一种牙胚发育阶段的判断方法与流程

本发明属于牙胚发育
技术领域：
，尤其是涉及一种牙胚发育阶段的判断方法。
背景技术：
：牙齿发育阶段评价是牙龄和年龄预测的重要内容，对口腔疾病的准确诊断、合理治疗以及法医学鉴定等都具有重要意义。目前，临床常用的评估牙齿发育及钙化程度的参考指标仍主要基于放射学影像加人眼判断，在一定程度上能够提供信息辅助临床诊疗。但是，由于传统判断方法依靠人眼判断，存在一定的主观性。由于医生个人习惯、执业医院、教育背景、掌握标准等因素影响，导致不同地区、不同医院、不同医生的判断结果可能存在差异，重复性低，且效率较低。此外，由于医生诊疗工作繁忙，也可能出现误诊、漏诊等问题。随着科技的快速发展，智能影像识别处理技术也快速发展，本发明将智能影像识别处理技术应用在医学影像学诊断中，能够有效解决上述技术问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、快速精确的牙胚发育阶段的判断方法。本发明的技术方案如下：一种牙胚发育阶段的判断方法，包括以下步骤：(1)对牙胚进行影像学拍照，得到牙胚的影像学图像；(2)将所述影像学图像导入三维绘制软件中，并在所述影像学图像中选取牙胚阻射钙化(rca)的区域，对选中的牙胚阻射钙化区域进行分割与编辑，去除牙胚阻射钙化区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而得到牙胚阻射钙化区域的面积或体积；(3)在所述影像学图像中选取牙囊区域，对选中的牙囊区域进行分割与编辑以去除牙囊区域的干扰部分，创建生成牙囊图像蒙版，从而得到牙囊的面积或体积；(4)根据牙胚阻射钙化的面积或体积与牙囊的面积或体积计算出牙胚阻射钙化与牙囊的面积比值或体积比值，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区与牙囊的面积比值＝牙胚阻射钙化区域的面积/牙囊的面积；牙胚阻射钙化区与牙囊的体积比值＝牙胚阻射钙化区域的体积/牙囊的体积；(5)通过所述步骤(4)中的牙胚阻射钙化区与牙囊的面积比值或牙胚阻射钙化区与牙囊的体积比值建立牙胚发育阶段的数据库，形成牙胚发育阶段的比对卡；(6)采集待测量牙胚，对待测量牙胚按照所述步骤(1)-(4)的操作，得到牙胚阻射钙化与牙囊的面积比值或体积比值，并根据所述步骤(5)的比对卡，判断出待测量牙胚发育所处阶段。在上述技术方案中，所述步骤(2)中对牙胚阻射钙化的区域设定的分割阈值为-866～1908。在上述技术方案中，在所述步骤(2)中，对选中的牙胚阻射钙化区域分割后，在初始分割阈值上调整阈值以去除牙胚阻射钙化区域的干扰部分。在上述技术方案中，所述步骤(3)中对牙囊的区域设定的分割阈值为-499～-1004。在上述技术方案中，在所述步骤(3)中，对选中的牙囊区域分割后，在初始分割阈值上进一步调整阈值以去除牙囊区域的干扰部分。在上述技术方案中，所述三维绘制软件采用mimics软件。在上述技术方案中，所述影像学图像包括x线图像、cbct图像或曲面断层片。本发明具有的优点和积极效果是：1.通过影像学图像准确标定牙胚阻射钙化区域及牙囊区域，通过计算出牙胚阻射钙化区域及牙囊区域的比值，计算出的比值准确，客观性强，有效消除医学领域人为判断的主观性和误差，通过比值判断牙胚发育阶段更加准确,可重复性好，可靠性高。2.通过mimics分析软件对影像学图像数字化处理，灵敏度高、测量数值精确。附图说明图1是实施例1的牙胚发育阶段的nolla分级、x线片、测量分析图，其中，图1a是nolla牙齿钙化分期图，图1b是采集样本的x线片，图1c是采集样本在绘制软件中的标记图像；图2是实施例1中rca/df值-nolla分期的示意图；图3是实施例1中通过测量方法得出的牙胚发育阶段与常规评估牙胚发育阶段的相关性示意图；图4是对比例中采集样本的x线片、显微镜下及组织学观察图，其中，图4a是采集样本的不同发育阶段的牙胚x线片，图4b是与采集样本在10倍放大的根管手术显微镜下观察图，图4c是采集样本的组织学he染色结果；图5是实施例1中采集样本的硬组织切片he染色结果；图6是实施例2中采集样本的cbct分析示意图；图7是实施例3中采集样本的曲面断层片分析示意图。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在于任何并入的文献冲突是，以本说明书的内容为准。实施例1本实施例中以猪牙为测量对象进行研究。本发明的猪牙的牙胚发育阶段的判断方法，包括以下步骤：(1)使用5-9个月月龄的健康猪新鲜离体的下颌骨标本，采用硬组织切片机将下颌骨标本自中间矢状面切位得到第二磨牙及第三磨牙分离切片的样本，并对该分离切片的样本拍摄x线图像；(2)将所述x线图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过软件在x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙胚阻射钙化区域(rca)进行分割，对rca设定的分割阈值为-857～-769；并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的面积；(3)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过软件在所述步骤(1)的x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-856～-871。