牙齿类型和萌出状态的自动检测制造技术

本文提供了用于检测目标牙齿的萌出状态(例如，牙齿类型和/或萌出状态)的系统和方法。可以对患者的牙齿进行扫描和/或分割。可以识别目标牙齿。可以提取牙齿特征、主成分分析(PCA)特征和/或其他特征，并将其与其他牙齿的上述特征(例如通过自动机器学习系统获得的那些特征)进行比较。检测器可以识别和/或输出目标牙齿的萌出状态，例如目标牙齿是完全萌出的乳牙、部分萌出/未萌出的恒牙还是完全萌出的恒牙。恒牙。恒牙。

【技术实现步骤摘要】
牙齿类型和萌出状态的自动检测
[0001]本申请是申请号为201880040186X、专利技术名称为“牙齿类型和萌出状态的自动检测”、申请日为2018年6月15日的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本专利申请要求2017年6月16日提交的名称为“牙齿类型和萌出状态的自动检测”的序列号为62/521,166的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。
[0004]以引用方式并入
[0005]本说明书中提及的所有出版物和专利申请均通过引用整体并入本文，如同每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地表明通过引用并入本文。

技术介绍

[0006]在儿科病例中，经常在患者的所有恒牙萌出之前使用正畸矫正器。检测萌出的牙齿可以有助于防止矫正器撞击或接触萌出的牙齿，而矫正器撞击或接触萌出的牙齿可能使牙齿的萌出停止或伤害患者。
[0007]在许多现有技术中，医学专家手动地确定患者牙齿的萌出状态和牙齿类型。这可能需要对牙齿或牙齿的图像/扫描进行物理检查，并且需要医疗专业人员对萌出状态和牙齿类型进行判断，这会增加时间和费用。

