【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及口腔计算机辅助设计，尤其涉及一种基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法和装置。
技术介绍
1、在口扫牙齿模型排齐问题中，如果只依赖于牙齿特征信息生成个性化理想弓形，由于存在畸形牙而对理想弓形生成产生不良影响，这是齿科计算机辅助软件普遍面临的一项重大挑战。如果通过传统医生手动调整理想弓形，操作流程繁杂，同时也难以保持理想弓形的贴合度与光滑度。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是在ct牙槽骨模型的ai分割牙槽骨区域基础上设计一种生成三维牙槽弓线的方法和装置，解决现有的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，包括如下步骤：
3、步骤s1：根据ct牙槽骨完整模型获取牙槽骨关注区域。
4、步骤s2：对获取的牙槽骨关注区域进行边界平滑处理。
5、步骤s3：对边界平滑后的关注区域构建坐标系，并转移到标准坐标系下。
6、步骤s4：求得表示整体骨架趋势的点集pa，并根据点集pa中的点连接一条光滑的b样条曲线l1，使其尽可能得通过点集pa中的点。
7、步骤s5：在曲线l1上等距采样n个点，根据采样点以及其相邻点，在每个点上计算切向量dir，以每个点作为平面原点、以切向量dir为平面法向量作得n个截面，对于每个截面，求其与关注区域网格交线，并对截面交线求平均，以求得其质心，再将所有交线质心按顺序排列，记为l2。
8、步骤s6：以l1上的点
9、步骤s7：根据l3建立一条贴合牙槽脊顶的理想牙弓线。
10、进一步的，步骤s1中，基于数据标注与ai网格分割算法得到牙槽骨关注区域，牙槽骨关注区域只包含牙洞附近的牙槽骨形态，去除了距离牙洞过远的腭部结构。
11、进一步的，步骤s2中，边界平滑处理的方法为：对分割后的牙槽骨关注区域，找到其最大边界，通过b样条函数拟合一条光滑度足够高的切割线，再使用切割线重新在牙槽骨完整模型上切割下一块边界足够光滑的分割区域，并且替代原先的关注区域。
12、进一步的，步骤s3中，用最小二乘法拟合平面，此时的最小二乘法矩阵为：
13、
14、根据x＝(ata)-1atb解得平面参数a0，a1，a2，并将其法向量作为当前的x轴；
15、再对其所有面片法向求和，作为当前的z轴，并且将质心作为原点，根据右手系法则构建一个当前位置的正交坐标系；
16、最终将关注区域的网格，通过坐标系转换，转移到标准坐标系下。
17、进一步的，步骤s4中，通过骨架化法求点集pa，具体方法是：将左侧尾部区域作为根节点，将右侧尾部区域作为终止叶节点，求得从左向右排序的点，构成点集pa。
18、进一步的，步骤s6中，求取向量extenddir所在直线与关注区域网格的交点的方法为：对于网格所有三角面片face，求面片所在平面pl，求得直线line与平面pl的交点interpt，若interpt落在face三角形内部，则返回交点interpt。
19、进一步的，步骤s7中，生成牙弓线的具体方法为：在l3上等距采点，然后投影到标准坐标系xoy平面上，并通过最小二乘法，以偶次多项式拟合一条对称的xoy平面曲线，求得曲线参数向量，确定xoy平面偶次多项式曲线；以奇次多项式在yoz空间中拟合，确定平面曲线上每个点对应的spee高度，最终生成r^3中一条带spee曲度的对称理想曲线。
20、进一步的，步骤s6和步骤s7之间还包括如下步骤：沿着每个点的伸长方向extenddir，对l3进行任意长度的伸长或收缩，具体为：targetpoint＝l3point+extendlength*extenddir，其中：targetpoint为经伸长或收缩后的点，l3point为l3上的点，extendlength为伸长或收缩的长度。
21、进一步的，当需要弓曲线贴合牙冠时，extendlength取牙冠质心与其对应的最近l3上的点的平均距离；当需要弓曲线贴合牙根时，extendlength取牙根点与其对应的最近l3上的点的平均距离。
22、本专利技术还提供一种基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成装置，包括：
23、至少一个处理器；以及
24、至少一个与所述处理器通信连接的存储器；
25、其中，所述存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使该装置执行前述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法。
26、本专利技术的有益效果：
27、本专利技术基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法和装置能够实现在牙槽弓线穿过每个牙洞的同时，spee曲度也更加贴合患者真实牙槽骨的生长趋势，尽可能得减轻在矫正过程中牙根受到的压迫力，为患者提供更安全可靠的矫正方案。
