一种排牙方法技术

本发明专利技术提供一种排牙方法，包括：提取正常牙模型的标准化牙弓形态和标准化牙槽骨弓形态；利用聚类算法分析正常牙模型的标准化牙弓形态和标准化牙槽骨弓形态之间的量化关联关系；提取待测牙模型的标准化牙弓形态和标准化牙槽骨弓形态；通过计算距离并根据量化关系找出与待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态匹配的多个正常牙模型的牙弓簇中心形态，以牙弓簇中心形态为理想牙弓形态，并调整待测牙模型的牙弓形态得到备选牙弓形态；选择最优的备选牙弓形态制作矫治器。本发明专利技术基于牙弓形态、牙槽骨弓形态以及牙弓形态和牙槽骨弓形态之间的量化关系实现一种排牙方法，相比仅采用牙弓实现的自动排牙方法，制定的排牙方案更为精准。为精准。为精准。

【技术实现步骤摘要】
一种排牙方法


[0001]本专利技术涉及排牙
，具体而言，涉及一种排牙方法。

技术介绍

[0002]牙齿排列是牙齿矫正的重要环节，临床常用的方法有传统的人工排牙法和计算机辅助排牙方法：
[0003]人工排牙法是在石膏模型上进行诊断性排牙，是按顺序对牙齿进行排列，仔细确定上下颌牙齿的咬合关系，确保牙齿之间具有合适的间隙，最后将要矫正的牙齿移动到理想的位置。人工排牙虽然可以得到牙齿的最终位置和姿态，但其精度受限，误差较大。
[0004]计算机辅助排牙是根据口腔修复专家给出的与牙齿形态匹配数学模型和刚体的空间位姿变换原理，利用计算机技术，设计出符合口腔医学要求的牙齿排列位置与姿态。计算机辅助排牙具有精度高、预测性好等优点。
[0005]目前排牙方法局限于交互式手动排列。其操作步骤是：
[0006](1)确定合适的牙弓曲线模型；
[0007](2)记录牙齿的初始坐标；
[0008](3)依照牙弓曲线，交互移动牙齿至理想的位姿，并保存其坐标和旋转角度；
[0009](4)牙齿移动路径规划，将牙齿从初始位置移动到理想位姿。
[0010]交互式手动排牙法具有很大的局限性和随机性、其误差大、精度不够、会带来很多人为因素引起的误差，不能很好的应用于口腔自然牙齿的排列。所以需要对牙齿的自动排列方法进行系统的研究，使牙齿的排列定量化、标准化、自动化成为现实。自动排牙方法是对牙齿矫正每一个环节的模型以及数据定量化、标准化；做到精度高、误差小的目的。其中有如下两个重要环节：
[0011](1)确定牙弓曲线拟合的数学模型。针对不同形状的牙列，选取合适的匹配函数作为牙弓曲线拟合函数；
[0012](2)利用确定的牙弓曲线，从切牙开始依次对每颗牙齿在牙弓曲线上的位置和姿态进行计算，并记录其最终位置坐标与旋转角度。
[0013]目前自动排牙方法中仅考虑了牙弓曲线，然而我们发现牙槽骨弓也是牙齿排列的重要因素。研究早期治疗前后牙弓形态和牙槽骨弓形态之间的相关性变化，可为早期治疗错牙合提供临床依据。即，牙弓和牙槽骨弓之间的关系存在较大的个体差异。量化这些变化可能有助于确定牙弓和牙槽骨弓之间的个体化平衡，能够为牙齿排列提供临床依据。然而，目前没有对牙弓形态和牙槽骨弓形态之间的相关性进行量化的技术手段。
[0014]因此，可以在目前自动排牙方法采用牙弓的基础上，结合牙槽骨弓以及牙弓和牙槽骨弓之间的量化关系来实现一种更为精准的排牙方法。