技术实现思路

[0008]实施方式解决了提供自动化牙齿检测萌出检测系统的需求，该系统可以以高精度自动、有效和准确地预测牙科患者的牙齿类型和萌出状态。本申请通过提供自动检测牙科患者的牙齿类型和萌出状态的技术方案和/或自动代理解决了这些和其他技术问题。牙齿状态(例如，牙齿类型和/或萌出状态)的自动检测可为实施自动正畸治疗计划、设计和/或制造正畸矫正器(包括提供矫正患者牙齿的错位咬合的力的一系列聚合物正畸矫正器)提供基础。
[0009]通常，本文描述的示例性装置(例如，装置、系统等)和/或方法可以接收患者牙齿的表示，并且在一些情况下接收关于患者的临床信息，以确定与患者牙齿有关的一个或多个牙齿萌出指标。如本文所使用的“牙齿萌出指标”可以包括与萌出有关的牙齿的指标。牙齿萌出指标的示例包括牙齿的萌出状态。萌出状态的示例包括萌出状态(例如，牙齿是否已完全萌出、部分萌出或根本没有萌出)和萌出持久性状态((例如，牙齿是乳牙/幼齿还是恒牙)。在一些实施方式中，可以确定萌出状态、牙齿类型(例如，乳牙、恒牙等)和/或与患者的牙齿有关的其他特征。这些装置和/或方法可以呈现牙齿萌出指标，并且可以提供或修改治疗计划，包括正畸治疗计划。本文所述的装置和/或方法可以提供指令以生成和/或可以生成一组或一系列的矫正器，和/或提供使用结合了萌出状态和乳牙/恒牙等牙齿类型的正畸矫正器的正畸治疗计划。本文所述的装置和/或方法可以提供患者牙齿的视觉表示，包括萌出状态和乳牙/恒牙等牙齿类型。
[0010]如本文所用，“患者”可以是任何受试者(例如，人类、非人类、成人、儿童等)，并且在本文中可以可替代地且等效地称为“患者”或“受试者”。如本文所用，“患者”可以但不一定是医学患者。如本文所用，“患者”可以包括接受正畸治疗的人，该正畸治疗包括利用一系列正畸矫正器进行的正畸治疗。
[0011]本文描述的任何装置和/或方法可以是远侧牙齿扫描装置或方法的一部分，或者可以被配置为与数字扫描装置或方法一起使用。
[0012]如将在本文中更详细地描述的，自动确定目标牙齿(例如，对于每个患者的牙齿)的萌出状态和/或乳牙或恒牙等牙齿类型可以包括收集患者牙齿的3D扫描。收集3D扫描可以包括进行3D扫描，包括直接(例如，使用口内扫描仪)或间接(例如，扫描患者的牙齿印模)扫描患者的牙弓，从单独的装置和/或第三方接收3D扫描信息，从存储器等接收3D扫描。
[0013]可以利用3D扫描收集额外信息，包括患者信息(例如，年龄、性别等)。
[0014]3D扫描信息可以被标准化(standardized)或被归一化(normalized)。标准化该扫描可以包括将3D扫描转换成标准格式(例如，牙齿表面网格)，和/或将3D扫描表示为距每个牙齿的中心点的多个角度(例如，矢量角度)等。在一些变型中，标准化可以包括使用另一颗牙齿，包括存储的牙齿值，来归一化3D扫描。
[0015]然后，可以对标准化的3D扫描信息进行处理，以提取一个或多个特征，这些特征可以用于自动地确定牙齿萌出、部分萌出或未萌出和/或牙齿的类型；具体来说，牙齿是乳牙还是恒牙。该信息可以用于例如通过以标准牙齿编号对牙齿进行编号来自动且准确地标记3D模型的牙齿。
[0016]例如，一种自动确定目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型的方法可以包括：在计算装置中收集包括目标牙齿的患者牙齿的三维(3D)模型；标准化目标牙齿的3D模型；在计算装置中，应用目标牙齿的牙齿特征的主成分分析(PCA)，以获得PCA特征；基于PCA特征确定目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型；以及输出目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型。
[0017]注意，尽管本文提供了使用PCA的示例，但是也可以使用其他基于特征向量的多元分析。提出PCA是因为它可以使用已知的技术自动执行，已知的技术包括使用相关法和/或协方差技术、迭代方法，包括但不限于非线性迭代偏最小二乘技术，来计算PCA。
[0018]标准化可以包括识别相对于目标牙齿的中心点的角度的预定数量。可以使用任何适当的方法来确定牙齿的中心。例如，可以通过确定每个牙齿的网格点的几何中心、通过确定分割后的牙齿的重心等，从根据每个牙齿的网格点表示(例如，从代表患者牙齿的数字模型的3D扫描的分割版本中)确定牙齿的中心。用于确定每个牙齿的中心的相同方法可以一致地应用于牙齿以及用于形成(例如训练)本文所述系统的任何牙齿。
[0019]标准化可以不同于归一化。如本文中所使用的，标准化可以涉及调整牙齿的数字和/或其他描述。例如，标准化可以涉及调整用于描述牙齿的顺序和/或角度的数量(从牙齿的中心)。可以保持来自原始3D扫描的牙齿大小。
[0020]本文所述的任何方法和系统可以确定牙弓中的每个牙齿是乳牙还是恒牙和/或该牙齿萌出、未萌出或部分萌出。因此，对于患者牙弓的3D扫描中的患者的牙齿的一个或多个(例如，全部)，这些方法中的任何一种都可以确定该牙齿是乳牙萌出、恒牙部分萌出/未萌出和/或恒牙萌出的牙齿。在这些方法和系统中的任何一种中，对于已经确定了萌出状态
和/或乳牙/恒牙描述的每颗牙齿，系统都可以使用该信息以利用指标来标记患者牙齿的数字模型。例如，本文所述的装置和/或方法可以输出(通过显示、传输等)患者牙齿的3D模型，将每个牙齿标记为以下之一：乳牙萌出(或仅“乳牙”)、恒牙部分萌出/未萌出和/或恒牙萌出(或仅“恒牙”)。
[0021]可以以任何合适的方式收集患者牙齿的3D扫描，该方式允许以后对其进行操作的方法或装置执行标准化、特征提取以及确定萌出状态和/或恒牙/乳牙状态。例如，收集可以包括直接或间接地从患者牙齿获取患者牙齿的3D模型。例如，收集可以包括从口内扫描仪接收患者牙齿的3D模型。收集可以包括从患者牙齿的模具扫描接收3D模型。
