一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，包括以下步骤：获取目标上前牙CBCT影像；选取上前牙的牙面型值点，获取各型值点坐标；根据型值点坐标求取NURBS曲面控制点，通过控制点生成NURBS曲面；将NURBS曲面离散化，生成牙釉质任意点的厚度信息。自动生成上前牙牙釉质厚度，极大地提高了对牙釉质厚度测量的效率。该方法对牙齿无创，且具有较小可控的误差。该算法结合牙齿的微观结构能够帮助更深入地研究牙齿的力学及光学特性，为研究口腔上前牙内部结构，牙齿的多尺度建模及光学或力学分析提供便利。学或力学分析提供便利。学或力学分析提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法


[0001]本专利技术涉及口腔医学领域，具体涉及一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法。

技术介绍

[0002]现有的测量上前牙的牙釉质厚度的方式主要包括：
[0003](1)牙齿切片测量法：牙齿切片测量法是使用慢速切割机切割离体上前牙，制作上前牙切片，用体式显微镜测量切片上牙釉质的厚度。测量精度相对较高，但是需要对牙齿破坏性处理，在实际临床工作中无法使用，并且该测量方法依赖人工。
[0004](2)石膏模型测量法：石膏模型测量法是通过对患者牙列取模并灌制石膏模型，用游标卡尺测量上前牙的牙釉质厚度。相比于牙齿切片测量法，无需对牙齿进行有创操作。但由于灌制的石膏模型只记录了牙齿的表面信息，所以只能测量切端的牙釉质厚度；并且在取模以及灌制模型中存在误差，导致测量的精度降低。
[0005](3)CBCT测量法：CBCT测量法通过为患者拍摄CBCT得到其上前牙的截面图像，通过内置软件测量牙釉质表面点到牙本质表面点的距离，获得牙釉质的厚度信息。相比于牙齿切片测量法，无需对牙齿进行有创操作，相比于石膏模型测量法，软件内测量相对方便。但距离的测量仍然依赖于人工，耗费时间精力并且由于人眼的识别度有限，不可避免地存在误差。如果需要牙釉质上足够多点的厚度信息，那么工作量是巨大的。
[0006]因此，如何快速获得牙釉质上足够多点的厚度信息，并保证其测量精度，是口腔医学领域当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，在保证牙釉质测量精度的前提下，极大的提高了牙釉质厚度测量的效率，包括以下步骤：
[0008]步骤一：获取目标上前牙CBCT影像；
[0009]步骤二：建立三维坐标系，选取上前牙的牙面型值点，获取各型值点坐标；
[0010]步骤三：根据型值点坐标求取NURBS曲面控制点，通过控制点生成NURBS曲面；
[0011]步骤四：将NURBS曲面离散化，生成牙釉质任意点的厚度信息。
[0012]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤二中，将上前牙牙釉质面拆分为牙釉质唇面和牙釉质舌面，将上前牙牙本质面拆分为牙本质唇面和牙本质舌面；在所述每个曲面上分别选择多个特征点作为该曲面的型值点，并输出型值点三维坐标。
[0013]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤二中，在所述每一个曲面上分别选择20个特征点作为该曲面的型值点。
[0014]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤二中，各曲面的型值点选择方式如下：建立曲面对应的基准平面，通过曲面上最凸点生成与基准平面正交的第一平面，通过曲面与基准平面最边缘的交点生成与基准平面正交的第二平面，所述第一平面和第二平面平
行；在第一平面和第二平面之间选取1个或多个平面，分别为第三平面
……
第N平面，各平面与对应曲面的交线两端端点为型值点，各交线上曲率最小的1个或多个点为型值点。
[0015]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤二中，各曲面的型值点选择方式如下：针对牙釉质唇面，建立一通过牙体长轴并平行于切缘的平面作为基准平面，通过牙釉质唇面最凸点生成一个与基准平面正交的平面记为f1；通过切缘生成一个与基准平面正交的平面记为f4； f1向f4平移2mm生成f2，f4向f1平移2mm生成f3；f1
‑
f4与牙釉质唇面的交线记为c1
‑
c4；分别取c1
‑
c4上两端端点和3个曲率最小点为牙釉质唇面的型值点，共20个点；用同样的方式选取牙本质唇面、牙本质舌面和牙釉质舌面上的型值点。
[0016]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤三中，通过反求控制点算法反求NURBS曲面控制点，分别生成牙釉质唇面NURBS曲面、牙本质唇面NURBS曲面、牙本质舌面NURBS 曲面和牙釉质舌面NURBS曲面。
