【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開總體上涉及用于正畸治療計劃的方法和裝置，更具體地，涉及用于根據口內掃描數據精確地對患者牙列進行建模的方法和裝置，其包括難以分辨的鄰間區域。
技術介紹
1、使用一系列患者可移除的器具(例如，“矯正器”)的正畸和牙科治療對于治療患者非常有用。治療計劃通常通過以最終構造生成患者牙齒的模型然后將治療計劃分解成與順序佩戴的各個矯正器對應的多個中間階段(步驟)與牙科專業人員(例如，牙醫、正畸醫生、牙科技術人員等)一起執行。該過程可以是交互式的，基于對牙齒移動的約束和牙科專業人員的偏好來調整階段劃分，并且在一些情況下調整最終目標位置。一旦最終的治療計劃最終確定，就可以對應于治療計劃制造一系列矯正器。
2、患者的治療計劃可以從患者牙齒的三維(3d)模型開始。傳統上，可以用非接觸式光學掃描儀來確定3d模型。然而，在一些情況下由不完整或錯誤的掃描數據引起的3d模型中的誤差，可能導致相關患者的治療計劃出現錯誤。
3、因此，需要新的和有用的裝置(設備、方法等)來獲得高質量的3d模型。
技術實現思路
1、本文所述的方法和裝置(例如，系統和設備)可以細化患者牙列的初始或初步3d模型，以包括對包括鄰間區域在內的難以成像區域的精確表示。這些方法和裝置可以是正畸治療方法和/或裝置的一部分。在一些示例中，與已經用于捕獲光學掃描的與相機位置相關聯的投射數據可以用于確定牙列內可能難以或不可能使用口內掃描儀精確成像的區域(特別是包括鄰間空間)的存在。在一些示例中，這些方法和裝置可被配置為確認鄰
2、如本文所用，患者牙列的數字模型在本文中可等效地稱為患者牙列的數字3d模型，或簡稱為3d模型。一般而言，患者牙列的初始或初步3d模型可由包括口內掃描儀在內的傳統光學掃描儀生成或接收。可以使用任何合適的口內掃描儀。此外，可以使用對象牙列(全部或部分牙列)的任何合適的數字表示。例如，患者牙列的數字3d模型可以被配置為數據點的“點云”。點云可以指可以定義3d模型的表面的多個數據點。
3、在一些示例中，可以對患者牙列的3d模型進行處理以標識3d模型的表面(例如，分割)和/或可以進行處理以找到或確定鄰間空間或與表面相關聯或相鄰的其他牙列區域，以及在一些情況下重疊的表面。這些區域在本文中一般被稱為“鄰間區域”，并且可能難以用口內掃描儀可視化，因為從任何外部角度(例如，頰側、舌側和/或咬合側)的成像可能至少部分地被模糊或遮蔽，使得難以以毫米或亞毫米精度分辨這些區域。當前定義牙齒表面(包括鄰間空間)的方法可能僅僅基于3d捕獲(例如，使用口內掃描儀)，通常被限制于超過300μm的分辨率，并且無法精確標記每個鄰間空間。
4、一般而言，本文所述的方法和裝置可在掃描患者牙列期間(例如，實時或半實時地)或在掃描牙列之后使用，以提高患者牙列的3d數字模型的質量(例如，分辨率)。這些方法還可以或可替代地用于幫助標識患者牙列的一個或多個結構，例如用于分割患者的牙列(包括精確地區分牙齒、牙齒和牙齦等)。
5、在這些方法的任何一種中，可以檢查或分析患者牙列的3d數字模型，以確定鄰間區域(“ip空間”)的位置。任何適當的(例如，手動、自動或半自動的)技術可用于標識鄰間空間的存在。例如，可以使用包括經訓練的網絡(例如，神經網絡)的機器代理。本文描述的任何方法和裝置可以包括使用經訓練的神經網絡來標識鄰間區域。在鄰間空間被定位之后，本文所述的方法和裝置可以移除與鄰間空間相關聯的點云數據以細化3d模型。
6、例如，本文描述了用于細化一個或多個3d模型的方法和裝置。例如，該方法和裝置可以包括：接收或生成對象牙列的三維(3d)模型，其中該3d模型基于對象牙列的掃描；使用從與該3d模型相對應的對象牙列的多個二維(2d)圖像中標識的3d模型中的一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊緣邊界來細化該3d模型，從而生成細化的3d模型；以及，輸出與該細化的3d模型相關聯的信息。2d圖像可以與3d模型數據一起接收，或者與3d模型數據分開接收。例如，可以在收集3d成像數據(例如，結構光、共焦等)的同時拍攝2d圖像。2d圖像可以是可見光圖像、熒光圖像、白光圖像、近紅外圖像等。
7、在一些示例中，細化3d模型可以包括從對象牙列的2d圖像中標識鄰間區域并標識鄰間空間周圍的邊緣邊界，并且根據針對多個2d圖像的標識的邊緣邊界來生成3d模型的潛在的新表面點。在一些示例中，細化3d模型還可以包括從3d模型中移除落在來自2d圖像的空間周圍的一個或多個邊緣邊界內的新表面點的至少一個子集。剩余的點(例如，在點云中)可以被平滑或以其他方式用于生成新的外部牙齒表面。在一些示例中，標識一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊緣邊界可以包括：對于多個2d圖像的至少一個子集中的每個子集，使用機器學習從該子集中的對象牙列的每個2d圖像中標識一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊界。在一些示例中，細化3d模型可以包括對每個標識的邊界的邊緣進行平滑處理。
8、在一些示例中，根據標識的邊緣邊界來生成3d模型的潛在的新表面點可以包括使用與多個2d圖像中的每個2d圖像相對應的相機位置。生成潛在的新表面點還可以包括將標識的邊緣邊界映射到3d模型，并確定在每個邊緣邊界上的多個點與相機在捕獲對象牙列的2d圖像期間相對于對象牙列的表面的位置之間形成的射線，并且在每條射線進入并離開3d模型表面的位置處的3d模型的表面上的點之間生成3d模型的新點。在一些示例中，每個點可以在與射線垂直且與標識的空間的切線垂直的方向上具有相關聯的法向量。
