牙齿咬合状态检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种牙齿咬合状态检测方法，包括以下步骤：S1、生成牙齿3D模型；S2、生成咬合观察器，所述咬合观察器用于指定观察平面；S3、显示咬合状态，咬合状态为使用所述观察平面切分所述牙齿3D模型而成的截面。相比于现有技术，本发明采用计算机建模方式建立一个或多个平面牙齿3D模型做相交运算，从而准确、直观、实时的显示牙齿的指定位置的咬合状态。
【专利说明】牙齿咬合状态检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种牙齿咬合状态检测方法，尤其是涉及一种计算机辅助的牙齿正畸中的牙齿咬合状态检测方法。
【背景技术】
[0002]在牙齿正畸的过程中，牙齿会经历若干次矫治，具有若干个矫治状态。观察各个矫治状态下的咬合状态对于矫治效果的确认和后续矫治的设置都是至关重要的。然而，现有技术中还是通过对模型的观察大致了解咬合情况，调整咬合关系时不能直观的看到牙齿的接触位置以及接触的深度。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种准确、直观的牙齿咬合状态检测方法，帮助医护人员快速方便的观察当前的咬合状态。
[0004]其中，本发明一实施方式的牙齿咬合状态方法包括以下步骤:
51、生成牙齿3D模型；
52、生成咬合观察器，所述咬合观察器用于指定观察平面；
53、显示咬合状态，咬合状态为使用所述观察平面切分所述牙齿3D模型而成的截面。
[0005]作为本发明的进一步改进，所述SI步骤包括:
511、建立牙齿类，所述牙齿类包括以下信息:牙齿移动矩阵、牙齿表面三角网、牙齿移动方向；
512、建立牙齿数组，所述牙齿数组存储所有牙齿的信息。
[0006]作为本发明的进一步改进，所述牙齿移动方向包括:近远中方向、唇舌方向和冠长轴方向。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述S2步骤包括:
S21、建立咬合观察类，所述咬合观察类包括以下信息:截面的三角网信息、截面的移动矩阵、切分牙齿3D模型得到的点线信息。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述S3步骤包括:
531、从咬合观察类中取出当前观察平面信息，并读取牙齿3D模型；
532、将得到的观察平面和牙齿3D模型做相交运算，获得交集；
533、将此交集中的点连接成线；
534、将连接成的线绘制出来。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的牙齿咬合状态检测方法还包括以下步骤:
54、在咬合观察器中，移动观察平面的位置，完成后执行S3步骤。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述S4步骤包括:
541、从咬合观察类中得到当前观察平面要移动的方向以及移动的距离信息；
542、构造平移矩阵和旋转矩阵； 543、将平移矩阵和旋转矩阵的乘积矩阵作用于观察平面；
544、更新观察平面的位置。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述的牙齿咬合状态检测方法还包括以下步骤:
S5、改变牙齿3D模型中的牙齿的位置，完成后执行S3步骤。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述观察平面为牙齿的正交平面。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述正交平面为切截面、法截面或横截面。
[0014]相比于现有技术，本发明采用计算机建模方式建立一个或多个平面牙齿3D模型做相交运算，从而准确、直观、实时的显示牙齿的指定位置的咬合状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明一实施例的观察平面生成示意图。
[0016]图2是本发明一实施例的牙齿咬合状态示意图。
[0017]图3是图2中的牙齿移动后的牙齿咬合状态示意图。
[0018]图4为本发明一实施例的另一牙齿咬合状态示意图。
[0019]图5为本发明一实施例的另一牙齿咬合状态示意图。
[0020]图6为本发明一实施例的观察平面移动的流程图。
[0021]图7为本发明一实施例的观察平面移动的另一流程图。
[0022]图8为本发明一实施例的咬合状态生成的流程图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0024]本发明的一种牙齿咬合状态检测方法，包括以下步骤:
S1、生成牙齿3D模型；SI步骤具体包括:
S11、建立牙齿类，所述牙齿类包括以下信息:牙齿移动矩阵、牙齿表面三角网、牙齿移动方向；在Sll步骤中，牙齿类中曲面三角形网用于构造牙齿的形状显示，牙齿移动矩阵用于确定牙齿显示的位置，牙齿移动方向包括:近远中方向、唇舌方向和冠长轴方向。
[0025]S12、建立牙齿数组，所述牙齿数组存储所有牙齿的信息。
[0026]S2、生成咬合观察器，所述咬合观察器用于指定观察平面；S2步骤具体包括:
S21、建立咬合观察类，所述咬合观察类包括以下信息:截面的三角网信息、截面的移动矩阵、切分牙齿3D模型得到的点线信息。
[0027]如图1所示，若给定平面上一点P及平面法线方向V，则可以得到一个确定的观察平面N，P在观察平面N上，V垂直于观察平面N。例如，在牙齿的弓形上取任意一点作为P点，以P点在弓形上的切线方向为V，那我们可以构造出观察平面N如图1所示。
[0028]该观察平面可以为任何平面,如牙齿I的正交平面(切截面、法截面或横截面)。
[0029]S3、显示咬合状态，咬合状态为使用所述观察平面切分所述牙齿3D模型而成的截面。如图8,所述S3步骤具体包括:
531、从咬合观察类中取出当前观察平面信息，并读取牙齿3D模型；
