基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，包括：S1、从历史CBCT图像中获取最佳观测平面，勾勒出所有牙齿的轮廓，获得第一训练集；S2、根据第一训练集训练得到牙颌分割模型；S3、从最佳观测平面中获取每颗牙齿的轮廓，计算得到每颗牙齿的中心位置和最大颊舌截面的角度；S4、在历史CBCT图像中获取每颗牙齿的最大颊舌截面，标注釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息，作为第二训练集；S5、根据第二训练集训练得到特征点检测模型，获取患者的CBCT图像中釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息；S6、计算骨开裂间距值，判断是否大于间距阈值，若是则输出存在骨开裂症状的提示信息。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高骨开裂的诊断效率等优点。的诊断效率等优点。的诊断效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法


[0001]本专利技术涉及口腔诊断
，尤其是涉及一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法。

技术介绍

[0002]骨开裂是一种常见的牙槽骨缺损形式，是指牙齿的唇颊侧或舌腭侧的牙槽骨缺损呈V型，直达牙槽嵴顶。骨开裂诊断的黄金标准是在翻开牙龈组织、暴露牙槽骨后，肉眼观察牙根附近的牙槽骨状态，但这个过程对患者来说创伤性较大，不能作为常规手段。
[0003]目前无创伤的骨开裂诊断方法是利用口腔医学影像进行观察，首先手动找到每颗牙齿的最大颊舌截面，然后在最大颊舌截面中找到釉牙骨质界和牙槽嵴顶两个特征点，根据两个特征点之间的距离判断是否发生了骨开裂。所以在骨开裂的诊断过程中，确定每颗牙齿的釉牙骨质界和牙槽嵴顶之间的距离是最重要的一个环节，而这个环节目前需要医生手动来完成，会消耗医生的大量时间。如果能够给出一种根据患者的锥形束CT(CBCT)影像自动确定每颗牙齿的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距的方法，将会大大提高医生的诊断效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，有效提高骨开裂的诊断效率。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1、基于预设的观测平面获取方法，分别从历史CBCT图像中获取相应的最佳观测平面，在最佳观测平面中勾勒出所有牙齿的轮廓，获得第一训练集；
[0008]S2、根据第一训练集进行网络训练，得到牙颌分割模型；
[0009]S3、通过牙颌分割模型从最佳观测平面中获取每颗牙齿的轮廓，然后计算得到每颗牙齿的中心位置和该牙齿的最大颊舌截面的角度；
[0010]S4、根据每颗牙齿的中心位置和最大颊舌截面的角度，在历史CBCT图像中获取每颗牙齿的最大颊舌截面，在每张最大颊舌截面的图像中，标注釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息，作为第二训练集；
[0011]S5、根据第二训练集进行网络训练，得到特征点检测模型，根据特征点检测模型获取患者的CBCT图像的最大颊舌截面中釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息；
[0012]S6、根据釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息计算骨开裂间距值，判断骨开裂间距值是否大于间距阈值，若是则输出对应的牙齿存在骨开裂症状的提示信息。
[0013]所述步骤S1中观测平面获取方法的过程具体如下：
[0014]S11、建立以患者面部朝向为X方向，右侧朝向为Y方向，头顶朝向为Z方向的XYZ坐标系，利用CBCT数据获得通过头部中心的XOZ平面图像；
[0015]S12、计算XOZ平面中灰度值最高的像素点位置作为目标像素点；
[0016]S13、将目标像素点的Z值减去最佳观测阈值作为下前牙区的最佳观测平面所在高度，将目标像素点的Z值增加最佳观测阈值作为上前牙区的最佳观测平面所在高度，得到对应的XOY平面作为下前牙区和上前牙区的最佳观测平面。
[0017]进一步地，所述最佳观测阈值具体为20。
[0018]所述步骤S3中牙齿的中心位置的计算公式如下所示：
[0019][0020]其中，(xc,yc)为牙齿的中心位置的坐标，(x
i
,y
i
)为牙齿轮廓内像素的坐标，i＝1,2,3...N，N为牙齿轮廓内像素点的总数。
[0021]所述步骤S3中计算牙齿的最大颊舌截面的角度的过程具体如下所示：
[0022]S31、以计算出的牙齿的中心位置作为中心，根据预设步长遍历颊舌截面所在的所有角度；
[0023]S32、检测每一个角度下颊舌截面与牙齿的轮廓有两个交点，计算两个交点之间的距离，将距离最大的颊舌截面对应的角度作为最大颊舌截面的角度。
[0024]进一步地，所述步骤S31中预设步长具体为1
°
。
[0025]所述牙颌分割模型采用实例分割网络。
[0026]所述特征点检测模型采用目标检测网络。
[0027]所述步骤S6中的间距阈值具体为3mm。
