基于颌状态的复杂治疗路径生成方法技术

本发明专利技术涉及一种基于颌状态的复杂治疗路径生成方法，其避免考虑牙齿每段的开始移动时间，大大降低了治疗方案的制作难度。本发明专利技术包括以下操作步骤：１）初始化一个颌状态数组；２）读取牙齿步距表；３）初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引；４）初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，颌中所有牙对应一个索引；５）将颌内牙齿从初始状态移动到目标状态的每个关键顺序桢保存成一个颌状态，保存在颌状态数据组中；６）若颌状态个数≥２则进入下一步，若颌状态个数＜２则返回上一步；７）用颌状态数组中前后两个颌状态造的一个矫治阶段，计算出中间的若干插值颌状态及该阶段行走步数；８）动画显示实际牙齿步距表中保留的颌状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机辅助牙齿正畸方法，尤其是涉及一种基于颌状态的 复杂治疗路径生成方法，其应用于牙齿正畸领域的计算机辅助设计和模拟。二
技术介绍
计算机技术在牙齿正畸领域的重要应用就是帮助医生模拟牙齿矫正的全过 程，而医生只需在这个过程中指定关键点处牙齿的状态。计算机如何生成牙齿矫正过程，目前代表性的技术是基于牙状态的复杂治 疗路径技术，它的基本生成思想是1、设定牙齿移动的步距(每步移动多少距 离和旋转多少度)。2、记录每颗牙齿在治疗开始和结束时的状态(相对于初始 位置移动了多少距离和旋转了多少度)，以及若干中间状态(若有)，有n个中 间状态，该牙的移动就会划分为n+l段。3、计算每颗牙每段移动多少步， 一步 就是一个治疗阶段，牙齿移动的每段是首位相接的。4、确定每颗牙齿每段的开始时间。此方法的不足之处是，因为该技术是基于单个牙的，当确定每颗牙每 段的开始时间时，需要充分考虑与其它牙的相互关系，会大大增加治疗方案的 生成难度。三
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种，其避免考虑牙齿每段的开始移动时间，大大降低了治疗方 案的制作难度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种，其特征在于包括以下操作步骤1) 初始化一个颌状态数组；2) 读取牙齿步距表；3) 初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，每个索引指向一个颌状态;4) 初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，颌中所有牙对应一个索引；5) 将颌内牙齿从初始状态移动到目标状态的每个关键顺序桢保存成一个颌 状态，保存在颌状态数据组中；6) 判断颌状态个数，若颌状态个数》2则进入下一步，若颌状态个数〈2则 返回上一步；7) 用颌状态数组中前后两个颌状态造的一个矫治阶段，计算出中间的若干 插值颌状态及该阶段行走步数，将前、插值、后颌状态顺序保存到实际牙齿步 距表中，实际牙齿步进索引加上这段行走步数；8)动画显示实际牙齿步距表中保留的颌状态。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下-本专利技术的着眼点是颌，而不是单独的牙，所以记录的是颌的状态，颌的状 态中包含每颗牙的状态。记录状态等级的升高，使医生在制作治疗方案时考虑的都是颌在每个时刻的变化，使牙齿的存在透明化，大大降低了治疗方案的制 作难度。四附图说明图1至图6为整体外观及操作图。 图7为本专利技术的程序流程图。五具体实施例方式参见图7，本专利技术的工作程序流程如下 1)初始化一个颌状态数组；过程如图1所示，其中颌状态指颌中所有牙齿当前相对于初始位置所移动 的距离和旋转的角度(a,b,c，lx，ly，lz),初始牙齿位置为(0， 0， 0， 0， 0， 0)， 其中前三位代表平移，后三位代表分别绕x， y， z旋转的角度，用这6个数字， 根据下面这个矩阵<formula>formula see original document page 5</formula>可以恢复出牙齿在3维坐标系中的唯一位置。颌状态数组就是颌状态的一个集 合，它的存储体为float。2)读取牙齿步距表；过程如图2所示，牙齿步距表其实就是牙齿的速度表，包含每颗牙齿的平 移速度和旋转速度，牙齿沿l)中6个分量上的移动速度不能超过这个数值，可 以起到限定牙齿移动速度的功能。3) 初始化实际牙齿步距表；过程如图3所示，实际牙齿步距表存放的是，治疗方案的每一步，每颗牙 齿相对于其初始位置移动的距离和旋转的角度，即第一步中的 (a， b， c， lx， ly， lz)。