一种基于牙齿推断年龄的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于牙齿推断年龄的方法和装置，其中，该方法包括：获取目标对象的牙齿图像数据；应用图像分割处理技术，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据；计算最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值；将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据；其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。本发明减少了对人活体或尸体的年龄推断方法的局限性。
【专利说明】
一种基于牙齿推断年龄的方法和装置
技术领域
[0001]本发明涉及医学鉴定技术领域，具体而言，涉及一种基于牙齿推断年龄的方法和
目.0
【背景技术】
[0002]人活体或尸体的年龄推断在法官对犯罪嫌疑人的量刑以及法医学中的身份认定中具有十分重要的作用。对于婴儿、儿童以及青少年的年龄推断，可根据人体发育过程中的骨骼或牙齿的发育性体征完成;而对于成年人年龄的推断，则缺少适于实用的方法。
[0003]目前针对成年人通过牙齿进行年龄推断的方法包括碳14分析法、天冬氨酸外消旋法、牙骨质环计数法等。这些方法需要将牙齿拔出，进行实验室分析，局限性较大，不能用于人活体的年龄推断。
[0004]针对上述对人活体或尸体的年龄推断方法局限性较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于牙齿推断年龄的方法和装置，以减少对人活体或尸体的年龄推断方法的局限性，更加方便高效。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种基于牙齿推断年龄的方法，该方法包括:获取目标对象的牙齿图像数据;应用图像分割处理技术，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据;计算最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值;将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据;其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。
[0007]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据包括:当目标对象的性别为男性时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ；当目标对象的性别为女性时，对应的最优牙位组合是:U1+U3+U7+L7 ；当目标对象的性别未知时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7;其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。
[0008]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据包括:
[0009]当目标对象的性别为男性时，对应的年龄模型为:
[0010]Y = -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3)
[0011]-27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318；
[0012]当目标对象的性别为女性时，对应的年龄模型为:
[0013]Y = -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7)
[0014]-26.511Lgl0(VL7)+97.403；
[0015]当目标对象的性别为未知时，对应的年龄模型为:
[0016]Y = -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3)
[0017]-12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7)
[0018]-20.254Lgl0(VL7)+99；
[0019]其中，Y代表年龄，Lg1代表常用对数变换，VUI代表所述UI髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。
[0020]结合第一方面的上述可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成包括:通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出样本对象牙齿的髓腔或髓室；多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙；计算样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值;根据样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0021]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型包括:提取同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据;将同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量;将样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量;通过多元线性回归分析，计算得到样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0022]第二方面，本发明实施例提供了一种基于牙齿推断年龄的装置，该装置包括:牙齿图像数据获取模块，用于获取目标对象的牙齿图像数据；图像分割处理模块，用于应用图像分割处理技术，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据;体积值计算模块，用于计算最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值;年龄数据获取模块，用于将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据;其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。
