虚拟牙龈的构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟牙龈的构建方法，包括：获取数字化牙颌模型；根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；在所述牙颌坐标系中建立所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的底面的轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。同时还公开了一种虚拟牙龈的构建系统，以及一种设计壳状牙齿矫治器的方法、一种制造壳状牙齿矫治器的方法、一种虚拟牙龈的构建设备，及一种虚拟牙龈的构建设备。

【技术实现步骤摘要】
虚拟牙龈的构建方法及系统
本专利技术属于牙齿矫治
，更确切的说涉及壳状牙齿矫治器设计及生产制造技术，尤其涉及一种虚拟牙龈的构建方法及系统，一种设计壳状牙齿矫治器的方法、一种制造壳状牙齿矫治器的方法，一种虚拟牙龈的构建设备、一种计算机存储介质。
技术介绍
牙龈线的确定是壳状牙齿矫治器生产制造的重要参数，基于牙龈线可实现矫治器制造的剪切，目前牙龈线的构建提出了很多的算法，通过现有技术的分析中可知通过牙齿模型控制点建立牙龈边界线，从而利用牙龈边界线生成虚拟牙龈。但是，现有的方法中根据控制点建立时只考虑了相邻牙齿模型，如果是牙列拥挤的病例，生成的虚拟牙龈会在拥挤的牙齿区域产生褶皱情况。针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了解决技术问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是克服现有技术缺陷，提供“一种虚拟牙龈的构建方法及系统，一种设计壳状牙齿矫治器的方法、一种制造壳状牙齿矫治器的方法，一种虚拟牙龈的构建设备、一种计算机存储介质”，解决了现有虚拟牙龈会在拥挤的牙齿区域产生褶皱的问题。本专利技术提供的技术方案如下：一种虚拟牙龈的构建方法，包括：获取数字化牙颌模型；根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；在所述牙颌坐标系中建立与所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建所述数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。进一步优选地，构建所述牙颌坐标系包括：将所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿生成对应的牙齿网格模型；在每颗所述牙齿网格模型上标注牙龈线的位置信息；根据所述牙龈线的位置信息构建所述牙颌坐标系。进一步优选地，构建所述牙颌坐标系包括：提取每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息；对所述网格顶点坐标信息进行特征值分析；其中，将满足第一特征值的作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的作为第三主成分，并设置为Z轴；进一步计算每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点。进一步优选地，所述第一特征值大于所述第二特征值，所述第二特征值大于所述第三特征值。进一步优选地，构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓包括：根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息建立所述数字化牙颌模型的牙弓曲线；分别在所述牙弓曲线的舌侧和唇侧方向延展不同预设宽度距离，形成封闭的所述牙颌底面轮廓。进一步优选地，包括：在所述牙颌坐标系中获取所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息；将获取的每颗数字化牙齿的所述重心信息及所述牙龈线信息映射到所述牙颌坐标系中的所述牙颌平面上；根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息，在所述牙颌平面上构建所述数字化牙颌模型的平面拓扑网格；从所述平面拓扑网格向标注牙龈线的位置信息进行信息增长设置，获取所述数字化牙颌模型对应的所述虚拟牙龈信息。进一步优选地，包括：在所述牙颌平面上根据所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线在所述牙颌底面轮廓内建立牙龈拓扑网格；根据所述牙龈拓扑网格以及标注牙龈线的位置信息，通过约束算法在所述牙颌坐标系内建立三维虚拟牙龈网格。进一步优选地，构建牙龈拓扑网格包括：获取所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线上的各边界点；计算各边界点的两条相邻边的夹角值；在各所述夹角值中检索出最小夹角对应的边界点；进一步根据最小夹角对应的边界点与相邻两个边界点之间距离，根据距离的大小更新三角面片的数量，构建完成所述牙龈拓扑网格。进一步优选地，所构建拓扑网格包括：计算该边界点的两个相邻边组成的夹角是否大于预设角度，如大于则增加两个三角面片，否则增加一个三角面片。进一步优选地，构建所述三维虚拟牙龈网格包括：s.tx|c＝b0其中：x为待求解的三维牙龈模型顶点坐标，约束条件由牙龈线和牙颌底部轮廓组成的硬约束条件。一种根据上述所述的虚拟牙龈的构建方法构建虚拟牙龈的系统，包括：牙颌模型获取模块，获取数字化牙颌模型；坐标系构建模块，根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；牙颌平面选取模块，在所述牙颌坐标系中建立所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；拓扑网格构建模块，在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的底面的轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；虚拟牙龈生成模块，对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。一种设计壳状牙齿矫治器的方法，包括：获取牙齿矫治计划；根据所述牙齿矫治计划构建由第一布局变化至第二布局的所述数字化牙颌模型；其中，数字化牙颌模型由第一布局变化至第二布局中虚拟牙龈信息根据上述所述的虚拟牙龈的构建方法生成；根据第二布局对应的数字化牙颌模型，结合生成的所述虚拟牙龈信息设计的壳状牙齿矫治器。一种制造壳状牙齿矫治器的方法，包括：获取牙齿矫治计划；根据所述牙齿矫治计划构建由第一布局变化至第二布局的所述数字化牙颌模型；其中，数字化牙颌模型由第一布局变化至第二布局中虚拟牙龈信息根据上述所述的虚拟牙龈的构建方法生成；结合在第二布局对应的数字化牙颌模型生成的所述虚拟牙龈信息制造壳状牙齿矫治器。一种虚拟牙龈的构建设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现上述所述的虚拟牙龈的构建方法。一种计算机存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在虚拟牙龈的构建设备上运行时，使得所述虚拟牙龈的构建设备执行上述所述的虚拟牙龈的构建方法。通过本专利技术提供的一种虚拟牙龈的构建方法及系统，能够带来以下至少一种有益效果：本专利技术中通过在牙颌平面上建立牙龈网格拓扑结构，并且将牙颌平面上的控制点与坐标系中标注的控制点建立对应关系，进一步将牙颌平面上的牙龈网格变化为空间虚拟牙龈形态，解决了现有技术中存在褶皱的问题。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1为本专利技术提供的虚拟牙龈的构建方法实施例的流程图；图2为本专利技术提供的虚拟牙龈的构建方法实施例的另一流程图；图3为本专利技术提供的虚拟牙龈的构建方法实施例的另一流程图；图4为本专利技术提供的底面轮廓；图5为本专利技术提供的虚拟牙龈图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：/n获取数字化牙颌模型；/n根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；/n在所述牙颌坐标系中建立与所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；/n在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；/n对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建所述数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：
获取数字化牙颌模型；
根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；
在所述牙颌坐标系中建立与所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；
在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；
对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建所述数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。