532、将得到的观察平面和牙齿3D模型做相交运算，获得交集； 533、将此交集中的点连接成线；
534、将连接成的线绘制出来。
[0030]咬合状态的显示可见图2所示。如图2为两个牙齿I的咬合状态，上半部分线条是上牙，下半部分线条是下牙。
[0031 ] 为了方便观察各个位置的牙齿咬合状态，本发明的牙齿咬合状态检测方法还包括移动观察平面的步骤，具体如以下步骤:
54、在咬合观察器中，移动观察平面的位置，完成后执行S3步骤。如图6，S4步骤具体包括以下步骤:
541、从咬合观察类中得到当前观察平面要移动的方向以及移动的距离信息；
542、构造平移矩阵和旋转矩阵；
543、将平移矩阵和旋转矩阵的乘积矩阵作用于观察平面；
544、更新观察平面的位置。
[0032]这样，通过给定移动矩阵M改变P点的位置以及法线V的方向，构造出新的观察平面，计算出新位置的牙齿关系，可以得到与图2不同的图4或图5所示的状态。
[0033]具体的，如pi (0，0，0)，p2 (0，2，O)为空间上两点分别对应位置I和位置2，现将截面从Pl移动p2，并将截面的法向定义为d = p2-pl，构造出移动矩阵Ml和旋转矩阵M2。则截面的总矩阵M=M1*M2，将M作用于截面上的所有点，更新截面位置到p2的位置上。
[0034]如图7，S4步骤还可以包括以下步骤:
545、更新截面的平移矩阵和旋转矩阵；
546、用截面的上述两个矩阵的乘积矩阵乘以截面三角网每个三角顶点，得到新的三角形位置；
547、将新位置的三角形绘制出来。
[0035]为了方便观察后续矫治中，牙齿位置改变后的牙齿咬合状态，本发明的牙齿咬合状态检测方法还包括以下步骤:
55、改变牙齿3D模型中的牙齿的位置，完成后执行S3步骤。
[0036]S卩，保持平面N位置及方向保持不变，移动单个牙齿，表示咬合形态的线条图会跟随牙齿I的改变而改变，如颊向移动图2中的上牙后，咬合关系从图2更新至图3的状态。
[0037]通过上面描述的方式，使用者可以通过计算机方便的观察各个位置上，牙齿的咬合状态，具体的操作步骤包括:
1)程序初始化；
2)初始化咬合观察拖动器，具体执行方式如S2步骤；
3)读入牙齿3D模型，具体执行方式如SI步骤；
4)咬合观察显示建立的平面，平面方向可以任意指定，如前所述的，可以为正交平面(分别是:切截面、法截面、横截面)。具体执行方式如S3步骤；
5)等待用户操作；
6)指定要观察的平面(单个或多个)，拖动咬合观察拖动器上的进度条，平面沿着指定的线路移动，例如让指定平面在牙齿3D模型上沿着牙齿弓形方向移动，所在处的咬合关系实时显示在屏幕的右下角位置上。具体执行方式如S4步骤。
[0038]具体的，操作者设置观察平面的位置，并根据设置将观察平面沿着牙齿的弓形移动到指定的位置如图1所示。随州，拖动咬合观察器的滑动条下一个位置处，观察平面即沿着牙弓上两点的方向移动，并旋转到以移动方向为法向的位置，此时咬合状态自动变化。
[0039]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述方法包括: 51、生成牙齿3D模型； 52、生成咬合观察器，所述咬合观察器用于指定观察平面； 53、显示咬合状态，咬合状态为使用所述观察平面切分所述牙齿3D模型而成的截面。
2.根据权利要求1所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述SI步骤包括: 511、建立牙齿类，所述牙齿类包括以下信息:牙齿移动矩阵、牙齿表面三角网、牙齿移动方向； 512、建立牙齿数组，所述牙齿数组存储所有牙齿的信息。
3.根据权利要求2所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于， 所述牙齿移动方向包括:近远中方向、唇舌方向和冠长轴方向。
4.根据权利要求2所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述S2步骤包括: S21、建立咬合观察类，所述咬合观察类包括以下信息:观察平面的三角网信息、观察平面的移动矩阵、切分牙齿3D模型得到的点线信息。
5.根据权利要求4所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述S3步骤包括: 531、从咬合观察类中取出当前观察平面信息，并读取牙齿3D模型； 532、将得到的观察平面和牙齿3D模型做相交运算，获得交集； 533、将此交集中的点连接成线； 534、将连接成的线绘制出来。
6.根据权利要求5所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，还包括以下步骤: 54、在咬合观察器中，移动观察平面的位置，完成后执行S3步骤。
7.根据权利要求6所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述S4步骤包括: 541、从咬合观察类中得到当前观察平面要移动的方向以及移动的距离信息； 542、构造平移矩阵和旋转矩阵； 543、将平移矩阵和旋转矩阵的乘积矩阵作用于观察平面； 544、更新观察平面的位置。
8.根据权利要求5所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，还包括以下步骤: 55、改变牙齿3D模型中的牙齿的位置，完成后执行S3步骤。
9.根据权利要求5所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述观察平面为牙齿的正交平面。
10.根据权利要求9所述的牙齿咬合状态检测方法，其特征在于，所述正交平面为切截面、法截面或横截面。
【文档编号】G06F19/00GK104050343SQ201310079146
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】李佳, 刘岗, 张文斌, 汤玮, 刘震寰 申请人:西安市恒惠科技有限公司