【技术实现步骤摘要】
本技术涉及口腔医疗教学领域，具体涉及基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统。
技术介绍
1、随着数字化和物联网技术的应用，传统的教学模式也在逐步升级和变革，尤其是在需要反复训练以达到提升临床技能目的的实验教学方面，降低指导教师依赖性的自主训练和提供精确客观评估的需求使得数字化技术介入变得尤为重要。传统口腔医学实验教学中，由于牙体预备具有操作空间小、牙齿体积小、操作难度大等特点，而且实验课教师只能通过肉眼评判学生对牙齿磨削的精度，难以保证教学评价的准确性及公正性，不利于对学生牙体预备类临床技能的提升和培养。
2、通过对牙齿进行扫描以得到三维点云数据的技术已经在某些现有专利文献中被提出，然而这类现有技术大都将该技术运用至口腔科的临床诊断与治疗过程中，还罕见有将其运用至口腔医疗教学领域的报道。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，以解决现有技术的口腔医学实验教学过程对指导教师的依赖性强、且实验结果评价受指导教师主观影响较大等问题。
2、本技术通过下述技术方案实现：
3、基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，包括用于夹持训练用牙齿的夹持组件、用于获取被夹持训练用牙齿三维点云的扫描组件、与所述扫描组件信号连接的评估终端。
4、针对现有技术的口腔医学实验教学过程对指导教师的依赖性强、且实验结果评价受指导教师主观影响较大等问题，本技术提出一种基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，在学生使
5、可以看出，本系统通过对训练用牙齿的三维扫描以获取点云数据，可对比获取磨削后牙齿的点云图像和参考标准牙齿的点云图像，给予成绩判定，将成绩结果实时反馈给学生，并在后台进行数据记录；本系统摒弃了传统的需由实验课教师通过肉眼评判学生对牙齿磨削精度的方式，不仅能够更加准确地评判学生磨削牙齿的精准性、降低主观因素的干扰，还能够显著降低口腔医学实验教学对指导教师的依赖性，学生可自主完成训练操作和成绩判定。
6、需要说明的是：
7、本申请中的训练用牙齿，是口腔医疗教学领域内的现有技术，优选的采用塑料制成。
8、本申请中的夹持组件可采用本领域技术人员能够实现的任意用于夹持牙齿的装置，包括但不限于口腔医疗领域内现有的各种牙齿夹具。
9、本申请中的扫描组件可采用本领域技术人员能够实现的任意现有三维点云扫描设备实现。
10、本申请中的评估终端，可采用pc电脑、移动电脑、平板、智能手机或云端服务器等，其中内置的评估方法/软件/模块等基于现有的特征识别算法即可实现，只需满足能够对磨削后牙齿的点云图像与参考点云图像进行点云特征的匹配识别即可，这对于本领域技术人员而言不具有实现难度；此外，内置的评估方法/软件/模块中的具体评估指标、各指标的定量评估依据等可根据实际使用需要进行适应性设置，在此均不做具体限定。
11、此外，本申请中的评估终端还可内置深度学习算法，用于根据学生当前训练结果，给予学生下一步训练方案建议，实现在不依赖指导教师的前天下，自动为学生提供个性化的指导建议，促进学生更快地掌握实操技能。当然，其中的深度学习算法采用现有算法即可，如常见的卷积神经网络算法、循环神经网络算法等，只需提前训练好所需的网络模型，并将其内置于评估终端中即可。
12、进一步的，还包括用于发放训练用牙齿的发放设备。本方案通过发放设备提供了训练用牙齿的牙位存放环境，并可通过发放设备为学生发放指定的训练用牙齿。其中发放设备的具体结构在此不做限定，任意能够存放训练用牙齿、并输出指定的训练用牙齿的现有设备均可适用，如柜、箱、盒等。
13、进一步的，所述夹持组件包括变位卡盘、位于变位卡盘上的牙齿夹紧机构。
14、本方案通过牙齿夹紧机构对磨削实验后的训练用牙齿进行夹紧固定，并通过变位卡盘以实现自动变位，便于扫描组件对牙齿各方位的充分扫描。
15、进一步的，还包括用于驱动所述变位卡盘转动的驱动机构。驱动机构为变位卡盘提供转动动力，使其可根据需要进行转动，实现带动其上被夹持的训练用牙齿的同步转动。
16、进一步的，所述扫描组件包括扫描方向朝向所述变位卡盘的激光扫描设备、用于监测变位卡盘转动角速度和/或角度的传感器。其中激光扫描设备用于直接扫描得到被夹持训练用牙齿三维点云数据，传感器用于实时监测变位卡盘的整体旋转速度和/或角度，保证被夹紧的牙齿旋转指定的角度，以准确地获取牙齿的三维点云，且可以匹配激光扫描设备与变位卡盘之间的位置关系，以实时保证激光扫描设备的激光线能扫描到被夹紧的训练用牙齿。
