龋齿模型修复方法及装置、矫治器制造方法、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及牙齿正畸技术领域，公开了一种龋齿模型修复方法及装置、矫治器制造方法、设备及介质。龋齿模型的修复方法包括：获取与待修复的龋齿模型处于相同牙位的初始标准牙模型；将所述初始标准牙模型缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型；将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型；将所述第二标准牙模型作为变形体以所述龋齿模型为变形目标进行变形，将变形后的所述第二标准牙模型作为修复后的目标龋齿模型。能够对龋齿模型进行标准化、自动化的修复，修复后的牙齿更接近牙齿样态，使得人力物力得到节约，不同龋齿被修复后的效果差异降低。降低。降低。

【技术实现步骤摘要】
龋齿模型修复方法及装置、矫治器制造方法、设备及介质


[0001]本专利技术实施例涉及牙齿正畸
，特别涉及一种龋齿模型修复方法及装置、矫治器制造方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]牙齿正畸过程中一般需要针对患者的牙颌模型利用弓丝、托槽等构建固定矫治器械，或者可摘式的隐形牙齿矫治器。其中，壳状矫治器由于美观、便捷以及利于清洁等优点而得到牙齿矫治患者的广泛欢迎。当前的壳状矫治器的制作一般是通过对高分子材料采用热压膜成型工艺进行处理实现，从而得到空腔的几何形态与牙齿矫治患者的牙齿的分布基本吻合的壳体，即壳状矫治器。
[0003]对于龋齿患者而言，在利用壳状矫治器进行牙齿矫治之前，通常需要先补牙，以修复龋齿，避免矫治过程中龋齿进一步恶化。因此，在构建龋齿患者的牙齿矫治器前首先需要对正畸模型中的龋齿模型进行修复，否则，基于存在龋洞缺损的龋齿模型制作出的壳状矫治器会出现以下问题：在采用热压膜成型工艺制作壳状矫治器时，下压膜片过程中壳体会向龋洞的内部凹陷，形成的壳体空腔在龋齿位置处与补牙修复后的龋齿存在几何形态不一致，出现壳状矫治器偏小，甚至是形状错误的现象，最终导致牙齿矫治患者无法带上壳状矫治器的问题。
[0004]而目前常用的一种龋齿模型修复方式是：先打印出龋齿，然后利用红蜡片对打印出的龋齿进行人工修复，恢复到正常牙齿的外观。然而，先打印再进行人工修复不仅耗时费力，还会出现成品效果差异较大，不利于后续进行牙齿矫治的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种龋齿模型修复方法及装置、矫治器制造方法、设备及介质，旨在对龋齿模型进行标准化、自动化的修复，修复后的牙齿更接近牙齿样态，使得人力物力得到节约，不同龋齿被修复后的效果差异降低。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种龋齿模型的修复方法，包括以下步骤：获取与待修复的龋齿模型处于相同牙位的初始标准牙模型；将所述初始标准牙模型缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型；将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型；将所述第二标准牙模型作为变形体以所述龋齿模型为变形目标进行变形，将变形后的所述第二标准牙模型作为修复后的目标龋齿模型。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的龋齿模型的修复方法，或者，执行如上所述的牙齿矫治器制造方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的龋齿模型的修复方法，或者，实
现如上所述的牙齿矫治器制造方法。
[0009]本专利技术实施例提供的龋齿模型的修复方法，获取与待修复的龋齿模型处于相同牙位的初始标准牙模型后，将初始标准牙模型缩放至符合龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型，然后将第一标准牙模型对齐到龋齿模型，得到第二标准牙模型，接着将第二标准牙模型作为变形体以龋齿模型为变形目标进行变形，将变形后的第二标准牙模型作为修复后的目标龋齿模型。通过缩放、对齐和变形，将与龋齿模型处于相同牙位的初始标准牙调整到接近龋齿模型的状态，得到与龋齿模型外观接近且无龋洞模型作为龋齿模型，使得修复后的牙齿更接近于牙齿外形，同时对数字化的龋齿模型进行自动化修复，克服了对人工的依赖，节约了人力、物力，还避免了人的主观意识对修复成品的影响，便于按照统一的标准对龋齿模型进行修复。并且龋齿模型的修复都是从标准牙模型出发，且选取初始标准牙模型时还考虑牙位信息，从而为不同牙位的龋齿提供多样性的修复，对于同一牙位的龋齿提供基于标准牙模型的标准化修复，进一步加强了龋齿模型修复的标准化，降低了龋齿模型被修复后的效果差异。
[0010]进一步地，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型。通过对齐将第二标准牙模型的位置和姿态调整到与龋齿模型的位置和姿态一致，从而在后续变形的过程中更好地、更直接地确定变形前后特征的对应关系，减小变形的计算量，提高效率。
[0011]进一步地，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型。通过简洁的旋转和/或平移实现坐标轴对齐，得到与龋齿模型的位置和姿态一致的第二标准牙模型，有利于提高对齐的效率。
[0012]进一步地，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型，包括：基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准；根据配准得到的旋转矩阵和/或平移向量，将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型。利用迭代最近点算法进行对齐，使得对齐的精度更高，并且迭代最近点算法配准对齐的是牙龈线，而不是模型上的所有点，使得配准对齐的效率得到提高，且牙龈线能够很好地表示牙齿位置和姿态，对牙龈线配准不会由于配准的特征点减少而导致配准出错，保证了配准的准确性。
[0013]进一步地，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态；在坐标轴对齐后，基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准；根据配准得到的旋转矩阵和/或平移向量，将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到所述第二标准牙模型。在坐标轴对齐后模型之间的位置和姿态差异被缩小，在此基础上继续基于最近点迭代算法进行配准，有利于降低配准时的计算量，提高配准效率，同时实现了高效和高精度。
[0014]进一步地，所述将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型
的坐标轴对齐的位置和姿态，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴以所述龋齿模型的重心和所述第一标准牙模型的重心为对齐中心形成对齐关系的位置和姿态。牙齿模型的坐标轴原点为重心，以重心为对齐中心就是以坐标轴原点为对齐中心，此时，坐标轴对齐更容易实现，对齐操作的实现难度降低，效率更高。