[0028]所述步骤S6中的骨开裂间距值采用欧式距离，具体公式如下所示：
[0029][0030]其中，r为骨开裂间距值，x1和x2分别为釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置横坐标，y1和y2分别为釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置纵坐标。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0032]本专利技术利用患者的CBCT图像信息经计算后输出每颗牙齿对应的最大颊舌截面，在患者的每张最大颊舌截面中定位出每颗牙齿的釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置，自动计算出每颗牙齿的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距来判断患者是否存在骨开裂的症状，有效提高了骨开裂的诊断效率。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的流程示意图；
[0034]图2为本专利技术获得最佳观测平面的流程示意图；
[0035]图3为本专利技术获得的最佳观测平面的结构示意图，其中图3(a)为下前牙区最佳观
测平面，图3(b)为上前牙区最佳观测平面；
[0036]图4为本专利技术牙颌分割模型的结构示意图；
[0037]图5为本专利技术实施例中获得的牙齿轮廓的示意图，其中图5(a)为原始图像，图5(b)为模型预测输出得到的牙齿轮廓；
[0038]图6为本专利技术计算牙齿中心和最大颊舌截面角度的流程图；
[0039]图7为本专利技术实施例中获得的牙齿中心和最大颊舌截面对应角度的示意图；
[0040]图8为本专利技术实施例中获得的最大颊舌截面示意图；
[0041]图9为本专利技术特征点检测模型的结构示意图；
[0042]图10为本专利技术实施例中特征点检测结果示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0044]实施例
[0045]如图1所示，一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，具体包括以下步骤：
[0046]S1、基于预设的观测平面获取方法，分别从历史CBCT图像中获取相应的最佳观测平面，在最佳观测平面中勾勒出所有牙齿的轮廓，获得第一训练集；
[0047]S2、根据第一训练集进行网络训练，得到牙颌分割模型；
[0048]S3、通过牙颌分割模型从最佳观测平面中获取每颗牙齿的轮廓，然后计算得到每颗牙齿的中心位置和该牙齿的最大颊舌截面的角度；
[0049]S4、根据每颗牙齿的中心位置和最大颊舌截面的角度，在历史CBCT图像中获取每颗牙齿的最大颊舌截面，在每张最大颊舌截面的图像中，标注釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息，作为第二训练集；
[0050]S5、根据第二训本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、基于预设的观测平面获取方法，分别从历史CBCT图像中获取相应的最佳观测平面，在最佳观测平面中勾勒出所有牙齿的轮廓，获得第一训练集；S2、根据第一训练集进行网络训练，得到牙颌分割模型；S3、通过牙颌分割模型从最佳观测平面中获取每颗牙齿的轮廓，然后计算得到每颗牙齿的中心位置和该牙齿的最大颊舌截面的角度；S4、根据每颗牙齿的中心位置和最大颊舌截面的角度，在历史CBCT图像中获取每颗牙齿的最大颊舌截面，在每张最大颊舌截面的图像中，标注釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息，作为第二训练集；S5、根据第二训练集进行网络训练，得到特征点检测模型，根据特征点检测模型获取患者的CBCT图像的最大颊舌截面中釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息；S6、根据釉牙骨质界和牙槽嵴顶的位置信息计算骨开裂间距值，判断骨开裂间距值是否大于间距阈值，若是则输出对应的牙齿存在骨开裂症状的提示信息。2.根据权利要求1所述的一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，其特征在于，所述步骤S1中观测平面获取方法的过程具体如下：S11、建立以患者面部朝向为X方向，右侧朝向为Y方向，头顶朝向为Z方向的XYZ坐标系，利用CBCT数据获得通过头部中心的XOZ平面图像；S12、计算XOZ平面中灰度值最高的像素点位置作为目标像素点；S13、将目标像素点的Z值减去最佳观测阈值作为下前牙区的最佳观测平面所在高度，将目标像素点的Z值增加最佳观测阈值作为上前牙区的最佳观测平面所在高度，得到对应的XOY平面作为下前牙区和上前牙区的最佳观测平面。3.根据权利要求2所述的一种基于口腔医学影像的釉牙骨质界和牙槽嵴顶间距测量方法，其特征在于，所述最佳观测阈值具体为20。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，刘天宇，叶樱芝，刘成成，他得安，刘月华，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：