用于咬合配准的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于咬合配准的方法和系统 发明领域
[0001] 本发明涉及了牙科三维（3D)成像技术领域，并且更具体地，涉及用于使用至少两 个咬合表面进行咬合配合的方法和计算机化系统。
[0002] 发明背景
[0003] 在牙科领域中，在治疗过程中，其中一关键点在于获得对应于咬紧状态的准确3D 牙齿模型。3D相机系统用于直接形成患者3D牙齿模型，这就无需浇铸印模材料并将印模材 料送往实验室以进行修复。这减少了成本并简化了牙体修复工作流程。
[0004] 对于构造全局3D牙齿模型过程，咬合配准的步骤是必要且重要的步骤之一。咬 合配准是将上颂与下颂配准的过程，这可建立处于咬紧状态下的上颂与其对应下颂间的3D 空间定位关系。
[0005] 在现有3D相机系统中，咬合配准期间，构造全局3D牙齿模型仅需一个咬合表面。 在这种方法中，单个咬合表面由扫描仪从咬紧牙齿的一个特定位置（诸如白齿右侧）捕获， 随后，所独立捕获的上颂和下颂的3D牙齿模型以半自动方式拼接（stitch)到咬合表面上， 以便完成咬合配准。然而，当整副牙齿包含多个牙齿（诸如多于5个牙齿）时，仅从咬合表 面的一个位置获得的咬合配准可能引起另一位置上的显著失配。例如，当仅仅使用对应于 臼齿右侧的一个咬合表面时，在对应于远端（诸如切牙或白齿右侧）的咬合配准中存在几 百微米失配。因此，难以确保咬合配准的总体准确性，这会造成这个单个咬合配准所构造的 最终虚拟全局3D牙齿模型与在唯一咬紧状态下的实际全局牙齿之间可能存在较大偏差。
[0006] 罗斯· J ·米勒（Ross J. Miller)等人的美国公开号US2005/0196724A1公开一种 咬合配准设备，这种设备使用利用印膜材料来填充的方块（200)记录咬合配置。显然，这种 设备无法提供数字可视咬合表面，并且因此无法适于数字3D相机系统。
[0007] 另外，鲁迪格?鲁伯特等人的美国专利号US 8121718B2公开一种基于对牙齿的口 内扫描的交互矫畸护理系统。在这种系统中，当将上颂和下颂两者拼接到咬合表面上时，操 作以手动的方式完成。此外，仅将一个咬合表面用于获得牙齿的3D虚拟模型。
[0008] 发明概述
[0009] 鉴于上述问题，本发明的目标在于至少提高咬合配准的准确性。
[0010] 为了实现上述目标或者其他目标，本发明提供了以下技术解决方案。
[0011] 根据本发明的一个方面，提供一种咬合配合方法，这种方法包括以下步骤：
[0012] a.生成上颂和下颂的三维（3D)牙齿模型；
[0013] b.获取同时包含上颂和下颂的一部分的咬合表面；
[0014] c.尝试将所述上颂和所述下颂的所述3D牙齿模型与所述咬合表面对齐；
[0015] d.如果成功对齐，那么将所述咬合表面与同所述咬合表面对齐的所述上颂和所述 下颂的所述3D牙齿模型一起显示；
[0016] e.重复步骤b至步骤d，以便获得对应于不同所显示的咬合表面的至少两次成功 咬合配准；
[0017] f.通过评估至少两次成功咬合配准，选择一次或多次成功咬合配准；以及
[0018] g.使用所选择的一次或多次成功咬合配准计算最终咬合配准。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供一种咬合配准系统，所述咬合配准系统包括：
[0020] 用以生成上颂和下颂的3D牙齿模型的装置；
[0021] 用以获取同时包含上颂和下颂的一部分的咬合表面的装置；
[0022] 用以尝试将所述上颂和所述下颂的所述3D牙齿模型与所述咬合表面对齐的装 置；
[0023] 用以如果成功对齐那么将所述咬合表面与同所述咬合表面对齐的所述上颂和所 述下颂的所述3D牙齿模型一起显示的装置；
[0024] 用以通过重复获得对应于不同所显示的咬合表面的至少两次成功咬合配准的装 置；
[0025] 用以通过评估至少两次成功咬合配准，选择一次或多次成功咬合配准的装置；以 及
[0026] 用以使用所选择的一次或多次成功咬合配准计算最终咬合配准的装置。
[0027] 根据本发明的又一方面，提供一种咬合配准系统，所述咬合配准系统包括扫描仪 和计算机化工作站，其中所述工作站配置为：
[0028] 生成上颂和下颂的3D牙齿模型；
[0029] 获取同时包含上颂和下颂的一部分的咬合表面；
[0030] 尝试将所述上颂和所述下颂的所述3D牙齿模型与所述咬合表面对齐；
[0031] 如果成功对齐，那么将所述咬合表面与同所述咬合表面对齐的所述上颂和所述下 颂的所述3D牙齿模型一起显示；
[0032] 重复获取步骤至显示步骤，以便获得对应于不同所显示的咬合表面的至少两次成 功咬合配准；
[0033] 通过评估至少两次成功咬合配准，选择一次或多次成功咬合配准；以及
[0034] 使用所选择的一次或多次成功咬合配准计算最终咬合配准。
[0035] 附图简述
[0036] 本发明的上述及其他目标和优点将参考附图从以下【具体实施方式】弯曲理解，在附 图中，相同或类似的元件是由相同参考符号指示。
[0037] 图1是根据本发明的实施方案的咬合配准系统的示意结构视图；
[0038] 图2是根据本发明的实施方案的咬合配准方法的工作流程；
[0039] 图3是根据本发明的实施方案的咬合配准的示意工作流程；
[0040] 图4 (a)是上颂的3D牙齿模型；
[0041] 图4(b)是下颂的3D牙齿模型；
[0042] 图5是监控器中显示的咬合表面的示意图；
[0043] 图6是根据本发明的实施方案的将3D牙齿模型与咬合表面对齐的示意工作流 程；
[0044] 图7是根据本发明的实施方案的成功拼接时的用户界面显示；
[0045] 图8是根据本发明的实施方案的并未成功拼接时的用户界面显示；
[0046] 图9示出多个矩阵插值的示意工作流程；
[0047] 图10示出具有咬合表面的所获取的3D表面的一部分。
【具体实施方式】
[0048] 本发明的许多可能的实施方案中的一些将在下文进行描述以提供对本发明的基 本理解，并且并未标识本发明的重要或关键元件或限定保护范围。可容易地理解，根据本发 明的技术解决方案，在不背离本发明的真实精神的情况下，本领域的普通技术人员能够提 出其他替代实现方式。因此，以下实施方案和附图是本发明的技术解决方案的说明性的描 述，并且应理解为构成本发明的整个内容，或限制或限定本发明的技术解决方案。
[0049] 图1是根据本发明的实施方案的咬合配准系统的示意结构视图。系统10至少用 于咬合配准。如图1简单所示，在该实施方案中，系统10包括扫描仪13以及计算机化工作 站11。扫描仪13是由牙科医师手持，并且它可部分放入患者90 口中。当放入口中时，扫描 仪13可按需要捕获牙齿的图像或其他3D视图。扫描仪13和工作站11可以无