具有准确的牙弓宽度的牙弓数字3D模型制造技术

提供了一种生成牙弓的虚拟3D模型的方法。该方法包括：接收牙弓的口内扫描，确定第一口内扫描中的第一口内3D表面的第一深度，以及确定第一口内扫描中的第二口内3D表面的第二深度，其中，第一口内扫描中的第一口内3D表面与第二口内3D表面之间存在固定的距离。该方法还包括将口内扫描拼接在一起并从口内扫描生成牙弓的虚拟3D模型，其中，第一口内3D表面与第二口内3D表面之间的固定距离被包括在虚拟3D模型中。模型中。模型中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有准确的牙弓宽度的牙弓数字3D模型


[0001]本公开的实施例涉及口内扫描领域，并且具体地，涉及一种用于改进口腔中的口内扫描的结果(例如。缺少一颗或多颗牙齿的口腔的口内扫描的结果)的系统和方法。

技术介绍

[0002]在设计成用于在口腔中植入牙科假体的修复程序中，在许多情况下应该准确地测量和仔细研究要植入假体的牙齿部位，使得诸如冠、假牙或桥的假体可以被例如适当地设计和确定尺寸以适配到位。例如，良好的适配能够使机械应力在假体与颌之间适当地传递，并防止牙龈经由假体与牙齿部位之间的界面感染。
[0003]一些程序还要求制造假体以替换一颗或多颗缺失的牙齿，例如部分或全口假牙，在这种情况下，需要准确地复制缺失牙齿区域的表面轮廓，以便所得到的假体适配无牙区，对软组织施加均匀的压力。
[0004]在一些实践中，牙齿部位由牙科医生制备，并且使用已知的方法构建牙齿部位的阳物理模型(positive physical model)。或者，可以扫描牙齿部位以提供牙齿部位的3D数据。在任一种情况下，牙齿部位的虚拟或真实模型都会被送到牙科实验室，牙科实验室基于该模型制造假体。然而，如果模型在某些区域有缺陷或未被限定，或者如果制备没有最佳地被配置为容纳假体或不准确，则假体的设计可能不是最佳的。
[0005]在正畸程序中，提供一个或两个颌的模型可能很重要。在虚拟地设计这种正畸程序的情况下，牙弓的虚拟模型也是有益的。这种虚拟模型可以通过直接扫描口腔获得，或者通过产生牙列的物理模型，然后用合适的扫描仪扫描模型来获得。
>[0006]因此，在修复程序和正畸程序中，获得口腔中牙弓的三维(3D)模型是执行的初始程序。当3D模型为虚拟模型时，牙弓的扫描越完整准确，虚拟模型的质量就越高，从而设计出最优的假体或正畸治疗器具的能力就越大。
[0007]牙弓的扫描因患者缺失牙齿的区域(称为无牙区)而变得复杂。例如，在两颗或更多颗相邻牙齿缺失的情况下，可能需要扫描大跨度的软组织。这种区域可能难以扫描，因为这些无牙区缺少可以成功地应用扫描之间的拼接的特征。
[0008]对于从牙弓或牙弓的模具的扫描生成的虚拟3D模型来说常见的特定不准确度是牙弓或颌的宽度(称为臼齿间宽度)的不准确度。虚拟3D模型是通过将许多较小的牙弓部分的图像拼接在一起生成的，并且一个图像与另一个图像的每次配准都会引入少量误差。这些小误差累积起来，使得最右边臼齿与最左边臼齿之间的距离(臼齿间宽度)的准确度通常具有大约200
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400微米的误差。虽然200
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400微米的误差对于某些牙科程序是可以接受的(例如，在单冠的情况下)，但该水平的误差可能导致其他牙科程序失败。例如，将全套假牙放置在附接到患者颌的四个牙科植入体上的全对四(all
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on
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4)程序是需要高准确度的臼齿间宽度的全局结构。然而，全对四程序通常在无牙牙弓上进行，由于没有用于拼接的特征或用于拼接的特征质量低，这降低了牙弓的虚拟3D模型的准确度。因此，获得用于全对四程序的准确的牙弓3D模型尤其具有挑战性。
[0009]一些口内扫描仪与施加到牙齿区域的粉末结合使用。粉末可以包括可与其他粉末颗粒区分开的颗粒，目的是在牙齿部位提供可测量的点，这些点提供用于拼接(在本文中也称为配准)的特征。对于这种系统，这些颗粒在按预期操作时，可用于辅助图像配准。然而，粉末通常不能很好地连接到软组织，尤其是湿润的软组织。此外，粉末可能在扫描过程中变湿润和/或被冲走，从而降低后期图像配准的准确度。此外，许多患者不喜欢将粉末施加到牙齿和嘴里。必须给牙齿打粉可能有诸如以下缺点：
[0010]1.所有区域都必须打粉，并且粉末层的厚度不均匀，这影响准确度(例如，由于表面没有被直接扫描)；
[0011]2.如果扫描仪头接触到粉末，则粉末粘在光学器件上，从而给扫描带来噪声；
[0012]3.粉末可能很昂贵；
[0013]4.有些人对粉末过敏；以及
[0014]5.牙齿全部涂成白色，无法进行牙齿的彩色扫描。

