[go: up one dir, main page]

CN117934562A - 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法 - Google Patents

检测牙齿三维数字模型形态差异的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117934562A
CN117934562A CN202211322327.1A CN202211322327A CN117934562A CN 117934562 A CN117934562 A CN 117934562A CN 202211322327 A CN202211322327 A CN 202211322327A CN 117934562 A CN117934562 A CN 117934562A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional digital
points
digital model
point
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211322327.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王明政
冯洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Angel Align Medical Instrument Co ltd
Original Assignee
Shanghai Angel Align Medical Instrument Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Angel Align Medical Instrument Co ltd filed Critical Shanghai Angel Align Medical Instrument Co ltd
Priority to CN202211322327.1A priority Critical patent/CN117934562A/zh
Priority to PCT/CN2023/126938 priority patent/WO2024088359A1/zh
Publication of CN117934562A publication Critical patent/CN117934562A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/30Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004Means or methods for taking digitized impressions
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本申请的一方面提供了一种计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,它包括:获取第一和第二三维数字模型,分别表示同一颗牙齿的两个三维数字模型;基于所述第一和第二三维数字模型的局部坐标系,将两者进行粗配准;利用ICP方法将所述经粗配准的第一和第二三维数字模型进行精配准;基于所述精配准的第一和第二三维数字模型,自所述第一三维数字模型的顶点沿法向作射线,得到这些射线和所述第二三维数字模型的交点,所述交点和对应的顶点构成包括多个点对的第一点对集;以及基于所述第一点对集各点对的距离检测所述第一和第二三维数字模型之间的形态差异。

Description

检测牙齿三维数字模型形态差异的方法
技术领域
本申请总体上涉及检测牙齿三维数字模型形态差异的方法。
背景技术
随着计算机科学的不断发展,牙科专业人员越来越多地借助计算机技术来提高牙科诊疗的效率。
牙颌三维数字模型是牙科诊疗中最常用的数据之一。通常,牙颌三维数字模型可以通过口内扫描获得,或通过扫描牙颌的实体模型(例如,石膏模型)或印模获得。
在利用壳状牙齿矫治器进行牙齿正畸治疗的过程中,通常会在不同时间点多次扫描患者的牙颌三维数字模型,并基这些牙颌三维数字模型对实际的治疗进行分析。由于所采用的扫描设备可能不同,附件的添加和去除,牙齿磨损,以及牙龈线变化等因素,在不同时间点扫描获得的同一颗牙齿的三维数字模型之间可能存在形态差异。
目前,同一颗牙齿的两个三维数字模型之间的形态差异是由人工通过通用的三维数字模型处理软件进行检测。然而,该方法存在效率较低、一致性不高、精度不足以及容易忽略较小的形态差异等问题。
因此,有必要提供一种新的检测牙齿三维数字模型形态差异的方法。
发明内容
