确定上牙和下牙之间的空间关系制造技术

一种计算机实现的方法包括接收患者(P)的上牙(U1)的3D模型和患者(P1)的下牙(L1)的3D模型以及接收多个2D图像，每个图像表示患者(P)的上牙(U1)和下牙(L1)的至少一部分。该方法还包括基于2D图像确定患者(P)的上牙(U1)和下牙(L1)之间的空间关系。下牙(L1)之间的空间关系。下牙(L1)之间的空间关系。

Determine the spatial relationship between the upper and lower teeth

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定上牙和下牙之间的空间关系
[0001]领域
[0002]本专利技术涉及一种确定上牙和下牙之间的空间关系的计算机实现的方法，以及一种用于确定上牙和下牙之间的空间关系的系统。
[0003]背景
[0004]记录上牙和下牙之间的关系在牙科中常常是很重要的。这可能是静态关系，例如最大牙尖交错位(maximum inter
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cuspal position)或其他牙合面间位置(inter
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occlusal position)。记录牙齿在运动中(例如在典型的咀嚼运动或其他颌骨移动期间)如何起作用也很重要。例如，关于上牙和下牙之间的关系以及它们的相对移动的知识有助于牙科义体(诸如牙冠和牙桥)的制造，允许牙科实验室技术员能够确保义体在口中感觉自然，而不会受到不当的压力。
[0005]用于确定这些关系的传统方法可能容易出错，而且昂贵。例如，确定上牙和下牙之间的静态关系可以通过将分别根据上牙和下牙的印模铸造的两个浇注的石模夹在一起来实现。然而，这依赖于牙科技师适当地定位模型，并且夹紧过程可能会引入开牙合(open bite)或其他对齐误差。当使用牙科咬合架时，可能会出现类似的问题。
[0006]现代数字方法可能需要昂贵的3D扫描设备，并且相比传统方法可能不会提供在准确性上的任何改进。这部分是因为记录动态移动的方法需要将装置放在患者的口中，这会扰乱本体感觉反馈，导致不自然的颌骨移动。
[0007]本公开的目的是克服上述困难，以及对于本文的描述的本领域技术读者来说可能显而易见的任何其他困难。本公开的进一步目的是提供一种确定上牙和下牙之间的静态或动态关系的节约成本且准确的方法。
[0008]概述
[0009]根据本专利技术，提供了如在所附权利要求中阐述的装置和方法。根据从属权利要求和下面的描述，本专利技术的其他特征将是明显的。
[0010]根据本公开的第一方面，提供了一种计算机实现的方法，包括：
[0011]接收患者的上牙的3D模型和患者的下牙的3D模型；
[0012]接收多个2D图像，每个图像表示患者的上牙和下牙的至少一部分；以及
[0013]基于2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系。
[0014]基于2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系可以包括：确定2D图像与上牙的3D模型和下牙的3D模型中的一个的最佳对齐，以及确定上牙的3D模型和下牙的3D模型中的一个与患者的上牙的3D模型和下牙的3D模型中的另一个之间的最佳对齐。
[0015]对于每个2D图像，确定最佳对齐可包括：基于在捕获2D图像时的相机姿态的当前估计以及患者上牙的3D模型和下牙的3D模型之间的空间关系，渲染3D场景；基于相机姿态的当前估计从渲染的3D场景中提取2D渲染；将2D渲染与2D图像进行比较，以确定指示2D渲染与2D图像之间的差异水平的成本得分。确定最佳对齐可以包括使用优化器，优选地使用非线性优化器，来迭代地获得在所有2D图像上的最佳对齐。
[0016]成本得分可以包括在2D渲染和2D图像之间计算的互信息得分。成本得分可以包括
从2D渲染和2D图像中提取的对应的图像特征的相似性得分。图像特征可以是拐角(corner)特征。图像特征可以是边缘。图像特征可以是图像梯度特征。相似性得分可以是欧几里得距离、随机采样或一对一性(one
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to
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oneness)中的一种。在计算互信息得分之前，可以对渲染和2D图像进行预处理。可以将卷积或滤波器应用于渲染和2D图像。
[0017]成本得分可以包括2D渲染和2D图像之间的最接近匹配得分。最接近匹配得分可以基于来自2D渲染的2D特征和来自2D图像的2D特征的比较。
[0018]成本得分可以包括2d
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3d
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2d
‑
2d成本，该成本通过以下步骤计算：从所渲染的3D场景中提取2D图像特征；将所提取的特征重新投影到所渲染的3D场景上；从2D图像中提取图像特征；将从2D图像中提取的特征重新投影到所渲染的3D场景上，以及计算指示3D空间中的重新投影的特征之间的差异的相似性度量。
[0019]成本得分可以包括通过跟踪多个2D图像中的连续图像之间的像素而计算的光流成本。光流成本可以基于稠密光流。所跟踪的像素可以排除被确定为被遮挡的像素。
[0020]确定成本得分可以包括基于不同的提取特征和/或相似性度量确定多个不同的成本得分。优化器在每次迭代中使用的成本得分可以不同。成本得分可以在成本得分的第一选择和成本得分的第二选择之间交替，其中第一选择和第二选择中的一个包括2d
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3d
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2d
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2d成本，而另一个不包括2d