[0023]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述图像分割处理模块包括:男性最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别为男性时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ；女性最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别为女性时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U3+U7+L7;未知性别最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别未知时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7;其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。
[0024]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，年龄数据获取模块包括:男性年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为男性时，使用男性年龄模型获取年龄数据，其中，男性年龄模型为:
[0025]Y = -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3)
[0026]-27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318；
[0027]女性年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为女性时，使用女性年龄模型获取年龄数据，其中，女性年龄模型为:
[0028]Y = -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7)
[0029]-26.511Lgl0(VL7)+97.403；
[0030]未知性别年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为未知时，使用未知性别年龄模型获取年龄数据，其中，未知性别年龄模型为:
[0031]Y = -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3)
[0032]-12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7)
[0033]-20.254Lgl0(VL7)+99；
[0034]其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。
[0035]结合第二方面的上述可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述装置还包括:样本图像处理模块，用于通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出样本对象牙齿的髓腔或髓室；多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙;样本牙齿计算模块，用于计算样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值;模型构建模块，用于根据样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0036]结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，上述模型构建模块包括:数据提取单元，提取同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据；自变量设定单元，用于将同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量；因变量设定单元，用于将样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量;模型构建单元，用于通过多元线性回归分析，计算得到样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0037]本发明实施例提供的一种基于牙齿推断年龄的方法和装置，通过获取目标对象的牙齿图像数据，对上述数据进行图像分割处理、计算体积值等处理，得到目标对象的最优牙位组合，基于最优牙位组合和对应的年龄模型得到目标对象的推断年龄，这种方式可以得到较为准确的年龄值，并且减少了相关技术对人活体或尸体的年龄推断方法的局限性，更加方便高效。
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]图1示出了本发明实施例1所提供的一种基于牙齿推断年龄的方法流程图；
[0041]图2示出了本发明实施例2所提供的一种基于牙齿推断年龄的装置结构示意图；
[0042]图3示出了本发明实施例3所提供的一种基于牙齿推断年龄的方法的具体流程图。
【具体实施方式】
[0043]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]考虑到现有的通过牙齿进行年龄推断的方法需要将牙齿拔出，进行实验室分析，局限性较大，不能用于人活体的年龄推断的问题，本发明实施例提供了一种基于牙齿推断年龄的方法和装置，该技术可以采用相关的软件和设备实现，下面通过实施例进行描述。
[0045]实施例1
[0046]参见图1所示的一种基于牙齿推断年龄的方法流程图，该方法包括以下步骤:
[0047]步骤S102，获取目标对象的牙齿图像数据；
[0048]步骤S104，应用图像分割处理技术，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据；
[0049]步骤S106，计算最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值；
[0050]步骤S108，将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据;其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。
[0051]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
[0052]本实施例的上述方法中，通过对目标对象的牙齿图像数据进行图像分割处理、计算体积值以及将体积值输入至年龄模型等处理，得到目标对象的年龄数据;上述方法既适用于尸体也适用于活体的年龄推断，减少了年龄推断技术的局限性。
[0053]人活体或尸体的年龄推断是法医学中一项重要的内容。精确的年龄推断在法官对犯罪嫌疑人的量刑以及法医学中的身份认定中具有十分重要的作用。比如大规模自然灾害所造成的不明身份的尸体的身份认定、古代或现代不明身份的残骸的身份认定、没有身份证明的跨境难民的年龄认定以及对于是否到达法定的犯罪年龄存在疑问的人的年龄认定。
[0054]牙齿存在一系列的增龄性变化，且拥有容易保存、对物理化学和时间因素有很强的抵抗力等特性;增龄性特征很少受到个人营养、服用药物、所处环境以及生活状况的影响等诸多优点，使得通过牙齿进行年龄推断成为可能。