本申请的一方面提供了一种计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,它包括:获取第一和第二三维数字模型,分别表示同一颗牙齿的两个三维数字模型;基于所述第一和第二三维数字模型的局部坐标系,将两者进行粗配准;利用ICP方法将所述经粗配准的第一和第二三维数字模型进行精配准;基于所述精配准的第一和第二三维数字模型,自所述第一三维数字模型的顶点沿法向作射线,得到这些射线和所述第二三维数字模型的交点,所述交点和对应的顶点构成包括多个点对的第一点对集;以及基于所述第一点对集各点对的距离检测所述第一和第二三维数字模型之间的形态差异。
在一些实施方式中,所述粗配准是基于sVD方法。
在一些实施方式中,所述粗配准包括:分别在所述第一和第二三维数字模型的局部坐标系中选中多个一一对应的参考点,每一对参考点具有相同的坐标值,所述第一和第二三维数字模型的粗配准是基于这些参考点。
在一些实施方式中,在所述精配准中,它所基于的点对的权重是根据以下至少之一分配:(1)根据局部坐标系的长轴坐标分配权重:靠近牙齿切缘或咬合面的点对权重较高,靠近牙龈线的点对的权重较低;(2)根据点对距离排序分配权重:每次迭代中,将点对距离从大到小排序,距离较大的点对权重较低;以及(3)根据距离阈值分配权重:每次迭代中,若一个点对的距离超过一个预设的距离阈值,则减小其权重。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:基于完成配准的点对的占比计算所述精配准的置信度。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:基于所述粗配准的第一和第二三维数字模型,自所述第一和第二三维数字模型之一的顶点沿法向作射线,得到这些射线和所述第一和第二三维数字模型的另一的交点,所述交点和对应的顶点构成包括多个点对的第二点对集,作为所述精配准所基于的点对。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:将所述第一点对集中的点对的距离与预设的第一距离阈值进行对比,若一个点对的距离大于所述第一距离阈值,则认为该点对处存在形态差异。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:将所述第一点对集中距离大于所述第一距离阈值的点对的交点或顶点按连通性进行分组,基于每一组点的点对距离和该组点所在位置,对该组点所对应的区域的形态差异进行分类。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:对所述每一组点,基于其点对距离,计算得到一个代表距离;把每一组点的代表距离和预设的第二距离阈值进行对比,小于所述第二距离阈值,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由牙齿磨损造成的形态差异,若大于所述第二距离阈值且该组点位于牙齿边缘,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由牙龈线变化造成的形态差异,若大于所述第二距离阈值且该组点位于牙齿内部,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由附件造成的形态差异,其中,所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值。
在一些实施方式中,所述第二距离阈值是基于由牙齿磨损造成的形态差异的最大值确定。
在一些实施方式中,所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法还包括:以图形化的形式在显示装置上展示所述检测到的形态差异的类别和程度。
在一些实施方式中,若自所述第一三维数字模型的一个顶点沿其法向的射线与所述第二三维数字模型无交点,则认为所述第一三维数字模型的该顶点处存在由牙龈线变化造成的形态差异。
在一些实施方式中,所述第一距离阈值是基于所述第一或第二三维数字模型的扫描精度确定。
附图说明
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。
图1为本申请一个实施例中计算机实施的牙齿三维数字模型形态差异的检测方法的示意性流程图;以及
图2为本申请一个实施例中的用于检测牙齿三维数字模型的形态差异的计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙齿三维数字模型形态差异检测结果。
具体实施方式
以下的详细描述引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅是出于说明性之目的,并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下,本领域技术人员能够理解,可以采用许多其他实施方式,并且可以对所描述实施方式做出各种改变,而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是,在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,这些不同配置都在本申请的保护范围之内。
本申请的一方面提供了一种计算机执行的牙齿三维数字模型形态差异的检测方法。
