CN109069237B - 用于检测并监测牙齿状况的发展的方法和计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

公开了用于检测并监测牙齿状况的发展的方法、用户界面、计算机可读介质以及系统。具体地，本发明涉及通过将在第一和第二时间点记录的患者牙齿组的数字3D表示进行比较来检测并监测这种发展。

Description

用于检测并监测牙齿状况的发展的方法和计算机可读介质
技术领域
本公开总体涉及用于检测并监测牙齿状况的发展的方法、用户界面、系统以及计算机程序产品。具体地，本公开涉及通过将在不同时间点记录的患者牙齿组的数字3D表示进行比较来检测并监测这种发展。
发明内容
公开了一种用于检测和监测患者的牙齿在第一与第二时间点之间的移动的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示，并且分割第一数字3D表示，使得对于至少一个牙齿形成第一3D牙齿模型；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示，并且分割第二数字3D表示，使得对于至少一个牙齿形成第二3D牙齿模型；
-局部对齐第一和第二3D牙齿模型；
-在已局部对齐的第一和第二3D牙齿模型上选择一个或多个对应区域；
-根据患者的牙齿组的全局对齐排列第一和第二数字3D表示或第一和第二3D牙齿模型，并且导出所选对应区域之间的距离；以及
-基于所导出的距离确定至少一个牙齿在第一与第二时间点之间的牙齿移动。
在局部对齐的3D牙齿模型上选择对应区域提供可以建立真实几何对应关系的优点。基于牙齿表面上的解剖学对应区域之间的距离确定不同时间点之间的牙齿移动提供比现有技术方法更准确的测量，现有技术方法测量不是必须与解剖学上相同部分有关的牙齿表面的最近部分之间的距离。解剖学正确距离和移动例如可以从局部对齐第一和第二3D牙齿模型的变换矩阵来确定。
通过比较在不同时间点获取的两个数字3D表示进行的例如对牙齿移动的发展的检测可以被扩展为比较若干数字3D表示并且监测患者的牙齿随着的时间的推移的发展。监测可以涉及在第一与第二数字3D表示之间、之前和/或之后记录的若干其他数字3D表示，使得记录一系列数字3D表示。
比较然后例如可以在两个随后获取的数字3D表示之间或最新获取的数字3D表示与对于患者获取的第一数字3D表示之间进行。在第一示例中，可以检测自诊所处的上次访视以来的发展。在第二示例中，检测自监测开始以来的整个发展。然而，在一些情况下，允许操作员决定给定的数字3D表示应与之前的数字3D表示中的哪个进行比较也可以是有利的。在一些实施方式中，被配置为实施所公开方法的用户界面提供：操作员可以决定应比较若干所获得3D表示中的哪些。
在基于在到诊所的两次或更多次访视时记录的数字3D表示使患者牙齿组的发展可视化时，用户界面可以被配置为通过使所有数字3D表示对齐并且基于时间线指示符(indicator)控制不同数字3D表示的透明度来使发展可视化。给定数字3D表示的透明度然后在时间线指示符被定位为远离对应的时间点时提高。在这种情况下，优选地可以仅对于时间线上的任意给定指示符位置看到最近的一个或两个数字3D表示。
数字3D表示可以使用为技术人员所知的不同扫描技术来获得，例如被配置为记录患者牙齿组的形貌(即，牙龈的形状和/或单独发热牙齿的形状及其在口中的相对排列)的口内扫描仪。
在一些实施方式中，数字3D表示还包括纹理数据，例如颜色和/或阴影数据。例如在使用能够记录牙齿颜色的口内扫描仪扫描牙齿时可以是这种情况。这提供：可以检测并且监测牙齿的颜色和/或阴影的变化。因此，在一些实施方式中，检测包括确定第一和第二数字3D表示中的至少感兴趣区域的色值和确定色值在第一与第二数字3D表示之间的变化。
在本发明的背景下，短语“患者的牙齿组”可以指患者的牙龈和/或牙齿中的一些或全部。
在一些实施方式中，方法包括以下步骤：分割第一和第二数字3D表示。分割识别与不同牙齿对应的、第一和第二数字3D表示的部分。分割提供：所识别牙齿和牙龈可以被分开并被当作单独的牙齿和牙龈的独立3D模型。
在一些实施方式中，方法包括：全局对齐第一和第二数字3D表示。这例如在方法用于检测单独牙齿的位置的变化时是有利的，其中，全局对齐的数字3D表示的牙齿部分之间的直接比较可以用于检测随着时间推移的任意牙齿移动。对齐提供：确定数字3D表示之间的空间对应关系。
