[发明专利]一种针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法

权利要求书

1.一种针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)数据准备：通过对口腔的CT数据进行三维可视化处理获得CT重建牙齿图像；通过对牙冠和牙龈部分的光学扫描数据进行可视化处理获得光学扫描牙冠图像；将CT重建牙齿图像、光学扫描牙冠图像放入统一的世界坐标系下；

(2)初始配准：通过手动选取特征点对CT重建牙齿图像、光学扫描牙冠图像进行处理获得初始配准模型；

(3)精确配准：通过自动选取特征点对所述初始配准模型进行处理获得精确配准模型。

2.根据权利要求1所述的针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述步骤(1)中的通过对口腔的CT数据进行三维可视化处理获得CT重建牙齿图像的操作包括：对口腔的CT数据采用移动立方体算法进行处理获得CT重建牙齿图像。

3.根据权利要求1所述的针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述步骤(1)中的通过对牙冠和牙龈部分的光学扫描数据进行可视化处理获得光学扫描牙冠图像的操作包括：采用虚拟正畸系统的牙齿模型分割算法将牙冠和牙龈部分的光学扫描数据中的牙冠与牙龈分离，得到的牙冠部分即为光学扫描牙冠图像。

4.根据权利要求1所述的针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述步骤(1)中的将CT重建牙齿图像、光学扫描牙冠图像放入统一的世界坐标系下的操作包括：

利用Actor分别对CT重建牙齿图像、光学扫描牙冠图像的坐标点进行转换,将两者的坐标系分别变换到世界坐标系下；

所述世界坐标系是指VTK中设定的世界坐标系。

5.根据权利要求1所述的针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述步骤(2)的操作包括：

(21)依次手动地在光学扫描牙冠图像上选取m个特征点组成特征点集P，然后以相同的顺序在CT重建牙齿图像u上依次选取相同位置处的m个特征点组成特征点集Q；所述m>＝3；

(22)利用下面的公式设置缩放因子s，然后利用所述缩放因子s得到缩放后的光学扫描牙冠数据p_new：

其中，p_i是光学扫描数据，u_i是口腔的CT数据；p_new是经过尺度缩放后得到的光学扫描牙冠图像；读取p_new的三维网格的顶点数量n；

(23)生成初始矩阵,然后利用ICP算法进行转换，求解特征点集P和Q相应的旋转矩阵、平移矩阵，使光学扫描牙冠图像p_new和CT重建牙齿图像u匹配在一起，获得初始配准模型。

6.根据权利要求5所述的针对CT与光学扫描牙齿模型的高效配准方法，其特征在于：所述步骤(23)中生成的初始矩阵如下：

所述求解特征点集P和Q相应的旋转矩阵、平移矩阵是采用SVD或单位四元数法实现的。