本申请又一方面提供了一种用于检测牙齿三维数字模型形态差异的计算机系统,其包括存储装置和处理器,所述存储装置存储有用于检测牙齿三维数字模型形态差异的计算机程序,当其被所述处理器运行后,将执行所述牙齿三维数字模型形态差异的检测方法。
请参图1,为本申请一个实施例中的计算机执行的牙齿三维数字模型形态差异的检测方法100的示意性流程图。
在101中,获取第一和第二三维数字模型。
所述第一和第二三维数字模型是在不同时间点扫描得到的同一颗牙齿的三维数字模型。
如本领域一般技术人员所知,利用壳状牙齿矫治器对一个牙列(上颌或下颌牙列)进行正畸治疗通常需要几十个逐次的壳状牙齿矫治器,每一壳状牙齿矫治器对应一个矫治步,用于将所述牙列从前一矫治步所达到的牙齿布局重新定位到当前矫治步的目标牙齿布局。
通常,壳状牙齿矫治器是基于牙颌的三维数字模型制作。例如,在牙齿正畸治疗之前,扫描获得患者牙颌的三维数字模型,接着,将其进行分割使得各牙齿和牙龈之间相互独立,然后,基于所述经分割的牙颌三维数字模型产生用于制作一系列逐次的矫治步的壳状牙齿矫治器的牙颌三维数字模型,以下将这些牙颌三维数字模型称为目标牙颌三维数字模型。
在牙齿正畸治疗过程中,有时需要重新扫描获得患者的牙颌三维数字模型并与对应的目标牙颌三维数字模型进行对比。由于附件的添加和去除,牙齿磨损,以及牙龈线变化等因素,所述重新扫描获得的牙颌三维数字模型与所述对应的目标牙颌三维数字模型中同一颗牙齿的三维数字模型之间可能存在形态差异,这是本申请的牙齿三维数字模型形态差异的检测方法的一个应用场景。
在本申请的启示下,可以理解,本申请的牙齿三维数字模型形态差异的检测方法并不限于以上应用场景,它能够用于检测同一牙齿的任意两个三维数字模型之间的形态差异。
在103中,将所述第一和第二三维数字模型进行粗配准。
由于一般扫描获得的是整个牙列(上颌或下颌牙列)的三维数字模型,在一个实施例中,可以将牙列三维数字模型中的各牙齿按预定的方式进行编号,根据牙齿的编号,将同一牙列的两个三维数字模型的牙齿进行两两配对,以确保作为形态对比的对象的两个三维数字模型是同一颗牙齿的三维数字模型。
如本领域的一般技术人员所知,在牙齿三维数字模型的处理中,为了便于计算,除了世界坐标系之外,通常还为每一颗牙齿的三维数字模型设定一个局部坐标系。
由于利用当今的技术(例如,基于深度学习的局部坐标系设定方法)设定局部坐标系已经能够达到极高的精确度和一致性。因此,在一个实施例中,可以基于局部坐标系对同一颗牙齿的两个三维数字模型进行粗配准。
在一个实施例中,对于所述第一和第二三维数字模型,可以选定其局部坐标系中的至少三个点作为参考点,并基于这些参考点对该牙齿的两个三维数字模型进行粗配准。例如,可以将(0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0)以及(0,0,1)这四个点作为参考点。可以理解,参考点的选取并不限于该例子,只要它们不在同一条直线上即可。
在一些情况下,所述第一和第二三维数字模型可能存在差异,例如,牙齿磨损、附件添加/去除或牙龈线变化(例如,可能由萌出牙的生长、牙齿垂直向的移动或倾斜等导致)可能导致在不同时间扫描获得的同一颗牙齿的三维数字模型之间存在差异。
若同一颗牙齿的两个三维数字模型存在较大差异,例如,在牙齿萌出过程中不同时间点扫描获得的三维数字模型的形态差异可能较大,基于局部坐标系可能无法很好地将两者进行粗配准。在这种情况下,可以采用特征点作为参考点进行配准,例如,颊尖点、FA点以及邻接点等。目前,已有多种在牙齿的三维数字模型上识别特征点的方法,例如,基于深度学习的特征点识别方法,此处不再对特征点的识别进行详细描述。
在一个实施例中,可以对同一牙齿的两个三维数字模型进行测量,例如,牙齿的近远中宽度和牙冠高度等,通过将测量得到的差值与预设的阈值进行对比,判断同一牙齿的两个三维数字模型是否存在较大差异。若存在较大差异,则采用特征点作为参考点进行粗配准,否则,为了方便起见,可以基于局部坐标系进行粗配准。
在一个实施例中,可以利用sVD方法(Singular Value Decomposition),基于所述参考点,将所述第一和第二三维数字模型进行粗配准。
在105中,基于所述粗配准结果,将所述第一和第二三维数字模型进行精配准。
经过所述粗配准后,所述第一和第二三维数字模型大致对齐。在该基础上,可以将这些牙齿两两进行精配准。
在一个实施例中,可以采用迭代最近点算法(Iterative ClosestPoint,以下简称ICP算法)将同一牙齿的两个三维数字模型进行精配准。
在一个实施例中,可以基于顶点到面片的方式将所述第一和第二三维数字模型进行精配准。
在一个实施例中,可以根据以下方法确定精配准所基于的点对。在第一三维数字模型上采样部分顶点,或者选取全部顶点,作为精配准用的第一点集。对于该第一点集中的每一点,自该点沿其法向作射线,求该射线与所述第二三维数字模型的交点(即与所述第二三维数字模型的一个面片的交点),将该射线的起点与交点作为一个点对。
由于所述第一和第二三维数字模型的相对位置关系是未知的,单向的射线与所述第二三维数字模型的交点不一定是有效的交点,因此,可以自所述第一三维数字模型上的顶点沿法向朝两个相反方向作射线,或者作经过所述第一三维数字模型上的顶点的直线,这样可能得到与所述第二三维数字模型的两个交点,选两者较近的交点。
