[发明专利]一种牙龈的构建方法及系统

权利要求书

1.一种牙龈的构建方法，其特征在于，包括：

根据获取的数字化牙颌模型的牙龈线构建牙颌坐标系；

将数字化牙颌模型投影在所述牙颌坐标系的一设定坐标平面上，得到数字化牙颌模型的平面真实牙龈网格；

在牙颌坐标系的一设定坐标平面上构建所述数字化牙颌模型的平面虚拟牙龈投影网格；

通过映射算法建立平面虚拟牙龈投影网格的每个顶点映射在平面真实牙龈网格上的位置映射关系；

根据所述位置映射关系通过三维转化算法将所述平面虚拟牙龈投影网格上的每个顶点形变至数字化牙颌模型上，构建成目标牙龈。

2.根据权利要求1所述的牙龈的构建方法，其特征在于，所述位置映射关系的建立包括：

获取所述平面虚拟牙龈投影网格的任一网格顶点映射在所述平面真实牙龈网格的三角面片上的映射位置信息；

根据映射位置信息所属的三角面片的各顶点获取在所述平面真实牙龈网格的平面位置信息以及在所述数字化牙颌模型的数字化位置信息；

根据所述平面位置信息以及所述数字化位置信息通过三维转化算法计算所述平面虚拟牙龈投影网格的任一网格顶点在所述数字化牙颌模型上的映射点。

3.根据权利要求1所述的牙龈的构建方法，其特征在于，所述数字化位置信息包括：

q＝w1*p1+w2*p2+w3*p3；

q为平面虚拟牙龈投影网格上的任一网格顶点，p1p2p3为q位于平面真实牙龈网格的三角面片的三个顶点，SΔp1p2p3代表平面三角面片的面积；(w1，w2，w3)为三角面片的重心坐标；三维转化算法计算q在三维空间中的映射位置q′：q′＝w1*p1′+w2*p2′+w3*p3′，p1′p2′p3′为p1p2p3投影之前的面片的三个顶点。

4.根据权利要求1所述的牙龈的构建方法，其特征在于，所述形变方法包括：

Δ²x＝0

s.t

x|_c＝b₁

x|_p＝b₂

其中：x为待求解的变形后的牙龈网格顶点位置，b1为边界点约束条件，由牙齿牙龈线以及牙颌底部轮廓组成，b2为投影点约束条件，由所有牙龈投影点组成。

5.根据权利要求4所述的牙龈的构建方法，其特征在于，根据牙龈线构建的牙颌坐标系包括：

对数字化牙颌模型上的所有牙龈线的顶点坐标进行主成分分析，其中，将满足第一特征值的网格顶点坐标信息作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的网格顶点坐标信息作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的网格顶点坐标信息作为第三主成分，并设置为Z轴；进一步计算牙颌模型的每个网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点，构建牙颌坐标系。

6.根据权利要求4所述的牙龈的构建方法，其特征在于，所述平面虚拟牙龈投影网格构建包括：

将数字化牙颌模型上的每颗牙齿的牙龈线以及牙齿重心投影到牙颌坐标系的设定坐标平面上，并根据牙齿重心投影点构建牙弓曲线，将牙弓曲线向舌侧和唇侧方向延展不同预设宽度距离，形成封闭的所述牙颌底面轮廓；

根据投影的牙齿牙龈线信息和牙颌底面轮廓信息，在牙颌坐标系的一设定坐标平面上构建所述数字化牙颌模型的平面虚拟牙龈投影网格。

7.根据权利要求6所述的牙龈的构建方法，其特征在于，构建牙颌拓扑网格包括：

在所述设定坐标平面上根据所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线在所述牙颌底面轮廓内建立平面拓扑网格；

根据所述平面拓扑网格以及标注牙龈线的位置信息，通过约束算法在所述牙颌坐标系内建立所述牙颌拓扑网格；

获取所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线上的各边界点；

计算各边界点的两条相邻边的夹角值；

在各所述夹角值中检索出最小夹角对应的边界点；

进一步根据最小夹角对应的边界点与相邻两个边界点之间距离，根据距离的大小更新三角面片的数量，构建完成所述牙颌拓扑网格。