结合CBCT和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法和装置与流程

结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法和装置
技术领域
1.本技术涉及图形处理技术领域，并且更具体地，涉及一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法和装置。


背景技术：

2.在目前的正畸治疗中，通常会根据患者牙齿矫正情况阶段性的调整治疗方案，每个阶段的方案制定及效果预测主要依赖于正畸医师的个人经验积累，这种治疗方式存在治疗效果不稳定、治疗效率低的缺陷；而目前的正畸排牙操作基本是基于患者口内扫描数据，再根据口内扫描产生的三维数据进行数字化排牙，而口内扫描技术仅能得到牙冠部分的三维数据，在数字化排牙过程中，仅能得到牙冠的模型，牙根的移动情况并不直观，这就存在了较大的隐患。


技术实现要素：

3.根据本技术的实施例，提供了一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法和装置。
4.在本技术的第一方面，提供了一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法。该方法包括：根据获取的cbct数据，建立cbct牙齿模型；根据获取的口内扫描数据，建立口扫牙冠模型并确定牙冠表面色度；基于预设的切削规则，根据所述cbct牙齿模型、所述口扫牙冠模型和所述牙冠表面色度，切削所述口扫牙冠模型并生成标准牙冠模型；基于预设的模型融合规则，根据所述cbct模型和所述标准牙冠模型生成完整的牙体模型。
5.可选的，所述根据获取的口内扫描数据，建立口扫牙冠模型并确定牙冠表面色度包括：根据口内扫描数据建立口扫牙冠模型，并确定口内图像信息；基于区域划分规则，将所述口扫牙冠模型划分为多个区域；根据所述口内图像信息和预设的色度对照表确定所述口扫牙冠模型每个区域的牙冠表面色度。
6.可选的，所述区域划分规则表征为：根据所述口扫牙冠模型，确定每颗牙冠的边缘信息；根据每颗牙冠的边缘信息，将所述口扫牙冠模型的唇侧面和舌侧面均划分为多个区域，每个区域为单颗牙冠的单个侧面。
7.可选的，所述切削规则表征为：根据所述cbct牙齿模型和标志点选取规则，确定第一标志点，所述第一标志点为多个且均位于cbct牙齿模型的牙冠部分；
根据所述口扫牙冠模型和所述标志点选取规则，确定第二标志点，所述第二标志点为多个；在同一坐标系内，将第一标志点和第二标志点重合，确定cbct牙齿模型的牙冠部分和口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面的第一差值，以及舌侧面的第二差值；根据所述牙冠表面色度和预设的切削对照表，确定每颗牙冠唇侧面的第一切削比例，和舌侧面的第二切削比例；根据所述第一差值和所述第一切削比例，切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面，根据所述第二差值和所述第二切削比例，切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面，生成标准牙冠模型。
8.可选的，所述切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面包括沿所述口扫牙冠模型的外轮廓形状切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面；所述切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面包括沿所述口扫牙冠模型的外轮廓形状切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面。
9.可选的，所述根据所述第一差值和所述第一切削比例，切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面包括：根据所述第一差值和所述第一切削比例确定第一切削厚度，再根据所述第一切削厚度切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面；所述根据所述第二差值和所述第二切削比例，切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面包括：根据所述第二差值和所述第二切削比例确定第二切削厚度，再根据所述第二切削厚度切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面。
10.可选的，所述模型融合规则表征为：在同一坐标系内，将第一标志点和第二标志点重合；切除cbct牙齿模型与标准牙冠模型的重合部分，生成cbct牙根模型；将cbct牙根模型与标准牙冠模型在舌侧面桥接，进行联合处理，生成完整的牙体模型。
11.本技术提供的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合装置，能够分别获取cbct数据和口内扫描数据，根据cbct数据建立cbct牙齿模型，根据口内扫描数据建立口扫牙冠模型并确定牙冠表明色度，然后基于预设的切削规则，根据cbct牙齿模型、口扫牙冠模型和牙冠表面色度，切削口扫牙冠模型以生成标准牙冠模型，这一步骤能够减小牙齿表面杂质对牙冠模型的影响，最后基于预设的模型融合规则，根据cbct牙齿模型和标准牙冠模型生成完整的牙体模型，使得牙体模型既能够保留标准牙冠模型的精度，又能够根据cbct牙齿模型呈现牙根部分，牙体模型具有直观、精确的优点，有利于正畸医师根据患者的牙体模型指定治疗方案。
12.在本技术的第二方面，提供了一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合装置。该装置包括：第一模型建立模块，用于根据获取的cbct数据，建立cbct牙齿模型；第二模型建立模块，用于根据获取的口内扫描数据，建立口扫牙冠模型并确定牙冠表面色度；
切削模块，用于基于预设的切削规则，根据所述cbct牙齿模型、所述口扫牙冠模型和所述牙冠表面色度，切削所述口扫牙冠模型并生成标准牙冠模型；融合模块，用于基于预设的模型融合规则，根据所述cbct模型和所述标准牙冠模型生成完整的牙体模型。
