[发明专利]对齐口内数字3D模型的方法

说明书

本发明提供了用于将由3D网格表示的牙齿的数字3D模型与3D坐标系内的期望取向对齐的方法。所述方法包括接收随机对齐的所述3D网格以及改变所述3D网格的取向，以将牙齿的所述数字3D模型与所述3D坐标系内的期望轴对齐。所述方法还可以检测所述数字3D模型中的牙龈线，以从所述模型中移除所述齿龈。

背景技术

数字3D模型的使用在牙科市场中正变得越来越普遍。这些模型可以在活体内通过口内扫描仪获得，或通过传统激光印象扫描图离线获得。数字3D模型可用于各种临床任务，包括治疗规划、以及牙冠与植入物的制备。该模型还可以用于诊断辅助，例如用于评估牙齿磨损和牙龈萎缩。数字3D模型通常以随机的取向获得，并且不固定到特定坐标系。因此，存在将口内数字3D模型与给定坐标系对齐以用于诊断或其它目的的需求。

发明内容

符合本发明的用于对齐牙齿的数字3D模型的方法包括接收由随机对齐的3D网格表示的牙齿的数字3D模型，以及改变3D网格的取向以将牙齿的数字3D模型与3D坐标系内的期望轴对齐。

符合本发明的用于改变和对齐牙齿的数字3D模型的方法包括接收具有由随机对齐的3D网格表示的相关联齿龈的牙齿的数字3D模型，在数字3D模型中检测牙龈线，以及从数字3D模型中移除齿龈。不具有齿龈的数字3D模型与3D坐标系内的期望轴对齐。

附图说明

附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，并且附图连同具体实施方式阐明本发明的优点和原理。在附图中，

图1是用于基于口内3D扫描图或3D印象扫描图对齐数字3D模型的系统的示意图；

图2示出了通过口内扫描图得到的3D牙齿模型；

图3是用于对齐和改变数字3D模型的方法的流程图；并且

图4是在3D坐标系内以期望的取向对齐并且与检测到的牙龈线对齐的数字3D模型的示意图。

具体实施方式

图1是用于基于口内3D扫描图对齐数字3D模型的系统10的示意图。系统10包括处理器20，该处理器通过口内3D牙齿扫描图或牙齿印象扫描图接收牙齿12的数字3D模型。系统10还包括：电子显示设备16，诸如液晶显示器(LCD)设备，用于显示数字3D模型；和输入设备18，用于接收用户命令或其它信息。通过扫描图得到的患者牙齿的数字3D模型的示例在图2中示出。基于来自多个视角的图像集生成数字3D图像或模型的系统公开于美国专利7,956,862和7,605,817中，这两篇专利以引用方式并入本文，如同被完整陈述。这些系统可使用口内扫描仪获得牙齿或其它口内结构的多角度数字图像，并且对那些数字图像进行处理以生成表示所扫描的牙齿的数字3D模型。系统10可以用例如台式电脑、笔记本电脑或平板电脑来实现。系统10可通过网络从本地或从远程接收3D扫描图。

本文所介绍的3D扫描图用三角形网格表示。三角形网格是3D表面的常见表示方式，并且具有两个分量。第一分量称作网格的顶点，其仅仅是表面(即，点云)上已重新构建的3D点的坐标。第二分量(即网格面)对物体上的点之间的关联进行编码，并且是一种在连续表面上的离散样品点之间进行插值的有效方式。每个面是由三个顶点限定的三角形，从而得到可以由一组小三角形平面贴片表示的表面。

图3是用于对齐数字3D模型并且可选地从模型中移除牙龈的方法1-4的流程图。这些方法可以在软件或固件模块中实现，例如由处理器20执行。这些方法可以另选地在硬件模块或软件与硬件的组合中实现。方法1-4接收随机对齐的3D网格(步骤30)，并且生成与3D坐标系中的期望轴对齐的3D网格(步骤32)。3D网格是具有上述分量的三角形网格。