[发明专利]一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法

说明书

本发明公开了一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法，包括：S11.获取牙齿表面的三维模型点云数据Psubgt;s/subgt;以及牙齿咬合面的荧光图像Fsubgt;Img/subgt;；S12.对所述牙齿咬合面的荧光图像Fsubgt;Img/subgt;进行处理，得到牙齿区域及轮廓信息Edgesubgt;1/subgt;；S13.对所述牙齿表面的三维模型点云数据Psubgt;s/subgt;进行姿态矫正，得到校正后的牙齿三维模型Psubgt;s/subgt;；S14.建立校正后的牙齿三维模型Psubgt;s/subgt;与牙齿咬合面的荧光图像Fsubgt;Img/subgt;的映射模型，将矫正后的三维牙齿模型Psubgt;s/subgt;上的点映射到荧光图像Fsubgt;Img/subgt;上。本发明通过迭代求解映射模型，实现2D荧光图像的咬合面轮廓与3D投影轮廓的配准，获得牙菌斑2D荧光图像与牙齿咬合表面3D数据之间的对应关系，确定牙菌斑在牙齿表面的三维空间分布，为研究牙齿表面菌斑的三维分布提供基础。

技术领域

本发明涉及计算机辅助龋病智能预防技术领域，尤其涉及一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法。

背景技术

龋病是一种慢性进行性破坏的牙体硬组织疾病，在世界范围内高发，世界卫生组织已将其与癌症、心血管疾病并列为人类三大重点防治的非传染性疾病，若延误治疗其不仅会引起局部疼痛、感染、牙齿缺失，还与心血管、糖尿病等系统性疾病密切相关。以龋病风险评估(Caries Risk Assessment,CRA)为导向的龋病预防被认为是现代龋病预防与管理的基础，此类系统能预测个体在一定时间内发生新龋的可能性。当前的CRA系统所包含的龋病相关因素在较大程度上重叠，如患龋经历、唾液、饮食、全身情况和氟暴露等，对牙齿本身形态对于龋病发生风险的影响考虑不足。

目前临床普遍使用视诊、探针、X射线等方法诊断龋病。视诊主要利用口腔医生的视力观察和经验判断，主观性强，无法诊断早期龋损；牙科探诊通过探针尖端划过牙釉质表面，判断是否能够钩住尖端，判断是否形成龋洞，亦无法早期诊断龋损。为了将龋病从“破坏性治疗”向“早期性预防”转变，无损可量化的光学检测方法成为龋病早期诊断的研究热点。基于牙齿组织的物质构成和结构特征以及光与组织相互作用机理的不同，目前已发展的光学龋齿早期检测方法包括荧光技术、光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography,OCT)、拉曼光谱分析等。荧光技术利用口腔致龋细菌与食物残渣混合形成的牙菌斑在紫外光激发下产生的自体荧光光谱的差异，通过采集和分析光谱分布可量化牙菌斑含量，作为龋病风险的表征参数。利用定量光导荧光QLF技术对比分析了龋齿和健康牙齿的荧光图像分布，并与偏振显微镜检测结果相对比，证实了荧光方法的有效性。

现阶段，针对龋病的研究偏传统化，正是这一系列问题促进了光学技术、3D数字化技术和人工智能技术在该领域的探索和应用，许多智能医疗信息处理技术应运而生。然而无论在治疗或者预防领域，牙齿作为龋病的宿主，对于其形态结构却研究较少，研究牙齿表面形态与龋病之间的关系具有重要意义，而该研究首先需要实现建立与龋病直接相关的菌斑分布与牙齿三维形态之间的联系。因此，本发明提出了一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法及系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法，通过迭代求解映射模型，实现2D荧光图像的咬合面轮廓与3D投影轮廓的配准，获得牙菌斑2D荧光图像与牙齿咬合表面3D数据之间的对应关系，确定牙菌斑在牙齿表面的三维空间分布，为研究牙齿表面菌斑的三维分布提供基础。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种牙齿菌斑荧光图像与牙齿三维模型配准的方法，包括：

S1.获取牙齿表面的三维模型点云数据P_s以及牙齿咬合面的荧光图像F_Img；