[0055]考虑到不同性别牙齿的特征存在一定的差异性，本发明实施例在具体实现时，当首先判断当前对象的性别，然后从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据；当目标对象的性别为男性时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U6+L4+L7;当目标对象的性别为女性时，对应的最优牙位组合是:U1+U3+U7+L7;当目标对象的性别未知时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7 ；其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。
[0056]上述确定最优牙位组合的方式，可以在减少数据处理量的同时，提高了对目标对象年龄推断的准确性。
[0057]进一步地，为了更准确地推断目标对象的年龄，本发明实施例在实现时，将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据；具体地，当目标对象的性别为男性时，对应的年龄模型为:Y = -19.617 L g 1(VUl)-14.514LglO(VU2)
[0058]+37.349Lgl0(VU3)-27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)
[0059]-21.599Lgl0(VL7)+110.318；
[0060]当目标对象的性别为女性时，对应的年龄模型为:Y= -12.419LglO(VUl)
[0061]+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7)-26.511Lgl0(VL7)+97.403；
[0062]当目标对象的性别为未知时，对应的年龄模型为:Y= -20.464Lgl0(VUl)
[0063]-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3)-12.905Lgl0(VU5)
[0064]-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7)-20.254Lgl0(VL7)+99；
[0065]其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。
[0066]通过将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，得到目标对象的推断年龄;上述方法减小了现有技术中碳14分析法，天冬氨酸外消旋法，牙骨质环计数法等存在的局限性，无需将目标对象的牙齿拔出进行分析，仅需要提供目标对象牙齿的图像数据，操作方便，且具有一定的准确性。
[0067]在具体实现时，上述年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成，首先，通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出样本对象牙齿的髓腔或髓室;多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙;其次，计算样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值;最后，根据样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0068]上述方法通过对样本对象的数据进行处理，构建年龄模型，可以得到多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值与样本对象的年龄之间的关系，进而可以利用上述年龄模型对目标对象的年龄进行推断。
[0069]更进一步地，本发明实施例在采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型时，提取同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据;将同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量;将样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量;通过多元线性回归分析，计算得到样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0070]通过上述多元线性回归分析的方式，可得到最优牙位组合及年龄模型，进而实现对目标对象的年龄推断。
[0071]实施例2
[0072]参见图2所示的一种基于牙齿推断年龄的装置结构示意图，该装置包括以下模块:
[0073]牙齿图像数据获取模块22，用于获取目标对象的牙齿图像数据；
[0074]图像分割处理模块24，用于应用图像分割处理技术，从牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据；
[0075]体积值计算模块26，用于计算最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值；
[0076]年龄数据获取模块28，用于将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据;其中，年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。
[0077]本实施例的上述装置中，通过获取目标对象的牙齿图像数据，对上述图像数据进行分割处理，并计算图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值，可获得与目标对象的性别对应的最优牙位组合以及各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值;将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至目标对象的性别对应的年龄模型中，获得目标对象的年龄数据;上述装置既适用于尸体也适用于活体的年龄推断，减少了年龄推断技术的局限性。
[0078]应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0079]本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0080]为了能够获取用于推断当前对象的年龄的最优牙位组合，上述图像分割处理模块24包括:
[0081 ]男性最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别为男性时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ；
[0082]女性最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别为女性时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U3+U7+L7 ；
[0083]未知性别最优牙位组合确定单元，用于当目标对象的性别未知时，确定目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7 ；
