剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质。其中，该方法包括：获取目标牙齿的第一STL模型和目标牙齿的预备体的第二STL模型；以第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成与竖直方向呈预定夹角的圆锥状的剥离曲面STL模型；对剥离曲面STL模型和第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；对第二STL模型和第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；根据第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成目标牙齿的牙体预备。通过本发明专利技术，解决了层切式激光牙体预备效率低的问题，提高了针对体积较大的磨牙进行牙体预备时的效率。

Stripping laser tooth preparation method, device, equipment and medium

The invention provides a stripping type laser tooth preparation method, device, equipment and medium. The second STL model of the first STL model of the target teeth and the preparation of the target teeth is obtained, and the STL model of a conical peeling surface with a predetermined angle in the vertical direction is generated by using the 3D curve of the edge edge contour of the shoulder of the second STL model as the bottom edge, and the STL model and the first STL model of the stripped surface and the first STL model are made. The third STL model is obtained by Boolean operation. The fourth STL model needs to be removed from the second STL model and the third STL model. The multi-layer laser cutting path is generated according to the fourth STL model, and the tooth preparation of the target tooth is completed by controlling the laser tooth preparation equipment according to the multi-layer laser cutting path. The invention solves the problem of low efficiency of layered laser tooth preparation, and improves the efficiency of tooth preparation for large molars.

