图中，1、边界边；2、种子三角形、第一采样段；L2、第二采样段；Ln、第n采样段； Li、L2、-----Ln的长度相等。
【具体实施方式】
[0043] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0044] 参见图1，本发明的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，包括 以下步骤：
[0045] 1)用下颌运动轨迹分析仪记录个体咀嚼运动时下颌特征运动的三维轨迹信息；
[0046] 2)将下颌运动轨迹分析仪工作坐标系与牙列三维扫描坐标系配准融合；
[0047] 3)创建静态牙尖交错牙合牙齿冠桥修复体CAD数据；
[0048] 4)虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台的建立；
[0049] 5)虚拟咬合自动检测；
[0050]6)自动虚拟调牙合，创建具有功能性咬合面的牙齿冠桥CAD数据。
[0051] 所述步骤1)中下颌运动轨迹分析仪是装有传感器的牙弓夹板固定在下颌前牙区， 信号接受器固定在受试者头部。在下颌运动过程中，传感器与下颌牙列保持相对静止，通过 计算机分析信号，创建三维下颌运动轨迹。所述个体咀嚼运动包括：开闭口运动、下颌前伸 运动、下颌侧方运动和以上三种运动的混合运动。
[0052] 所述步骤2)指在牙弓夹板上设定标志平面，要求该标志平面与牙列之间有已知定 量空间关系，并且能用工作坐标系进行空间位姿的定量描述，以这个标志平面为中介，实现 下颌运动轨迹分析仪工作坐标系与牙列三维扫描坐标系的精确配准和融合。
[0053] 所述步骤3)是在Imageware11软件平台上依次进行预备体数据提取和曲面反求， 标准牙冠数据读入，标准牙冠定位，轴面、静态解剖学咬合面个性化修改，完成冠桥修复体 的初步设计。
[0054] 如图2所示：
[0055] 所述步骤4)是以VC++2008为开发平台，基于OpenGL图形显示库下开发的虚拟咬 合自动检测与自动调牙合平台。虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台包括碰撞干涉检测模 块与干涉区域自动调牙合模块。这两个模块在该平台中交替作用于CAD设计完成的冠桥， 从而达到最终的动态咬合"平衡"状态。
[0056] 碰撞干涉检测模块：通过下颌运动轨迹驱动下颌与上颌之间的相互运动。在碰 撞检测过程中，对空间运动轨迹按邻近点位移大小相等的规则进行采样，如图3- (1)、图 3-(2)所示，在下颌与上颌相对运动过程中，每当下颌运动到采样点位置时，利用碰撞干涉 检测技术对冠桥与对颌牙进行碰撞干涉检测，若有干涉，通过调牙合去除干涉；没有干涉， 则继续相对运动。
[0057] 干涉区域自动调牙合模块：在利用碰撞干涉检测技术识别完干涉区域后，利用 "种子"搜索技术识别整个干涉区域（图4 一a至图4 一d所示)。所述"种子"搜索技术具 体为：碰撞干涉检测技术识别干涉区域的边界后（图4 一a所示)，找到干涉区域内的一个 "种子"三角面片（图4 一b所示)，迭代搜索"种子"三角面片周围三角面片，以干涉边界为 搜索边界，直到搜索到的三角面片不再增加为止，图4 一c为搜索的中间过程，图4 一d为 搜索完成后得到的整个干涉区域，识别完成后，在干涉区域内，利用局部变形技术去除干涉 区域。
[0058] 通过多次碰撞干涉检测与干涉区域自动调牙合的交替作用，最终完成冠桥的调牙 合。
[0059] 所述步骤5)中，首先基于坐标系配准算法，实现下颌牙列相对于上颌牙列的三维 虚拟功能性运动，主要包括开闭口运动、下颌前伸运动、下颌侧方运动和以上三种运动的混 合运动；在完成相关坐标系的配准后，利用下颌运动轨迹分析仪所得到的下颌运动轨迹在 开发的虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台上模拟下颌的复合运动。在下颌运动过程中， 应用碰撞干涉检测模块，实时检测并反馈CAD全冠数字化模型与对颌牙的干涉情况。设定 检测阈值(虚拟咬合纸的厚度)，在下颌运动到某一终止点时自动检测修复体与对颌牙之间 的数据干涉，输出的数值为正值时表示发生了数据干涉，代表咬合早接触区或干扰区；输 出数值为零时表示修复体与对颌牙无接触；输出数据为负值时表示修复体与对颌牙咬合面 之间存在间隙；用多区域颜色梯度显示修复体咬合面与对颌牙列之间的空间位置关系，碰 撞干涉检测技术自动计算出修复体咬合早接触点、干扰点的位置、分布和干扰区域体积。
[0060] 所述步骤6)是在虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台上，应用干涉区域自动调 牙合模块，利用"种子"搜索技术识别并增亮显示"早接触区"或"干扰区"的位置、范围和 深度，操作者确认需要"调磨"的牙齿后，干涉区域自动调牙合模块自动判断干涉值是否为 "正值"，如为正值，则虚拟调牙合系统调用相交点云编辑工具进行虚拟调牙合。最终创建 具有功能性咬合面的牙齿冠桥CAD数据。
[0061] 在牙齿冠桥计算机辅助设计阶段，能够自动化诠释口腔医学设计制作牙齿冠桥等 口腔修复体功能性咬合面形态所需的口腔医学知识、理论和临床原则，实现功能性咬合面 的数字化、自动化设计，能用于口腔修复CAD/CAM技术的虚拟全可调式牙合架。
