[发明专利]一种基于三维成像与实时建模的口腔修复方法

说明书

本发明公开了一种基于三维成像与实时建模的口腔修复方法，包括下述步骤：步骤一，利用扫描装置实时快速获取患者人脸模型和牙齿模型，其中人脸模型指患者露齿微笑时脸部下颌部分的彩色三维点云数据，牙齿模型指患者口内上下牙列咬合状态下的彩色牙齿三维点云数据；本发明实时快速的获取患者彩色三维人脸模型和彩色三维全口牙齿模型，直接进行口内扫描以及实时建模，提高了工作效率；通过将牙齿模型配准到患者口腔内，模拟患者口腔环境；医师对患者三维模型的修复设计，使患者能直观地观察到牙齿修复前后的模拟效果，有助于医患沟通；同时基于三维的口腔修复设计能克服二维DSD的多种劣势，完善口腔数字化设计。

技术领域

本发明涉及口腔修复技术领域，具体涉及一种基于三维成像与实时建模的口腔修复方法。

背景技术

近年来，口腔健康越来越受到人们的关注，人们对于口腔美容的需求也越来越大。传统上，正畸医生对患者的牙齿进行海藻酸盐印模并将其转化为石头模型，使用卡尺测量齿宽度，各种研究表明，卡钳准确可靠，其具有易于制造、便宜和准确，被认为是一种用于诊断和治疗计划的工具，但其同样存在诸如存储成本和破损、磨损的可能性的缺点。

数字微笑设计(digital smile design，DSD)是目前美学口腔医师较为常用的虚拟美学修复设计工具。DSD通过拍摄患者正面大笑照、息止颌位照、正面拉口照并将其导入Keynote、Photoshop等软件进行设计，设计过程中医师根据美学基本标准结合患者要求及审美，设计出个性化牙齿。治疗过程的可预见性，受到口腔医师以及患者的青睐。但是，DSD在二维方向(X轴和Y轴)比较成熟，在Z轴空间评估较难，无法设计出精准的牙齿三维形态；而且目前人体口腔微笑设计软件大多是二维，即通过拍摄口腔照片，将照片导入设计软件实现牙齿个性化设计，但无法反映人体牙齿三维尺寸，不够直观。

鉴于二维测量的局限性，三维成像技术展现了其价值。目前广泛采用基于结构光的三维扫描设备来重建牙齿三维数据，进而对三维牙齿数据进行矫正。然而国内针对口腔美学修复的研究与国外仍然存在较大差距，测量速度、精度等方面有待提高，针对口内牙齿的直接测量没有成熟的产品以及相应的研究，购买国外整个数字化口腔医疗系统价格昂贵，对医师患者的负担太重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于三维成像与实时建模的口腔修复方法，该方法能够根据患者需求，手动调整牙齿参数，实现个性化设计；可一键生成三维矫正模型，矫正前后进行对比，实现牙弓曲线测量以及方丝弓矫正器的设计。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于三维成像与实时建模的口腔修复方法，包括下述步骤：

步骤一，利用扫描装置实时快速获取患者人脸模型和牙齿模型，其中人脸模型指患者露齿微笑时脸部下颌部分的彩色三维点云数据，牙齿模型指患者口内上下牙列咬合状态下的彩色牙齿三维点云数据；

步骤二，将人脸模型原有牙齿扣除，用牙齿模型替换原来牙齿，并将牙齿模型附上纹理贴图；其中扣除人脸模型中牙齿方法是通过网格变形操作将其隐藏到高精度牙模内；

步骤三，隐藏人脸模型部分，依据美学标准，对牙齿模型进行参数调整；

步骤四，实现牙弓曲线测量以及方丝弓矫正器的弓丝设计；

步骤五，研究评估有关牙齿大小测量的准确度，拱的宽度和长度空间的分析，重建的牙模的形状和拱之间关系。

优选地，所述步骤一中获取患者人脸模型和牙齿模型具体为：采用彩色结构光投影装置与双目视觉系统实现三维轮廓的重建；通过彩色结构光投影装置投影彩色结构光到牙齿表面，双目视觉系统采集彩色光栅并对彩色光栅进行颜色校正处理，求解出绝对相位，建立光学三角法获取物体深度信息重建牙齿三维模型。