【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及用于正畸治疗计划的方法和装置，更具体地，涉及用于根据口内扫描数据精确地对患者牙列进行建模的方法和装置，其包括难以分辨的邻间区域。
技术介绍
1、使用一系列患者可移除的器具(例如，“矫正器”)的正畸和牙科治疗对于治疗患者非常有用。治疗计划通常通过以最终构造生成患者牙齿的模型然后将治疗计划分解成与顺序佩戴的各个矫正器对应的多个中间阶段(步骤)与牙科专业人员(例如，牙医、正畸医生、牙科技术人员等)一起执行。该过程可以是交互式的，基于对牙齿移动的约束和牙科专业人员的偏好来调整阶段划分，并且在一些情况下调整最终目标位置。一旦最终的治疗计划最终确定，就可以对应于治疗计划制造一系列矫正器。
2、患者的治疗计划可以从患者牙齿的三维(3d)模型开始。传统上，可以用非接触式光学扫描仪来确定3d模型。然而，在一些情况下由不完整或错误的扫描数据引起的3d模型中的误差，可能导致相关患者的治疗计划出现错误。
3、因此，需要新的和有用的装置(设备、方法等)来获得高质量的3d模型。
技术实现思路
1、本文所述的方法和装置(例如，系统和设备)可以细化患者牙列的初始或初步3d模型，以包括对包括邻间区域在内的难以成像区域的精确表示。这些方法和装置可以是正畸治疗方法和/或装置的一部分。在一些示例中，与已经用于捕获光学扫描的与相机位置相关联的投射数据可以用于确定牙列内可能难以或不可能使用口内扫描仪精确成像的区域(特别是包括邻间空间)的存在。在一些示例中，这些方法和装置可被配置为确认邻
2、如本文所用，患者牙列的数字模型在本文中可等效地称为患者牙列的数字3d模型，或简称为3d模型。一般而言，患者牙列的初始或初步3d模型可由包括口内扫描仪在内的传统光学扫描仪生成或接收。可以使用任何合适的口内扫描仪。此外，可以使用对象牙列(全部或部分牙列)的任何合适的数字表示。例如，患者牙列的数字3d模型可以被配置为数据点的“点云”。点云可以指可以定义3d模型的表面的多个数据点。
3、在一些示例中，可以对患者牙列的3d模型进行处理以标识3d模型的表面(例如，分割)和/或可以进行处理以找到或确定邻间空间或与表面相关联或相邻的其他牙列区域，以及在一些情况下重叠的表面。这些区域在本文中一般被称为“邻间区域”，并且可能难以用口内扫描仪可视化，因为从任何外部角度(例如，颊侧、舌侧和/或咬合侧)的成像可能至少部分地被模糊或遮蔽，使得难以以毫米或亚毫米精度分辨这些区域。当前定义牙齿表面(包括邻间空间)的方法可能仅仅基于3d捕获(例如，使用口内扫描仪)，通常被限制于超过300μm的分辨率，并且无法精确标记每个邻间空间。
4、一般而言，本文所述的方法和装置可在扫描患者牙列期间(例如，实时或半实时地)或在扫描牙列之后使用，以提高患者牙列的3d数字模型的质量(例如，分辨率)。这些方法还可以或可替代地用于帮助标识患者牙列的一个或多个结构，例如用于分割患者的牙列(包括精确地区分牙齿、牙齿和牙龈等)。
5、在这些方法的任何一种中，可以检查或分析患者牙列的3d数字模型，以确定邻间区域(“ip空间”)的位置。任何适当的(例如，手动、自动或半自动的)技术可用于标识邻间空间的存在。例如，可以使用包括经训练的网络(例如，神经网络)的机器代理。本文描述的任何方法和装置可以包括使用经训练的神经网络来标识邻间区域。在邻间空间被定位之后，本文所述的方法和装置可以移除与邻间空间相关联的点云数据以细化3d模型。
6、例如，本文描述了用于细化一个或多个3d模型的方法和装置。例如，该方法和装置可以包括：接收或生成对象牙列的三维(3d)模型，其中该3d模型基于对象牙列的扫描；使用从与该3d模型相对应的对象牙列的多个二维(2d)图像中标识的3d模型中的一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边缘边界来细化该3d模型，从而生成细化的3d模型；以及，输出与该细化的3d模型相关联的信息。2d图像可以与3d模型数据一起接收，或者与3d模型数据分开接收。例如，可以在收集3d成像数据(例如，结构光、共焦等)的同时拍摄2d图像。2d图像可以是可见光图像、荧光图像、白光图像、近红外图像等。
7、在一些示例中，细化3d模型可以包括从对象牙列的2d图像中标识邻间区域并标识邻间空间周围的边缘边界，并且根据针对多个2d图像的标识的边缘边界来生成3d模型的潜在的新表面点。在一些示例中，细化3d模型还可以包括从3d模型中移除落在来自2d图像的空间周围的一个或多个边缘边界内的新表面点的至少一个子集。剩余的点(例如，在点云中)可以被平滑或以其他方式用于生成新的外部牙齿表面。在一些示例中，标识一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边缘边界可以包括：对于多个2d图像的至少一个子集中的每个子集，使用机器学习从该子集中的对象牙列的每个2d图像中标识一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边界。在一些示例中，细化3d模型可以包括对每个标识的边界的边缘进行平滑处理。
8、在一些示例中，根据标识的边缘边界来生成3d模型的潜在的新表面点可以包括使用与多个2d图像中的每个2d图像相对应的相机位置。生成潜在的新表面点还可以包括将标识的边缘边界映射到3d模型，并确定在每个边缘边界上的多个点与相机在捕获对象牙列的2d图像期间相对于对象牙列的表面的位置之间形成的射线，并且在每条射线进入并离开3d模型表面的位置处的3d模型的表面上的点之间生成3d模型的新点。在一些示例中，每个点可以在与射线垂直且与标识的空间的切线垂直的方向上具有相关联的法向量。