9、在一些示例中，用于細化一個或多個3d模型的方法可以包括使用3d模型中的一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊緣邊界，其中該空間包括對象牙列的兩顆牙齒之間的鄰間空間。經修改或改進的3d模型可用于進一步的治療計劃，并可提供關于患者牙齒的更精確的位置和其他信息，這在設計和/或跟蹤牙科治療中可能是至關重要的。替代地或附加地，本文所述的方法和裝置可以被配置為輸出關于鄰間牙齒區域的信息。在一些示例中，該方法可以包括輸出包括兩顆牙齒是否接觸的指示的信息。在一些示例中，該方法可以包括輸出信息，輸出該信息包括向用戶顯示該信息。顯示的信息可以包括量化信息(例如，鄰間區域/面積有多大，包括尺寸信息、面積、體積等)。
10、在一些示例中，用于細化一個或多個3d模型的方法可以包括向分割模塊輸出信息，其中分割模塊(其可以包括分割算法)將細化的3d模型分離為單個牙齒。
11、任何合適的2d圖像均可以用作該過程的一部分。例如，對象牙列的多個2d圖像可包括白光圖像、近紅外圖像和/或熒光圖像。2d圖像可以與3d模型相關聯，特別地包括相機(例如，口內掃描儀)相對于牙列的位置和/或方向的3d模型可以與每個2d圖像相關聯。位置信息可以作為數據集的一部分與3d數據一起被包括。例如，3d數據掃描可以收集與2d數據收集本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述3D模型或所述3D模型的數據以及所述2D圖像作為同一數據流的一部分被接收。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，生成所述細化的3D模型包括：
4.根據權利要求3所述的方法，還包括：從所述3D模型中移除落在來自所述2D圖像的所述空間周圍的所述邊緣邊界中的一個或多個邊緣邊界內的新表面點。
5.根據權利要求3所述的方法，其中，標識所述一顆或多顆牙齒周圍或所述一顆或多顆牙齒之間的所述空間的邊緣邊界包括：對于所述多個2D圖像的至少一個子集中的每個子集，使用經訓練的神經網絡從所述子集中的所述對象牙列的所述2D圖像中的每個2D圖像中標識一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊界。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括：對標識的每個邊界的邊緣進行平滑處理。
7.根據權利要求3所述的方法，其中，根據標識的所述邊緣邊界來生成所述3D模型的潛在的新表面點包括：使用與所述多個2D圖像中的每個2D圖像相對應的相機的位置。
8.根據權利要求7所述的方法，還
9.根據權利要求8所述的方法，其中，每個點在與所述射線垂直并且與標識的所述空間的切線垂直的方向上具有相關聯的法向量。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述空間包括所述對象牙列中的兩顆牙齒之間的鄰間空間。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，輸出的所述信息包括所述兩顆牙齒是否接觸的指示。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，輸出的所述信息包括所述兩顆牙齒之間的空間的測量值。
13.根據權利要求1所述的方法，其中，輸出所述信息包括向用戶顯示所述信息。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，輸出所述信息包括輸出到分割算法，并且其中，所述分割算法將所述細化的3D模型分離為單個牙齒。
15.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2D圖像是白光圖像。
16.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2D圖像是近紅外圖像。
17.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2D圖像是熒光圖像。
18.一種方法，包括：
19.一種方法，包括：
20.一種系統，包括：
21.根據權利要求20所述的系統，其中，執行所述指令以細化所述3D模型使得所述系統進一步能夠：
22.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統能夠從所述3D模型中移除落在來自所述2D圖像的所述空間周圍的所述邊緣邊界中的一個或多個邊緣邊界內的新的表面點。
23.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令以標識所述一顆或多顆牙齒周圍或所述一顆或多顆牙齒之間的所述空間的所述邊緣邊界使得所述系統能夠針對所述多個2D圖像的至少一個子集中的每個子集，使用機器學習來標識來自所述子集中的所述對象牙列的所述2D圖像中的每個2D圖像的一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊界。
24.根據權利要求23所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統能夠對每個標識的邊界的邊緣進行平滑處理。
25.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令以根據標識的所述邊緣邊界來生成所述3D模型的潛在的新表面點使得所述系統能夠使用與所述多個2D圖像中的每個2D圖像相對應的相機的位置。
26.根據權利要求25所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統進一步能夠：
27.根據權利要求26所述的系統，其中，每個點在與所述射線垂直并與標識的所述空間的切線垂直的方向上具有相關聯的法向量。
28.根據權利要求20所述的系統，其中，所述空間包括所述對象牙列的兩顆牙齒之間的鄰間空間。