技术实现思路

[0015]在本公开的第一方面，一种方法包括由处理装置接收牙弓的多个口内扫描。该方法还包括由处理装置确定该多个口内扫描中的至少一个口内扫描包括第一三维(3D)表面的颊侧视图和第二3D表面的至少特征的舌侧视图，第二3D表面在该至少一个口内扫描中不连接到第一3D表面，其中，至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的至少特征之间存在距离。该方法还包括将多个口内扫描拼接在一起并从该多个口内扫描生成牙弓的虚拟3D模型，其中，虚拟3D模型中的第一3D表面与第二3D表面之间的距离基于该至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的特征之间的距离。
[0016]在本公开的另一个方面，一种方法包括由处理装置接收牙弓的多个口内扫描。该方法还包括由处理装置确定该多个口内扫描中的至少一个口内扫描包括第一三维(3D)表面的描绘和第二3D表面的至少特征的描绘，第二3D表面与第一3D表面被在该至少一个口内扫描中未示出的至少一个中间3D表面分开，其中，该至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的特征之间存在距离。该方法还包括将该多个口内扫描拼接在一起并从该多个口内扫描生成牙弓的虚拟3D模型，其中，虚拟3D模型中的第一3D表面与第二3D表面之间的距离基于该至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的特征之间的距离。
[0017]在本公开的另一个方面，一种扫描患者的无牙牙弓的方法包括接收要为患者制造牙科假体的指示，其中，牙科假体将至少附接到无牙牙弓上的第一牙科植入体和第二牙科植入体。该方法还包括接收无牙牙弓的多个口内扫描并且确定该多个口内扫描的任何口内扫描是否描绘了与第一牙科植入体相关联的第一扫描体和与第二牙科植入体相关联的第二扫描体两者。该方法还包括响应于确定多个口内扫描中没有一个描绘第一扫描体和第二扫描体两者，输出指令来定位口内扫描仪的探头，以生成描绘第一扫描体和第二扫描体两者的至少一个口内扫描。该方法还包括接收描绘第一扫描体和第二扫描体的该至少一个口内扫描并且使用该多个口内扫描和该至少一个口内扫描生成无牙牙弓的虚拟三维(3D)模型。
附图说明
[0018]在附图的图中以示例而非限制的方式示出了本公开。
[0019]图1A示出了根据本公开的实施例的具有四个扫描体的无牙牙弓的扫描集。
[0020]图1B示出了根据本公开的实施例的用于将牙弓的口内扫描配准在一起的一系列变换。
[0021]图1C示出了根据本公开的实施例的生成牙弓的虚拟3D模型的方法的流程图。
[0022]图1D示出了根据本公开的实施例的生成牙弓的虚拟3D模型的方法的流程图。
[0023]图2A示出了根据本公开的实施例的生成牙弓的虚拟3D模型的方法的流程图。
[0024]图2B示出了根据本公开的实施例的生成牙弓的虚拟3D模型的方法的流程图。
[0025]图3示出了用于执行口内扫描并生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：由处理装置接收牙弓的多个口内扫描；由处理装置确定所述多个口内扫描中的至少一个口内扫描包括第一三维3D表面的颊侧视图和第二3D表面的至少一特征的舌侧视图，其中，在所述至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的至少所述特征之间存在距离；将所述多个口内扫描拼接在一起；以及从所述多个口内扫描生成牙弓的虚拟3D模型，其中，虚拟3D模型中的第一3D表面与第二3D表面之间的距离基于所述至少一个口内扫描中的第一3D表面与第二3D表面的所述特征之间的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一3D表面设置在牙弓的第一象限处，以及其中，第二3D表面的所述特征设置在牙弓的第二象限处。3.根据权利要求1所述的方法，其中，虚拟3D模型中描绘的牙弓的臼齿间宽度与牙弓的真实臼齿间宽度相差不超过20微米。4.根据权利要求1所述的方法，其中，牙弓包括具有已知3D形状的至少一个扫描体，所述方法还包括：基于第二3D表面的所述特征与已知3D形状的比较，确定第二3D表面的所述特征描绘了扫描体的一部分；以及确定所述至少一个口内扫描中的第二3D表面的位置，其中，已知3D形状用于提高第二3D表面的位置的准确度。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定第一3D表面的第一深度，其中，第一深度小于深度阈值；以及确定第二3D表面的所述特征的第二深度，其中，第二深度大于深度阈值，以及其中，第一3D表面上的点的最大深度小于第二3D表面的所述特征上的点的最小深度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，第一深度为约0