4) 将颌内牙齿从初始状态移动到目标状态的每个关键桢保存成颌状态；牙齿目标状态指矫治的最终状态，即牙齿排列良好的状态。关键桢指牙齿移动先后顺序改变点、牙齿移动方向改变点等。实例如图4 所示的一个拥挤的情况，目标状态是c，牙2要进入牙齿序列，就需要先将牙l、 牙3移开(状态b),然后牙2再移入，状态b即是一个关键桢。关键桢时每个 牙齿相对于初始位置的移动量可保存成一个颌状态。5) 由开始、结束颌状态组成一个矫治阶段，自动计算中间若干插值颌状态；开始、结束颌状态是从1)中的颌状态数组中得到的，中间若干插值颌状 态的计算过程如图5所示， 一个插值颌状态代表治疗阶段的一步。牙齿行走距 离=牙齿这段结束(a, b, c， lx， ly, lz)-牙齿这段开始(a， b, c, lx， ly， lz)，牙齿 的移动速度从2)中的牙齿步距表中得到。牙齿行走步数计算方法为用3个平移分量除以平移速度，3个角度分量除 以旋转速度，碰到余数步数加一，得到6个步数，6个中最大的作为这颗牙的步数。所有牙的最大步数为这段的移动总步数。计算插值颌状态的方法是，用这颗牙的6个分量上的移动距离除以这颗牙 自己的移动步数Sn，得到这颗牙6个分量上的移动速度ki，然后从0到Sn，其相对于初始状态的移动距离i-开始位置i+kW速度分量i, i从1到6,对于Sn+1 到这段移动总部数这段区间内，这颗牙的移动距离等于结束位置。6) 填充实际牙齿步距表中；过程如图6所示，将治疗阶段的所有颌状态(开始、插值、结束颌状态) 更新到实际牙齿步距表做法是，实际步距表的存储结构为float ，颌状态的存储结构为float ，从1到治疗总步 数，依次赋值就行了。7) 观察治疗方案；牙齿实际步距表填充完毕后，可以从1到步距标最大步数，每隔0.5秒， 按照第l)步中将的位置恢复矩阵，恢复这一步每颗牙齿的位置，就可以观察牙 齿的矫正过程。实施例如图4，保存有3个颌状态，参数如下所示<table>table see original document page 7</column></row><table>生成治疗方案的过程如下A-B治疗阶段，按照图5的过程，牙l行进的距离为(-2， 1， 0， 0， 0， 0)，牙3行进距离为(2， 1, 0， 0， 0， 0)，按照步距表中速度，牙l个分量行走步数为(10， 5， 0， 0, 0， 0)，牙3为(8， 4， 0， 0， 0, 0),所以牙1这段 走10步，牙3走8步，所以这段走10步，牙l的各分量速度为(0.2， 0.1， 0， 0， 0， 0 )，牙3各分量速度为(0.25，)。按照5)中计算插值颌状态的方法，两颗牙的所有治疗阶段颌状态列表如下<table>table see original document page 8</column></row><table>同理可产生B-C的颌状态列表，将两个表连在一起，就可成为实际牙齿步距表。权利要求1、一种，其特征在于包括以下操作步骤1)初始化一个颌状态数组；2)读取牙齿步距表；3)初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，每个索引指向一个颌状态；4)初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，颌中所有牙对应一个索引；5)将颌内牙齿从初始状态移动到目标状态的每个关键顺序桢保存成一个颌状态，保存在颌状态数据组中；6)判断颌状态个数，若颌状态个数≥2则进入下一步，若颌状态个数＜2则返回上一步；7)用颌状态数组中前后两个颌状态造的一个矫治阶段，计算出中间的若干插值颌状态及该阶段行走步数，将前、插值、后颌状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于颌状态的复杂治疗路径生成方法，其特征在于：包括以下操作步骤：　１）初始化一个颌状态数组；　２）读取牙齿步距表；　３）初始化实际牙齿步距表和实际牙齿步进索引，每个索引指向一个颌状态；　４）初始化实际牙齿步距表和 实际牙齿步进索引，颌中所有牙对应一个索引；　５）将颌内牙齿从初始状态移动到目标状态的每个关键顺序桢保存成一个颌状态，保存在颌状态数据组中；　６）判断颌状态个数，若颌状态个数≥２则进入下一步，若颌状态个数＜２则返回上一步；　 ７）用颌状态数组中前后两个颌状态造的一个矫治阶段，计算出中间的若干插值颌状态及该阶段行走步数，将前、插值、后颌状态顺序保存到实际牙齿步距表中，实际牙齿步进索引加上这段行走步数；　８）动画显示实际牙齿步距表中保留的颌状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘震寰，刘岗，梁文家，张文斌，
申请(专利权)人：西安市恒惠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]