基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于三維圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]牙齒矯治器是一種治療錯頌畸形的裝置，可稱正畸矯治器?？僧a(chǎn)生作用力，或是咀嚼肌口周肌的功能作用力通過矯治器使畸形的頌骨、錯位牙及牙周支持組織發(fā)生變化，以利于牙頌面正常生長發(fā)育。矯治器通常是一種富有彈性的金屬絲和托槽，或和塑料基托結(jié)合的機(jī)械性裝置，戴在口內(nèi)或頌面部。
[0003]隨著時代發(fā)展的進(jìn)迀，此種“鐵齒銅牙”的矯治方法已經(jīng)不適用于大部分對于形象越來越在意的現(xiàn)代人，隱形矯治器問世了。隱形矯治器對病患來說，幾乎完全隱形，不影響美觀;對牙齦、舌頭和前庭黏膜沒刺傷，刺激小，舒適;可自快速摘取，便于保持口腔衛(wèi)生;可以預(yù)覽矯治步驟和結(jié)果。對醫(yī)生來說，滿足病患對美觀的要求，可預(yù)先了解矯治步驟和結(jié)果，減少病人復(fù)診和鋼絲加力的次數(shù)時間，大大減輕了工作強(qiáng)度和工作時間，可以接待更多的病人，可以和固定托槽矯治結(jié)合使用。也可和修復(fù)治療聯(lián)合使用，如先矯治，后修復(fù)。定制的隱形矯治器不用金屬絲拉緊牙齒，也不會引起口腔內(nèi)的磨損與不適感，與固定矯治相比，可以減少疼痛感。在治療期間可以摘下矯治器正常進(jìn)食，治療過程中，可以方便的刷牙和剔牙，有效地清除牙垢保持口腔衛(wèi)生。
[0004]本發(fā)明提供一種用于隱形矯治器制作的基于模型的虛擬牙齦的生成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法，利用本發(fā)明的方法可以根據(jù)真實牙齒模型分割所得的一系列參數(shù)在計算機(jī)中生成虛擬牙齦，而且所得的虛擬牙齦精度可控制，三角片形狀較為規(guī)則，大小均勻，對后續(xù)曲面簡化，變形等操作不會產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法，包括如下步驟:
[0007](I)將牙齦線、牙齒分割線以及構(gòu)造參數(shù)輸入，所述的構(gòu)造參數(shù)包括牙齦高度，底面寬度和牙窩深度；
[0008](2)根據(jù)牙齒分割線對牙齦線進(jìn)行分割，將分割結(jié)果對應(yīng)每顆牙齒進(jìn)行存儲；
[0009](3)對于每顆牙齒所對應(yīng)的牙齦曲線進(jìn)行采樣，求取所有采樣點(diǎn)的中心點(diǎn)，并將中心點(diǎn)根據(jù)牙齦的高度將其投影至底面；
[0010](4)將各中心點(diǎn)在底面上的投影點(diǎn)用貝塞爾曲線進(jìn)行連接，生成底面中線；
[0011](5)對于底面中線上相鄰的兩個投影點(diǎn)的中垂線，根據(jù)底面的寬度在底面中線的兩側(cè)分別在該中垂線上采樣兩個點(diǎn)，采樣所得兩個點(diǎn)關(guān)于底面中線上相鄰的兩個投影點(diǎn)的連接線對稱;在底面中線的端點(diǎn)處，按照底面的寬度在底面中線在該端點(diǎn)處的切線方向上米樣一個點(diǎn)；
[0012](6)將所有采樣點(diǎn)用貝塞爾曲線進(jìn)行連接，生成底面輪廓線；
[0013](7)根據(jù)底面輪廓線和中線生成底面；
[0014](8)根據(jù)牙齦線上的采樣點(diǎn)，重新對底面的輪廓線進(jìn)行采樣，使得底面輪廓線上的點(diǎn)與牙齦線上的點(diǎn)一一對應(yīng)；
[0015](9)對于每顆牙齒的牙齦線的中心點(diǎn)，根據(jù)牙窩的深度投影獲得牙窩底端點(diǎn)；
