龋齿模型的修复方法、矫治器制造方法、设备和存储介质技术

本发明专利技术实施例涉及牙齿正畸技术领域，公开了一种龋齿模型的修复方法、矫治器制造方法、设备和存储介质。上述龋齿模型的修复方法包括：在待修复的龋齿模型上选定目标截面；其中，目标截面垂直于牙体长轴，目标截面的高度高于所述龋齿模型的牙根部位；根据所述目标截面的高度和尺寸，在所述龋齿模型内生成一个用于填充所述龋齿模型的缺损部位的填充体；对所述填充体进行变形，使得变形后的填充体能够填补所述缺损部位；根据所述变形后的填充体和所述龋齿模型，得到所述缺损部位被填补的目标龋齿模型，使得可以对龋齿模型进行自动化修复，避免人工修复带来的种种缺陷。人工修复带来的种种缺陷。人工修复带来的种种缺陷。

【技术实现步骤摘要】
龋齿模型的修复方法、矫治器制造方法、设备和存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及牙齿正畸
，特别涉及一种龋齿模型的修复方法、矫治器制造方法、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]龋齿俗称蛀牙或虫牙，是牙体组织被龋蚀，逐渐毁坏崩解，形成龋洞的一种口腔疾病，是口腔的常见病和多发病。龋齿是导致脱牙的主要原因之一，在发现龋齿问题后，需要及时进行治疗，比如进行牙齿矫治。牙齿矫治是针对牙齿排列畸形或错颌，利用弓丝、托槽等组成的固定矫治器械，或者可摘式的隐形牙齿矫治器，对牙齿施加三维矫治力和力矩，调整颜面骨骼、牙齿和颌面肌肉三者间的平衡和协调，经过一段时间的矫治后改善面型、排齐牙列以及提高咀嚼效能。壳状矫治器由于美观、便捷以及利于清洁等优点而得到牙齿矫治患者的广泛欢迎。当前的壳状矫治器的制作一般是通过对高分子材料采用热压膜成型工艺进行处理实现，从而得到空腔的几何形态与牙齿矫治患者的牙齿的分布基本吻合的壳体，即壳状矫治器。
[0003]对于龋齿患者而言，在利用矫治器进行牙齿矫治之前，通常需要先补牙，以修复龋齿，避免矫治过程中龋齿进一步恶化。因此，在构建龋齿患者的牙齿矫治器前首先需要对龋齿模型进行修复，否则，基于存在龋洞缺损的龋齿模型制作出的壳状矫治器会出现以下问题：在采用热压膜成型工艺制作壳状矫治器时，下压膜片过程中壳体会向龋洞的内部凹陷，形成的壳体空腔在龋齿位置处与补牙修复后的龋齿存在几何形态不一致，出现壳状矫治器偏小，甚至是形状错误的现象，最终导致牙齿矫治患者无法带上壳状矫治器的问题。
[0004]目前，常用的一种龋齿修复方法为：先将龋齿打印出来，然后利用红蜡片材料对打印出的龋齿进行人工修复。但是先打印再人工修复不仅耗时费力，而且由于人的主观性造成成品效果差异较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施方式的目的在于提供一种龋齿模型的修复方法、矫治器制造方法、设备和存储介质，使得可以对龋齿模型进行自动化修复，避免人工修复带来的种种缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种龋齿模型的修复方法，包括：在待修复的龋齿模型上选定目标截面；其中，所述目标截面垂直于牙体长轴，所述目标截面的高度高于所述龋齿模型的牙根部位；根据所述目标截面的高度和尺寸，在所述龋齿模型内生成一个用于填充所述龋齿模型的缺损部位的填充体；对所述填充体进行变形，使得变形后的填充体能够填补所述缺损部位；根据所述变形后的填充体和所述龋齿模型，得到所述缺损部位被填补的目标龋齿模型。
[0007]本专利技术的实施方式还提供了一种牙齿矫治器制造方法，包括：将牙颌模型中的龋齿模型替换为目标龋齿模型，得到目标牙颌模型，所述目标龋齿模型根据上述的龋齿模型的修复方法对所述龋齿模型进行修复得到；根据所述目标牙颌模型，生成壳状牙齿矫治器。
[0008]本专利技术的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的龋齿模型的修复方法。
[0009]本专利技术的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的龋齿模型的修复方法。
[0010]本专利技术实施方式提供了一种龋齿模型的修复方法，先在待修复的龋齿模型上选定垂直于牙体长轴的目标截面，该目标截面的高度高于龋齿模型的牙根部位，然后根据目标截面的高度和尺寸，在龋齿模型内生成一个用于填充龋齿模型的缺损部位的填充体，接着通过对填充体进行变形，使得变形后的填充体能够填填补缺损部位，最后根据变形后的填充体和龋齿模型，得到缺损部位被填补的目标龋齿模型。高度高于龋齿模型的牙根部位且垂直于牙体长轴方向的目标截面能够表征该龋齿模型在垂直于牙体长轴方向上的大致形态，从而结合该目标截面的高度和尺寸，有利于在龋齿模型内合理的生成用于填充龋齿模型的缺损部位的填充体。进而，通过对该填充体进行变形，使得变形后的填充体能够填补缺损部位，最终得到缺损部位被填补的目标龋齿模型。即，本申请实施例中能够实现对龋齿模型的自动化修复，而无需利用红蜡片材料对打印出的龋齿进行人工修复，克服了对人工的依赖，避免了人的主观意识对修复成品的影响，便于按照统一的标准对龋齿模型进行修复。另外，由于龋齿模型的缺损部位形状及大小均未知，本申请实施例中通过对填充体变形以填补缺损部位，有利于尽可能恢复牙齿外观，修复因龋洞在龋齿模型中形成的缺损部位。并且，修复得到的目标龋齿模型还能为矫治器、矫治方案的设计、评估提供科学的参考。