另外,所述第二三维数字模型可能缺少所述第一三维数字模型上的一个部分,因此,可以设置一个阈值,若一个顶点和与之对应的所有交点之间的距离均大于该阈值,那么认为自该顶点沿其法向的射线与所述第二三维数字模型无有效交点。
在又一实施例中,可以基于顶点到顶点的方式将所述第一和第二三维数字模型进行精配准。
在一个实施例中,可以根据以下方法确定精配准所基于的点对。在所述第一三维数字模型上采样部分顶点,或者选取全部顶点,作为精配准用的第一点集。对于该第一点集中的每一点,找到所述第二三维数字模型上与之最近的顶点,将该两个顶点作为一个点对。
在一个实施例中,可以设置第一距离阈值,在迭代过程中,若一个点对的距离小于该第一距离阈值,则认为该点对完成配准。在一个实施例中,可以根据产生所述第一和/或第二三维数字模型的扫描设备的精度来确定所述第一距离阈值。例如,若所采用的扫描设备的精度为0.1mm,那么,可以将所述第一距离阈值相应设置为0.1mm,或0.08mm,或0.12mm等。可以理解,并不要求所述第一距离阈值等于所述扫描精度,可以根据具体情况和需求,以所述扫描精度为基准,在它的上下一定范围内选择一个值作为所述第一距离阈值。
在一个实施例中,可以设置一个比例阈值,若完成配准的点对的占比大于该比例阈值时,则认为所述第一和第二三维数字模型精配准完成。
在一个实施例中,可以设置以下条件,若满足这些条件的任意一个,则停止迭代:(1)完成配准的点对的占比大于所述比例阈值;(2)迭代次数超过一个预设的迭代次数阈值;以及(3)本次迭代后的位姿与前一次迭代后的位姿差异小于一个预设的位姿差异阈值(基于平移量和旋转量综合评估)。
虽然所述第一和第二三维数字模型对应同一颗牙齿,但如前所述,由于磨损、附件的添加/去除以及牙龈线变化等原因,两者可能无法完全重合。因此,在配准过程中需要尽量去除这些因素带来的影响。
在一个实施例中,可以采用以下方法的至少之一为精配准所基于的点分配权重,以尽量消除以上因素对精配准造成的影响:
(1)根据局部坐标系的长轴坐标分配权重:靠近牙齿切缘或咬合面的点对权重较高,靠近牙龈线的点对的权重较低,以尽量降低牙龈线变化带来的干扰;
(2)根据点对距离排序分配权重:每次迭代中,将点对距离从大到小排序,距离较大的点对权重较低,以尽量降低因形态差异带来的干扰;
(3)根据距离阈值分配权重:可以预先设定一个距离阈值,例如,可以根据扫描精度设置该距离阈值(其数量级与扫描精度相同,具体数值可根据具体情况调整),每次迭代中,若一个点对的距离超过该阈值,则认为该点对的距离是由形态差异造成,相应地减小其权重,甚至可以将其权重减至零,即使该点对不参加本次迭代。
精配准的迭代停止时,输出以下结果:
(1)所述第一和第二模型之间的刚性变换(三维空间的平移和旋转);
(2)置信度:完成配准的点对的占比,该占比越高,置信度越高,说明配准的结果越可靠,可以作为后续处理的参考;
(3)异常点:迭代停止后,未完成配准的点对,例如,可以将这些点对的距离与上述的距离阈值进行比较,将大于所述距离阈值的点对看作是由所述第一和第二模型的形态差异所造成。
在107中,检测所述经精配准的第一和第二三维数字模型之间的形态差异。
在一个实施例中,可以在所述经配准的第一和第二三维数字模型上选出形态差异检测所基于的点对集合。
在一个实施例中,可以在第一三维数字模型上采样部分顶点,或者选取全部顶点,得到第三点集。对于该第三点集中的每一点,自该点沿其法向作射线,求该射线与所述第二三维数字模型的交点(即与所述第二三维数字模型的一个面片的交点),将该射线的起点与交点作为一个点对,得到第四点集。将以上选出的点对作为形态差异检测所基于的点对集合。
在一些情况下,一些法向射线与所述第二三维数字模型无交点,此时认为法向射线起点处存在边界形态变化。
在一些情况下,所述第一三维数字模型的法向射线无法完全覆盖所述第二三维数字模型,所述第二三维数字模型的法向射线也无法完全覆盖所述第一三维数字模型。由于一次形态差异检测是将两个三维数字模型中的一个作为参考模型(即交点所在模型),检测另一个模型在哪些区域存在形态差异,因此,单向检测可能无法完全体现两个模型之间的形态差异。在这种情况下,要检测两个模型之间的所有差异,可以进行双向检测,然后,把两个检测结果合并得到最终的检测结果。
在一个实施例中,可以基于各点对之间的距离判断所述第一和第二三维数字模型在该处是否存在形态差异,若存在形态差异,该形态差异属于哪一类形态差异。
在一个实施例中,可以设置第一和第二距离阈值,基于一个点对之间的距离和该第一和第二距离阈值的对比,以及该点对在牙齿上的位置,确定形态差异的类别。
在一个实施例中,可以基于扫描精度设定所述第一距离阈值。例如,若扫描精度为0.1mm,可以相应地将所述第一阈值设为0.1mm。可以理解,并不要求所述第一距离阈值等于所述扫描精度,它也可以稍小于或稍大于所述扫描精度。当一个点对之间的距离小于所述第一距离阈值,则认为该点对处无形态变化,否则认为该点对处存在形态变化。