17、其中，激光扫描设备可采用现有的能够扫描点云数据的三维激光扫描仪器实现，传感器可采用现有的任意能够感应被监测物的角速度和/或角度的感应技术实现。
18、进一步的，所述驱动机构包括电机、以及与所述变位卡盘相连的转轴，所述电机的输出端与所述转轴之间带传动。
19、本方案对变位卡盘的驱动机构进行限定，通过电机带动转轴转动，进而通过转轴带动变位卡盘转动。其中，电机的输出端与所述转轴之间为带传动方式，具有缓冲吸振、且便于减速等优点，有利于控制变位卡盘的稳定转动，进而提高三维点云数据的扫描精确性。该带传动的具体传动带的带型、尺寸以及配套的带轮等在此均不做限定，可根据实际工况进行适应性选择。
20、进一步的，所述激光扫描设备安装在机械臂上。便于通过机械臂带动激光扫描设备自由旋转，进而更加有利于保证激光扫描设备多方位对牙齿进行三维点云数据的扫描。
21、进一步的，所述发放设备包括：
22、用于存放训练用牙齿的箱体；
23、位于箱体上的取牙窗口；
24、位于箱体内部的推牙机构，所述推牙机构用于驱动指定的训练用牙齿移动至所述取牙窗口。
25、本方案对训练用牙齿的发放设备进行具体限定，其主体为箱体，训练用牙齿存放在箱体内部，箱体表面具有取牙窗口。推牙机构可将学生当次教学实验所需使用的训练用牙齿驱动至取牙窗口处，学生直接在取牙窗口处拿取即可。这种方法设备可避免学生错误的拿取训练用牙齿。
26、进一步的，还包括位于箱体表面的身份识别模块和/或人机交互模块。
27、本方案可通过身份识别模块识别当前取牙的学生身份，进而为该学生赋予教师提前指定好的训练用牙齿、或学生提前预约好的训练用牙齿；本方案也可通过人机交互模块实现学生与箱体之间的人机交互，使得学生可以根据自身学习进度选择所需的训练用牙齿进行实验操作。可以看出，本方案能够显著提高本申请的使用安全性，避免学生错取或乱取训练用牙齿、保证每次取用都能够被记录，实现每颗训练用牙齿使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，包括用于夹持训练用牙齿的夹持组件、用于获取被夹持训练用牙齿三维点云的扫描组件、与所述扫描组件信号连接的评估终端；
2.根据权利要求1所述的基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，还包括用于发放训练用牙齿的发放设备。
3.根据权利要求1所述的基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，所述激光扫描设备（4）安装在机械臂（3）上。
4.根据权利要求2所述的基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，所述发放设备包括：
5.根据权利要求4所述的基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，还包括位于箱体（15）表面的身份识别模块（16）和/或人机交互模块（17）。
6.根据权利要求4所述的基于牙齿3D特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，所述推牙机构包括若干储牙工位、与所述取牙窗口（18）连通的滑槽（19）、用于将储牙工位上存放的训练用牙齿推动至所述滑槽（19）内的推块或推块组。
【技术特征摘要】
1.基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，包括用于夹持训练用牙齿的夹持组件、用于获取被夹持训练用牙齿三维点云的扫描组件、与所述扫描组件信号连接的评估终端；
2.根据权利要求1所述的基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，还包括用于发放训练用牙齿的发放设备。
3.根据权利要求1所述的基于牙齿3d特征识别的牙齿磨削教学评估系统，其特征在于，所述激光扫描设备（4）安装在机械臂（3）上。
4.根据权利要求2所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诗达，马晓国，陶冶，郑庆华，王亚，张凌林，韩向龙，叶玲，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：
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