[0011]另外，所述对所述填充体进行变形，包括：在所述填充体上选择控制点；根据所述龋齿模型的轮廓，确定所述控制点对应的目标点；根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形；其中，所述控制点在所述变形的过程中向所述控制点对应的目标点移动。由于控制点在变形的过程中向控制点对应的目标点移动，相当于存在变形前后位置已知的点，因此，有利于加快变形的速度，快速得到能够填补缺损部位的变形后的填充体。
[0012]另外，所述根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形，包括：根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行拉普拉斯变形，有利于在实现变形的同时保证局部的细节特征尽量不变。
[0013]另外，所述根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形，包括：将所述填充体上位于所述目标截面以下的点作为固定点；其中，所述目标截面以下为朝向所述牙根部位的方向；根据所述控制点、所述目标点和所述固定点对所述填充体进行变形；其中，所述固定点为所述变形前后固定不变的点。本实施例中，在对填充体进行变形的过程中，将填充体上位于目标截面以下的点作为变形过程中位置不变的固定点，将在填充体上选择的控制点作为位置变化的点，且将控制点对应的目标点所在的位置作为变形后控制点应该到达的位置。这些固定点和控制点均相当于变形前后位置已知的点，因此，根据控制点、目标点和固定点，有利于对填充体进行快速且准确的变形。
[0014]另外，所述控制点包括：所述填充体在所述牙体长轴的方向上的最高点，所述最高点为朝向所述龋齿模型的牙冠方向上的最高点。通过将填充体在牙体长轴的方向上的最高点作为控制点，即变形前后位置已知的点，使得可以确保填充体在牙体长轴的方向上的最
高点在变形后能够移动至其对应的目标点，该最高点在移动的过程中，填充体上低于该最高点的其余非固定点也可以被带动着移动，从而在选择一个控制点的情况下实现填充体的合理变形。
[0015]另外，所述控制点还包括：在所述填充体上与所述最高点的相邻距离为预设距离的点。通过，增加控制点的数量，即增加变形前后位置已知的点的数量，有利于使得变形的球的表面不容易产生突变，过渡更加自然，表面更加平滑。
[0016]另外，所述根据所述龋齿模型的轮廓，确定所述控制点对应的目标点，包括：以所述控制点为起点，沿所述牙体长轴的方向向牙冠方向发射第一射线；根据所述龋齿模型的最高点，确定用于表征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种龋齿模型的修复方法，其特征在于，包括：在待修复的龋齿模型上选定目标截面；其中，所述目标截面垂直于牙体长轴，所述目标截面的高度高于所述龋齿模型的牙根部位；根据所述目标截面的高度和尺寸，在所述龋齿模型内生成一个用于填充所述龋齿模型的缺损部位的填充体；对所述填充体进行变形，使得变形后的填充体能够填补所述缺损部位；根据所述变形后的填充体和所述龋齿模型，得到所述缺损部位被填补的目标龋齿模型。2.根据权利要求1所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述对所述填充体进行变形，包括：在所述填充体上选择控制点；根据所述龋齿模型的轮廓，确定所述控制点对应的目标点；根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形；其中，所述控制点在所述变形的过程中向所述控制点对应的目标点移动。3.根据权利要求2所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形，包括：根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行拉普拉斯变形。4.根据权利要求3所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述填充体为数字化网格球体，所述根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行拉普拉斯变形，包括：通过极小化如下式子实现对所述填充体进行拉普拉斯变形：其中，其中，vi为所述填充体上第i个网格顶点的三维坐标，vj为与所述第i个网格顶点相邻的第j个网格顶点的三维坐标，N
i
为与所述第i个网格顶点相邻的网格顶点的集合，d
i
为第i个网格顶点的权重，L(v
i
)为第i个网格顶点变形前的拉普拉斯坐标，L(v
i
')为所述第i个网格顶点变形后的拉普拉斯坐标，u
i
为所述目标点的三维坐标，n为所述网格顶点的总数，n
‑
m为所述控制点的总数，E(V
’