在一个实施例中,可以基于牙齿本身的形态变化(通常为磨损)的上限设定所述第二距离阈值。例如,若认为牙齿在一定时间内本身的形态变化(例如,由磨损造成的形态变化)不超过0.5mm,可以将所述第二距离阈值相应设为0.5mm。
在一个实施例中,可以将距离大于所述第一距离阈值的点对按连通性进行分组,对于一组多个点对,可以根据它们在牙齿三维数字模型上的位置以及点对距离(例如,平均点对距离,或预定比例的最大点对距离的平均距离,或最大点对距离等),对该组点对对应区域的形态变化进行分类。
例如,当一组多个点对的最大点对距离大于所述第一距离阈值,小于所述第二距离阈值,则认为所述第一和第二三维数字模型在该组点对所对应的区域处存在牙齿本身的形态变化。当一组多个点对的最大点对距离大于所述第二距离阈值时,且该组多个点对位于三维模型的内部,则认为所述第一和第二三维数字模型在该组多个点对所对应的区域处的形态差异是由附件造成。当一组多个点对的最大点对距离大于所述第二距离阈值时,且该组多个点对的至少一个位于三维模型的边缘,则认为所述第一和第二三维数字模型在该组多个点对所对应的区域处的形态差异是由牙龈线变化造成。在一个实施例中,当一个点对位于足够靠近边界处,例如,边界之内的第二层或第三层边,也认为该点对位于边缘,进而认为它所在的点对组所对应的区域位于边缘。
在一个实施例中,在检测形态变化时,可以把所述第一和第二三维数字模型之一作为参考模型,基于点对之间的距离和连通性,在另一三维数字模型上划出存在形态变化的区域,并对形态变化进行分类。在一个实施例中,在检测形态差异时,可以自所述另一三维数字模型上的顶点作射线,得到与所述参考模型的交点,基于这些射线的起点和交点检测形态差异。
在一个实施例中,可以用图形化的方式在计算机屏幕上展示一颗牙齿的三维数字模型相对于参考模型存在形态差异的区域。例如,可以用不同的颜色区分形态差异的类型,用颜色的深浅表示形态差异的大小。
请参图2,为本申请一个实施例中的用于检测牙齿三维数字模型的形态差异的计算机程序的一个界面所展示的一个例子中的牙齿三维数字模型形态差异检测结果,它以颜色和颜色的深浅来展示形态变化的类型和程度。
尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例,但在本申请的启发下,本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的,而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。
同样,各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置,其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置,而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外,对于流程图、功能性描述和方法权利要求,这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例,除非在上下文中明确指出。
除非另外明确指出,本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的,而不是限制性的。在一些实例中,诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。

Claims (13)

1.一种计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,包括:
获取第一和第二三维数字模型,分别表示同一颗牙齿的两个三维数字模型;
基于所述第一和第二三维数字模型的局部坐标系,将两者进行粗配准;
利用ICP方法将所述经粗配准的第一和第二三维数字模型进行精配准;
基于所述精配准的第一和第二三维数字模型,自所述第一三维数字模型的顶点沿法向作射线,得到这些射线和所述第二三维数字模型的交点,所述交点和对应的顶点构成包括多个点对的第一点对集;以及
基于所述第一点对集各点对的距离检测所述第一和第二三维数字模型之间的形态差异。
2.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,所述粗配准是基于sVD方法。
3.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,所述粗配准包括:分别在所述第一和第二三维数字模型的局部坐标系中选中多个一一对应的参考点,每一对参考点具有相同的坐标值,所述第一和第二三维数字模型的粗配准是基于这些参考点。
4.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,在所述精配准中,它所基于的点对的权重是根据以下至少之一分配:
(1)根据局部坐标系的长轴坐标分配权重:靠近牙齿切缘或咬合面的点对权重较高,靠近牙龈线的点对的权重较低;
(2)根据点对距离排序分配权重:每次迭代中,将点对距离从大到小排序,距离较大的点对权重较低;以及
(3)根据距离阈值分配权重:每次迭代中,若一个点对的距离超过一个预设的距离阈值,则减小其权重。
