到的，所述扫描牙冠网格模型是从口内扫描而得的三维牙冠网格模型，所述扫描CBCT体数据所对应的患者与所述扫描牙冠网格模型所对应的患者相同；

获取配准后的平均牙列网格模型中每颗平均牙齿网格模型上的顶点沿着所述顶点法向在配准后的扫描牙冠网格模型上的投影点，并将满足特定条件的投影点确定为所述顶点的理想位置；

对所述平均牙齿网格模型牙根上的顶点沿着所述顶点法向正反方向移动特定距离后所构成的区域进行采样，并从采样点中找出在配准后的扫描CBCT体数据中的位置最接近牙齿边界的点作为所述顶点的理想位置；

通过固定具有理想位置的顶点的理想位置和其他顶点的拉普拉斯坐标，计算所述其他顶点的理想位置；

基于所述理想位置，通过优化能量函数的方法对所述配准后的扫描CBCT体数据进行牙齿分割，获得牙齿分割结果。

第二方面，本发明提供了一种牙齿分割装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取经过配准后的平均牙列网格模型、扫描牙冠网格模型和扫描CBCT体数据，所述平均牙列网格模型是通过对已正确分割的CBCT体数据重建出三维牙齿网格模型，并对重建的三维牙齿网格模型中同种牙齿进行配准和平均得到的，所述扫描牙冠网格模型是从口内扫描而得的三维牙冠网格模型，所述扫描CBCT体数据所对应的患者与所述扫描牙冠网格模型所对应的患者相同；