13.在本技术的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
14.在本技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本技术的第一方面的方法。
15.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
16.结合附图并参考以下详细说明，本技术各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了根据本技术的实施例的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法的流程图；图2示出了根据本技术的实施例的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合装置的方框图；图3示出了适于用来实现本技术实施例的终端设备或服务器的结构示意图。
具体实施方式
17.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.锥形束计算机断层扫描技术(cone-beam computed tomography，cbct)以其具有低辐射量、操作简单、短扫描时间、高分辨率、显示清晰等优点，能够一层层地展现牙根、颌骨、牙槽骨等牙体硬组织的结构，但是由于拍摄cbct时患者往往处于牙尖交错位，咬合面牙尖交错，所以基于cbct分割重建的模型在咬合面的牙尖、窝、沟、嵴等解剖结构方面的还原差强人意，达不到临床使用精度。而口腔扫描技术拥有对于口内牙体外形(牙冠部分)的高精度还原的优点，并且能够扫描得到牙龈等软组织图像。
19.本技术公开一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法，能够分别获取cbct数据和口内扫描数据，根据cbct数据建立cbct牙齿模型，根据口内扫描数据建立口扫牙冠模型并确定牙冠表明色度，然后基于预设的切削规则，根据cbct牙齿模型、口扫牙冠模型和牙冠表面色度，切削口扫牙冠模型以生成标准牙冠模型，这一步骤能够减小牙齿表面杂质对牙冠模型的影响，最后基于预设的模型融合规则，根据cbct牙齿模型和标准牙冠模型生成完整的牙体模型，使得牙体模型既能够保留标准牙冠模型的精度，又能够根据cbct牙齿模型呈现牙根部分，牙体模型具有直观、精确的优点，有利于正畸医师根据患者的牙体
模型指定治疗方案。
20.图1示出了根据本技术实施例的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法的流程图。
21.步骤s100、根据获取的cbct数据，建立cbct牙齿模型。
22.在本技术实施例中，建立cbct牙齿模型的方式可以是首先导入cbct数据，然后创建蒙版，根据牙齿阈值对cbct数据进行二值化处理，生成牙齿二维数据切片，配齐二维数据切片并增加密度，以生成牙齿三维数据，对生成的三维数据包进行光顺处理，然后生成cbct牙齿模型。在光顺处理的过程中，需保持牙齿三维数据与二位数据轮廓保持一致。这一部分为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。
23.步骤s200、根据获取的口内扫描数据，建立口扫牙冠模型并确定牙冠表面色度。
24.在本技术实施例中，生成口扫牙冠模型的方式可以是根据口内扫描数据建立三维模型，然后依据牙龈界限描绘出切割线，分割牙冠部分和牙龈部分，导出分割后的牙冠部分的以及牙冠部分的三维数据，对牙冠部分进行密度处理，生成口扫牙冠模型。此部分为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。
25.在本技术实施例中，确定牙冠表面色度的方式可以根据口内扫描数据确定口内图像信息，再基于区域划分规则，将口扫牙冠模型划分为多个区域，然后根据口内图像信息和预设的色度对照表确定口扫牙冠模型每个区域的牙冠表面色度。
26.区域划分规则可以是表征为：根据口扫牙冠模型确定每颗牙冠的边缘信息，边缘信息可以是牙齿之间的分界线。根据每颗牙冠的边缘信息，将口扫牙冠模型的唇侧面和舌侧面均划分为多个区域，每个区域为单科牙冠的单个侧面。
27.步骤s300、基于预设的切削规则，根据所述cbct牙齿模型、所述口扫牙冠模型和所述牙冠表面色度，切削所述口扫牙冠模型并生成标准牙冠模型。
28.在本技术实施例中，切削规则表征为：根据cbct牙齿模型和标志点选取规则，确定第一标志点，第一标志点为多个，且均位于cbct牙齿模型的牙冠部分。再根据口扫牙冠模型和标志点选取规则，确定第二标志点，第二标志点同样为多个。然后在同一坐标系内，将第一标志点和第二标志点重合，使得cbct牙齿模型的牙冠部分能够与口扫牙冠模型接近重叠，由于牙冠模型表面可能存在杂质，口扫牙冠模型的唇侧面的厚度和舌侧面的厚度均大于cbct牙齿模型的牙冠部分。因此，可以确定cbct牙齿模型的牙冠部分和口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面的第一差值，以及舌侧面的第二差值。
29.然后根据牙冠表面色度和预设的切削对照表，确定每颗牙冠唇侧面的第一切削比例，和舌侧面的第二切削比例。根据第一差值和第一切削比例确定第一切削厚度，再根据第一切削后附切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面。根据第二差值和第二切削比例确定第二切削厚度，再根据第二切削厚度切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的舌侧面，以生成标准牙冠模型。
30.在一个具体的示例中，切削对照表可以是根据历史数据设置的，可以根据牙冠表面色度确定牙冠表面杂质附着程度，进而确定需要切削的比例，在确定切削比例后，依据cbct牙齿模型牙冠部分和口扫牙冠模型在的厚度差值，便可以确定切削厚度，使得切削后的口扫牙冠模型更接近患者牙齿的真实数据。
31.在本技术实施例中，标志点选取规则可以是：识别模型为cbct牙齿模型，则执行以