29.根據權利要求28所述的系統，其中，輸出的所述信息包括兩顆牙齒是否接觸的指示。
30.根據權利要求28所述的系統，其中，輸出的所述信息包括兩顆牙齒之間的空間的測量值。
31.根據權利要求20所述的系統，其中，執行所述指令以輸出與所述細化的3D模型相關聯的信息使得所述系統能夠向用戶顯示所述信息。
32.根據權利要求20所述的系統，其中，執行所述指令以輸出與所述細化的3D模型相關聯的信息使得所述系統能夠輸出到分割算法，并且其中，所述分割算法被配置為將所述細化的3D模型分離為單個牙齒。
33.根據權利要求20所述的系統，其中，所述多個2D圖像是白光圖像。
34.根據權利要求20所述的系統，其中，所述多個2D圖像是近紅外圖像...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述3d模型或所述3d模型的數據以及所述2d圖像作為同一數據流的一部分被接收。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，生成所述細化的3d模型包括：
4.根據權利要求3所述的方法，還包括：從所述3d模型中移除落在來自所述2d圖像的所述空間周圍的所述邊緣邊界中的一個或多個邊緣邊界內的新表面點。
5.根據權利要求3所述的方法，其中，標識所述一顆或多顆牙齒周圍或所述一顆或多顆牙齒之間的所述空間的邊緣邊界包括：對于所述多個2d圖像的至少一個子集中的每個子集，使用經訓練的神經網絡從所述子集中的所述對象牙列的所述2d圖像中的每個2d圖像中標識一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊界。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括：對標識的每個邊界的邊緣進行平滑處理。
7.根據權利要求3所述的方法，其中，根據標識的所述邊緣邊界來生成所述3d模型的潛在的新表面點包括：使用與所述多個2d圖像中的每個2d圖像相對應的相機的位置。
8.根據權利要求7所述的方法，還包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其中，每個點在與所述射線垂直并且與標識的所述空間的切線垂直的方向上具有相關聯的法向量。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述空間包括所述對象牙列中的兩顆牙齒之間的鄰間空間。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，輸出的所述信息包括所述兩顆牙齒是否接觸的指示。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，輸出的所述信息包括所述兩顆牙齒之間的空間的測量值。
13.根據權利要求1所述的方法，其中，輸出所述信息包括向用戶顯示所述信息。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，輸出所述信息包括輸出到分割算法，并且其中，所述分割算法將所述細化的3d模型分離為單個牙齒。
15.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2d圖像是白光圖像。
16.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2d圖像是近紅外圖像。
17.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個2d圖像是熒光圖像。
18.一種方法，包括：
19.一種方法，包括：
20.一種系統，包括：
21.根據權利要求20所述的系統，其中，執行所述指令以細化所述3d模型使得所述系統進一步能夠：
22.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統能夠從所述3d模型中移除落在來自所述2d圖像的所述空間周圍的所述邊緣邊界中的一個或多個邊緣邊界內的新的表面點。
23.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令以標識所述一顆或多顆牙齒周圍或所述一顆或多顆牙齒之間的所述空間的所述邊緣邊界使得所述系統能夠針對所述多個2d圖像的至少一個子集中的每個子集，使用機器學習來標識來自所述子集中的所述對象牙列的所述2d圖像中的每個2d圖像的一顆或多顆牙齒周圍或一顆或多顆牙齒之間的空間的邊界。
24.根據權利要求23所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統能夠對每個標識的邊界的邊緣進行平滑處理。
25.根據權利要求21所述的系統，其中，執行所述指令以根據標識的所述邊緣邊界來生成所述3d模型的潛在的新表面點使得所述系統能夠使用與所述多個2d圖像中的每個2d圖像相對應的相機的位置。
26.根據權利要求25所述的系統，其中，執行所述指令使得所述系統進一步能夠：
27.根據權利要求26所述的系統，其中，每個點在與所述射線垂直并與標識的所述空間的切線垂直的方向上具有相關聯的法向量。
28.根據權利要求20所述的系統，其中，所述空間包括所述對象牙列的兩顆牙齒之間的鄰間空間。
29.根據權利要求28所述的系統，其中，輸出的所述信息包括兩顆牙齒是否接觸的指示。
30.根據權利要求28所述的系統，其中，輸出的所述信息包括兩...
【專利技術屬性】
技術研發人員：J·科斯洛夫斯基，A·祖爾蒂，奧弗·薩菲爾，
申請(專利權)人：阿萊恩技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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