在一些实施方式中，全局对齐基于与牙齿组的部分对应的数字3D表示的部分，牙齿组的这些部分最可能在所记录的第一与第二数字3D表示之间逝去的时间期间尚未变化/移动。比如，患者上颌中的皱襞可以用于数字3D表示以及未预期移动的牙齿(例如在仅校正前牙位置的正畸治疗期间的患者的磨牙)的全局对齐中。全局对齐例如可以基于在数字3D表示的对应部分上、数字3D表示的操作员所选区域上或患者牙齿组中的象限中的一个或多个的牙齿上限定的3个点。当单个牙齿例如在正畸治疗期间移动时，全局对齐还可以基于相邻牙齿。
对于一系列数字3D表示，对齐可以包括对齐各数字3D表示与系列中的之前数字3D表示(即，最近的更早数字3D表示)。然而，在一些情况下，允许操作员决定给定的数字3D表示应与之前的数字3D表示中的哪个对齐也可以是有利的。
在一些实施方式中，方法包括：局部对齐第一和第二数字3D表示的已分割牙齿。在本申请的背景下，短语“局部对齐已分割牙齿”指一个数字3D表示的已分割牙齿中的一个或多个与另一个数字3D表示的对应牙齿单独对齐。局部对齐可以通过对齐从数字3D表示提取的牙齿的对应数字3D模型(例如，对齐从数字3D表示提取的尖牙的数字3D模型)来实现。由此，第一数字3D表示的已分割牙齿的3D模型逐牙地与第二数字3D表示中的牙齿的对应3D模型对齐。即，对齐在单独牙齿的规模上而不是在整个牙齿组的全局规模上是局部的。在那里，用于对齐不同已分割牙齿的变换由此与全局对齐对照不同，在全局对齐中，同一变换应用于所有牙齿和牙龈。
已分割牙齿的3D模型的局部对齐提供以下优点：可以准确对齐数字3D表示的对应牙齿，而不管牙齿在数字3D表示的记录之间的任意相对移动如何。由此，可以获得数字3D表示的牙齿之间的真实解剖对应关系。
在一些实施方式中，在局部对齐的第一和第二3D牙齿模型上选择一个或多个对应的区域包括选择第一和/或第二3D牙齿模型的整个表面。然后对于提供移动距离的鲁棒确定的整个牙齿表面确定牙齿的移动，并且例如距离图可以源于全局对齐的第一和第二3D牙齿模型或全局对齐的第一和第二数字3D表示。距离图表达距离在整个牙齿表面上的变化。
在一些实施方式中，方法包括：选择患者牙齿组的一个或多个感兴趣区域。感兴趣区域例如可以在第一数字3D表示上指示，然后可以基于第一与第二数字3D表示之间的空间对应关系确定第二数字3D表示上的对应区域。
在一些实施方式中，方法包括：限定患者牙齿组的一个或多个监视点；以及检测第一与第二数字3D表示之间的参数在位于监视点处的这些数字3D表示的部分处的变化。与感兴趣区域类似，监视点可以在第一数字3D表示上指示，然后可以基于第一与第二数字3D表示之间的空间对应关系确定第二数字3D表示上的对应部分。
感兴趣区域和/或监视点例如可以对于牙科医生预期一些牙齿状况可能发展的患者牙齿组的部分来限定。例如，牙科医生可以选择限定他或她怀疑牙齿表面上的颜色变化是龋齿发展的早期指示的监视点。
公开了一种用于检测患者的牙齿组在第一与第二时间点之间的牙齿状况的发展的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；以及
-将第一和第二数字3D表示的至少一部分进行比较。
还公开了一种用于监测患者的牙齿组的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在不同时间点记录的牙齿的一系列数字3D表示；
-对齐数字3D表示的至少一部分；
-将已对齐的数字3D表示的至少一部分进行比较；以及
-基于所述比较监测牙齿的至少一个牙齿状况的发展。
在一些实施方式中，基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
参数可以与患者牙齿组的不同指示有关，例如一个或多个牙齿的颜色、阴影、尺寸以及形状、牙齿的相对排列、牙龈的健康及其相对于牙齿的位置、上颌与下颌中的牙齿之间的咬合接触。参数或参数随着时间的变化可以提供与牙齿组的一个或多个牙齿状况的发展有关的信息。参数的所检测变化然后使在第一与第二时间点之间(即，在第一和第二数字3D表示的记录之间的逝去时间期间)的牙齿状况的发展可视化和/或量化。例如，磨牙症引起的牙齿磨损可能引起牙齿尺寸的减小，使得通过跟随牙齿尺寸的变化，监测磨牙症所引起的损伤。
