[发明专利]三维数字化牙列模型牙龈曲线自动提取方法

摘要

本发明公开了一种在三维数字化牙列模型上自动提取牙龈曲线的方法，包括模型定位、牙龈特性线搜索、牙龈特征线分割、齿间牙龈线干涉分析四个步骤。本发明自动化程度高，能够快速准确地构建出牙列模型上每颗牙齿周围封闭的牙龈曲线，有效克服传统手工设计效率低且精度差等问题，提高口腔修复的效率和美观性。

主权项

一种三维数字化牙列模型牙龈曲线自动提取方法，其特征在于：(1)模型定位：在三维数字化牙列模型上选取左右两颗第一前磨牙的颊尖以及左右两颗第一磨牙的远中颊尖，利用这四个参考点拟合为咬合平面，然后将咬合平面对齐到XY平面，YZ平面穿过两中切牙中缝，两个远中颊尖定位在X轴上，从而将牙列模型定位到一个标准的方向。(2)牙龈特征线探测：采用基于曲率分析和路径搜索相结合的技术进行牙龈特征线探测，首先利用Voronoi方法对牙列模型进行离散曲率估算，然后将基于曲率提取的特征区域映射为带权的无向连通图，并结合模型的曲率值和解剖形态特征利用Floyd最优路径算法搜索牙龈特征线。(3)牙龈特征线分割：采用B样条小波技术对探测到的牙龈特征线进行自动光顺，以修复其高频抖动成分，然后结合特征线的一阶和二阶微分特性以及牙龈特征线在颊舌侧不同的方向特性，来探测牙缝位置以分割出每颗牙齿的牙龈特征型值点。(4)齿间牙龈线干涉分析：为修复牙龈侧面缺失形态以及避免牙龈线发生齿间轮廓干涉，采用基于映射平面和齿间相切约束的曲线拟合方法进行牙龈曲线重建，首先利用牙龈特征型值点拟合出每颗牙齿的牙龈B样条曲线以及牙弓B样条曲线，并投影到牙列模型自身的咬合平面上，通过计算投影后牙弓曲线和牙龈曲线的交点来确定两两相邻牙齿之间的相切约束点，并映射回至三维空间当中，最后利用基于特征约束的曲线拟合方法重构齿间无干涉的封闭牙龈曲线。