一种数字化义齿的形位参数测量方法技术

本发明专利技术公开了一种数字化义齿的形位参数测量方法，包括：导入义齿模型；调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir，坐标方向dir满足：z轴与牙长轴方向平行，x轴与近远中方向平行，y轴与颊舌或唇舌方向平行，x轴、y轴和z轴方向符合右手准则；根据坐标方向dir，在

A method for measuring the shape and position of digital denture

The invention discloses a parameter measurement method, a digital denture denture model includes: introduction; adjust the denture model coordinate system, to determine the direction of dir denture model, coordinate direction dir meet: Z axis and X axis parallel to the long axis of the teeth, and the mesiodistal direction parallel to y axis and the buccal. The tongue or tongue direction parallel to X axis, Y axis and Z axis direction in accordance with the right-hand rule; according to the coordinate direction in dir.

【技术实现步骤摘要】
一种数字化义齿的形位参数测量方法
本专利技术涉及口腔修复领域，尤其是一种数字化义齿的形位参数测量方法。
技术介绍
在口腔修复CAD/CAM系统中，义齿形位参数(包括位置参数和形状参数)的获取是义齿全冠设计和牙齿排列等修复工作的基础：义齿空间位置和姿态的确定与调整依赖于位置参数，义齿的尺寸缩放和形态调整依赖于形状参数。牙冠近远中径和颊/唇舌径是较为常见的尺寸参数，要获得尺寸参数首先要准确识别义齿的外形高点。外形高点，是指牙体各轴面上最突出的部分，一般包括近中面、远中面、颊(唇)面和舌面4个外形高点。其中，通过近远中面外形高点可以确定牙齿的近远中径，通过颊(唇)舌面外形高点可以确定牙齿的颊(唇)舌径，而近远中径和颊(唇)舌径是衡量牙齿长、宽的指标。图1(a)、(b)和(c)分别为磨牙牙冠在龈(牙合)方向、颊舌方向及近远中方向的投影，其清晰地展示了牙齿在各个方向尺寸与外形高点的关系。为了获取牙齿的尺寸，有人提出了先根据标准牙统计数据找到邻牙近远中面与义齿牙冠的接触区，然后在接触区域内识别外形高点的方法。由于统计数据需要大量统计样本并且以模型的相似度匹配为基础，这种方法在实际应用中难以实现。此外，若按照外形高点的定义直接在义齿各个方向求坐标最值的方法来识别外形高点，由于牙齿形态及义齿模型网格质量的巨大差异性，这样识别出的外形高点可能出现较大偏差，尤其是当义齿模型带有牙龈曲面时，仅按照定义通过求坐标极值来获取外形高点，极有可能错误地识别到牙龈部分。在位置参数方面，现有技术主要定义了牙齿的坐标方向，而由于牙齿形态各异，现有技术难以确定其中心，此时通常的做法是根据统计数据来确定和调整坐标平面，其实际可操作性不强。综上所述，现有技术主要存在以下缺点：(1)已有的外形高点识别方法要么可操作性不强，要么不够可靠，不利于牙齿形位参数的测量。(2)现有技术没有为义齿定义统一的形位参数，尤其是没有为义齿建立合理的基准面，不利于在口腔修复CAD/CAM系统中对义齿进行缩放、定位和匹配等设计工作，不够方便。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种可操作性强、可靠和方便的，数字化义齿的形位参数测量方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种数字化义齿的形位参数测量方法，包括以下步骤：导入义齿模型；调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir，所述确定的坐标方向dir满足：z轴与牙长轴方向平行，x轴与近远中方向平行，y轴与颊舌或唇舌方向平行，x轴、y轴和z轴方向符合右手准则；根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点，所述h为设定的高度阈值，h用于预估牙尖至龈缘的距离；根据义齿的5个外形高点计算2个外形尺寸并确定3个基准面。进一步，所述义齿模型包括但不限于标准牙冠模型、从牙列切割的单颗牙齿模型、基牙模型以及嵌体预备体模型。进一步，所述调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir这一步骤，其包括：判断导入的义齿模型所属的类型；根据判断的结果调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir。进一步，所述根据判断的结果调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir这一步骤，其具体为：若导入的义齿模型属于标准牙冠模型，则直接以标准牙冠模型自身设定好的局部坐标系方向作为确定的坐标方向dir；若导入的义齿模型属于基牙模型或从牙列切割的单颗牙齿模型或嵌体预备体模型，则先调整z轴使其与牙长轴方向平行且其正向由牙根指向牙尖，然后调整x轴使其与近远中方向平行，最后根据右手准则确定坐标方向dir的y轴。进一步，所述根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点这一步骤，其包括：根据设定的初始高度阈值h0计算出高度阈值h；根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点，所述义齿的5个外形高点包括近中面、远中面的两外形高点颊面、舌面的两外形高点以及最高牙尖点进一步，所述根据设定的初始高度阈值h0计算出高度阈值h这一步骤，其包括：根据确定的坐标方向dir识别义齿近远中方向的坐标最小值与最大值，进而根据识别出的坐标最小值与最大值初步计算出近远中径XLength；设定初始高度阈值h0，然后采用XLength与同名义齿近远中径的统计值W之比对h0进行修正，得到高度阈值h，所述高度阈值h的计算公式为：h＝h0*XLength/W。进一步，所述根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点这一步骤，其包括：识别义齿的最高牙尖点及其z坐标top；在(top-h)～top的范围内识别义齿的其余4个外形高点和进一步，所述设定的初始高度阈值h0＝4.5，所述同名义齿近远中径的统计值W＝7.5。进一步，所述根据义齿的5个外形高点计算2个外形尺寸并确定3个基准面这一步骤，其包括：根据义齿的5个外形高点坐标计算近远中径与颊舌径或唇舌径这两个外形尺寸，所述近远中径size_x的计算公式为：size_x＝|x2-x1|；所述颊舌径或唇舌径size_y的计算公式为：size_y＝|y4–y3|，其中，义齿的5个外形高点坐标分别为和根据义齿的5个外形高点坐标确定近远中方向中心面Plane_x、颊舌或唇舌方向中心面Plane_y及顶面Plane_z这3个基准面，所述近远中方向中心面Plane_x经过点((x1+x2)/2,0,0)，所述颊舌或唇舌方向中心面Plane_y经过点(0,(y3+y4)/2,0)，所述顶面Plane_z经过点(0,0,z5)。本专利技术的有益效果是：包括确定义齿模型的坐标方向dir，然后根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点的步骤，在已有的坐标最值法求外形高点的基础上，增设了高度阈值h，将外形高点的识别限定在龈缘以上的范围，不再依赖于统计数据和模型的相似度匹配，既具有可操作性强的特点，又保证了识别结果的可靠性；根据义齿的5个外形高点计算2个外形尺寸并确定3个基准面，给出了一套统一的义齿形位参数及其计算方法，尤其是为义齿建立了3个合理的基准面，有利于在口腔修复CAD/CAM系统中对义齿进行缩放、定位和匹配等设计工作，更加方便。附图说明图1为磨牙牙冠在三个方向的投影示意图；图2为本专利技术一种数字化义齿的形位参数测量方法的整体流程图；图3为本专利技术设定的高度阈值h示意图；图4为牙冠理想的外形高点示意图；图5为本专利技术识别外形高点的具体流程图；图6为本专利技术不同视角外形高点的识别结果对比图；图7为现有技术未设定高度阈值时不同视角外形高点的识别结果对比图；图8为本专利技术的牙齿形位参数示意图；图9为本专利技术实施例二的流程图；图10为本专利技术实施例二输入的嵌体预备体和同名标准牙冠的模型结构示意图；图11为本专利技术实施例二嵌体预备体坐标系调整后的效果图；图12为本专利技术实施例二嵌体预备体与标准牙冠外形高点的识别结果图；图13为本专利技术实施例二确定的嵌体预备体与标准牙冠的基准面示意图；图14为本专利技术实施例二标准牙冠缩放后得到的效果图；图15为本专利技术实施例二将标准牙冠与嵌体预备体匹配后得到的效果图。具体实施方式参照图2，一种数字化义齿的形位参数测量方法，包括以下步骤：导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：包括以下步骤：导入义齿模型；调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir，所述确定的坐标方向dir满足：z轴与牙长轴方向平行，x轴与近远中方向平行，y轴与颊舌或唇舌方向平行，x轴、y轴和z轴方向符合右手准则；根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点，所述h为设定的高度阈值，h用于预估牙尖至龈缘的距离；根据义齿的5个外形高点计算2个外形尺寸并确定3个基准面。