5.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:基于完成配准的点对的占比计算所述精配准的置信度。
6.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:基于所述粗配准的第一和第二三维数字模型,自所述第一和第二三维数字模型之一的顶点沿法向作射线,得到这些射线和所述第一和第二三维数字模型的另一的交点,所述交点和对应的顶点构成包括多个点对的第二点对集,作为所述精配准所基于的点对。
7.如权利要求1所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:将所述第一点对集中的点对的距离与预设的第一距离阈值进行对比,若一个点对的距离大于所述第一距离阈值,则认为该点对处存在形态差异。
8.如权利要求7所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:将所述第一点对集中距离大于所述第一距离阈值的点对的交点或顶点按连通性进行分组,基于每一组点的点对距离和该组点所在位置,对该组点所对应的区域的形态差异进行分类。
9.如权利要求8所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:
对所述每一组点,基于其点对距离,计算得到一个代表距离;
把每一组点的代表距离和预设的第二距离阈值进行对比,小于所述第二距离阈值,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由牙齿磨损造成的形态差异,若大于所述第二距离阈值且该组点位于牙齿边缘,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由牙龈线变化造成的形态差异,若大于所述第二距离阈值且该组点位于牙齿内部,则将该组点所对应的区域的形态差异分类为由附件造成的形态差异,其中,所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值。
10.如权利要求9所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,所述第二距离阈值是基于由牙齿磨损造成的形态差异的最大值确定。
11.如权利要求9所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,它还包括:以图形化的形式在显示装置上展示所述检测到的形态差异的类别和程度。
12.如权利要求9所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,若自所述第一三维数字模型的一个顶点沿其法向的射线与所述第二三维数字模型无交点,则认为所述第一三维数字模型的该顶点处存在由牙龈线变化造成的形态差异。
13.如权利要求7所述的计算机执行的牙齿三维数字模型的形态差异检测方法,其特征在于,所述第一距离阈值是基于所述第一或第二三维数字模型的扫描精度确定。
CN202211322327.1A 2022-10-26 2022-10-26 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法 Pending CN117934562A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211322327.1A CN117934562A (zh) 2022-10-26 2022-10-26 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法
PCT/CN2023/126938 WO2024088359A1 (zh) 2022-10-26 2023-10-26 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211322327.1A CN117934562A (zh) 2022-10-26 2022-10-26 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117934562A true CN117934562A (zh) 2024-04-26

Family

ID=90763546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211322327.1A Pending CN117934562A (zh) 2022-10-26 2022-10-26 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117934562A (zh)
WO (1) WO2024088359A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120997393B (zh) * 2025-08-06 2026-01-30 青岛威尔赫义齿科技有限公司 基于数字化仿真的牙种植定位导板偏差分析方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9626462B2 (en) * 2014-07-01 2017-04-18 3M Innovative Properties Company Detecting tooth wear using intra-oral 3D scans
