[发明专利]一种牙齿正畸模型的建立方法及装置

说明书

本发明公开了一种牙齿正畸模型的建立方法，包括如下步骤。步骤S110：根据已标注有几何形态特征的标准牙齿模型建立包含牙齿、牙龈、牙槽骨的先验正畸模型，所述牙齿包括牙冠和牙根；所述先验正畸模型包含表征牙齿个体差异的待定参数。步骤S120：获取患者的牙冠和牙龈的三维模型，对先验正畸模型中的每颗牙齿进行形变并调整所述待定参数以与所述牙冠和牙龈的三维模型相贴合，在先验正畸模型中选出与调整待定参数后的牙冠最为匹配的牙根，所述匹配到的牙根与牙冠结合作为后验正畸模型。步骤S130：将后验正畸模型添加到正畸模型数据库中，作为新的先验正畸模型。本发明可得到反映患者个性化特征的后验正畸模型；同时不断扩展数据库有利于以后建模与选择。

技术领域

本发明涉及一种医疗器械设计建模方法，特别是涉及一种建立数字化的牙齿正畸模型的方法，所述牙齿正畸模型包括牙齿(含牙冠、牙根)、牙龈、牙槽骨等。

背景技术

口腔正畸是针对牙齿排列畸形或错颌，利用弓丝、托槽等组成的固定矫治器械，或者可摘式的隐形牙齿矫治器，对牙齿施加三维矫治力和力矩，调整颜面骨骼、牙齿和颌面肌肉三者间的平衡和协调，经过一段时间的矫治后改善面型、排齐牙列并提高咀嚼效能。

无论是固定矫治还是隐形矫治，在进行矫治阶段，通常依靠医生的经验制定矫治方案。方法是在获得患者的牙颌模型之后，将牙颌模型上的每颗牙齿手工切割下来，之后进行手动排齐，模拟矫治过程，但是此种方式存在一定的误差。首先切割过程为认为手工操作，容易存在误差；其次当所有牙齿被切割完成之后，模拟排牙过程的标准仅为医生的经验程度，因此没有固定的衡量标准，主观因素较强；再次，医生手工操作的工作量很大，效率较低，且对患者的矫治结果预测不准。

随着计算机图像技术和机器学习技术的发展，自动化的正畸治疗正在快速发展。计算机三维数字化技术的发展，为口腔正畸的诊断设计及矫治带来了革命性改变。采集患者软硬组织的三维影像数据，进行诊断分析及治疗预测，通过计算机模拟进行牙齿的切割和排齐，最终实现矫治系统的个性化制作，正成为三维数字化正畸的发展方向，此种方式的操作方式受控于计算机模拟软件，由于不同患者口内差异性较大，因此在遇到一些复杂病例时，无法精准预测排齐效果，另外，临床医生可以根据临床经验对虚拟矫治过程修改，但是这种方式与医生个人经验值相关，不同医生输出的修改过程可能不同，无法进行量化统一。

因此，研究一种牙齿正畸模型的构建方法，对后续的排牙矫治过程，具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种构建完整的牙齿正畸模型的方法，以先验模型为基础，将患者采集的各种数据视为不同精度、不同置信度的采样数据，添加到先验模型上，通过算法进行多种数据的融合，获得一个最优的后验模型，丰富了牙齿正畸模型的数据信息，为后续排牙矫治过程提供基础。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种牙齿正畸模型的建立方法，包括如下步骤。步骤S110：根据已标注有几何形态特征的标准牙齿模型建立包含牙齿、牙龈、牙槽骨的先验正畸模型，所述牙齿包括牙冠和牙根；所述先验正畸模型包含表征牙齿个体差异的待定参数。步骤S120：获取患者的牙冠和牙龈的三维模型，对先验正畸模型中的每颗牙齿进行形变并调整所述待定参数以与所述牙冠和牙龈的三维模型相贴合，在先验正畸模型中选出与调整待定参数后的牙冠最为匹配的牙根，所述匹配到的牙根与牙冠结合作为后验正畸模型。步骤S130：将后验正畸模型添加到正畸模型数据库中，作为新的先验正畸模型。

上述方法利用对先验正畸模型进行形变和参数调整的方式，得到反映患者个性化特征的后验正畸模型；再将不同患者的后验正畸模型添加到数据库中，有利于以后建模与选择。

进一步地，所述几何形态特征包括牙齿表面的特征点、特征线、特征面。这是牙齿的几何形态特征的具体说明。

进一步地，所述表征牙齿个性差异的待定参数包括牙冠的近、远、中宽度；牙根长度、牙齿的长度、宽度、高度、牙根分叉数量、牙根长度，牙齿的尖圆比例中的一项或多项。这是表征牙齿个性差异的待定参数的具体说明。