优化弓形线的方法和使用该方法的装置与流程

本公开涉及一种弓形线优化方法和使用该方法的装置，更具体地，涉及一种基于从侧面观察的口腔的司匹曲线(spee curve)来优化患者口腔的弓形线形状的弓形线优化方法和使用该方法的装置。

背景技术：

1、在畸齿矫正计划中，传统上，对患者口腔进行印模以获得石膏模型，然后制造匹配石膏模型的假体治疗产品并提供给患者。制造石膏模型时发生的误差使得难以向患者提供精确的假体治疗产品。为了解决这个问题，获取口腔的信息作为数据的方法被不断地研究和开发。

2、随着三维扫描技术的发展，可以通过扫描包括患者的牙齿、牙龈和牙弓的口腔的内部来获取三维表面模型数据。通过所获取的三维表面模型数据，治疗师能够进行各种积极的活动，例如虚拟地应用假体治疗产品、模拟畸齿矫正计划、确定龋齿和确定是否咬合(occlude)。

3、另一方面，在通过所获取的三维表面模型数据建立治疗计划时，需要修改已经提出的治疗计划。此时，正在研究一种通过改变基于所获取的数据中的牙齿数据而生成的弓形线来建立满足用户和/或患者的需求的个性化治疗计划的方法。

4、同时，畸齿矫正程序制作弓形线，然后通过将牙齿适配到(fitting)到弓形线来制作待矫正的牙齿排。从这种牙弓状弓形线的侧面观看，即“咬合平面的曲率”被称为司匹曲线。

5、通常，在畸齿矫正学中，如图1所示，沿着以眉间(px)为中心的大约有一定半径(d’)的圆的曲率被确定为司匹曲线。此时，沿着半径为4英寸的圆的曲率被视为理想的司匹曲线。司匹曲线的曲率设置越准确，就可以获得越准确的微笑线，这可以为患者的口腔提供最合适的治疗。

6、此处，微笑线是根据牙齿线、牙齿形状、微笑时露出的牙龈程度和牙龈线、嘴唇的长度和厚度、人中的长度、嘴唇周围的肌肉和相关肌肉的活动程度和方向来制定的，患者可以通过畸齿矫正治疗来拥有所需的微笑线。

7、根据作为现有技术的美国专利us 9844420 b2，用户必须直接改变默认定义的司匹曲线，并且根据也是现有技术的美国专利us 8118593 b2，改变的程度局限于圆的曲率，具体地说，它没有暗示如何设置圆的半径以及在哪里设置圆心的技术方案。此外，为了向患者提供优化的治疗，司匹曲线必须在三维空间中利用，因此弓形线必须基于生成的司匹曲线来优化。然而，上述现有技术并没有暗示基于生成的司匹曲线来优化弓形线的方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本公开的各种实施例提供了一种弓形线优化方法，所述弓形线优化方法通过在扫描口腔而获取的三维模型上生成至少两个点，基于所述点生成具有预定曲率半径的司匹曲线，并基于司匹曲线优化弓形线。

2、此外，本公开的各种实施例提供了一种弓形线优化装置，所述弓形线优化装置分析所输入的三维模型以生成至少两个点，基于所述点生成具有预定曲率半径的司匹曲线，并基于司匹曲线优化弓形线。

3、本公开的技术目的不限于上述技术目的，本领域技术人员将通过以下描述清楚地理解未提及的其他技术目的。

4、根据本公开的一个实施例，一种弓形线优化方法包括：基于具有预定曲率半径的圆弧生成司匹曲线；以及基于司匹曲线来改变三维弓形线。

5、所述弓形线优化方法还可以包括：生成初始弓形线，其中改变所述弓形线包括基于司匹曲线改变所述初始弓形线。

6、改变所述弓形线可以包括：将所述初始弓形线投影在预定平面上；将由投影所述初始弓形线而获得的投影的弓形线的位置改变为在所述预定平面上生成的所述司匹曲线的位置；以及通过投影距离将已改变为所述司匹曲线的位置的投影的弓形线恢复到三维空间。

