产生牙颌三维数字模型的方法技术

本申请的一方面提供了一种计算机执行的产生牙龈三维数字模型的方法，其包括：获取牙龈三维数字模型模板；获取牙冠三维数字模型；以及基于所述牙龈三维数字模型模板上的形变控制点和所述牙冠三维数字模型的形变控制点，对所述牙龈三维数字模型模板进行三维形变处理，得到与所述牙冠三维数字模型相匹配的牙龈三维数字模型。三维数字模型。三维数字模型。

【技术实现步骤摘要】
产生牙颌三维数字模型的方法


[0001]本申请总体上涉及一种产生牙颌三维数字模型的方法。

技术介绍

[0002]现在，越来越多的牙科领域场景需要用到牙颌三维数字模型，例如，展示患者牙齿正畸治疗过程中某个状态下的牙颌，或者制作壳状牙科器械(例如，壳状牙齿矫治器和保持器等)。
[0003]牙颌三维数字模型包括牙冠部分和牙龈部分。牙冠部分可以通过口内扫描，或扫描印模或患者牙齿的实体模型获得。一种现有的产生牙龈部分的方法是直接根据牙齿牙洞线的位置，使用经验值生成牙龈上的一些关键点，再利用这些关键点生成一个曲面。一方面，由于是利用经验化参数方程生成的形态，这种方法生成的牙龈形态不接近真实的牙龈形态。另一方面，对于不同病例生成的模型的网格顶点数量不同，这使得其很难建立顶点到贴图坐标系的对应关系。又一方面，对于不同应用场景(例如，展示场景和壳状牙科器械生产加工场景)需要调整出多套模型生成参数或使用不同的参数方程来生成模型，增加了很多算法的维护的复杂程度。
[0004]基于以上原因，有必要提供一种新的产生牙颌三维数字模型的方法。

