[发明专利]一种用于口腔数字印模仪的数字模型智能设计方法

说明书

本发明属于医疗计算机辅助设计技术领域，具体公开了一种用于口腔数字印模仪的数字模型智能设计方法，所述方法包括数据采集、数据预处理、智能设计、备选牙冠匹配、牙型调整等步骤，通过对待制作牙齿提取邻牙距离、颊侧和舌侧牙弓凸度弧线、龈径高度、对颌牙尖窝沟嵴形态特征后智能匹配与调整备选牙冠模型，目的在于快速、精确的制作出待制作牙齿，加快了义齿加工的速度，减少了加工的中间环节。

技术领域

本发明涉及医疗计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种用于口腔数字印模仪的数字模型智能设计方法。

背景技术

传统的制作口腔内种植牙或者牙齿修复时，通常采用的方法是牙科医生使用口腔扫描仪对患者口腔内进行扫描，获取口腔内牙齿的三维模型数据，然后远距离传输给专业的设计工厂进行设计加工，专业的设计工厂在设计时，也是需要根据牙科医生所提出的设计要求，结合自己的设计经验进行人工设计；然而这种传统的半手工设计的方法费时、效率低，制作周期长，且工厂的设计人员没有直接接触患者，难以将标准牙齿调整到最佳尺寸及形态，导致制作好后的牙齿不能够完成适合患者，在安装好后，还需要牙科医生进行后续调整。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于口腔数字印模仪的数字模型智能设计方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：所述方法步骤包括：

1)建立数据库，采用xml文件进行牙齿数据的存储，所存储的备选牙冠数据信息包括牙号、牙冠类型为单冠或冠桥、牙冠整体尺寸特征向量以及牙齿的存储路径；

2)数据采集，用口腔数字化采集设备采集备牙后口腔的三维模型数据，口腔数字化采集设备采集的数据包括上颌和下颌，以及确认上下颌之间的咬合关系；

3)数据预处理，对步骤2)采集得到的口腔三维模型进行标记处理，标记基牙牙位、单冠/冠桥、基牙边缘线；

4)智能设计，根据步骤3)中预处理后得到的三维模型，对待制作牙齿进行自动设计处理，根据设计后的待制作牙齿的数据信息，从数据库中匹配出数个备选牙冠；

5)备选牙冠匹配，根据备选牙冠的牙冠整体尺寸特征向量与待制作牙齿的牙冠整体尺寸特征向量之间的夹角余弦，确定备选牙冠与待制作牙齿的相似度，夹角余弦的取值范围为[0,1]；

6)牙形调整，根据待制作牙齿的整体尺寸特征向量、牙面特征向量与备选牙冠的缩放比例进行调整；

7)数据输出，设计后的牙齿模型可导出为3shape、EXOcad软件可导入的数据格式。

优选的，其中步骤1)中所述的牙冠整体尺寸特征向量为(size_x,size_y,size_z)，通过六点法计算得到，所述六点法为通过牙冠坐标最值得到六个外形高点，其中近中、远中面的两外形高点为颊、舌面的两外形高点为底、顶面的两个外形高点为size_x为外形高点的x坐标之差的绝对值，size_y为外形高点的y坐标之差的绝对值，size_z为外形高点的z坐标之差的绝对值。

优选的，其中步骤2)中的数据采集所包括的步骤为：

1.1)分别采集得到上颌和下颌的三维模型数据和咬合时的颊侧数据；

1.2)通过颊侧数据，计算并固定上颌和下颌的三维模型的接触关系，或手动在三维坐标系中平移和旋转上颌和下颌的三维模型，使上颌和下颌的三维模型处于一个正确的咬合关系。

优选的，其中步骤3)中的数据预处理所包括的步骤为：

2.1)选中备牙后的基牙，用高亮显示出来，并记录下该牙位的牙号，牙位牙号规则由FDI表示法给出；

2.2)选择基牙的类型为单冠或冠桥，若是单冠，记录该基牙的牙号；若是冠桥，记录冠桥最左和最右基牙的牙号和所有需要制作的牙齿的牙号；