9、在一些示例中，用于细化一个或多个3d模型的方法可以包括使用3d模型中的一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边缘边界，其中该空间包括对象牙列的两颗牙齿之间的邻间空间。经修改或改进的3d模型可用于进一步的治疗计划，并可提供关于患者牙齿的更精确的位置和其他信息，这在设计和/或跟踪牙科治疗中可能是至关重要的。替代地或附加地，本文所述的方法和装置可以被配置为输出关于邻间牙齿区域的信息。在一些示例中，该方法可以包括输出包括两颗牙齿是否接触的指示的信息。在一些示例中，该方法可以包括输出信息，输出该信息包括向用户显示该信息。显示的信息可以包括量化信息(例如，邻间区域/面积有多大，包括尺寸信息、面积、体积等)。
10、在一些示例中，用于细化一个或多个3d模型的方法可以包括向分割模块输出信息，其中分割模块(其可以包括分割算法)将细化的3d模型分离为单个牙齿。
11、任何合适的2d图像均可以用作该过程的一部分。例如，对象牙列的多个2d图像可包括白光图像、近红外图像和/或荧光图像。2d图像可以与3d模型相关联，特别地包括相机(例如，口内扫描仪)相对于牙列的位置和/或方向的3d模型可以与每个2d图像相关联。位置信息可以作为数据集的一部分与3d数据一起被包括。例如，3d数据扫描可以收集与2d数据收集本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D模型或所述3D模型的数据以及所述2D图像作为同一数据流的一部分被接收。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述细化的3D模型包括：
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：从所述3D模型中移除落在来自所述2D图像的所述空间周围的所述边缘边界中的一个或多个边缘边界内的新表面点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，标识所述一颗或多颗牙齿周围或所述一颗或多颗牙齿之间的所述空间的边缘边界包括：对于所述多个2D图像的至少一个子集中的每个子集，使用经训练的神经网络从所述子集中的所述对象牙列的所述2D图像中的每个2D图像中标识一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边界。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：对标识的每个边界的边缘进行平滑处理。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，根据标识的所述边缘边界来生成所述3D模型的潜在的新表面点包括：使用与所述多个2D图像中的每个2D图像相对应的相机的位置。
8.根据权利要求7所述的方法，还
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个点在与所述射线垂直并且与标识的所述空间的切线垂直的方向上具有相关联的法向量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空间包括所述对象牙列中的两颗牙齿之间的邻间空间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，输出的所述信息包括所述两颗牙齿是否接触的指示。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，输出的所述信息包括所述两颗牙齿之间的空间的测量值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述信息包括向用户显示所述信息。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述信息包括输出到分割算法，并且其中，所述分割算法将所述细化的3D模型分离为单个牙齿。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2D图像是白光图像。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2D图像是近红外图像。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2D图像是荧光图像。
18.一种方法，包括：
19.一种方法，包括：
20.一种系统，包括：
21.根据权利要求20所述的系统，其中，执行所述指令以细化所述3D模型使得所述系统进一步能够：
22.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统能够从所述3D模型中移除落在来自所述2D图像的所述空间周围的所述边缘边界中的一个或多个边缘边界内的新的表面点。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令以标识所述一颗或多颗牙齿周围或所述一颗或多颗牙齿之间的所述空间的所述边缘边界使得所述系统能够针对所述多个2D图像的至少一个子集中的每个子集，使用机器学习来标识来自所述子集中的所述对象牙列的所述2D图像中的每个2D图像的一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边界。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统能够对每个标识的边界的边缘进行平滑处理。
25.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令以根据标识的所述边缘边界来生成所述3D模型的潜在的新表面点使得所述系统能够使用与所述多个2D图像中的每个2D图像相对应的相机的位置。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统进一步能够：
27.根据权利要求26所述的系统，其中，每个点在与所述射线垂直并与标识的所述空间的切线垂直的方向上具有相关联的法向量。
28.根据权利要求20所述的系统，其中，所述空间包括所述对象牙列的两颗牙齿之间的邻间空间。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，输出的所述信息包括两颗牙齿是否接触的指示。
