本技術(shù)實(shí)施例涉及醫(yī)療器械，特別涉及一種下頜運(yùn)動(dòng)建模方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字化正畸是結(jié)合現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助三維診斷、個(gè)性化設(shè)計(jì)以及數(shù)字化成型技術(shù)形成的一類技術(shù)，其通過(guò)采集患者牙頜上軟組織和硬組織的三維影像數(shù)據(jù)，構(gòu)造數(shù)字化牙頜模型，并基于該數(shù)字化牙頜模型模擬牙齒牙齦的運(yùn)動(dòng)、設(shè)計(jì)矯治器實(shí)現(xiàn)。其中，為了更好地設(shè)計(jì)矯治器，通常需要準(zhǔn)確地區(qū)分?jǐn)?shù)字化牙頜模型上的各個(gè)牙齒的牙冠及牙齦，以便更精確地模擬牙齒牙齦的運(yùn)動(dòng)。

2、在數(shù)字化正畸設(shè)計(jì)中，下頜骨所處的位置較為重要，其位置確定準(zhǔn)確與否，與設(shè)計(jì)結(jié)果是否準(zhǔn)確直接相關(guān)。而顳下頜關(guān)節(jié)連接下頜骨和頭顱顳骨，下頜骨運(yùn)動(dòng)模型十分復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)軌跡非線性，比如下頜骨運(yùn)動(dòng)包括張嘴、側(cè)方頜移動(dòng)、前后伸縮移動(dòng)等這些動(dòng)作并不是簡(jiǎn)單的繞顳下頜關(guān)節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者是平移運(yùn)動(dòng)，它是復(fù)雜的非線性運(yùn)動(dòng)，如何建立下頜骨運(yùn)動(dòng)模型，并提取簡(jiǎn)單的參數(shù)來(lái)分別表示這些運(yùn)動(dòng)是一個(gè)難點(diǎn)。

3、目前下頜骨在數(shù)據(jù)采集時(shí)為靜態(tài)數(shù)據(jù)，而實(shí)際使用時(shí)，經(jīng)常需要將下頜骨與上頜骨匹配后分析，此時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中簡(jiǎn)單地將兩個(gè)模型通過(guò)空間位置改變移動(dòng)至一起，但口腔下頜實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到骨骼、肌肉等限制，運(yùn)動(dòng)并不相同，所以上下頜骨的匹配結(jié)果也可能不準(zhǔn)確?，F(xiàn)有另一種方式可采用專用采集設(shè)備采集運(yùn)動(dòng)情況，這種方式成本高，使用專業(yè)。

4、鑒于上述問(wèn)題，需要找到一種簡(jiǎn)單、高效、低成本的展現(xiàn)下頜動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的模型的獲得方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種下頜運(yùn)動(dòng)建模方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，可以解決自動(dòng)建立符合患者實(shí)際的下頜動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)模型的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)的實(shí)施例提供了一種下頜運(yùn)動(dòng)建模方法，包括：接收患者下頜骨處于不同位置的影像資料圖片、數(shù)字化三維的上頜模型和下頜模型，所述影像資料圖片至少能展示部分上頜牙列和部分下頜牙列；根據(jù)所述影像資料圖片中上頜牙列和下頜牙列的相對(duì)位置，確定所述數(shù)字化三維的下頜模型相對(duì)上頜模型的空間位置和姿態(tài)；其中，每個(gè)下頜骨所處位置不同的影像資料圖片，對(duì)應(yīng)確定一個(gè)下頜模型的空間位置和姿態(tài)；對(duì)所確定的下頜模型的各空間位置和姿態(tài)進(jìn)行分析，得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡。

3、本技術(shù)的實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行上述下頜運(yùn)動(dòng)建模方法。

4、本技術(shù)的實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述下頜運(yùn)動(dòng)建模方法。

5、本技術(shù)實(shí)施例的下頜運(yùn)動(dòng)建模方法，通過(guò)影像資料圖片采集患者下頜骨的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)影像資料圖片匹配預(yù)獲得的上下頜模型，確認(rèn)在下頜骨運(yùn)動(dòng)中，在三維空間中下頜骨相對(duì)上頜骨的位姿情況，同時(shí)對(duì)該位姿情況進(jìn)行分析，得到下頜模型相對(duì)上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡。可見(jiàn)，本技術(shù)中下頜運(yùn)動(dòng)建模方法，可以自動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)軌跡，簡(jiǎn)單高效，減少患者參與過(guò)程，還能為矯治器設(shè)計(jì)和制造階段提供更為真實(shí)的患者數(shù)據(jù)，使得得到的運(yùn)動(dòng)軌跡更符合真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況。

6、另外，所述對(duì)所確定的下頜模型的各空間位置和姿態(tài)進(jìn)行分析，得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡，包括：對(duì)所確定的下頜模型的各空間位置和姿態(tài)進(jìn)行分析，得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向，所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楸碚魉鱿骂M骨的張嘴方向、側(cè)方頜運(yùn)動(dòng)方向和矢狀向前后運(yùn)動(dòng)方向；基于所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向確定所述運(yùn)動(dòng)軌跡。由于下頜模型為復(fù)合運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)下頜運(yùn)動(dòng)提取基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而確定運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確獲取下頜的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡。

7、另外，所述對(duì)所確定的下頜模型的各空間位置和姿態(tài)進(jìn)行分析，得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向，包括：采用核主成分分析法分析，得到所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向。限定采用核主成分分析法分析得到基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向，主成分分析可以得到一組數(shù)據(jù)的特征值和特征向量，特征向量也就是基向量，其分析得到的結(jié)果也就代表了復(fù)合運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向。