[0015]进一步地，所述将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴以所述龋齿模型的牙龈线中心和所述第一标准牙模型的牙龈线中心为对齐中心形成对齐关系的位置和姿态。龋齿由于龋洞等的存在导致牙相对于正常牙齿发生了重心偏移，而牙龈线则不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种龋齿模型的修复方法，其特征在于，包括：获取与待修复的龋齿模型处于相同牙位的初始标准牙模型；将所述初始标准牙模型缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型；将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型；将所述第二标准牙模型作为变形体以所述龋齿模型为变形目标进行变形，将变形后的所述第二标准牙模型作为修复后的目标龋齿模型。2.根据权利要求1所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型。3.根据权利要求2所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型。4.根据权利要求2所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到与所述龋齿模型的位置和姿态一致的所述第二标准牙模型，包括：基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准；根据配准得到的旋转矩阵和/或平移向量，将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型。5.根据权利要求2所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到第二标准牙模型，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态；在坐标轴对齐后，基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准；根据配准得到的旋转矩阵和/或平移向量，将所述第一标准牙模型对齐到所述龋齿模型，得到所述第二标准牙模型。6.根据权利要求3或5所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴以所述龋齿模型的重心和所述第一标准牙模型的重心为对齐中心形成对齐关系的位置和姿态。7.根据权利要求3或5所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，包括：将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴以所述龋齿模型的牙龈线中心和所述第一标准牙模型的牙龈线中心为对齐中心形成对齐关系的位置和姿态。
8.根据权利要求4或5所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据配准得到的旋转矩阵和平移向量，将所述第一标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型，包括：在配准得到的平移向量的模长未超过预设阈值的情况下，根据配准得到的旋转矩阵和平移向量，将所述标准牙模型平移和/或旋转至坐标轴与所述龋齿模型的坐标轴对齐的位置和姿态，得到所述第二标准牙模型。9.根据权利要求8所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，在所述第一标准牙模型经过坐标轴对齐处理的情况下，所述基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准之后，所述方法还包括：在配准得到的平移向量的模长超过所述预设阈值的情况下，将坐标轴对齐后的所述第一标准牙模型作为所述第二标准牙模型。10.根据权利要求4或5所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述基于迭代最近点算法对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准，包括：确定所述第一标准牙模型的牙龈线上的第一顶点坐标和所述龋齿模型的牙龈线上的第二顶点坐标，所述第一顶点坐标为所述第一标准牙模型的坐标系下的坐标，所述第二顶点坐标为所述龋齿模型的坐标系下的坐标；根据所述第一顶点坐标、所述第二顶点坐标和迭代最近点算法，对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准。11.根据权利要求10所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述第一顶点坐标、所述第二顶点坐标和迭代最近点算法，对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准，包括：根据所述第一顶点坐标、所述第二顶点坐标和预设的迭代公式，对所述第一标准牙模型的牙龈线和所述龋齿模型的牙龈线进行配准，所述迭代公式为：其中，R为旋转矩阵，t为平移矩阵，q
i
为所述龋齿模型的牙龈线上的第i个所述第二顶点坐标，p
i
为与第i个所述第二顶点坐标对应的所述第一顶点坐标，n为所述第二顶点坐标的总数量。12.根据权利要求1所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述初始标准牙模型缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型，包括：将所述初始标准牙模型在预设的第一方向上缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到所述第一标准牙模型，所述第一方向包括：唇舌侧方向和近远中方向。13.根据权利要求1所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述初始标准牙模型缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到第一标准牙模型，包括：将所述初始标准牙模型在预设的第一方向上缩放至符合所述龋齿模型占位的大小，得到所述第一标准牙模型，所述第一方向包括：唇舌侧方向、牙齿长轴方向和近远中方向。14.根据权利要求1所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述将所述第二标准牙模型作为变形体以所述龋齿模型为变形目标进行变形，将变形后的所述第二标准牙模型作
为修复后的目标龋齿模型，包括：确定所述龋齿模型垂直于牙齿长轴方向上的最大截面；从所述龋齿模型在所述最大截面上的顶点中确定控制目标点；在所述第二标准牙模型上确定与所述控制目标点距离最近的顶点作为控制点；以变形后的所述控制点与所述控制目标点重合为目标，对所述第二标准牙模型进行变形，得到所述目标龋齿模型。15.根据权利要求14所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述以变形后的所述控制点与所述控制目标点重合为目标，对所述第二标准牙模型进行变形，得到所述目标龋齿模型，包括：以变形后的所述控制点与所述控制目标点重合为目标并以所述第二标准牙模型上除所述控制点之外的顶点变形前后的曲率变化最小为约束条件，对所述第二标准牙模型进行变形，得到所述目标龋齿模型。16.根据权利要求15所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述以变形后的所述控制点与所述控制目标点重合为目标并以所述第二标准牙模型上除所述控制点之外的顶点变形前后的曲率变化最小为约束条件，对所述第二标准牙模型进行变形，包括：基于预设的变形表达式、所述控制点和所述第二标准牙模型上的所有顶点，对所述第二标准牙模型进行变形，所述变形表达式为：其中，Δ2表示二阶拉普拉斯算子，Δ0表示零阶拉普拉斯算子，S(x)表示所述第二标准牙模型上的顶点x变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞山，姚峻峰，
申请(专利权)人：正雅齿科科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：