虚拟牙根生成方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本发明涉及口腔正畸，特别是涉及一种虚拟牙根的生成方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、牙颌畸形是一种口腔疾病，传统的牙颌畸形矫治方法多采用粘接在牙齿上的固定托槽矫治器，其缺点是钢丝外露，影响美观，且钢丝容易损伤口腔内粘膜，钢丝与牙齿的缝隙处清洁不便，容易滋生菌斑导致牙齿脱矿、变色。为了克服固定托槽矫治器的这些缺点，出现了无托槽隐形矫治器。隐形矫治器由安全的弹性透明高分子材料制成，可以由患者自行摘戴，口腔卫生可以正常维护。且使用隐形矫治器无需在患者的牙冠上粘接托槽、调节弓丝，使临床操作大大简化。

2、在现有的隐形矫治器中，首先通过光学或ct扫描患者牙颌石膏模型或印模，或者直接口内扫描采集患者的当前牙颌状态图像，建立患者的牙颌数字化模型。接着由医生根据患者的原始牙齿状态人工地确定最终的牙齿矫治状态，然后借助计算机辅助设计手段，得到多个中间牙齿状态，从而制造一系列的隐形矫治器，每个隐形矫治器对应患者的不同矫正阶段。由此可见，获取患者的原始牙齿状态是设计矫治方案的必要条件。医生根据患者的原始牙齿状态，根据经验移动某些牙齿，从而达到矫治的目标牙列。

3、但是，目前获取患者的原始牙齿状态仅能获得患者的牙冠数据，每个牙齿由外露的牙冠和埋入牙槽骨中的牙根组成，ct图像虽然能够获取牙根的图像，但ct图像为二维图像数据，无法直接得到患者的牙根三维模型。而口内扫描方式，只能获得患者牙冠的三维图像数据，而无法扫描到牙根。然而在临床，常会出现牙冠之间没有重叠或具有移动间隙，其牙根却可能出现贴靠甚至紧抵的情况，若移动牙冠、相邻牙根将会出现干涉的情况。

4、现有技术中，通过计算机算法生成虚拟牙根来替代真实牙根，但是，通过其方法生成的虚拟牙根与真实牙根之间存在较大差距，导致矫治计划的准确性受到极大地影响。基于此，提出一种虚拟牙根生成方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品来解决上述问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高隐形矫治器生产效率和准确度的虚拟牙根生成方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种虚拟牙根生成方法，该方法包括：

3、获取牙冠模型和牙根深度，并根据牙冠模型的颈缘点得到投影点；

4、根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线；

5、根据牙根形状边缘线得到牙根曲面；

6、根据牙根曲面生成虚拟牙根。

7、在其中一个实施例中，根据牙冠模型的颈缘点得到投影点包括：

8、提取牙冠模型的颈缘线，并采集颈缘线上的颈缘点；

9、以牙冠指向牙根根尖的方向为牙根轴向，沿牙根轴向计算颈缘点的最低点；

10、根据牙根轴向和最低点构建平面；

11、将颈缘点投影到平面上得到投影点。

12、在其中一个实施例中，根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线包括：

13、计算投影点的中心点；

14、计算中心点与每个投影点的距离，并获取最远距离与最远点；

15、根据最远点获取定位点，定位点在最远点指向中心点的方向上与最远点具有第一预设距离，在平行于牙根轴向的方向上与最远点具有第二预设距离；

16、根据最远点获取第一切矢，根据定位点获取第二切矢；

17、根据最远点、第一切矢、定位点以及第二切矢得到牙根形状边缘线；

18、在其中一个实施例中，根据最远点获取第一切矢，根据定位点获取第二切矢包括：

19、根据牙根轴向，以预设长度构造经过最远点的第一矢量；

20、根据最远点指向中心点的方向，以预设长度构造经过定位点的第二矢量；

21、第一切矢与第一矢量之间具有第一预设角度，第二切矢与第二矢量之间具有第二预设角度。

22、在其中一个实施例中，根据牙根形状边缘线得到牙根曲面包括：

23、根据牙根形状边缘线计算第一收缩系数和第二收缩系数；

24、将每个投影点根据第一收缩系数和第二收缩系数进行收缩得到点集，对点集进行拟合得到曲线簇；

25、根据曲线簇和牙根形状边缘线得到牙根曲面。

26、在其中一个实施例中，根据牙根形状边缘线计算第一收缩系数和第二收缩系数包括：

27、构造第一直线和第二直线，第一直线为中心点和最远点所在直线，第二直线为平行于牙根轴向且经过中心点的直线；

28、对牙根形状边缘线进行采样点采样，并计算每个采样点到第一直线和第二直线的距离；

29、第一收缩系数为采样点到第二直线的距离与最远距离的比值，第二收缩系数为采样点到第一直线的距离。

30、在其中一个实施例中，根据牙根曲面生成虚拟牙根包括：将牙根曲面的一端与牙冠模型进行拼接，将牙根曲面的另一端进行补洞，得到虚拟牙根。

31、第二方面，本技术还提供了一种虚拟牙根生成装置，该装置包括：

32、获取模块，用于获取牙冠模型和牙根深度，并根据牙冠模型的颈缘点得到投影点；

33、第一计算模块，用于根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线；

34、第二计算模块，用于根据牙根形状边缘线得到牙根曲面；

35、合成模块，用于根据牙根曲面生成虚拟牙根。

36、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

37、获取牙冠模型和牙根深度，并根据牙冠模型的颈缘点得到投影点；

38、根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线；

39、根据牙根形状边缘线得到牙根曲面；

40、根据牙根曲面生成虚拟牙根。

41、第四方面，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，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

42、获取牙冠模型和牙根深度，并根据牙冠模型的颈缘点得到投影点；

43、根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线；

44、根据牙根形状边缘线得到牙根曲面；

45、根据牙根曲面生成虚拟牙根。

46、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

47、获取牙冠模型和牙根深度，并根据牙冠模型的颈缘点得到投影点；

48、根据投影点和牙根深度得到牙根形状边缘线；

49、根据牙根形状边缘线得到牙根曲面；

50、根据牙根曲面生成虚拟牙根。

51、上述虚拟牙根生成方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，先通过牙冠模型颈缘线上的颈缘点得到在平面上的投影点，结合牙根深度确定四个参数，然后计算生成牙根形状边缘线，即确定了牙根侧边的外轮廓线；再根据牙根形状边缘线进行采样并计算收缩系数，将投影点按照收缩系数进行收缩，能够得到一个点集，该点集中的点分布形成牙根的外周轮廓，将点进行拟合得到曲线簇，结合牙根形状边缘线能够得到牙根曲面，最后生成完整的虚拟牙根。通过四个参数确定牙根形状边缘线，再通过投影点生成曲线簇、曲线簇生成牙根曲面的方式，能够得到精准度较高的虚拟牙根，极大地缩小了与真实牙根之间的差距。在矫治方案设计阶段，能够为医生提供具有牙冠和牙根的完成牙齿模型，使得在矫治方案设计过程中，精确地模拟牙冠和牙根的移动过程，提高矫治方案的可靠性和成功率。