‑
3d
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2d
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2d成本。
[0021]多个2D图像可以各自示出在基本上相同的静态对齐下的上牙和下牙。
[0022]多个2D图像可以各自包括患者的上牙和下牙的至少一部分。可以在围绕患者的头部移动相机的同时捕获多个2D图像。
[0023]多个2D图像可以各自包括在咬合状态下的患者的上牙的牙科模型和患者的下牙的牙科模型的至少一部分。可以在围绕保持在咬合状态下的患者的上牙的模型和患者的下牙的模型移动相机的同时捕获多个2D图像。上牙的模型可以包括标记物。下牙的模型可以包括标记物。确定2D图像与上牙的3D模型和下牙的3D模型中的一个的最佳对齐可以基于放置在牙科模型上的标记物。
[0024]该方法可以包括：确定处于第一位置的患者的上牙和下牙之间的第一空间关系；确定处于第二位置的患者的上牙和下牙之间的第二空间关系；确定第一空间关系和第二关系之间的空间变换。确定空间变换可以包括确定横向铰链轴。第一位置可以是闭合位置。第二位置可以是打开位置。
[0025]多个2D图像可以包括多个2D图像集合，每个2D图像集合包括从不同视点同时捕获的患者的面部的图像。多个2D图像可以包括从不同视点同时捕获的运动中的上牙和下牙的视频。该方法可以包括基于每个2D图像集合确定空间关系。该方法可以包括在每个2D图像集合中确定上牙的3D模型中与下牙的3D模型接触的区域，以及在上牙的3D模型或下牙的3D模型上显示该区域。
[0026]根据本公开的第二方面，提供了一种包括处理器和存储器的系统。存储器存储指令，该指令在由处理器执行时使系统执行本文所述的任何方法。
[0027]根据本专利技术的另一方面，提供了一种有形的非瞬态计算机可读存储介质，其上记录有指令，该指令在由计算机设备实现时，使计算机设备如本文所述地被布置和/或使计算机设备执行本文所述的任何方法。
[0028]根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括指令的计算机程序产品，当程序由计算
机执行时，该指令使计算机执行本文所述的任何方法。
[0029]附图简述
[0030]为了更好地理解本专利技术，并且为了展示本专利技术的示例可以如何实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机实现的方法，包括：接收患者的上牙的3D模型和患者的下牙的3D模型；接收多个2D图像，每个图像表示患者的上牙和下牙的至少一部分；以及基于所述2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系。2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系包括：确定所述2D图像与所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的一个的最佳对齐，以及确定所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的一个与患者的所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的另一个之间的最佳对齐。3.根据权利要求2所述的方法，其中，对于所述2D图像中的每一个，确定所述最佳对齐包括：基于在捕获所述2D图像时的相机姿态的当前估计以及患者的所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型之间的空间关系来渲染3D场景；基于所述相机姿态的当前估计从渲染的3D场景中提取2D渲染；以及将所述2D渲染与所述2D图像进行比较，以确定指示所述2D渲染与所述2D图像之间的差异水平的成本得分。4.根据权利要求3所述的方法，包括使用非线性优化器来迭代地获得在所有的所述2D图像上的最佳对齐。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述成本得分包括在所述渲染和所述2D图像之间计算的互信息得分。6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所述成本得分包括从所述渲染和所述2D图像中提取的对应的图像特征的相似性得分。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图像特征是拐角特征、边缘特征或图像梯度特征。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述相似性得分是欧几里得距离、随机采样或一对一性中的一种。9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，所述成本得分包括2d
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3d
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2d
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2d成本，所述2d
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3d
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2d
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2d成本通过以下步骤计算：从所述渲染的3D场景中提取2D图像特征；将提取的特征重新投影到所述渲染的3D场景上；从所述2D图像中提取图像特征；将从所述2D图像中提取的特征重新投影到所述渲染的3D场景上，以及计算指示3D空间中的重新投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：米梅特里克解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：