【技术实现步骤摘要】
剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质
本专利技术涉及牙体预备领域，具体而言，涉及一种剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质。
技术介绍
在激光牙体预备过程中，要实现利用激光切割的方法从目标牙齿中制备出符合临床要求的预备体的目的，需要对目标牙齿进行激光切割路径规划，规划出高精度的激光聚焦光斑运动轨迹。激光牙体预备路径规划的作用是生成激光三维切割路径，依据该路径激光工作头可以控制激光聚焦光斑沿着规划的路径运动实现激光牙体预备操作。依据激光工作头的工作原理，激光工作头进行激光牙体预备时采用逐层切割的方法，即激光工作头先用双振镜系统切割一层平面二维图形后移动透镜再进行下一层二维图形的切割。根据逐层切割的激光牙体预备技术方法，激光切割路径规划的实现思想如下：首先获得被去除牙体组织的几何模型，然后对该几何模型进行切片分层处理，将复杂的三维模型分成多层二维截面轮廓数据，最后再针对每一层截面轮廓数据生成该层的激光切割路径。如此便得到了激光牙体预备所需要的激光三维切割路径，由多层二维激光切割路径组成。当激光工作头在进行激光牙体预备时便可以利用路径规划生成的多层二维平面激光切割路径实现对目标牙齿的逐层激光切割，最终切割出牙齿预备体。现有的激光牙体预备采用层切式激光牙体预备方法。如图1所示，层切式激光牙体预备就是以逐层切割的方式把目标牙齿上除预备体之外的所有牙体组织完全切除的激光牙体预备方法。层切式激光牙体预备的激光切割路径规划的实现方法如下：将目标牙齿上除预备体之外的多余牙体组织的几何模型按照一定的厚度从上到下均匀分成若干层，得到相同层数的截面轮廓，然后针对每一层的截面轮廓生成激光切割路径。层切式激光牙体预备充分利用了激光工作头分层切割的工作原理，所以其较容易实现，但是这种方法需要将目标牙齿上除预备体之外的所有牙体组织全部用激光切割的方法去除，完成整个牙体预备需要去除大量的牙体组织，特别是针对体积较大的磨牙进行牙体预备时，去除的大量的牙体组织会降低牙体预备的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质，以至少解决相关技术中层切式激光牙体预备效率低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种剥离式激光牙体预备方法，包括：获取目标牙齿的第一STL模型和所述目标牙齿的预备体的第二STL模型；以所述第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成母线与转轴呈预定夹角的倒圆锥状的剥离曲面STL模型；对所述剥离曲面STL模型和所述第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；对所述第二STL模型和所述第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；根据所述第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据所述多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成所述目标牙齿的牙体预备。第二方面，本专利技术实施例提供了一种剥离式激光牙体预备装置，包括：获取模块，用于获取目标牙齿的第一STL模型和所述目标牙齿的预备体的第二STL模型；第一生成模块，用于以所述第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成母线与转轴呈预定夹角的倒圆锥状的剥离曲面STL模型；第二生成模块，用于对所述剥离曲面STL模型和所述第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；第三生成模块，用于对所述第二STL模型和所述第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；第四生成模块，用于根据所述第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据所述多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成所述目标牙齿的牙体预备。第三方面，本专利技术实施例提供了一种剥离式激光牙体预备设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现第一方面所述的方法。第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面所述的方法。通过本专利技术实施例提供的剥离式激光牙体预备方法、装置、设备及介质，采用获取目标牙齿的第一STL模型和目标牙齿的预备体的第二STL模型；以第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成与竖直方向呈预定夹角的圆锥状的剥离曲面STL模型；对剥离曲面STL模型和第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；对第二STL模型和第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；根据第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成目标牙齿的牙体预备的方式，解决了层切式激光牙体预备效率低的问题，提高了针对体积较大的磨牙进行牙体预备时的效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是层切式激光牙体预备的示意图；图2是根据本专利技术实施例的剥离式激光牙体预备方法的流程图；图3是第二磨牙突出的牙冠的示意图；图4是根据本专利技术实施例的剥离式激光牙体预备的示意图；图5是进行剥离式牙体预备存在的挡光现象的示意图；图6是根据本专利技术实施例的通过拾取预备体肩台边缘点获取边缘轮廓三维曲线的示意图；图7是根据本专利技术实施例的剥离曲面STL模型的示意图；图8是根据本专利技术实施例生成剥离式激光牙体预备所需要的STL模型的示意图；图9是STL文件表示的球形模型的示意图；图10是读取STL文件的流程图；图11是三角面片与切平面的五种位置关系的示意图；图12切平面过共用顶点的示意图；图13是根据本专利技术实施例的用于存储三角面片分组数据的一维结构指针数组的示意图；图14是根据本专利技术实施例的STL模型三角面片分组操作的流程图；图15是根据本专利技术实施例的切平面与三角面片相交示意图；图16是根据本专利技术实施例的生成无向截面轮廓线流程图；图17是根据本专利技术实施例的静态结构体二维数组交点数据的示意图；图18是根据本专利技术实施例的填充线与截面轮廓的求交过程的流程图；图19是根据本专利技术实施例的填充线与截面轮廓线相交示意图；图20是根据本专利技术实施例对激光切割线的分区处理的示意图；图21是激光切割过程中产生的漏线现象的示意图；图22是根据本专利技术实施例的搜索最优子区域生成的激光切割路径的示意图；图23是根据本专利技术实施例的激光牙体预备路径规划软件操作流程以及软件数据流的示意图；图24是根据本专利技术实施例的路径规划软件生成的软件截面轮廓和激光切割路径的示意图；图25是根据本专利技术实施例的剥离式激光牙体预备装置的结构框图；图26是根据本专利技术实施例提供的剥离式激光牙体预备设备的硬件结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种剥离式激光牙体预备方法，其特征在于，包括：获取目标牙齿的第一STL模型和所述目标牙齿的预备体的第二STL模型；以所述第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成母线与转轴呈预定夹角的倒圆锥状的剥离曲面STL模型；对所述剥离曲面STL模型和所述第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；对所述第二STL模型和所述第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；根据所述第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据所述多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成所述目标牙齿的牙体预备。

【技术特征摘要】
1.一种剥离式激光牙体预备方法，其特征在于，包括：获取目标牙齿的第一STL模型和所述目标牙齿的预备体的第二STL模型；以所述第二STL模型中肩台外围边缘轮廓三维曲线为底边，生成母线与转轴呈预定夹角的倒圆锥状的剥离曲面STL模型；对所述剥离曲面STL模型和所述第一STL模型进行布尔运算，得到第三STL模型；对所述第二STL模型和所述第三STL模型进行布尔运算，得到需要被去除的第四STL模型；根据所述第四STL模型生成多层激光切割路径，以根据所述多层激光切割路径控制激光牙体预备设备完成所述目标牙齿的牙体预备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取目标牙齿的第一STL模型和所述目标牙齿的预备体的第二STL模型之前，所述方法还包括：用口内三维扫描仪获取所述目标牙齿的三维表面数据，并保存为所述第一STL模型；按照临床要求在所述第一STL模型的基础上进行设计，得到所述第二STL模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定夹角为3°至10°。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第四STL模型生成多层激光切割路径包括：对所述第四STL模型进行分层切片处理，生成各分层切片的截面轮廓线；采...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕培军，原福松，张耀鹏，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：北京,11