)为极小化目标。5.根据权利要求2所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述控制点和所述目标点对所述填充体进行变形，包括：将所述填充体上位于所述目标截面以下的点作为固定点；其中，所述目标截面以下为朝向所述牙根部位的方向；根据所述控制点、所述目标点和所述固定点对所述填充体进行变形；其中，所述固定点为所述变形前后固定不变的点。6.根据权利要求1至5任一项所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述控制点包括：所述填充体在所述牙体长轴的方向上的最高点，所述最高点为朝向所述龋齿模型的牙
冠方向上的最高点。7.根据权利要求6所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述控制点还包括：在所述填充体上与所述最高点的相邻距离为预设距离的点。8.根据权利要求2至5任一项所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述龋齿模型的轮廓，确定所述控制点对应的目标点，包括：以所述控制点为起点，沿所述牙体长轴的方向向牙冠方向发射第一射线；根据所述龋齿模型的最高点，确定用于表征所述龋齿模型的高度边界的参考平面；根据所述第一射线与所述参考平面的交点，确定所述控制点对应的目标点。9.根据权利要求8所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述龋齿模型的最高点，确定用于表征所述龋齿模型的高度边界的参考平面，包括：将经过所述龋齿模型的最高点且垂直于所述牙齿长轴的平面作为参考平面；或者，若所述龋齿模型与所述龋齿模型的对颌牙模型之间的咬合平面高于所述龋齿模型的最高点，则将过所述龋齿模型的最高点且垂直于所述牙体长轴的平面作为参考平面；若所述咬合平面低于所述龋齿模型的最高点，则将所述咬合平面作为所述参考平面。10.根据权利要求8所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述第一射线与所述参考平面的交点，确定所述控制点对应的目标点，包括：将所述第一射线与所述参考平面的交点确定为所述控制点对应的目标点；或者，根据所述第一射线与所述参考平面的交点和膜片的厚度，确定所述控制点对应的目标点；其中，所述目标点为所述第一射线与所述参考平面的交点沿目标方向移动目标距离后的点，所述目标距离为2层所述膜片的厚度，所述膜片为牙齿正畸时使用的壳状牙科矫治器膜片，所述目标方向为沿所述牙体长轴由牙冠指向牙根的方向。11.根据权利要求2至5任一项所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，在所述根据所述龋齿模型的轮廓，确定所述控制点对应的目标点之后，还包括：通过以下方式，增加所述目标点和所述控制点的数量：确定所述填充体上与所述目标截面同高度的若干个点；以所述若干个点为起点，分别向所述龋齿模型的外周发射第二射线；将所述第二射线与所述缺损部位的内壁的交点确定为所述目标点；将所述第二射线的起点以及所述第二射线与所述缺损部位的内壁的交点作为相互对应的控制点和目标点。12.根据权利要求1至5任一项所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述龋齿模型为龋齿网格模型，所述填充体为球体，所述根据所述目标截面的高度和尺寸，在所述龋齿模型内生成一个用于填充所述龋齿模型的缺损部位的填充体，包括：根据所述目标截面上的网格顶点形成的凸包，选择所述凸包的边界上的两个目标散点；其中，所述两个目标散点之间的距离大于预设距离；将所述两个目标散点之间的中心点作为在所述龋齿模型内生成的用于填充缺损部位的填充体的球心；根据所述凸包的边界上的各个散点，确定所述填充体的半径。
13.根据权利要求12所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述两个目标散点为所述凸包的边界上的各个散点中距离最远的两个散点。14.根据权利要求12所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述凸包的边界上的各个散点，确定所述填充体的半径，包括：确定半径约束系数；根据所述半径约束系数和所述两个目标散点之间的距离，确定所述填充体的半径。15.根据权利要求14所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述半径约束系数的取值区间为[0.6，0.9]。16.根据权利要求12所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述凸包的边界上的各个散点，确定所述填充体的半径，包括：确定所述凸包的边界上的各个散点到所述球心的距离；根据所述各个散点到所述球心的距离，确定所述填充体的半径。17.根据权利要求16所述的龋齿模型的修复方法，其特征在于，所述根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞山，姚峻峰，
申请(专利权)人：正雅齿科科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：