并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的面积；(4)根据所述rca的面积与df的面积，计算出牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的面积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域面积(rca)/牙囊面积(df)(5)通过所述步骤(4)中的牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)建立猪牙的牙胚发育阶段的数据库，形成猪牙的牙胚发育阶段的比对卡，如表1：表1.猪牙的牙胚发育阶段比对卡阶段rca值df值rca/df值1044310.000236596960.03631989173530.11044766184810.25756455214760.30167979206390.387(6)采集5-9个月月龄的健康猪新鲜离体的下颌骨标本20副，采用硬组织切片机将下颌骨标本自中间矢状面切位左右镜面对称的两部分，对分离切片的样本依次编号sml1,sml2,sml3,sml4,……sml20,smr1,smr2,smr3,smr4,……smr20，共计40个样本并对每个样本拍摄x线，得到80个待测量下颌第二恒磨牙或第三恒磨牙牙胚样本的x线图像；(7)将所述x线图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过软件在x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙胚阻射钙化区域(rca)进行分割，对rca设定的分割阈值为-857～-769。并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的面积；(8)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过软件在所述步骤(1)的x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-856～-871。并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的面积；(9)根据所述rca的面积与df的面积，计算出牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的面积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域面积(rca)/牙囊面积(df)(10)所述步骤(9)中得到的比值与所述表1的比对卡比较，以客观、精确地判断出该相同种属的猪牙的牙胚发育阶段。进一步地说，根据样本数量、牙胚阻射钙化(rca)的区域面积与牙囊(df)的区域面积测量值及计算比值rca/df如表2。表2.样本数量、牙胚阻射钙化区域面积与牙囊面积测量值及计算的比值其中，表2中的h值和p值为统计学领域的数值。根据表2中得到的rca/df的比值与所述表1的比对卡的数据进行比较，待测量的猪牙的牙胚发育阶段准确落入所述比对卡的数值范围内，客观且准确地判断出猪牙的牙胚发育阶段。对比例如图4、图5所示，根据实施例1中的镜面对称的牙胚样本通过检测学目测观察及组织形态学观察进行验证，具体包括以下步骤：s1.将实施例120副猪下颌骨标本置于10v/v％的福尔马林溶液中固定24h，以防止样本发生组织崩解，在充分固定后使用摩尔浓度为0.01m的磷酸盐缓冲液冲洗3次；s2.将下颌骨样本使用质量分数为20％的edta溶液浸泡脱矿，5天换脱矿液一次，直至下颌骨样本完全脱矿；s3.将20副下颌骨样本分切成含有下颌第二恒磨牙(m2)或第三恒磨牙(m3)的组织块，并对所述第二恒磨牙(m2)或第三恒磨牙(m3)的组织块进行脱水、包埋、切片及he染色，并使用显微镜观察，得到m2和m3的组织形态学观察结果；s3.根据所述s3中的m2和m3的组织形态学观察结果进行双盲判读，与实施例1中得到的比值结果进行比较。下颌骨样本的x线影像、he染色参照nolla分级盲读结果与实施例1的mimics测量结果如表3：表3：nolla分级与mimics测量结果比对由表3可以看出，通过mimics软件判断出的牙胚阶段与人为根据nolla分级盲读结果具有显著相关性，通过mimics软件计算出的rca/df比值能够作为一种客观有效的方法。进一步地说，所述实施例1中记载的判断方法与传统的nolla分级比较具有显著相关性，其建立的数据库比对卡是客观且准确的，待测量样本通过实施例1的判断方法计算处理后能够准确判断出猪牙的牙胚发育阶段。实施例2本实施例中以猪牙为测量对象进行研究。