[0084]其中，U1代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。
[0085]通过上述图像分割处理模块24，可确定当前对象不同性别参数下的最优牙位组合;上述最优牙位组合为后续较为准确地推断当前对象的年龄提供了较好的数据组合基础。
[0086]进一步地，为了较为准确地推断当前对象的年龄，上述年龄数据获取模块28包括:
[0087]男性年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为男性时，使用男性年龄模型获取年龄数据，其中，男性年龄模型为:
[0088]Y = -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3)
[0089]-27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318；
[0090]女性年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为女性时，使用女性年龄模型获取年龄数据，其中，女性年龄模型为:
[0091]Y = -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7)
[0092]-26.511Lgl0(VL7)+97.403；
[0093]未知性别年龄数据获取单元，用于当目标对象的性别为未知时，使用未知性别年龄模型获取年龄数据，其中，未知性别年龄模型为:
[0094]Y = -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3)
[0095]-12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7)
[0096]-20.254Lgl0(VL7)+99；
[0097]其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。
[0098]通过上述年龄数据获取模块28的处理，可以较为准确地推断当前对象的年龄数据，且应用范围广，不拘泥于当前对象的存活状态。
[0099]为了得到上述不同性别参数下的年龄模型，上述装置还包括:
[0100]样本图像处理模块，用于通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出样本对象牙齿的髓腔或髓室;多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙；
[0101]样本牙齿计算模块，用于计算样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值；
[0102]模型构建模块，用于根据样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0103]通过上述样本图像处理模块、样本牙齿计算模块以及模型构建模块的处理，可以得到不同性别参数下的年龄模型，利用该年龄模型可以对当前对象的年龄进行推断。
[0104]上述模型构建模块，在具体实施中，还包括:数据提取单元，提取同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据；自变量设定单元，用于将同一性别参数下的样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量；因变量设定单元，用于将样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量;模型构建单元，用于通过多元线性回归分析，计算得到样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
[0105]通过上述装置中模型构建模块的多元线性回归分析的方式，可得到最优牙位组合及年龄模型，进而实现对目标对象的年龄推断。
[0106]实施例3
[0107]本发明实施例的方法是通过影像学的方法，拍摄牙齿的CBCT，该CBCT是一种牙科专用CT图像;然后对图像进行测量，这样既适用于尸体也适用于活体。
[0108]本发明实施例的理论基础为二期牙本质沉积。二期牙本质沉积是牙齿髓腔的一种增龄性变化，这种变化是终生存在的；随着年龄的不断增长，二期牙本质不断的沉积在髓腔壁上，相应的髓腔的体积不断的减小;所以可以通过计算髓腔的体积与年龄的关系可以进行年龄推断。本发明实施例的方法是回顾性的收集一批数据，通过计算牙齿髓腔或者髓室的体积与年龄的关系获得一个公式，以后使用此公式进行年龄推断。
[0109]参见图3示出了本发明实施例所提供的一种基于牙齿推断年龄的方法的具体流程图，该方法包括以下步骤:
[0110]步骤S302，图像采集；
[0111]本实施例以由NewTom VG锥形束CT机拍摄的125名男性和115名女性的CBCT三维图像数据为例进行说明，将125名男性和115名女性的CBCT三维图像数据作为样本，其中，每一图像同时包含至少一颗符合纳入标准的单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙、下颂第二磨牙。共13个牙位的牙齿。各牙位牙齿纳入标准为:无龋坏、无过度磨耗、无修复性充填或治疗、无金属伪影干扰、髓腔无髓石和弥散性钙化。
[0112]步骤S304，13个牙位髓腔或者髓室的分割和体积计算，具体如下:
[0113]组成锥形束CT三维数据的基本单元是体素;上述体素为各向同性的正方体。把数据按0.15毫米体素值重建后，每个体素的体积为0.15毫米X 0.15毫米X 0.15毫米。数据以DICOM格式导出后，导入到一款开源的软件ITK-SNAP 2.4中，使用软件ITK-SNAP 2.4分割出牙齿髓腔或者髓室后，相当于标定了哪些体素属于髓腔或者髓室。计算体素的个数，并乘以每个体素的体积值就可以计算出的髓腔或者髓室的体积。
[0114]具体的，多根牙的分割过程为:CBCT图像拍摄完成后，按0.15毫米体素值重建过的DICOM数据导入到ITK-SNAP 2.4软件中；人为的设定分割的阈值，白色的部位为髓腔的部位，即确定哪些体素属于髓腔;使用软件中的小工具，在要分割的部分添加一个气泡，相当于设置一个开始点，软件自动识别和开始点阈值一致的体素;整个髓腔分割完成;对于多根牙，为了避免牙根数目不同以及复杂的根管系统的影响，以髓室底平面为分割平面，把牙根截去，只保留髓室部分;计算其体素个数并乘以每个体素的体积，即求得髓室的体积。
[0115]具体的，单根牙的分割过程基本步骤:CBCT图像拍摄完成后，按0.15毫米体素值重建过的DICOM数据导入到ITK-SNAP 2.4软件中；人为的设定分割的阈值，白色的部位为髓腔的部位，即确定哪些体素属于髓腔;使用软件中的小工具，在要分割的部分添加一个气泡，相当于设置一个开始点，软件自动识别和开始点阈值一致的体素;整个髓腔分割完成；由于单根牙只有一个牙根，而且是个连续的整体，不需要分割髓室的体积;计算体素值，得出体积。
[0116]通过上述步骤，计算得出240名患者每名患者13个牙位牙齿的髓腔或者髓室体积数值。
[0117]步骤S306，多元线性回归分析计算最优牙位组合对应的年龄公式(即上述年龄模型).’