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30mm，以及其中，第二深度为约40
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90mm。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个口内扫描包括多个检测到斑点，其中，所述多个检测到斑点中的每个检测到斑点基于由口内扫描仪的光投影器投影的投影斑点，投影斑点已被口内扫描仪的多个摄像头中的一个或多个摄像头捕获到；确定所述至少一个口内扫描中的第一3D表面的第一深度包括运行对应关系算法，对应关系算法使用深度阈值确定检测到斑点的三维位置，其中，深度阈值限制对于检测到斑点搜索大于深度阈值的深度；以及确定所述至少一个口内扫描中的第二3D表面的至少所述特征的第二深度包括：在已使用深度阈值运行对应关系算法之后，在没有深度阈值的情况下运行对应关系算法。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个口内扫描包括多个检测到斑点，其中，所述多个检测到斑点中的每个检测到斑点基于由口内扫描仪的多个光投影器中的一个光投影器投影的投影斑点，投影斑点已被口内扫描仪的多个摄像头中的一个或多个摄像头捕获到；确定所述至少一个口内扫描中的第一3D表面的第一深度包括：标识所述多个检测到斑
点中的由所述多个摄像头中的第一摄像头检测到的第一斑点与由所述多个光投影器中的第一光投影器投影的第一投影斑点的第一对应关系，其中，第一光投影器具有距第一摄像头的第一距离；以及确定所述至少一个口内扫描中的第二3D表面的至少所述特征的第二深度包括：标识所述多个检测到斑点中的由所述多个摄像头中的第一摄像头或第二摄像头检测到的第二斑点与由所述多个光投影器中的第二光投影器投影的第二投影斑点的第二对应关系，其中，第二光投影器具有距第一摄像头或第二摄像头的第二距离，其中，第二距离大于第一距离。9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个口内扫描由包括多个摄像头的口内扫描仪生成；第一3D表面处于所述多个摄像头中的第一摄像头的第一视场FOV中并处于所述多个摄像头中的第二摄像头的第二FOV中，第二摄像头距第一摄像头第一距离；第二3D表面的所述特征处于第一摄像头的第一FOV或所述多个摄像头中的第三摄像头的第三FOV中并处于所述多个摄像头中的第四摄像头的第四FOV中，第四摄像头距第一摄像头或第三摄像头第二距离，其中，第二距离大于第一距离；确定所述至少一个口内扫描中的第一3D表面的第一深度包括：对由第一摄像头捕获到的第一3D表面的第一描绘与由第二摄像头捕获到的第一3D表面的第二描绘进行三角测量；以及确定所述至少一个口内扫描中的第二3D表面的所述特征的第二深度包括：对由第一摄像头或第三摄像头捕获到的第二3D表面的所述特征的第一描绘与由第四摄像头捕获到的第二3D表面的所述特征的第二描绘进行三角测量。10.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述至少一个口内扫描中确定第一3D表面的第一深度包括：搜索具有小于深度阈值的深度的3D表面；以及确定所述至少一个口内扫描中的第二3D表面的至少所述特征的第二深度包括：搜索具有大于或等于深度阈值的深度的3D表面，其中，搜索具有大于或等于深度阈值的深度的3D表面是在已经标识出具有小于深度阈值的深度的所有3D表面之后执行的。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个口内扫描由包括多个摄像头和多个光投影器的口内扫描仪生成；与所述多个光投影器中的第一投影器和所述多个摄像头中的第一摄像头相关联的数据的第一组合用于检测第一3D表面，其中，第一投影器具有距第一摄像头的第一距离；以及与第一投影器和所述多个摄像头中的第二摄像头相关联的数据的第二组合用于检测第二3D表面的至少所述特征，其中，第一投影器具有距第二摄像头的第二距离，第二距离大于第一距离。12.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个口内扫描拼接在一起包括：对于多个重叠的口内扫描对中的每一对，将来自重叠的口内扫描对的第一口内扫描与来自重叠的口内扫描对的第二口内扫描在共同参考系中进行配准，其中，相应误差与第一口内扫描到第二口内扫描的配准相关联，相应误差具有相应大小；对所述多个重叠的口内扫描对的相应误差的相应大小进行加权，其中，与包括所述至少一个口内扫描的重叠的口内扫描对相关联的相应大小被分配相应的第一权重，所述相应
的第一权重高于被分配给一个或多个其他重叠的口内扫描对的相应的第二权...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥弗，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：