[0062] 如上所述，便可较为充分的实现本发明。以上所述仅为本发明的较为合理的实施 实例，本发明的保护范围包括但并不局限于此，本领域的技术人员任何基于本发明技术方 案上非实质性变性变更均包括在本发明包括范围之内。
【主权项】
1. 一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，其特征在于包括w下步 骤： 1) 用下颁运动轨迹分析仪记录个体巧嚼运动时下颁特征运动的H维轨迹信息； 2) 将下颁运动轨迹分析仪工作坐标系与牙列H维扫描坐标系配准融合； 3) 创建静态牙尖交错牙合牙齿冠桥修复体CAD数据； 4) 虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台的建立； 5) 虚拟咬合自动检测； 6) 自动虚拟调牙合，创建具有功能性咬合面的牙齿冠桥CAD数据。
2. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，其 特征在于：所述步骤1)中下颁运动轨迹分析仪是装有传感器的牙弓夹板固定在下颁前牙 区，信号接受器固定在受试者头部，在下颁运动过程中，传感器与下颁牙列保持相对静止， 通过计算机分析信号，创建H维下颁运动轨迹。
3. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，其 特征在于：所述步骤2)指在牙弓夹板上设定标志平面，要求该标志平面与牙列之间有已知 定量空间关系，并且能用工作坐标系进行空间位姿的定量描述，W该个标志平面为中介，实 现下颁运动轨迹分析仪工作坐标系与牙列H维扫描坐标系的精确配准和融合。
4. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，其 特征在于：所述步骤3)是在Imagewarell软件平台上依次进行预备体数据提取和曲面反 求，标准牙冠数据读入，标准牙冠定位，轴面、静态解剖学咬合面个性化修改，完成冠桥修 复体的初步设计。
5. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法， 其特征在于；所述步骤4)是WVC++2008为开发平台，基于化en化图形显示库下开发的虚 拟咬合自动检测与自动调牙合平台，虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台包括碰撞干涉检 测模块与干涉区域自动调牙合模块，该两个模块在该平台中交替作用于CAD设计完成的冠 桥，从而达到最终的动态咬合"平衡"状态。
6. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法， 其特征在于；所述步骤5)中，首先基于坐标系配准算法，实现下颁牙列相对于上颁牙列的 H维虚拟功能性运动，主要包括开闭口运动、下颁前伸运动、下颁侧方运动和W上H种运动 的混合运动；在完成相关坐标系的配准后，利用下颁运动轨迹分析仪所得到的下颁运动轨 迹在开发的虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台上模拟下颁的复合运动；在下颁运动过程 中，应用碰撞干涉检测模块，实时检测并反馈CAD全冠数字化模型与对颁牙的干涉情况，设 定检测阔值，在下颁运动到某一终止点时自动检测修复体与对颁牙之间的数据干涉，输出 的数值为正值时表示发生了数据干涉，代表咬合早接触区或干扰区；输出数值为零时表示 修复体与对颁牙无接触；输出数据为负值时表示修复体与对颁牙咬合面之间存在间隙；用 多区域颜色梯度显示修复体咬合面与对颁牙列之间的空间位置关系，碰撞干涉检测技术自 动计算出修复体咬合早接触点、干扰点的位置、分布和干扰区域体积。
7. 根据权利要求1所述的一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，其 特征在于：所述步骤6)是在虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台上，应用干涉区域自动调 牙合模块，利用"种子"搜索技术识别并增亮显示"早接触区"或"干扰区"的位置、范围和 深度，操作者确认需要"调磨"的牙齿后，干涉区域自动调牙合模块自动判断干涉值是否为 "正值"，如为正值，则虚拟调牙合系统调用相交点云编辑工具进行虚拟调牙合，最终创建 具有功能性咬合面的牙齿冠桥CAD数据。
【专利摘要】本发明涉及一种用于牙齿冠桥功能性咬合面的虚拟牙合架设计方法，包括以下步骤：1）用下颌运动轨迹分析仪记录个体咀嚼运动时下颌特征运动的三维轨迹信息；2）将下颌运动轨迹分析仪工作坐标系与牙列三维扫描坐标系配准融合；3）创建静态牙尖交错牙合牙齿冠桥修复体CAD数据；4）虚拟咬合自动检测与自动调牙合平台的建立；5）虚拟咬合自动检测；6）自动虚拟调牙合，创建具有功能性咬合面的牙齿冠桥CAD数据。本发明通过模拟每个人的个性化咀嚼特征运动，实现精确定量的虚拟咬合自动检测和自动虚拟调牙合，避免患者试戴修复体时反复调磨，从而大大提高了修复体制作的精度与效率。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104715099
【申请号】CN201310695825
【发明人】孙玉春, 吕培军, 王勇, 戴宁, 隋华欣, 姜晓通
【申请人】北京大学口腔医学院, 南京航空航天大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月17日