技术实现思路

[0005]本申请的一方面提供了一种计算机执行的产生牙龈三维数字模型的方法，其包括：获取牙龈三维数字模型模板；获取牙冠三维数字模型；以及基于所述牙龈三维数字模型模板上的形变控制点和所述牙冠三维数字模型的形变控制点，对所述牙龈三维数字模型模板进行三维形变处理，得到与所述牙冠三维数字模型相匹配的牙龈三维数字模型。
[0006]在一些实施方式中，所述形变处理是以所述牙冠三维数字模型的形变控制点作为所述牙龈三维数字模型模板的对应形变控制点的新的位置，基于此建立三维形变方程，计算所述牙龈三维数字模型各顶点的坐标。
[0007]在一些实施方式中，所述牙龈三维数字模型的形变控制点包括牙洞线上的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的形变控制点包括牙洞线上的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的牙洞线上的形变控制点与所述牙龈三维数字模型模板的牙洞线上的形变控制点一一对应。
[0008]在一些实施方式中，所述牙龈三维数字模型的形变控制点还包括每两个相邻牙位之间的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的形变控制点还包括每两个相邻牙冠之间的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的相邻牙冠间的形变控制点与所述牙龈三维数字模型的相邻牙位之间的形变控制点一一对应。
[0009]在一些实施方式中，所述牙龈三维数字模型的形变控制点还包括其底面边缘线上的形变控制点，在所述三维形变处理中，所述牙龈三维数字模型模板底面边缘线上的形变控制点保持不动。
[0010]在一些实施方式中，所述三维形变处理是基于TPS形变方法。
[0011]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：根据所述牙冠三维数字模型调整所述牙龈三维数字模型模板的牙位数量，所述三维形变处理是基于经调整牙位数量后的牙龈三维数字模型模板。
[0012]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：根据所述牙冠三维数字模型对所述牙龈三维数字模型模板进行缩放，使所述牙龈三维数字模型模板与所述牙冠三维数字模型的轮廓基本重合，所述三维形变处理是基于经缩放的牙龈三维数字模型模板。
[0013]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：根据所述牙冠三维数字模型，调整所述经缩放的牙龈三维数字模型模板的弓形。
[0014]在一些实施方式中，对所述牙龈三维数字模型模板的弓形调整包括：基于所述牙冠三维数字模型的牙洞线中心拟合得到第一样条曲线，并在其上均匀采样N个形变控制点；基于所述牙龈三维数字模型模板的牙位中心拟合得到第二样条曲线，并在其上均匀采样N个形变控制点；以及基于所述第一样条曲线上的形变锚点和所述第二样条曲线上的形变锚点建立形变方程，对所述牙龈三维数字模型模板及其形变控制点进行二维形变处理。
[0015]在一些实施方式中，所述二维形变处理是基于TPS形变方法。
[0016]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：对所述经调整弓形的牙龈三维数字模型模板的末端进行二维缩放。
[0017]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：基于所述牙龈三维数字模型模板的形变控制点在纹理贴图上的映射，以调和求参算法计算所述牙龈三维数字模型模板所有顶点在所述纹理贴图上的映射；以及基于所述映射关系，对所述牙龈三维数字模型进行纹理贴图操作。
[0018]在一些实施方式中，所述牙冠三维数字模型是通过扫描以下之一获得：患者的牙颌、牙颌印模以及牙颌实体模型。
[0019]在一些实施方式中，所述的产生牙龈三维数字模型的方法还包括：获取多个逐次的牙冠三维数字模型，分别代表多个逐次的牙齿布局；以及分别基于所述多个逐次的牙冠三维数字模型，对所述牙冠三维数字模型模板进行形变处理，产生多个逐次的牙龈三维数字模型。
[0020]本申请的又一方面提供了一种产生牙颌三维数字模型的方法，其包括：将所述的牙龈三维数字模型和牙冠三维数字模型合成得到牙颌三维数字模型。
[0021]本申请的又一方面提供了一种壳状牙齿矫治器的制作方法，其包括：利用所述的牙颌三维数字模型控制设备制作壳状牙齿矫治器。
[0022]本申请的又一方面提供了一种用于产生牙龈三维数字模型的计算机系统，其包括存储装置和处理器，所述存储装置存储有一计算机程序，当其被所述处理器执行后，将执行所述的产生牙龈三维数字模型的方法。
附图说明
[0023]以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本
申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。
[0024]图1为本申请一个实施例中的产生牙颌三维数字模型的方法的示意性流程图；
[0025]图2，为本申请一个实施例中用于产生牙颌三维数字模型的计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙龈三维数字模型模板；
[0026]图3，为所述计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙龈三维数字模型模板上的部分形变控制点；
[0027]图4，为所述计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙龈三维数字模型模板(左侧)上的部分形变控制点在纹理贴图(右侧)上的映射；
[0028]图5A，为所述计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙龈三维数字模型模板；
[0029]图5B，为所述计算机程序的一个界面所展示的图5A所示牙龈三维数字模型模板在两侧末端分别去除了一个牙位形态后的牙龈三维数字模型模板；
[0030]图6A，为所述计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙冠三维数字模型、第一样条曲线及其形变锚点；
[0031]图6B，为所述计算机程序的一个界面所展示的一个例子中经缩放的牙龈三维数字模型模板、第二样条曲线及其形变锚点；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机执行的产生牙龈三维数字模型的方法，其包括：获取牙龈三维数字模型模板；获取牙冠三维数字模型；以及基于所述牙龈三维数字模型模板上的形变控制点和所述牙冠三维数字模型的形变控制点，对所述牙龈三维数字模型模板进行三维形变处理，得到与所述牙冠三维数字模型相匹配的牙龈三维数字模型。2.如权利要求1所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，所述形变处理是以所述牙冠三维数字模型的形变控制点作为所述牙龈三维数字模型模板的对应形变控制点的新的位置，基于此建立三维形变方程，计算所述牙龈三维数字模型各顶点的坐标。3.如权利要求1所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，所述牙龈三维数字模型的形变控制点包括牙洞线上的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的形变控制点包括牙洞线上的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的牙洞线上的形变控制点与所述牙龈三维数字模型模板的牙洞线上的形变控制点一一对应。4.如权利要求3所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，所述牙龈三维数字模型的形变控制点还包括每两个相邻牙位之间的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的形变控制点还包括每两个相邻牙冠之间的形变控制点，所述牙冠三维数字模型的相邻牙冠间的形变控制点与所述牙龈三维数字模型的相邻牙位之间的形变控制点一一对应。5.如权利要求3所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，所述牙龈三维数字模型的形变控制点还包括其底面边缘线上的形变控制点，在所述三维形变处理中，所述牙龈三维数字模型模板底面边缘线上的形变控制点保持不动。6.如权利要求1所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，所述三维形变处理是基于TPS形变方法。7.如权利要求1所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，它还包括：根据所述牙冠三维数字模型调整所述牙龈三维数字模型模板的牙位数量，所述三维形变处理是基于经调整牙位数量后的牙龈三维数字模型模板。8.如权利要求1所述的产生牙龈三维数字模型的方法，其特征在于，它还包括：根据所述牙冠三维数字模型对所述牙龈三维数字模型模板进行缩放，使所述牙龈三维数字模型模板与所述牙冠三维数字模型的轮廓基本重合，所述三维形变处理是基于经缩放的牙龈三维数字模型模板。9.如权利要求5所述的产生牙龈三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明政，冯洋，
申请(专利权)人：上海时代天使医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：