[发明专利]利用牙齿咬合状态下的口腔CT图像获取全牙模型的方法

说明书

本发明涉及一种利用牙齿咬合状态下的口腔CT图像获取全牙模型的方法，包括以下几个步骤：1)对所有包含上(下)颌牙齿的咬合状态下的CT图像进行图像分割；2)建立分割面，获取CT图像牙根点云模型；3)从分割后的上(下)颌牙齿中选择具有完整轮廓的牙齿；4)将前述选择的牙齿轮廓，与通过非接触扫描得到的对应牙齿的牙冠部分进行配准；5)将CT图像数据的牙根与扫描数据牙冠进行融合，重建得到完整上(下)颌牙列。该方法能够将口腔CT图像中咬合处的上颌及下颌牙列进行分割，获取咬合状态下具有完整牙齿轮廓信息的上颌及下颌牙列，解决现有方法无法在牙齿咬合状态下较好的获取全牙模型的技术问题，从而为医师制定正畸治疗及咬合重建方案提供了可靠依据。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及利用牙齿咬合状态下的口腔CT图像获取全牙模型的方法。

背景技术

建立良好的咬合关系是正颌手术及正畸治疗的必要步骤，而通过计算机辅助治疗，制定完善合理的手术及治疗方案，对于确保术后及正畸后具有良好的咬合关系具有重要意义。

目前，在计算机辅助正畸治疗的过程中，从CT图像中进行牙齿分割及模型重建是一种常见方式，其中CT图像中牙颌模型包含了全齿及牙槽骨轮廓信息、牙排列情况，但其精度较低，且处于咬合状态时咬合部分牙齿表面信息缺失，无法获取，使得对于处于咬合状态的CT图像牙齿无法实现较好的分割，获取全牙模型。Xia等(Xia Z,Gan Y,Chang L,etal.Individual tooth segmentation from CT images scanned with contacts ofmaxillary and mandible teeth[J].Computer Methods&Programs in Biomedicine,2017,138:1.)采用水平集方法对CT切片图像进行分割后，采用阀值和快速分水岭的方法进行咬合牙齿的轮廓分割，然后采用补洞操作获得完整的牙齿；该方法通过补洞操作来模拟咬合接触部分的牙冠表面信息，使得牙冠的信息受到损失。

发明内容

为了解决现有方法无法在牙齿咬合状态下较好的获取全牙模型的技术问题，本发明提供一种利用牙齿咬合状态下的口腔CT图像获取全牙模型的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

利用牙齿咬合状态下的口腔CT图像获取全牙模型的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)对所有包含上颌牙齿的咬合状态下的CT图像进行分割，基于轮廓提取方法，获取上颌所有牙齿及与之咬合接触的下颌部分牙齿轮廓信息，并根据提取的轮廓信息重构出三维网格模型；

2)建立分割面，利用分割面从步骤1)所构建的三维网格模型中分割出上颌牙齿的CT图像牙根点云模型；

3)从步骤1)所获得的牙齿轮廓信息中，选择上颌牙中不与下颌牙发生咬合接触的单个或多个具有完整的牙冠外轮廓信息的牙齿，并将其另存为点云格式，得到CT图像的牙冠点云模型；

4)获取上颌的外部扫描图像，将扫描图像进行分割，得到独立的牙冠表面，保存为扫描数据牙冠点云模型；

选择与步骤3)中选择的牙齿相对应的扫描牙冠，将其保存为点云格式，得到扫描牙冠的点云模型Ⅱ；

将扫描牙冠的点云模型Ⅱ与步骤3)中得到的CT图像的牙冠点云模型进行配准，得到两组模型间的移动和旋转关系；

5)将CT图像的牙根点云模型与步骤4)所得到扫描数据牙冠点云模型进行融合，重建得到完整上颌牙列，融合方法是：

5.1)利用配准过程中产生的移动和旋转关系，将CT图像的牙根点云模型与步骤4)所得到扫描数据牙冠点云模型进行合置；