[0016](10)將底面輪廓線上的采樣點(diǎn)，對應(yīng)的牙齦線上的采樣點(diǎn)和對應(yīng)牙窩底端點(diǎn)，用貝塞爾曲線連接生成牙齦輪廓曲線，并在牙齦輪廓曲線上進(jìn)行采樣；
[0017](11)將對牙齦輪廓曲線采樣所得到的點(diǎn)集分別生成牙齦側(cè)面和牙窩面，即得到虛擬牙齦。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟(7)之后，步驟(8)之前還包括步驟(21)重新對牙齦線上的點(diǎn)進(jìn)行米樣。
[0019]本發(fā)明的基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法，可以根據(jù)真實牙齒模型分割所得的一系列參數(shù)在計算機(jī)中生成虛擬牙齦。利用本發(fā)明的方法所生成的虛擬牙齦較為真實，但簡化了很多無關(guān)細(xì)節(jié)，在矯治軟件顯示，隱形矯治器制作等方面有廣泛應(yīng)用。而且所生成的牙齦精細(xì)程度可以通過修改參數(shù)進(jìn)行控制，可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行細(xì)化或簡化，以適用于不同硬件條件下的設(shè)備。
【附圖說明】
[0020]圖1為輸入的牙齦線的三維坐標(biāo)圖；
[0021 ]圖2為輸入的牙齦線的二維坐標(biāo)圖；
[0022]圖3為輸入的牙齒分割線的二維坐標(biāo)圖；
[0023]圖4為牙齒分割線分割牙齦線的二維坐標(biāo)圖；
[0024]圖5為牙齦線采樣點(diǎn)的中心點(diǎn)的二維坐標(biāo)圖；
[0025]圖6為中心點(diǎn)在底面的投影圖的三維坐標(biāo)圖；
[0026]圖7為中心點(diǎn)在底面的投影圖的二維坐標(biāo)圖；
[0027]圖8為底面中線的二維坐標(biāo)圖；
[0028]圖9為底面的二維坐標(biāo)圖；
[0029]圖10為根據(jù)牙齦線上的采樣點(diǎn)重新對底面的輪廓線進(jìn)行采樣后的三維坐標(biāo)圖；
[0030]圖11為用貝塞爾曲線連接的牙齦線上的采樣點(diǎn)、底面輪廓線上的采樣點(diǎn)以及牙窩底端點(diǎn)的不意圖；
[0031 ]圖12為生成的虛擬牙齦的示意圖；
[0032]圖中:1-牙銀線;2-牙銀線上的米樣點(diǎn)；3_貝塞爾曲線;4-底面輪廓線上的米樣點(diǎn)；5_牙窩底端點(diǎn);6-牙銀側(cè)面;7-牙窩面。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0034]基于模型的用于隱形正畸的虛擬牙齦的生成方法，包括如下步驟:
[0035](I)將牙齦線、牙齒分割線以及構(gòu)造參數(shù)輸入，所述的構(gòu)造參數(shù)包括牙齦高度，底面寬度和牙窩深度；
[0036](2)根據(jù)牙齒分割線對牙齦線進(jìn)行分割，將分割結(jié)果對應(yīng)每顆牙齒進(jìn)行存儲；
[0037](3)對于每顆牙齒所對應(yīng)的牙齦曲線進(jìn)行采樣，求取所有采樣點(diǎn)的中心點(diǎn)，并將中心點(diǎn)根據(jù)牙齦的高度將其投影至底面；
[0038](4)將各中心點(diǎn)在底面上的投影點(diǎn)用貝塞爾曲線進(jìn)行連接，生成底面中線；
[0039](5)對于底面中線上相鄰的兩個投影點(diǎn)的中垂線，根據(jù)底面的寬度在底面中線的兩側(cè)分別在該中垂線上采樣兩個點(diǎn)，采樣所得兩個點(diǎn)關(guān)于底面中線上相鄰的兩個投影點(diǎn)的連接線對稱;在底面中線的端點(diǎn)處，按照底面的寬度在底面中線在該端點(diǎn)處的切線方向上米樣一個點(diǎn)；
[0040](6)將所