虚拟牙龈的构建方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112053443A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010895747.3(22)申请日2020.08.31(71)申请人上海正雅齿科科技股份有限公司地址201210上海市浦东新区祖冲之路2305号天之骄子A座122北门二楼(72)发明人沈斌杰姚峻峰(51)Int.Cl.G06T17/20(2006.01)G06T7/60(2017.01)A61C7/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图5页(54)发明名称虚拟牙龈的构建方法及系统(57)摘要本发明公开了一种虚拟牙龈的构建方法，包括：获取数字化牙颌模型；根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；在所述牙颌坐标系中建立所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的底面的轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。同时还公开了一种虚拟牙龈的构建系统，以及一种设计壳状牙齿矫治器的方法、一种制造壳状牙齿矫治器的方法、一种虚拟牙龈的构建设备，及一种虚拟牙龈的构建设备。CN112053443ACN112053443A权利要求书1/3页1.一种虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：获取数字化牙颌模型；根据所述数字化牙颌模型构建对应的牙颌坐标系；在所述牙颌坐标系中建立与所述数字化牙颌模型的底面对应的牙颌平面，并将数字化牙颌模型上牙龈线投射在所述牙颌平面上；在所述牙颌平面上根据所述牙龈线构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓，并根据所述牙颌底面轮廓建立拓扑网格；对所述拓扑网格的位置信息进行延展，构建所述数字化牙颌模型的牙龈拓扑网格，并生成所述数字化牙颌模型对应的虚拟牙龈信息。2.根据权利要求1所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述牙颌坐标系包括：将所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿生成对应的牙齿网格模型；在每颗所述牙齿网格模型上标注牙龈线的位置信息；根据所述牙龈线的位置信息构建所述牙颌坐标系。3.根据权利要求2所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述牙颌坐标系包括：提取每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息；对所述网格顶点坐标信息进行特征值分析；其中，将满足第一特征值的作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的作为第三主成分，并设置为Z轴；进一步计算每个数字化牙齿的牙龈线对应的网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点。4.根据权利要求3所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：所述第一特征值大于所述第二特征值，所述第二特征值大于所述第三特征值。5.根据权利要求3所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建所述数字化牙颌模型的牙颌底面轮廓包括：根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息建立所述数字化牙颌模型的牙弓曲线；分别在所述牙弓曲线的舌侧和唇侧方向延展不同预设宽度距离，形成封闭的所述牙颌底面轮廓。6.根据权利要求5所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：在所述牙颌坐标系中获取所述数字化牙颌模型中每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息；将获取的每颗数字化牙齿的所述重心信息及所述牙龈线信息映射到所述牙颌坐标系中的所述牙颌平面上；根据映射到所述牙颌平面上的每颗数字化牙齿的重心信息及所述牙龈线信息，在所述牙颌平面上构建所述数字化牙颌模型的平面拓扑网格；从所述平面拓扑网格向标注牙龈线的位置信息进行信息增长设置，获取所述数字化牙颌模型对应的所述虚拟牙龈信息。2CN112053443A权利要求书2/3页7.根据权利要求5所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，包括：在所述牙颌平面上根据所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线在所述牙颌底面轮廓内建立牙龈拓扑网格；根据所述牙龈拓扑网格以及标注牙龈线的位置信息，通过约束算法在所述牙颌坐标系内建立三维虚拟牙龈网格。8.根据权利要求7所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，构建牙龈拓扑网格包括：获取所述牙颌底面轮廓、以及投影的所述牙龈线上的各边界点；计算各边界点的两条相邻边的夹角值；在各所述夹角值中检索出最小夹角对应的边界点；进一步根据最小夹角对应的边界点与相邻两个边界点之间距离，根据距离的大小更新三角面片的数量，构建完成所述牙龈拓扑网格。9.根据权利要求8所述的虚拟牙龈的构建方法，其特征在于，所构建拓扑网格包括：计算该边界点的两个相邻边组成的夹角是否大于预设角度，如大于则增加两个三角面片，否则增加一个三角面片。10.根据权利要求7