一种基于AI技术的数字化正畸扩弓器设计方法与流程

本发明属于正畸扩弓器设计，尤其涉及一种基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前，正畸扩弓器的主要应用在口腔医学传统正畸领域，其主要的成形方式是通过传统的硅橡胶印模方式或口内扫描装置获取患者表面信息。但是两种方式均存在一定的局限性，如制作工艺复杂，误差相对大，且通过口内扫描装置只能获得软组织表面形态及牙冠形态、位置等，对于牙根、颌骨等硬组织数据无法结合获得。

3、其一的制作流程为在石膏模型上描绘腭中缝的位置，手工弯制好固位卡等卡环，扩弓器的摆放位置则是通过手动定位来确认，最后利用自凝树脂或焊接技术来完成扩弓器的制作。此方式制作的扩弓器工艺复杂，扩弓器定位精度难以保证，而且填充自凝树脂后需要手动将基托进行分割，分割树脂基托和焊接操作时产生的误差都会对扩弓器作用力的方向产生影响。

4、其二的制作流程是通过行业内现有的正畸设计软件进行设计，在软件内完成扩弓器位置的确定，然后进行基托的设计，在基托上预留卡环与扩弓器放置的凹槽，最后使用自凝树脂将打印成型的树脂基托与扩弓器和弯制好的卡环结合，完成最终的扩弓器制作。此种方式设计思路相对比较简单，虽然借助了数字化软件来辅助扩弓器的放置及基托的制作，但未参考患者口内实际的牙冠、牙根以及牙骨的生长方向，设计过程中无法获取一些患者实际解剖结构的特征数据作为参考，存在人为设计的不确定性，也不能体现在正畸设计完成后患者牙齿移动到目标位置后与颌骨、面容之间的关系，无法实现正畸结果的可预见性。

5、其三的制作流程是增加了患者cbct的数据，在现有的正畸设计软件将患者表面数据与cbct数据拟合后进行正畸最终目标位置的确认。但该种方法目前只能用于实现支抗钉扩弓器在植入支抗钉时的单一简单的定位功能，应用领域受限，不能与大部分正畸治疗紧密相连。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法。

2、为实现上述目的，本发明的基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法，包括：

3、s1，获取口腔表面扫描数据和口腔内颌骨的cbct数据，将口腔内颌骨的cbct数据中的颌骨不同区域的骨密度及牙齿与牙槽骨位置信息进行整合，得到整合数据；

4、s2，对获取的口腔表面扫描数据和口腔内颌骨的cbct数据，以口腔表面扫描数据坐标为基准进行拟合匹配，得到匹配拟合后的数据；

5、s3，对匹配拟合后的数据进行分牙识别与标记，得到分牙识别与标记的结果，具体包括以下步骤：

6、获取匹配拟合后的数据，对匹配拟合后的数据的牙齿进行单独识别提取，标记每颗牙齿的近远中和垂直向，所述垂直向为颌面牙尖最顶点与龈缘最底点的垂直距离，并对牙位进行标记，根据标记的牙位信息及近远中和垂直向的标记计算提取每颗牙单独的坐标，沿龈缘绘制边缘线，按边缘线将口腔表面扫描数据进行分割，得到分割的牙齿坐标；

7、识别口腔内颌骨的cbct数据的牙根，对牙根的位置进行标记，测量牙根间的距离，将测量牙根间的数据与颌骨不同区域的骨密度整合形成颌骨数据测量的数据集合；

8、得到分牙识别与标记的结果，该结果包括分割的牙齿坐标、颌骨数据测量的数据集合；

9、s4，根据步骤s3得到的分牙识别与标记的结果以及步骤s1中的整合数据坐标，得到对应的扩弓方案，从而得到匹配对应的扩弓器基本型号；

10、s5，对扩弓器放置高度与基托面积进行微调，得到最终的正畸扩弓器。

11、进一步地，所述步骤s2具体包括以下步骤：

12、s201，首先对获取的口腔表面扫描数据坐标进行识别，其次识别口腔表面扫描数据中解剖标志，并采用若干第一标记点进行标记，由这些第一标记点连接成若干第一平面；识别第一标记点的坐标和第一平面的坐标，完成口腔表面扫描数据牙齿及粘膜的表面的标记；

13、s202，首先对获取的口腔内颌骨的cbct数据坐标进行识别，其次识别口腔内颌骨的cbct数据的解剖标志，并采用若干第二标记点进行标记，由这些第二标记点连接成若干第二平面，完成口腔内颌骨的cbct数据牙齿及粘膜的表面的标记；

14、s203，将口腔表面扫描数据坐标作为固定网格，口腔内颌骨的cbct数据作为移动网格，移动口腔内颌骨的cbct数据，以使第二标记点的坐标和第二平面的坐标与第一标记点的坐标和第一平面的坐标进行捕捉对齐，在第一平面和第二平面的接触面积达到最大时，得到匹配拟合后的数据。

15、进一步地，所述步骤s5还包括对扩弓器型号的基托大小、厚度、覆盖范围参数进行调整。

16、以上技术方案存在以下有益效果：

17、本发明首先通过获取口腔内颌骨的cbct数据及口腔表面扫描数据，由于cbct数据能够呈现立体的三维图像，从多角度、多方向、多轴面进行旋转切割，从而得到不同区域的骨密度、牙槽骨形态、牙齿位置等重要数据，将颌骨不同区域的骨密度及牙齿与牙槽骨位置信息进行整合；然后再将口腔表面扫描数据与口腔内颌骨的cbct数据进行匹配拟合，对匹配拟合后的数据进行分牙识别与标记，得到分牙识别与标记的结果，以此作为正畸诊疗与矫治器设计的重要依据与凭证，匹配得到扩弓器基本型号，然后在此基础上，对扩弓器放置高度与基托面积进行微调，完成最终的设计加工，本发明的设计方法可确保扩弓器设计的准确性及空间位置中解剖结构之间的安全性。

18、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的一种基于ai技术的数字化正畸扩弓器设计方法，其特征在于，所述步骤s5还包括对扩弓器型号的基托大小、厚度、覆盖范围参数进行调整。

技术总结
本发明提出了一种基于AI技术的数字化正畸扩弓器设计方法，该方法包括:获取口腔表面扫描数据和口腔内颌骨的CBCT数据，将口腔内颌骨的CBCT数据中的颌骨不同区域的骨密度及牙齿与牙槽骨位置信息进行整合，得到整合数据；对获取的口腔表面扫描数据和口腔内颌骨的CBCT数据，以口腔表面扫描数据坐标为基准进行拟合匹配，得到匹配拟合后的数据；对匹配拟合后的数据进行分牙识别与标记，得到分牙识别与标记的结果；根据分牙识别与标记的结果以及整合数据坐标，得到对应的扩弓方案，从而得到匹配对应的扩弓器基本型号；对扩弓器放置高度与基托面积进行微调，得到最终的正畸扩弓器。本发明可以确保扩弓器设计的准确性及空间位置中解剖结构之间的安全性。

技术研发人员：周林曦,张桂荣,孙浩,夏伦果,房兵,徐延,丛芳
受保护的技术使用者：沈阳市口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6