2.根据权利要求1所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述牙颌坐标系包括：
将所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿生成对应的牙齿网格模型；
在每颗所述牙齿网格模型上标注牙龈线的位置信息；
根据所述牙龈线的位置信息构建所述牙颌坐标系。


3.根据权利要求2所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述牙颌坐标系包括：
提取每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息；
对所述网格顶点坐标信息进行特征值分析；
其中，将满足第一特征值的作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的作为第三主成分，并设置为Z轴；
进一步计算每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点。


4.根据权利要求3所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：所述第一特征值大于所述第二特征值，所述第二特征值大于所述第三特征值。


5.根据权利要求3所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓包括：
根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息建立所述数字化牙颌模型的牙弓曲线；
分别在所述牙弓曲线的舌侧和唇侧方向延展不同预设宽度距离，形成封闭的所述牙颌底面轮廓。


6.根据权利要求5所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：
在所述牙颌坐标系中获取所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息；
将获取的每颗数字化牙齿的所述重心信息及所述牙龈线信息映射到所述牙颌坐标系中的所述牙颌平面上；
根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息，在所述牙颌平面上构建所述数字化牙颌模型的平面拓扑网格；
从所述平面拓扑网格向标注牙龈线的位置信息进行信息增长设置，获取所述数字化牙颌模型对应的所述虚拟牙龈信息。


7.根据权利要求5所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：
在所述牙颌平面上根据所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线在所述牙颌底面轮廓内建立牙龈拓扑网格；
根据所述牙龈拓扑网格以及标注牙龈线的位置信息，通过约束算法在所述牙颌坐标系内建立三维虚拟牙龈网格。


8.根据权利要求7所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建牙龈拓扑网格包括：
获...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈斌杰，姚峻峰，
申请(专利权)人：上海正雅齿科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31