[0022]本文所述的任何装置和/或方法可以包括收集有关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动确定目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型的方法，所述方法包括：在计算装置中接收包括目标牙齿的患者牙齿的3D模型；在计算装置中根据患者牙齿的3D模型确定目标牙齿的牙齿形状特征；在计算装置中根据患者牙齿的3D模型确定一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征；在计算装置中使用一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征归一化目标牙齿的至少一些牙齿形状特征；将归一化的牙齿形状特征应用于计算装置的分类器；以及从计算装置输出目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型。2.根据权利要求1所述的方法，其中，输出包括输出以下之一：乳牙萌出、恒牙部分萌出/未萌出、以及恒牙萌出。3.根据权利要求1所述的方法，还包括获取患者牙齿的3D模型。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D模型是从三维扫描仪接收的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D模型是从患者牙齿的模具接收的。6.根据权利要求1所述的方法，还包括获得患者信息，其中，所述患者信息包括以下一项或多项：患者年龄、萌出序列、测量到的可用于萌出的空间、以及患者性别；其中将归一化的牙齿形状特征应用于分类器包括利用归一化的牙齿形状特征将患者信息应用于分类器。7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定目标牙齿的牙齿形状特征包括确定以下各项中的一项或多项：近中
‑
远侧宽度、颊舌宽度、牙冠高度、牙冠中心和牙尖数量。8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定牙尖数量包括确定在包括以下各项的一个或多个牙弓方向表面中的牙尖的数量：颊近中侧、颊远侧、舌近中侧和舌远侧。9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征包括确定一个参考牙齿的牙齿形状特征。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个参考牙齿包括磨牙。11.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征包括确定两个参考牙齿的牙齿形状特征。12.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征包括：针对一个或多个参考牙齿中的每一个，确定以下各项中的一项或多项：近中
‑
远侧宽度、颊舌宽度和牙冠中心。13.根据权利要求1所述的方法，其中，使用一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征对目标牙齿的至少一些牙齿形状特征进行归一化包括将近中
‑
远侧宽度、颊舌宽度、牙冠高度和牙冠中心的一个或多个归一化到一个或多个参考牙齿。14.根据权利要求1所述的方法，其中，归一化还包括确定每个牙弓方向表面中的牙尖总数，所述牙弓方向表面包括：颊近中侧、颊远侧、舌近中侧和舌远侧。15.根据权利要求1所述的方法，其中，将归一化的牙齿形状特征应用于分类器包括将第一级二进制分类器或第一级二进制分类器和第二级二进制分类器应用于归一化的牙齿形状特征。16.根据权利要求1所述的方法，其中，将归一化的牙齿形状特征应用于分类器包括：将第一级二进制分类器应用于归一化的牙齿形状特征的第一子集，并基于第一级二进制分类器指示目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型，或者将第二级二进制分类器应用于归一化
的牙齿形状特征的第二子集，并基于第二级二进制分类器指示目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型。17.根据权利要求1所述的方法，其中，输出萌出状态包括输出萌出百分比的指示。18.一种自动确定目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型的方法，所述方法包括：在计算装置中接收包括目标牙齿的患者牙齿的3D模型；在计算装置中根据患者牙齿的3D模型确定目标牙齿的牙齿形状特征；在计算装置中根据患者牙齿的3D模型确定一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征；在计算装置中使用所述一个或多个参考牙齿的牙齿形状特征归一化目标牙齿的至少一些牙齿形状特征；将归一化的牙齿形状特征应用于计算装置的分类器，其中，将归一化的牙齿形状特征应用于分类器包括：应用第一级二进制分类器，并且依据第一级二进制分类器的输出，输出目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型，或者将第二级二进制分类器应用于归一化的牙齿形状特征，然后输出目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型。19.一种自动确定目标牙齿的萌出状态和乳牙或恒牙类型的方法，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛亚，崔智英，J，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：