下步骤：步骤s311、上下颌中切牙切点中线的连线中点：在cbct牙齿模型上确定中切牙，上下翻阅获得中切牙近中切角并标注，即近中中切牙图像最后消失者的牙体近中点，然后确定两点连线的中点；若不在同一平面，则计算两者水平和垂直距离中点，并在对应图层进行标注。
32.步骤s312、上下颌双侧尖牙的近中接触点：在cbct牙齿模型上找到尖牙，从上向下翻阅cbct牙齿模型，找到其近中与侧切牙相接的点为近中接触点；若出现无相接情况，则点为尖牙的近中冠宽点。
33.步骤s313、上下颌双侧第一磨牙的近中接触点：在cbct牙齿模型上找到第一磨牙，从上向下翻阅cbct牙齿模型，找到其近中与侧切牙相接的点为近中接触点；若出现无相接情况，则点为第一磨牙的近中冠宽点。
34.步骤s314、所有牙近远中切面的唇颊侧牙体最突点：cbct牙齿模型上的唇颊侧冠厚点，即从上向下翻阅cbct牙齿模型，最靠近唇侧的一点。
35.步骤s315、所有牙近远中切面的舌腭侧牙体最突点：前牙为舌隆突点，即cbct牙齿模型上前牙的舌腭侧冠厚点；后牙为cbct牙齿模型上cbct牙齿模型上前牙的舌腭侧冠厚点。
36.以上均为第一标志点。
37.若识别模型为口扫牙冠模型，则执行以下步骤：步骤s321、上下颌中切牙切点：分别在口扫牙冠模型上定位上(下)颌中切牙，找到上(下)颌左右中切牙的近中切角即为标志点。
38.步骤s322、上下颌双侧尖牙的近中接触点：口扫牙冠模型上定位尖牙，找到其近中与侧切牙相接的点为近中接触点；若出现无相接情况，则点为尖牙的近中冠宽点。
39.步骤s323、上下颌双侧第一磨牙的近中接触点：口扫牙冠模型上定位第一磨牙，找到其近中与侧切牙相接的点为近中接触点；若出现无相接情况，则点为第一磨牙的近中冠宽点。
40.步骤s324、所有牙近远中切面的唇颊侧牙体最突点：调整口扫牙冠模型查看牙体的唇舌向，定位其唇侧最突点。
41.步骤s325、所有牙近远中切面的舌腭侧牙体最突点：调整口扫牙冠模型查看牙体的唇舌向，定位其舌侧最突点。
42.以上均为第二标志点。
43.在本技术实施例中，在对口扫牙冠模型进行切削时，可以是沿口扫牙冠模型的外轮廓切削口扫牙冠模型中每颗牙冠的唇侧面以及舌侧面。
44.步骤s400、基于预设的模型融合规则，根据所述cbct模型和所述标准牙冠模型生成完整的牙体模型。
45.在本技术实施例中，模型融合规则表征为：在同一坐标系内，将第一标志点和第二标志点重合，使得cbct牙齿模型与标准牙冠模型重合，然后切除cbct牙齿模型与标准牙冠模型的重合部分，生成cbct牙根模型；再将cbct牙根模型与标准牙冠模型在舌侧面桥接，进行联合处理，生成完整的牙体模型。
46.进一步的，可以运用布尔填充命令将合并后的cbct牙根模型与标准牙冠模型进行
网格化处理，将桥接后的牙体模型处理为实体。
47.本技术公开的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法，能够在将cbct牙齿模型与口扫牙冠模型融合之前，对口扫牙冠模型进行切削处理，生成标准牙冠模型，使得标准牙冠模型部分更接近患者的真实牙冠数据，进而提高融合后的牙体模型的精确度。
48.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
49.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本技术所述方案进行进一步说明。
50.图2示出了根据本技术的实施例的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合装置的方框图。装置包括：第一模型建立模块，用于根据获取的cbct数据，建立cbct牙齿模型；第二模型建立模块，用于根据获取的口内扫描数据，建立口扫牙冠模型并确定牙冠表面色度；切削模块，用于基于预设的切削规则，根据所述cbct牙齿模型、所述口扫牙冠模型和所述牙冠表面色度，切削所述口扫牙冠模型并生成标准牙冠模型；融合模块，用于基于预设的模型融合规则，根据所述cbct模型和所述标准牙冠模型生成完整的牙体模型。
51.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
52.图3示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的结构示意图。
53.如图3所示，电子设备包括中央处理单元(cpu)301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还存储有系统300操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
54.以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。
55.特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本技术的系统中限定的
上述功能。
56.需要说明的是，本技术所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
57.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
58.描述于本技术实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括第一模型建立模块、第二模型建立模块、切削模块和融合模块。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，第一模型建立模块还可以被描述为“用于根据获取的cbct数据，建立cbct牙齿模型的模块”。
59.作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本技术的一种结合cbct和口内扫描技术的牙齿根冠融合方法。
60.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中申请的(但不限于)具有类似功
能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。