技术实现思路

[0015]本专利技术旨在提供一种排牙方法，该排牙方法基于牙弓形态、牙槽骨弓形态以及牙
弓形态和牙槽骨弓形态之间的量化关系实现，以提供更为精准的排牙方案。
[0016]本专利技术提供的一种排牙方法，包括如下步骤：
[0017]S1、获取正常牙模型的牙弓形态，并对正常牙模型的牙弓形态进行归一化，得到正常牙模型的标准化牙弓形态；
[0018]S2、获取正常牙模型的牙槽骨弓形态，并对正常牙模型的牙槽骨弓形态进行归一化，得到正常牙模型的标准化牙槽骨弓形态；
[0019]S3、利用聚类算法将正常牙模型的标准化牙弓形态和标准化牙槽骨弓形态分别划分为多个牙弓簇和牙槽骨弓簇，得到各个牙弓簇和牙槽骨弓簇的簇中心，并统计分析各个牙弓簇和牙槽骨弓簇之间的量化关联关系；
[0020]S4、获取待测牙模型的牙弓形态并对待测牙模型的牙弓形态进行归一化，得到待测牙模型的标准化牙弓形态；
[0021]S5、获取待测牙模型的牙槽骨弓形态并对待测牙模型的牙槽骨弓形态进行归一化，得到待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态；
[0022]S6、通过计算待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态到距离其最近的正常牙模型的牙槽骨弓簇中心的距离并根据所述量化关联关系，找出与待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态匹配的多个正常牙模型的牙弓簇中心形态；
[0023]S7、以正常牙模型的牙弓簇中心形态为待测牙模型的理想牙弓形态，通过对待测牙模型的牙弓形态进行调整，得到与理想牙弓形态相对应的备选牙弓形态；
[0024]S8、判断所有备选牙弓形态是否仍为错畸形：
[0025]若是，则选择拔牙治疗；
[0026]若否，则在多个待测牙模型的备选牙弓形态中选择最优的；将最优的备选牙弓形态作为治疗预期效果，与最优的备选牙弓形态相对应的理想牙弓形态作为治疗目标效果，并进行可视化对比展示；
[0027]S9、根据最优的备选牙弓形态制定矫治器。
[0028]进一步的，步骤S3包括如下子步骤：
[0029]S31、用聚类算法对N个正常牙模型的N个标准化牙弓形态和与N个标准化牙槽骨弓形态进行聚类，划分成P个牙弓簇和Q个牙槽骨弓簇，得到各个牙弓簇和牙槽骨弓簇的簇中心；
[0030]S32、P个牙弓簇和Q个牙槽骨弓簇能够组成P
×
Q种牙弓簇和牙槽弓簇的配对；对于N个正常牙模型中的任意一个模型，其标准化牙弓形态所属的牙弓簇和标准化牙槽骨弓形态所属的牙槽骨弓簇的配对，属于P
×
Q种配对中的某一种；统计P
×
Q种配对中的每一种出现在N个正常牙模型中的比例，得到正常牙模型牙弓簇和牙槽弓簇的量化关联关系。
[0031]进一步的，步骤S6包括如下子步骤：
[0032]S61、查找距离待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态最近的正常牙模型的牙槽骨弓簇中心，该牙槽骨弓簇中心对应的牙槽骨弓簇即为待测牙模型的标准化牙槽骨弓形
态所属牙槽骨弓簇；
[0033]S62、根据所述量化关联关系，由待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态所属牙槽骨弓簇，能够得到包含所属牙槽骨弓簇的P个牙弓簇和牙槽骨弓簇的配对，选取这些配对中比例大于预设阈值的k个配对，从而得到与所述牙槽骨弓簇匹配度最好的k个正常牙模型的牙弓簇及其对应的牙弓簇中心；
[0034]S63、对k个正常牙模型的牙弓簇中心进行逆归一化，得到与待测牙模型尺寸适配的k个正常牙模型的牙弓簇中心形态。
[0035]在一些可选的方案中，所述聚类算法采用划分式聚类算法、基于密度的聚类算法和层次化聚类算法中的一种。
[0036]在一些可选的方案中，所述距离采用欧式距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离和闵可夫斯基距离中的一种。
[0037]进一步的，步骤S8中，判断备选牙弓形态是否仍为错畸形的方法包括：
[0038]计算备选牙弓形态与理想牙弓形态的差异值，若计算得到的差异超过差异阈值，则为错畸形。
[0039]在一些可选的方案中，所述差异值包括牙弓宽度、牙弓深度和/或牙弓曲线长度等的差异值。
[0040]在一些可选的方案中，所述矫治器包括：弓丝、弹性矫治器和/或无托槽隐形矫治器。
[0041]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0042]本专利技术基于牙弓形态、牙槽骨弓形态以及牙弓形态和牙槽骨弓形态之间的量化关系实现了一种排牙方法，相比现有仅采用牙弓实现的自动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排牙方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取正常牙模型的牙弓形态，并对正常牙模型的牙弓形态进行归一化，得到正常牙模型的标准化牙弓形态；S2、获取正常牙模型的牙槽骨弓形态，并对正常牙模型的牙槽骨弓形态进行归一化，得到正常牙模型的标准化牙槽骨弓形态；S3、利用聚类算法将正常牙模型的标准化牙弓形态和标准化牙槽骨弓形态分别划分为多个牙弓簇和牙槽骨弓簇，得到各个牙弓簇和牙槽骨弓簇的簇中心，并统计分析各个牙弓簇和牙槽骨弓簇之间的量化关联关系；S4、获取待测牙模型的牙弓形态并对待测牙模型的牙弓形态进行归一化，得到待测牙模型的标准化牙弓形态；S5、获取待测牙模型的牙槽骨弓形态，并对待测牙模型的牙槽骨弓形态进行归一化，得到待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态；S6、通过计算待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态到距离其最近的正常牙模型的牙槽骨弓簇中心的距离，并根据所述量化关联关系，找出与待测牙模型的标准化牙槽骨弓形态匹配的多个正常牙模型的牙弓簇中心形态；S7、以正常牙模型的牙弓簇中心形态为待测牙模型的理想牙弓形态，通过对待测牙模型的牙弓形态进行调整，得到与理想牙弓形态相对应的备选牙弓形态；S8、判断所有备选牙弓形态是否仍为错畸形：若是，则选择拔牙治疗；若否，则在多个待测牙模型的备选牙弓形态中选择最优的；将最优的备选牙弓形态作为治疗预期效果，与最优的备选牙弓形态相对应的理想牙弓形态作为治疗目标效果，并进行可视化对比展示；S9、根据最优的备选牙弓形态制定矫治器。2.根据权利要求1所述的排牙方法，其特征在于，步骤S3包括如下子步骤：S31、用聚类算法对N个正常牙模型的N个标准化牙弓形态和与N个标准化牙槽骨弓形态进行聚类，划分成P个牙弓簇和Q个牙槽骨弓簇，得到各个牙弓簇和牙槽骨弓簇的簇中心；S32、P个牙弓簇和Q个牙槽骨弓簇能够组成P
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Q种牙弓簇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小兵，罗嘉庆，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：