FR3027504B1 (fr) * 2014-10-27 2022-04-01 H 43 Procede de controle du positionnement de dents
US9737257B2 (en) * 2015-01-30 2017-08-22 3M Innovative Properties Company Estimating and predicting tooth wear using intra-oral 3D scans
CN108765474A (zh) * 2018-04-17 2018-11-06 天津工业大学 一种针对ct与光学扫描牙齿模型的高效配准方法
CN109259875A (zh) * 2018-09-06 2019-01-25 西安增材制造国家研究院有限公司 一种正畸阶段设计模型的偏差检测方法
CN110811653A (zh) * 2019-10-21 2020-02-21 东南大学 一种测量正畸过程中牙齿三维移动的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024088359A1 (zh) 2024-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11723759B2 (en) Detecting tooth shade
CN109310488B (zh) 用于估计牙齿修复体的形状、位置以及取向中的至少一个的方法
CN112515787B (zh) 一种三维牙颌数据分析方法
KR101902702B1 (ko) 치축 추정 프로그램, 치축 추정 장치 및 그 방법, 및 치형 데이터 생성 프로그램, 치형 데이터 생성 장치 및 그 방법
US20060127854A1 (en) Image based dentition record digitization
JP7195291B2 (ja) データ処理装置、データ処理システム、データ処理方法、およびデータ処理用プログラム
CN113052902B (zh) 牙齿治疗监测方法
WO2008128700A1 (en) Computer-assisted creation of a custom tooth set-up using facial analysis
CN101292255A (zh) 三维成像中的人工痕迹消除
WO2022174747A1 (zh) 牙齿的计算机断层扫描图像的分割方法
CN112807108B (zh) 一种正畸矫治过程中的牙齿矫治状态的检测方法
JP2022525088A (ja) 複数の解剖学的領域についての歯科シェードマッチング
JP2022064313A (ja) 三次元の歯科構造のカラー画像の比較
US10582992B2 (en) Method for determining a mapping of the contacts and/or distances between the maxillary and mandibular arches of a patient
CN117934562A (zh) 检测牙齿三维数字模型形态差异的方法
Knyaz Image-based 3D reconstruction and analysis for orthodontia
WO2024153136A1 (zh) 牙齿偏差估计方法及系统
CN118356268A (zh) 颌位差测量方法
CN117974727A (zh) 牙列三维数字模型的配准方法
US20250363665A1 (en) Method for detecting position deviation of attachment
EP4404139A1 (en) Method and system for aligning 3d representations
EP4555481B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR ESTIMATING TOOTH PLACEMENT
WO2024121067A1 (en) Method and system for aligning 3d representations
CN118267135A (zh) 数字化模型的咬合关系建立方法、电子设备及存储介质
Rattana et al. Detection and classification of human teeth in photographs using convolution mask and the watershed algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination