CN108596896B - 一种全自动的种植导板生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种全自动的种植导板生产方法，其特征在于：采用以下步骤，步骤1：分别读取与CBCT图像数据对齐的口腔扫描模型、牙弓曲线、种植体和固位钉的姿态信息，设定导板选择边界；步骤2：对该口腔扫描模型进行网格补洞和流形化预处理；步骤3：对扫描模型的表面进行凹槽处理；步骤4：对口腔扫描模型网格的内表面表面分别进行膨胀一定的数量，形成导板基座的内层和外层，通过设定的导板选择边界分别选择内层和外层上对应的导板区域，对内层和外层进行拼接，同时，对内层和外层之间形成的空隙自动填充；本发明可以快速高效的生成导板，用户输入需要的信息之后，整个流程全部自动化，因此可以大幅度提升导板生成效率。

Description

一种全自动的种植导板生产方法
技术领域
本发明涉及领域，具体涉及一种全自动的种植导板生产方法。
背景技术
相关产品中该技术的缺陷分析：
涉及种植导板生成的相关牙齿种植软件产品：
Figure BDA0001641496780000011
Figure BDA0001641496780000021
缺陷总结：
目前的产品中在导板边缘平滑方面和扫描网格凹槽处理方面都存在不足，而且目前大部分的导板设计产品不具有导向孔缺口，导致手术时患者需要较大的张口幅度，增加了手术的不舒适感，极少数设计软件具有导向孔缺口生成功能，但是需要人工调整导向孔的缺口方向。
相关技术(专利或论文)的缺陷简要分析：
专利名称：一种数字化3D种植导板制作系统
申请公布号：Patent CN201420714233.3
申请公布日：2014.07.14
缺陷：主要提出一种CBCT和扫描数据结合生成种植导板的思路，导板设计方面采用现成的设计软件进行设计，并没有提出完成的种植导板生成绩书。
论文名称：种植牙技术辅助导板生成系统的设计与实现
杂志：知网日期：2014年
缺陷：该文中提出基于体素和空间隐函数处理的表面凹槽处理方法，容易造成凹槽处理后整体网格分辨率降低，同时体素处理的计算复杂度高，速度较慢。
上述缺陷总结：目前的种植导板生成技术中缺乏可靠的表面凹槽处理技术以及导向孔缺口的自动调向功能，一些产品中甚至没有导向孔缺口导致患者手术时需要较大的张口幅度，导致而且生成的导板边缘处不够平滑，导板舒适感较差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种全自动的种植导板生产方法，具体技术方案如下：
一种全自动的种植导板生产方法，其特征在于：
采用以下步骤，
步骤1：分别读取与CBCT图像数据对齐的口腔扫描模型、牙弓曲线、种植体和固位钉的姿态信息，设定导板选择边界；
步骤2：对该口腔扫描模型进行网格补洞和流形化预处理；
步骤3：对扫描模型的表面进行凹槽处理；
步骤4：对口腔扫描模型网格的内表面表面分别进行膨胀一定的数量，形成导板基座的内层和外层，通过设定的导板选择边界分别选择内层和外层上对应的导板区域，对内层和外层进行拼接，同时，对内层和外层之间形成的空隙自动填充；
步骤5：在生成的导板基座上，通过导向孔参数、种植体和固位钉的姿态信息，在导板基座上生成导向孔；
步骤6：通过牙弓曲线确定出种植体的唇侧方向，在导向孔的唇侧方向添加缺口，对该缺口的方向进行精确调整。
进一步地：所述步骤3包括如下步骤：
步骤31：计算扫描模型的拔模方向；
步骤32：对该拔模方向进行碰撞检测，检测出被遮挡的网格顶点；
步骤33：删除被遮挡的网格顶点；
步骤34：沿着拔模方向，依次填补删除的被遮挡的顶点产生的空洞；
步骤35：对填充的部分进行流形化处理。
进一步地：所述生成导向孔的方式具体为采用图形学上的布尔运算方式。
本发明的有益效果为：第一，本发明可以自动的生成空腔种植导板。用户只需要输入扫描网格模型，种植体和固位钉姿态信息，以及导板区域的选择边界，本技术能够进行有效的执行网格表面凹槽填充操作，并在膨胀后得到的内层和外层上自动提取导板区域，然后将其拼接成完成的导板基座，在此基础上，本技术通过布尔运算根据用户输入的种植体和固位钉姿态生成导向孔，并自动计算导向孔缺口的方向，最终生成完整的种植导板。和现有的产品相比，本发明可以生成底部非常平滑的导板基座，增强了导板佩戴的舒适感。
第二，本发明可以快速高效的生成导板，用户输入需要的信息之后，整个流程全部自动化，因此可以大幅度提升导板生成效率。
第三，本发明采用的网格表面处理方法可以有效地对网格表面的凹槽进行填充，以保证生成的导板可以顺利的戴入。
第四，本发明采用的凹槽处理方法可以鲁邦地计算出最合适的拔模方向，然后在拔模方向上通过碰撞检测去除被遮挡的顶点，并在拔模方向上添加三角面片填充删除遮挡顶点生成的空洞，最后对生成的网格进行重构，以保证模型满足流形特性。与现有的基于体素的凹槽技术相比，本发明可以快速的进行凹槽处理操作，并保持凹槽处理的后网格分辨率。
第五，本发明采用的自动导向口缺口方向计算方法，通过用户输入牙共曲线，自动计算种植区域的唇侧方向，然后对缺口的方向进行自动的调整，使得缺口方向朝向唇侧，以便于医疗器械的进入，降低患者的张口幅度。和现有的产品相比，本发明实现了自动的导向孔缺口计算方法，避免了人工操作，提升了操作效率。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为技术方案辅助示意图；
图3为预处理后的扫描模型图；
图4为输入牙弓曲线图；
图5为凹槽处理前的网格模型图；
图6为凹槽处理后的网格模型图；
图7为导向孔生成之后的结果图；
图8为最终的种植导板生成结果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1至图8所示：一种全自动的种植导板生产方法，
采用以下步骤，
步骤1：分别读取与CBCT图像数据对齐的口腔扫描模型、牙弓曲线、种植体和固位钉的姿态信息，设定导板选择边界，该口腔扫描模型一般为stl格式；
步骤2：对该口腔扫描模型进行网格补洞和流形化预处理，得到如图2中1所示的预处理后的网格数据图形；
步骤3：计算扫描模型的拔模方向，通过选择合适的拔模方向，一方面可以减少凹槽处理的工作量，另一方面可以较少导板的空隙，避免因空隙过大导致种植导板松动；
步骤4：对该拔模方向进行碰撞检测，检测出被遮挡的网格顶点；
步骤5：删除被遮挡的网格顶点；
步骤6：沿着拔模方向，依次填补删除的被遮挡的顶点产生的空洞，步骤3至步骤6具体对应图2中2所示的网格表面凹槽处理图形；
步骤7：对填充的部分进行流形化处理，具体得到图2中3所示的表面凹槽处理之后的网格数据图像；
步骤8：对口腔扫描模型网格的内表面表面分别进行膨胀一定的数量，形成导板基座的内层和外层，通过设定的导板选择边界分别选择内层和外层上对应的导板区域，对内层和外层进行拼接，同时，对内层和外层之间形成的空隙自动填充，保证生成的导板基座满足流形特性，具体对应于图2中4所示；
步骤9：在生成的导板基座上，该导板基座具体如图2中5所示，通过导向孔参数、种植体和固位钉的姿态信息，在导板基座上生成导向孔，该带有导向孔的导板基座具体如图2中7，该导向孔的生成采用布尔运算，该布尔预算具体如图2中的6。
步骤10：通过牙弓曲线确定出种植体的唇侧方向，该牙弓曲线具体为图2中8所示，在导向孔的唇侧方向添加缺口，对该缺口的方向进行精确调整，得到最终的种植导板，具体如图2中的9所示。