30.根据权利要求28所述的系统，其中，输出的所述信息包括两颗牙齿之间的空间的测量值。
31.根据权利要求20所述的系统，其中，执行所述指令以输出与所述细化的3D模型相关联的信息使得所述系统能够向用户显示所述信息。
32.根据权利要求20所述的系统，其中，执行所述指令以输出与所述细化的3D模型相关联的信息使得所述系统能够输出到分割算法，并且其中，所述分割算法被配置为将所述细化的3D模型分离为单个牙齿。
33.根据权利要求20所述的系统，其中，所述多个2D图像是白光图像。
34.根据权利要求20所述的系统，其中，所述多个2D图像是近红外图像...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3d模型或所述3d模型的数据以及所述2d图像作为同一数据流的一部分被接收。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述细化的3d模型包括：
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：从所述3d模型中移除落在来自所述2d图像的所述空间周围的所述边缘边界中的一个或多个边缘边界内的新表面点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，标识所述一颗或多颗牙齿周围或所述一颗或多颗牙齿之间的所述空间的边缘边界包括：对于所述多个2d图像的至少一个子集中的每个子集，使用经训练的神经网络从所述子集中的所述对象牙列的所述2d图像中的每个2d图像中标识一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边界。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：对标识的每个边界的边缘进行平滑处理。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，根据标识的所述边缘边界来生成所述3d模型的潜在的新表面点包括：使用与所述多个2d图像中的每个2d图像相对应的相机的位置。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个点在与所述射线垂直并且与标识的所述空间的切线垂直的方向上具有相关联的法向量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空间包括所述对象牙列中的两颗牙齿之间的邻间空间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，输出的所述信息包括所述两颗牙齿是否接触的指示。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，输出的所述信息包括所述两颗牙齿之间的空间的测量值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述信息包括向用户显示所述信息。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，输出所述信息包括输出到分割算法，并且其中，所述分割算法将所述细化的3d模型分离为单个牙齿。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2d图像是白光图像。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2d图像是近红外图像。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个2d图像是荧光图像。
18.一种方法，包括：
19.一种方法，包括：
20.一种系统，包括：
21.根据权利要求20所述的系统，其中，执行所述指令以细化所述3d模型使得所述系统进一步能够：
22.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统能够从所述3d模型中移除落在来自所述2d图像的所述空间周围的所述边缘边界中的一个或多个边缘边界内的新的表面点。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令以标识所述一颗或多颗牙齿周围或所述一颗或多颗牙齿之间的所述空间的所述边缘边界使得所述系统能够针对所述多个2d图像的至少一个子集中的每个子集，使用机器学习来标识来自所述子集中的所述对象牙列的所述2d图像中的每个2d图像的一颗或多颗牙齿周围或一颗或多颗牙齿之间的空间的边界。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统能够对每个标识的边界的边缘进行平滑处理。
25.根据权利要求21所述的系统，其中，执行所述指令以根据标识的所述边缘边界来生成所述3d模型的潜在的新表面点使得所述系统能够使用与所述多个2d图像中的每个2d图像相对应的相机的位置。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，执行所述指令使得所述系统进一步能够：
27.根据权利要求26所述的系统，其中，每个点在与所述射线垂直并与标识的所述空间的切线垂直的方向上具有相关联的法向量。
28.根据权利要求20所述的系统，其中，所述空间包括所述对象牙列的两颗牙齿之间的邻间空间。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，输出的所述信息包括两颗牙齿是否接触的指示。
30.根据权利要求28所述的系统，其中，输出的所述信息包括两...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·科斯洛夫斯基，A·祖尔蒂，奥弗·萨菲尔，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。