[0118]将13个牙位牙齿髓腔或者髓室体积值进行对数变换后的数值作为自变量，相应的年龄作为因变量对所得数据使用SPSS19.0进行多元线性回归分析，计算得出最优牙位组合及数学方程如下:
[0119]对于男性，年龄推断的最优牙位组合为:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ；
[0120]年龄推断公式为:
[0121]Y = -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3)
[0122]-27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318；
[0123]对于女性，年龄推断的最优牙位组合为:U1+U3+U7+L7
[0124]年龄推断公式为:
[0125]Y = -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7)
[0126]-26.511Lgl0(VL7)+97.403；
[0127]对于未知性别，年龄推断的最优牙位为:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7
[0128]年龄推断公式为:
[0129]Y = -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3)
[0130]-12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7)
[0131]-20.254Lgl0(VL7)+99；
[0132]其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙；其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。
[0133]以预测值的标准误差(standard errors of the estimate，SEE)为指标，评价模型预测的准确性。则对于男性，女性和未知性别人群，SEE分别为7.100岁，6.258岁，6.970岁，该结果能够满足实际应用需求。
[0134]步骤S308，应用上述年龄公式计算当前目标对象的年龄;具体计算过程如下:
[0135](I)获取目标对象的牙齿图像数据;如:采集所需进行年龄推断个体(即目标对象)的CBCT图像；
[0136](2)应用图像分割处理技术，从上述牙齿图像数据中分割出与目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据；
[0137](3)计算上述最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值；
[0138]依据性别分割并计算其图像牙位牙齿的髓腔或者髓室体积；如女性，则分割计算其CBCT图像上颂中切牙，上颂尖牙，上颂第二磨牙，下颂第二磨牙四个牙位牙齿的髓腔或者髓室体积值；
[0139](4)将各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至上述目标对象的性别对应的年龄模型(即上述年龄公式)中，获得上述目标对象的年龄数据。如女性，则带入公式Y = -12.419LglO(VUl)+26.884LglO(VU3)
[0140]-37.156Lgl0(VU7)-26.511Lgl0(VL7)+97.403;得到最后的推断年龄。
[0141]上述方法适用于不同情况下的年龄推断，且不受限于尸体或活体，且可用于成年人的年龄推断。在特定情况下与其他年龄推断方法相结合，可取得更好的效果。
[0142]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0143]最后应说明的是:以上所述实施例，仅为本发明的【具体实施方式】，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于牙齿推断年龄的方法，其特征在于，包括: 获取目标对象的牙齿图像数据； 应用图像分割处理技术，从所述牙齿图像数据中分割出与所述目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据； 计算所述最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值； 将所述各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至所述目标对象的性别对应的年龄模型中，获得所述目标对象的年龄数据;其中，所述年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述牙齿图像数据中分割出与所述目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据包括: 当所述目标对象的性别为男性时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ； 当所述目标对象的性别为女性时，对应的最优牙位组合是:U1+U3+U7+L7; 当所述目标对象的性别未知时，对应的最优牙位组合是:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7 ； 其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至所述目标对象的性别对应的年龄模型中，获得所述目标对象的年龄数据包括: 当所述目标对象的性别为男性时，对应的年龄模型为: Y= -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3) -27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318； 当所述目标对象的性别为女性时，对应的年龄模型为: Y= -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7) -26.511Lgl0(VL7)+97.403； 当所述目标对象的性别为未知时，对应的年龄模型为: Y= -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3) -12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7) -20.254Lgl0(VL7)+99； 