7、初始弓形线可以在畸齿矫正治疗之前基于通过扫描牙齿而获得的患者的牙齿的三维模型中的预定牙齿生成。

8、在生成司匹曲线时，在预定平面上生成构成圆弧的至少两个点，并且司匹曲线可以是包括所述点的预定平面上的二维圆弧。

9、构成圆弧的至少两个点可以基于多个牙齿生成并投影在预定平面上，并且司匹曲线可以是包括所述点的预定平面上的二维圆弧。

10、构成圆弧的至少两个点可以包括基于牙齿中的门牙生成的至少一个中心点和基于牙齿中的臼齿生成的至少一个侧点。

11、构成圆弧的至少两个点中的至少一些点可以包括侧点，所述侧点在穿过牙齿中的臼齿的轮廓点并与臼齿的轮廓相切的线与水平于臼齿的最后轮廓点的线之间的相交处生成。

12、臼齿的轮廓点可以是与至少一些牙齿的轮廓相切的弓形线上的参考点。

13、构成圆弧的至少两个点中的至少一些点可以包括通过牙齿的边界盒(boundarybox)的外表面生成的中心点。

14、中心点可以在牙齿中的门牙的边界盒之间生成。

15、中心点可以是连接门牙的边界盒的前侧相对顶点(front opposite vertices)的线的中心。

16、司匹曲线可以具有曲率半径，以最小化与牙齿的两端的偏差。

17、根据本公开的另一实施例，一种弓形线优化方法包括：生成具有预定曲率半径的二维司匹曲线；以及基于所述司匹曲线生成三维弓形线，其中在预定平面上的所述弓形线的投影与所述司匹曲线相同。

18、基于司匹曲线，可以在畸齿矫正治疗之前，通过改变由扫描牙齿而获得的患者的牙齿的三维模型而生成的初始弓形线来生成弓形线。

19、司匹曲线可以包括投影点，在所述投影点处，至少两个点被投影到预定平面上，所述至少两个点在畸齿矫正治疗之前基于通过扫描牙齿而获得的患者的牙齿的三维模型而生成。

20、根据本公开，在一些实施例中，其优点在于用户可以基于患者口腔的三维模型生成精密的(sophisticated)司匹曲线，而无需获取患者整个面部的三维模型，并且弓形线通过司匹曲线进行优化。

21、此外，由于司匹曲线是基于患者口腔的三维模型获取的并弓形线被优化，因此其优点在于可以节省系统资源，并且弓形线可以被快速优化。

22、此外，还有一个优点是可以为每个三维模型生成单独的司匹曲线，以提供最适合患者的所谓的患者定制治疗计划。

1.一种弓形线优化方法，包括：

2.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，还包括生成初始弓形线，

3.根据权利要求2所述的弓形线优化方法，其中，改变所述弓形线包括：

4.根据权利要求2所述的弓形线优化方法，其中，所述初始弓形线是在畸齿矫正治疗之前，基于通过扫描牙齿而获得的患者牙齿的三维模型中的预定牙齿生成的。

5.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，其中，在生成所述司匹曲线时，在预定平面上生成构成所述圆弧的至少两个点，并且

6.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，其中，构成所述圆弧的至少两个点是基于多颗牙齿生成并投影在预定平面上，并且所述司匹曲线是在所述预定平面上包括所述点的二维圆弧。

7.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，其中，构成所述圆弧的至少两个点包括基于牙齿中的门牙生成的至少一个中心点和基于牙齿中的臼齿生成的至少一个侧点。

8.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，其中，构成所述圆弧的至少两个点中的至少一部分点包括穿过牙齿中的臼齿的轮廓点并和所述臼齿的轮廓相切的线与水平于所述臼齿的最后轮廓点的线之间的相交处生成的侧点。

9.根据权利要求8所述的弓形线优化方法，其中，所述臼齿的轮廓点是与至少一部分牙齿的轮廓相切的弓形线上的参考点。

10.根据权利要求1所述的弓形线优化方法，其中，构成所述圆弧的至少两个点中的至少一部分点包括通过牙齿的边界盒的外表面生成的中心点。

11.根据权利要求10所述的弓形线优化方法，其中，所述中心点在牙齿中的门牙的边界盒之间生成。

12.根据权利要求11所述的弓形线优化方法，其中，所述中心点是连接所述门牙的边界盒的前侧相对顶点的线的中心。

13.根据权利要求12所述的弓形线优化方法，其中，所述司匹曲线具有使与牙齿的两端的偏差最小化的曲率半径。

14.一种弓形线优化方法，包括：

15.根据权利要求14所述的弓形线优化方法，其中，所述弓形线是基于所述司匹曲线，在畸齿矫正治疗之前，通过改变由扫描牙齿而获得的患者牙齿的三维模型生成的初始弓形线来生成的。

16.根据权利要求14所述的弓形线优化方法，其中，所述司匹曲线包括投影点，在所述投影点处，在畸齿矫正治疗之前基于通过扫描牙齿而获得的患者牙齿的三维模型而生成的至少两个点被投影到所述预定平面上。