[0017]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤四中，通过NURBS曲面方程将四个曲面分别离散化为点云，本算法的精度主要由离散点数量决定，离散点的数量可根据具体需求调整。对于某一NURBS曲面上的任意一点，根据其与另外三个NURBS曲面的最小距离之间的关系判断该点对应的牙釉质厚度。
[0018]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤四中，通过NURBS曲面方程将四个曲面分别离散化为10000离散点云。
[0019]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤四中，对于牙釉质唇面或牙釉质舌面NURBS 曲面上的任意一点，若其与牙本质唇面及牙本质舌面两个NURBS曲面的最小距离不相等，则两数中的最小值为该点的对应的牙釉质厚度。
[0020]在上述方案的基础上，进一步的有，在步骤四中，对于牙釉质唇面或牙釉质舌面NURBS 曲面上的任意一点，若其与牙本质唇面及牙本质舌面两个NURBS曲面的最小距离相等，则过该点作一条与该点所在NURBS曲面对应的基准平面正交的直线，所述直线与另一牙釉质 NURBS曲面的交点与该点的距离为该点的对应的牙釉质厚度。
[0021]各NURBS曲面并不参与距离的判定，而是其离散后的点云参与判定。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0023]本专利技术提供的一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，自动生成上前牙牙釉质厚度，极大地提高了对牙釉质厚度测量的效率。该方法对牙齿无创，且具有较小可控的误差。该算法结合牙齿的微观结构能够帮助更深入地研究牙齿的力学及光学特性，为研究口腔上前牙内部结构，牙齿的多尺度建模及光学或力学分析提供便利。克服了前述的现有技术中存在的对上前牙牙釉质厚度测量大量依赖人工，对牙齿有创，误差较大的缺点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0025]图1为实施例的逻辑流程图；
[0026]图2为实施例中的CBCT示意图；
[0027]图3为实施例中的实施例中牙釉质唇面的基准平面与正交平面的示意图；
[0028]图4为实施例中的正交平面与牙釉质唇面的交线示意图；
[0029]图5为实施例中的交线上的型值点选取示意图；
[0030]图6为实施例中的NURBS曲面控制点示意图；
[0031]图7为实施例中的牙釉质唇面NURBS曲面示意图；
[0032]图8为实施例中的牙釉质唇面NURBS曲面离散化点云示意图；
[0033]图9为实施例中的生成的四个牙面曲面的位置关系示意图；
[0034]图10为实施例中的四个牙面的位置关系示意图。
[0035]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取目标上前牙CBCT影像；步骤二：建立三维坐标系，选取上前牙的牙面型值点，获取各型值点坐标；步骤三：根据型值点坐标求取NURBS曲面控制点，通过控制点生成NURBS曲面；步骤四：将NURBS曲面离散化，生成牙釉质任意点的厚度信息。2.根据权利要求1所述的一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，其特征在于，在步骤二中，将上前牙牙釉质面拆分为牙釉质唇面和牙釉质舌面，将上前牙牙本质面拆分为牙本质唇面和牙本质舌面；在所述每个曲面上分别选择多个特征点作为该曲面的型值点，并输出型值点三维坐标。3.根据权利要求2所述的一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，其特征在于，在步骤二中，在所述每一个曲面上分别选择20个特征点作为该曲面的型值点。4.根据权利要求2所述的一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，其特征在于，在步骤二中，各曲面的型值点选择方式如下：建立曲面对应的基准平面，通过曲面上最凸点生成与基准平面正交的第一平面，通过曲面与基准平面最边缘的交点生成与基准平面正交的第二平面，所述第一平面和第二平面平行；在第一平面和第二平面之间选取1个或多个平面，分别为第三平面
……
第N平面，各平面与对应曲面的交线两端端点为型值点，各交线上曲率最小的1个或多个点为型值点。5.根据权利要求2所述的一种上前牙牙面任意点的牙釉质厚度测量方法，其特征在于，在步骤二中，各曲面的型值点选择方式如下：针对牙釉质唇面，建立一通过牙体长轴并平行于切缘的平面作为基准平面，通过牙釉质唇面最凸点生成一个与基准平面正交的平面记为f1；通过切缘生成一个与基准平面正交的平面记为f4；f1向f4平移2mm生成f2，f4向f1平移2mm生成f3；f1

【专利技术属性】
技术研发人员：沈颉飞，陈度，巢家瑞，王振宇，何林峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：