其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成包括: 通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出所述样本对象牙齿的髓腔或髓室;所述多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙；计算所述样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值； 根据所述样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、所述样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定所述样本对象的最优牙位组合及年龄模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、所述样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定所述样本对象的最优牙位组合及年龄模型包括: 提取同一性别参数下的所述样本牙齿的髓腔或髓室体积数据； 将同一性别参数下的所述样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量； 将所述样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量； 通过多元线性回归分析，计算得到所述样本对象的最优牙位组合及年龄模型。6.一种基于牙齿推断年龄的装置，其特征在于，包括: 牙齿图像数据获取模块，用于获取目标对象的牙齿图像数据； 图像分割处理模块，用于应用图像分割处理技术，从所述牙齿图像数据中分割出与所述目标对象的性别对应的最优牙位组合的图像数据； 体积值计算模块，用于计算所述最优牙位组合的图像数据中各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值； 年龄数据获取模块，用于将所述各个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值输入至所述目标对象的性别对应的年龄模型中，获得所述目标对象的年龄数据;其中，所述年龄模型是预先根据样本对象的多个牙位的牙齿的髓腔或髓室体积值构建而成。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像分割处理模块包括: 男性最优牙位组合确定单元，用于当所述目标对象的性别为男性时，确定所述目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U6+L4+L7 ； 女性最优牙位组合确定单元，用于当所述目标对象的性别为女性时，确定所述目标对象对应的最优牙位组合:U1+U3+U7+L7 ； 未知性别最优牙位组合确定单元，用于当所述目标对象的性别未知时，确定所述目标对象对应的最优牙位组合:U1+U2+U3+U5+U6+U7+L7 ； 其中，Ul代表上颂中切牙，U2代表上颂侧切牙，U3代表上颂尖牙，U5代表上颂第二前磨牙，U6代表上颂第一磨牙，U7代表上颂第二磨牙，L4代表下颂第一前磨牙，L7代表下颂第二磨牙。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述年龄数据获取模块包括: 男性年龄数据获取单元，用于当所述目标对象的性别为男性时，使用男性年龄模型获取年龄数据，其中，所述男性年龄模型为: Y= -19.617LglO(VUl )-14.514Lgl0(VU2)+37.349Lgl0(VU3) -27.002Lgl0(VL4)-18.071Lgl0(VU6)-21.599Lgl0(VL7)+110.318； 女性年龄数据获取单元，用于当所述目标对象的性别为女性时，使用女性年龄模型获取年龄数据，其中，所述女性年龄模型为: Y= -12.419LglO(VUl )+26.884Lgl0(VU3)-37.156Lgl0(VU7) -26.511Lgl0(VL7)+97.403； 未知性别年龄数据获取单元，用于当所述目标对象的性别为未知时，使用未知性别年龄模型获取年龄数据，其中，所述未知性别年龄模型为: Y= -20.464Lgl0(VUl)-9.069Lgl0(VU2)+41.347Lgl0(VU3) -12.905Lgl0(VU5)-13.566Lgl0(VU6)-17.807Lgl0(VU7) -20.254Lgl0(VL7)+99； 其中，Y代表年龄，LglO代表常用对数变换，VUl代表所述Ul髓腔的体积值，VU2代表所述U2髓腔的体积值，VU3代表所述U3髓腔的体积值，VU5代表所述U5髓腔的体积值，VU6代表所述U6髓室的体积值，VU7代表所述U7髓室的体积值，VL4代表所述L4髓腔的体积值，VL7代表所述L7髓室的体积值。9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 样本图像处理模块，用于通过对指定个数的样本对象的多个牙位上的牙齿的图像数据进行图像处理，分割出所述样本对象牙齿的髓腔或髓室;所述多个牙位上的牙齿包括:单根的上颂中切牙、上颂侧切牙、上颂尖牙、上颂第二前磨牙、下颂中切牙、下颂侧切牙、下颂尖牙、下颂第一前磨牙、下颂第二前磨牙，和多根的上颂第一磨牙、上颂第二磨牙、下颂第一磨牙和下颂第二磨牙； 样本牙齿计算模块，用于计算所述样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值； 模型构建模块，用于根据所述样本对象的多个牙位上的牙齿的髓腔或髓室体积值、所述样本对象的实际年龄和性别，采用多元线性回归分析确定所述样本对象的最优牙位组合及年龄模型。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述模型构建模块包括: 数据提取单元，提取同一性别参数下的所述样本牙齿的髓腔或髓室体积数据； 自变量设定单元，用于将同一性别参数下的所述样本牙齿的髓腔或髓室体积数据进行对数变换后的数值设定为自变量； 因变量设定单元，用于将所述样本牙齿对应的实际年龄设定为因变量； 模型构建单元，用于通过多元线性回归分析，计算得到所述样本对象的最优牙位组合及年龄模型。
【文档编号】G06T7/00GK105913424SQ201610218021
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】李刚, 葛志朴, 马绪臣, 杨盼
【申请人】北京大学口腔医院