如图6所示，(1)使用5-9个月月龄的健康猪新鲜离体的下颌骨标本，采用硬组织切片机将下颌骨标本自中间矢状面切位得到第二磨牙及第三磨牙分离切片的样本，并对该分离切片的样本拍摄cbct，得到cbct图像；(2)将所述cbct图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过软件在x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙胚阻射钙化区域(rca)进行分割，对rca设定的分割阈值为615～1908；并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的体积；(3)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过软件在所述步骤(1)的x线图像中绘制初始的轮廓线而选取x线图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-499～-682；并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与x线图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的体积；(4)根据所述rca的体积与df的体积，计算出牙胚阻射钙化的体积与牙囊的体积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的体积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域体积(rca)/牙囊体积(df)(5)通过所述步骤(4)中的牙胚阻射钙化的体积与牙囊的体积比值(rca/df)建立猪牙的牙胚发育阶段的数据库，形成牙胚发育阶段的比对卡。(6)收集5-9个月月龄的健康猪新鲜离体的下颌骨标本20副，采用硬组织切片机将下颌骨标本自中间矢状面切位左右镜面对称的两部分，对分离切片的样本依次编号sml1,sml2,sml3,sml4,……sml20,smr1,smr2,smr3,smr4,……smr20，共计40个样本并对每个样本拍摄cbct，得到待测量80个下颌第二恒磨牙或第三恒磨牙牙胚样本的cbct图像；(7)将所述cbc图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过软件在cbct图像中绘制初始的轮廓线而选取cbct图像中的牙胚阻射钙化区域(rca)区域进行分割，对rca设定的分割阈值为615～1908，并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与cbct图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的体积；(8)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过软件在所述步骤(1)的cbct图像中绘制初始的轮廓线而选取cbct图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-499～-682；并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与cbct图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的体积；(9)根据所述rca的体积与df的体积，计算出牙胚阻射钙化的体积与牙囊的体积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的体积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域体积(rca)/牙囊体积(df)(10)所述步骤(9)中得到的比值与所述步骤(5)的比对卡比较，以客观、精确地判断出该相同种属的猪牙的牙胚发育阶段。进一步地说，根据样本数量、牙胚阻射钙化(rca)的区域体积与牙囊(df)的区域体积测量值及计算比值rca/df如表4。表4.样本阶段、牙胚阻射钙化区域体积与牙囊体积测量值及计算的比值实施例3本实施例中以人牙为测量对象进行研究。选择天津市口腔医院儿童口腔科2019年1月至2019年9月就诊患者拍摄的全口曲面断层片(记录其患者的出生日期、性别、民族)共78张，其中男性40例，女性38例，年龄为2-7岁；拍摄患者的选择：1)曲面断层片清晰；2)下颌第二磨牙牙胚处于nolla分级第6期及之前的各期；3)无唇腭裂、牙本质发育不全等影响牙齿发育的疾病。