【技术特征摘要】
1.一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：包括以下步骤：导入义齿模型；调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir，所述确定的坐标方向dir满足：z轴与牙长轴方向平行，x轴与近远中方向平行，y轴与颊舌或唇舌方向平行，x轴、y轴和z轴方向符合右手准则；根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点，所述h为设定的高度阈值，h用于预估牙尖至龈缘的距离；根据义齿的5个外形高点计算2个外形尺寸并确定3个基准面。2.根据权利要求1所述的一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：所述义齿模型包括但不限于标准牙冠模型、从牙列切割的单颗牙齿模型、基牙模型以及嵌体预备体模型。3.根据权利要求2所述的一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：所述调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir这一步骤，其包括：判断导入的义齿模型所属的类型；根据判断的结果调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir。4.根据权利要求3所述的一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：所述根据判断的结果调整义齿模型的坐标系，以确定义齿模型的坐标方向dir这一步骤，其具体为：若导入的义齿模型属于标准牙冠模型，则直接以标准牙冠模型自身设定好的局部坐标系方向作为确定的坐标方向dir；若导入的义齿模型属于基牙模型或从牙列切割的单颗牙齿模型或嵌体预备体模型，则先调整z轴使其与牙长轴方向平行且其正向由牙根指向牙尖，然后调整x轴使其与近远中方向平行，最后根据右手准则确定坐标方向dir的y轴。5.根据权利要求1所述的一种数字化义齿的形位参数测量方法，其特征在于：所述根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点这一步骤，其包括：根据设定的初始高度阈值h0计算出高度阈值h；根据确定的坐标方向dir，在h的高度范围内通过求坐标最值的方法识别义齿的5个外形高点，所述义齿的5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王煜，肖兵，魏昕，夏鸿建，马杰，
申请(专利权)人：佛山市诺威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44