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1.一种基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S1中，基于数据标注与AI网格分割算法得到牙槽骨关注区域，牙槽骨关注区域只包含牙洞附近的牙槽骨形态，去除了距离牙洞过远的腭部结构。
3.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S2中，边界平滑处理的方法为：对分割后的牙槽骨关注区域，找到其最大边界，通过B样条函数拟合一条光滑度足够高的切割线，再使用切割线重新在牙槽骨完整模型上切割下一块边界足够光滑的分割区域，并且替代原先的关注区域。
4.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S3中，用最小二乘法拟合平面，此时的最小二乘法矩阵为：
5.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S4中，通过骨架化法求点集PA，具体方法是：将左侧尾部区域作为根节点，将右侧尾部区域作为终止叶节点，求得从左向右排序的点，构成点集PA。>
6.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S6中，求取向量ExtendDir所在直线与关注区域网格的交点的方法为：对于网格所有三角面片face，求面片所在平面PL，求得直线Line与平面PL的交点InterPt，若InterPt落在face三角形内部，则返回交点InterPt。
7.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S7中，生成牙弓线的具体方法为：在L3上等距采点，然后投影到标准坐标系XOY平面上，并通过最小二乘法，以偶次多项式拟合一条对称的XOY平面曲线，求得曲线参数向量，确定XOY平面偶次多项式曲线；以奇次多项式在YOZ空间中拟合，确定平面曲线上每个点对应的Spee高度，最终生成一条带Spee曲度的对称理想曲线。
8.根据权利要求1所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤S6和步骤S7之间还包括如下步骤：沿着每个点的伸长方向ExtendDir，对L3进行任意长度的伸长或收缩，具体为：TargetPoint＝L3Point+ExtendLength*ExtendDir，其中：TargetPoint为经伸长或收缩后的点，L3Point为L3上的点，ExtendLength为伸长或收缩的长度。
9.根据权利要求8所述的基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：当需要弓曲线贴合牙冠时，ExtendLength取牙冠质心与其对应的最近L3上的点的平均距离；当需要弓曲线贴合牙根时，ExtendLength取牙根点与其对应的最近L3上的点的平均距离。
10.一种基于AI牙槽骨网格分割的理想弓线生成装置，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤s1中，基于数据标注与ai网格分割算法得到牙槽骨关注区域，牙槽骨关注区域只包含牙洞附近的牙槽骨形态，去除了距离牙洞过远的腭部结构。
3.根据权利要求1所述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤s2中，边界平滑处理的方法为：对分割后的牙槽骨关注区域，找到其最大边界，通过b样条函数拟合一条光滑度足够高的切割线，再使用切割线重新在牙槽骨完整模型上切割下一块边界足够光滑的分割区域，并且替代原先的关注区域。
4.根据权利要求1所述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤s3中，用最小二乘法拟合平面，此时的最小二乘法矩阵为：
5.根据权利要求1所述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤s4中，通过骨架化法求点集pa，具体方法是：将左侧尾部区域作为根节点，将右侧尾部区域作为终止叶节点，求得从左向右排序的点，构成点集pa。
6.根据权利要求1所述的基于ai牙槽骨网格分割的理想弓线生成方法，其特征在于：步骤s6中，求取向量extenddir所在直线与关注区域网格的交点的方法为：对于网格所有三角面片face，求面片所在平面pl，求得直线line与平面pl的交点interpt...
【专利技术属性】
技术研发人员：王啸天，王洪建，
申请(专利权)人：可丽尔医疗科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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