如图7所示，本发明的儿童牙齿的牙胚发育阶段的判断方法，包括以下步骤：(1)使用年龄为2-7岁的儿童，下颌第二磨牙牙胚进行拍摄曲面断层片，得到曲面断层图像；(2)将所述曲面断层片图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过mimics软件在曲面断层图像中绘制初始的轮廓线，并选取曲面断层图像中的牙胚阻射钙化(rca)区域进行分割，对rca设定的分割阈值为-769～-886，并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化(rca)区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与曲面断层图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的面积；(3)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过mimics软件在所述步骤(1)的曲面断层图像中绘制初始的轮廓线而选取曲面断层图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-932～-1004；并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊(df)区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与曲面断层图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的面积；(4)根据所述rca的面积与df的面积，计算出牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的面积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域面积(rca)/牙囊面积(df)；(5)通过所述步骤(4)中的牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)建立儿童牙齿的牙胚发育阶段的数据库，形成儿童牙齿的牙胚发育阶段的比对卡，如表5：表5：人牙(儿童)的牙胚发育阶段比对卡阶段rca值df值rca/df值1066750.00021134103940.08132965125570.21744919153440.30057071167220.41967921172080.462(6)采集2-7岁无影响牙齿发育疾病的儿童曲面断层片78张，得到78张曲面断层片图像；(7)将所述曲面断层图像导入至mimics软件中，在mimics软件中预设牙胚阻射钙化(rca)区域的初始阈值，通过软件在曲面断层图像中绘制初始的轮廓线而选取曲面断层图像中的牙胚阻射钙化区域(rca)区域进行分割，对rca设定的分割阈值为-769～-886，并根据初始的轮廓线再次对选中的牙胚阻射钙化区域进行阈值调整(在所需选中的牙胚阻射钙化区域与曲面断层图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的rca区域准确)，去除牙胚阻射钙化(rca)区域的干扰部分，并创建生成牙胚阻射钙化图像蒙版，从而通过mimics软件计算得出rca区域的面积；(8)在mimics软件中预设牙囊(df)区域的初始阈值，通过软件在所述步骤(1)的曲面断层图像中绘制初始的轮廓线而选取曲面断层图像中的牙囊(df)区域进行分割，对df设定的分割阈值为-932～-1004；并根据初始的轮廓线再次对对选中的牙囊区域进行阈值调整(在所需选中的牙囊区域与曲面断层图像中的阈值接近时，需要人为再次编辑调整阈值使得选中的df区域准确)，去除牙囊(df)区域的干扰部分，并创建生成牙囊(df)图像，从而通过mimics软件计算得出df区域的面积；(9)根据所述rca的面积与df的面积，计算出牙胚阻射钙化的面积与牙囊的面积比值(rca/df)，由如下公式计算：牙胚阻射钙化区在牙囊的面积比值(rca/df)＝牙胚阻射钙化区域面积(rca)/牙囊面积(df)(10)所述步骤(9)中得到的比值与所述表5的比对卡比较，以客观、精确地判断出儿童下颌第二磨牙牙胚发育阶段。进一步地说，根据样本数量、牙胚阻射钙化(rca)的区域面积与牙囊(df)的区域面积测量值及计算比值rca/df如表6。表6.样本数量、牙胚阻射钙化区域面积与牙囊面积测量值及计算的比值其中，表6中的h值和p值为统计学领域的数值；牙胚和牙囊的面积是像素2,h＝66.69，p＝4.999e-13<0.05，即不同发育程度的牙胚占牙囊的面积比差异有统计学意义，其中，p1:4＝0.011<0.05，p1:5＝0.000<0.05，p1:6＝0.000<0.05，p2:5＝0.000<0.05,p2:6＝0.000<0.05，p3:6＝0.000<0.05，p4:6＝0.033<0.05。在测量判断儿童牙齿的牙胚发育阶段中，还可以对儿童牙齿拍摄x线片、cbct，通过上述的测量出牙胚阻射钙化区域(rca)的面积或体积、牙囊区域(df)的面积或体积，并计算rca/df，从而根据rca/df判断出牙胚发育阶段。综上所述：通过采用x-线片、曲面断层片或cbct的影像学资料，借助mimics软件测量并计算青少年儿童下颌第二恒磨牙牙胚阻射钙化区域及牙囊区域面积或体积，能够得出rca/df的比值，形成儿童下颌第二恒磨牙牙胚发育阶段比对卡，可以用于客观的评判牙胚发育阶段，在儿童口腔疾病诊疗、法医学鉴定等领域具有广阔前景。为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。当前第1页1 2 3