8、另外，所述采用核主成分分析法分析包括：利用預(yù)設(shè)的核函數(shù)得到協(xié)方差矩陣；對(duì)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，得到n個(gè)特征值和對(duì)應(yīng)特征向量；其中，所述n為大于3的自然數(shù)；從所述n個(gè)特征值中選出特征值最大的前m個(gè)特征向量，作為所述m個(gè)基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向；其中，所述m為小于或等于n，且大于3的自然數(shù)。進(jìn)一步限定核主成分分析法的分析過(guò)程，選擇特征值更大的特征向量，可以選擇出更能代表該復(fù)合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向。

9、另外，所述對(duì)所確定的下頜模型的各空間位置和姿態(tài)進(jìn)行分析，得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向，包括：通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析各空間位置和姿態(tài)，得到所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向。限定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法，可以通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，更為準(zhǔn)確的確認(rèn)出運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。

10、另外，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用預(yù)訓(xùn)練后的基于多層感知機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

11、另外，所述基于所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向確定所述運(yùn)動(dòng)軌跡，包括：對(duì)分析得到的下頜骨的各所述基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行線性組合，得到下頜骨的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的所述運(yùn)動(dòng)軌跡。

12、另外，所述根據(jù)所述影像資料圖片中上頜牙列和下頜牙列的相對(duì)位置，確定所述數(shù)字化三維的下頜模型相對(duì)上頜模型的空間位置和姿態(tài)，包括：提取所述影像資料圖片中牙列部分的第一可視化特征數(shù)據(jù)；組合所述上頜模型和所述下頜模型，將組合后的所述上頜模型和所述下頜模型的牙列部分在預(yù)設(shè)相機(jī)參數(shù)對(duì)應(yīng)的成像平面上投影，同時(shí)調(diào)整所述上頜模型和/或所述下頜模型的相對(duì)位姿，對(duì)各個(gè)相對(duì)位姿分別投影，分別獲得各投影后的第二可視化特征數(shù)據(jù)；找出與所述第一可視化特征數(shù)據(jù)相匹配的第二可視化特征數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述與第一可視化特征數(shù)據(jù)相匹配的第二可視化特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的相對(duì)位姿確定所述數(shù)字化三維的下頜模型相對(duì)上頜模型的空間位置和姿態(tài)。限定采用影像資料圖片中可視化特征數(shù)據(jù)對(duì)齊三維模型的投影圖形，從而確認(rèn)三維模型的位姿，結(jié)果準(zhǔn)確，可自動(dòng)化程度高。

13、另外，所述根據(jù)所述影像資料圖片中上頜牙列和下頜牙列的相對(duì)位置，確定所述數(shù)字化三維的下頜模型相對(duì)上頜模型的空間位置和姿態(tài)，包括：分別在所述影像資料圖片中的牙列部分上標(biāo)記第一類牙齒特征點(diǎn)，得到若干個(gè)第一特征點(diǎn)，分別在所述上頜模型和下頜模型中標(biāo)記所述第一類牙齒特征點(diǎn)，得到若干個(gè)第二特征點(diǎn)，其中，所述第一特征點(diǎn)的數(shù)量大于或等于3個(gè)，且不在同一直線上，所述第二特征點(diǎn)的數(shù)量大于或等于3個(gè)，且不在同一直線上；組合所述上頜模型和所述下頜模型，調(diào)整所述上頜模型和下頜模型的相對(duì)位姿，分別獲取對(duì)應(yīng)各相對(duì)位姿的組合模型，改變所述組合模型的觀察視角，分別獲取各個(gè)觀察視角下各所述組合模型的各第二特征點(diǎn)相對(duì)相機(jī)平面的投影位置，所述相機(jī)平面與觀察視角垂直；找出與各第一特征點(diǎn)的位置相配準(zhǔn)的第二特征點(diǎn)的投影位置，根據(jù)該投影位置所對(duì)應(yīng)的組合模型中上下頜的相對(duì)位姿，確定所述數(shù)字化三維的下頜模型相對(duì)上頜模型的空間位置和姿態(tài)。限定采用標(biāo)記特征點(diǎn)的方式，通過(guò)對(duì)齊特征點(diǎn)的方式確認(rèn)三維模型的位姿，結(jié)果準(zhǔn)確，參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)量少。

14、另外，所述得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡之前，包括：獲取所述患者的正畸方案；所述得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡之后，包括：根據(jù)所述上頜模型、所述下頜模型和所述運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)所述正畸方案中各階段進(jìn)行上下頜模型的碰撞檢測(cè)。限定利用得到的運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)咬合碰撞，由于該運(yùn)動(dòng)軌跡更符合用戶實(shí)際咬合動(dòng)作，所以可使得用戶咬合碰撞的檢測(cè)更為真實(shí)全面。

15、另外，所述正畸方案中包括：排牙方案、頜位調(diào)整方案。

16、另外，所述得到所述下頜模型相對(duì)所述上頜模型的運(yùn)動(dòng)軌跡之后，包括：在需要獲取所述下頜模型的一調(diào)整位時(shí)，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)軌跡調(diào)整所述下頜模型，獲取調(diào)整后的下頜模型的位姿。限定可通過(guò)前序步驟確定的運(yùn)動(dòng)軌跡調(diào)整下頜模型，使得調(diào)整后的下頜位置更加真實(shí)，符合醫(yī)學(xué)需求。

17、另外，所述影像資料圖片包括：照片或x光片。限定可選用的不同圖像的類型，在不同需求下可以選擇不同的類型，使得實(shí)施更為靈活，便于本技術(shù)推廣。