Claims (3)

1.一种全自动的种植导板生产方法，其特征在于：
采用以下步骤，
步骤1：分别读取与CBCT图像数据对齐的口腔扫描模型、牙弓曲线、种植体和固位钉的姿态信息，设定导板选择边界；
步骤2：对该口腔扫描模型进行网格补洞和流形化预处理；
步骤3：对扫描模型的表面进行凹槽处理；
步骤4：对口腔扫描模型网格的内表面分别进行膨胀操作，形成导板基座的内层和外层，通过设定的导板选择边界分别选择内层和外层上对应的导板区域，对内层和外层进行拼接，同时，对内层和外层之间形成的空隙自动填充；
步骤5：在生成的导板基座上，通过导向孔参数、种植体和固位钉的姿态信息，在导板基座上生成导向孔；
步骤6：通过牙弓曲线确定出种植体的唇侧方向，在导向孔的唇侧方向添加缺口，对该缺口的方向进行精确调整。
2.用于权利要求1所述一种全自动的种植导板生产方法的工作方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：
步骤31：计算扫描模型的拔模方向；
步骤32：对该拔模方向进行碰撞检测，检测出被遮挡的网格顶点；
步骤33：删除被遮挡的网格顶点；
步骤34：沿着拔模方向，依次填补删除的被遮挡的顶点产生的空洞；
步骤35：对填补的空洞部分进行流形化处理。
3.用于权利要求1所述一种全自动的种植导板生产方法的工作方法，其特征在于：所述生成导向孔的方式具体为采用图形学上的布尔运算方式。
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