在患者牙齿组的数字3D表示包括与牙龈有关的数据时，可以确定表达牙龈状况的不同参数，并且可以通过比较数字3D表示检测并监测参数的变化。
在一些实施方式中，牙齿状况与一个或多个牙齿处的牙龈萎缩有关。然后例如可以从来自第一至第二数字3D表示的一个或多个牙齿处的牙龈边界的位置和形状的变化检测牙龈萎缩的发展。
即，参数可以与一个或多个牙齿处的牙龈边界的位置和/或形状有关。因此，在一些实施方式中，检测包括识别第一和第二数字3D表示中的所述一个或多个牙齿的牙龈边界和确定第一与第二数字3D表示之间的牙龈边界的位置和/或形状的变化。
数字3D表示的牙龈部分可以通过分割隔离数字3D表示的牙龈部分与牙齿部分的牙齿组来识别。牙龈边界还可以基于数字3D表示的纹理数据来确定。纹理数据可以包括颜色数据，使得可以基于牙齿和牙龈不同的颜色区分它们。
在本申请的背景下，短语“牙龈边界”可以指牙齿处的牙龈缘或牙龈沟。
牙龈萎缩可能由于各种因素引起，例如牙龈缘从齿冠的收缩、使用例如调节牙龈轮廓的激光来提供更美微笑的牙龈的故意去除、或从牙齿表面的牙龈释放。由于牙龈萎缩引起的牙龈的形状和/或位置的变化可以以不同方式来量化。
在监测与患者牙龈有关的牙齿状况的发展时，可以有利的是使对齐基于数字3D表示的牙齿部分并且将包括牙齿和相邻牙龈的部分的数据这两者的数字3D表示的更大段进行比较。因为对齐基于已分割的牙齿，所以它将不受在数字3D表示的记录之间已经发生的任意牙龈萎缩或牙齿移动影响。因此，在一些实施方式中，向包括表达牙齿处的牙龈的形状的数据的数字3D表示的至少一段应用用于局部对齐已分割牙齿的变换。在各段中识别牙龈边界，并且用于确定牙龈边界的位置和/或形状的变化基于根据局部变换对齐的数字3D表示的段。在对齐数字3D表示的段时，牙龈边界的任意变化将变得明显。在牙齿附近的区域中的数字3D表示的精确局部对齐提供：牙龈边界的所检测位置非常精确，因此第一和第二数字3D表示的记录之间的牙龈萎缩的测量也非常精确。
在一些实施方式中，方法包括以下步骤：
-通过分割第一和第二数字3D表示的对应部分分别生成牙齿的第一和第二3D模型；
-确定对齐第一和第二3D牙齿模型的变换；
-根据所确定的变换排列数字3D表示；
-在各数字3D表示中识别牙齿处的牙龈边界；以及
-通过比较根据所确定的变换而排列的第一和第二数字3D表示中的所识别牙龈边界来检测牙龈边界的位置的变化。
3D牙齿模型之间的几何对应关系和/或变换例如可以在用于局部对齐已分割牙齿的变换矩阵来表达。
公开了一种用于检测牙齿处在第一与第二时间点之间的牙龈萎缩的发展的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的患者的牙齿组的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的患者的牙齿组的第二数字3D表示；
-通过分割第一和第二数字3D表示的对应部分分别生成牙齿的第一和第二3D模型；
-确定对齐第一和第二3D牙齿模型的局部变换；
-根据所确定的局部变换来排列第一和第二数字3D表示；以及
-通过比较根据所确定的局部变换而排列的第一和第二数字3D表示中的牙龈边界来检测第一与第二时间点之间的牙龈萎缩的发展。
局部变换可以被表达为将3D牙齿模型带入同一坐标系中的变换矩阵，例如将第一3D牙齿模型带入第二3D牙齿模型的坐标系中的变换矩阵，反之亦然。在还根据局部变换排列数字3D表示时，第一和第二数字3D表示的牙齿部分以与3D牙齿模型相同的精度对齐。这提供以下优点：牙齿边界的位置或形状的变化可以通过比较已对齐的数字3D表示来容易并且精确地推断。
在一些实施方式中，根据变换仅对齐数字3D表示的感兴趣段或区域。段包括牙龈边界的至少一部分的数据，并且然后牙龈萎缩的检测至少部分基于这些感兴趣段或区域。仅使用数字3D表示的段具有不同操作需要更少计算机能力的优点。
该方法还可以在参数与牙龈的颜色或形状有关时使用，其中，它提供：比较牙龈的正确部分。
存在量化牙龈萎缩的另外方式。例如，从牙齿的切缘/咬合面到牙龈边界的距离可以在牙齿表面上的不同位置中测量，并且最大距离提供牙龈边界的位置的测量。牙龈萎缩随着时间的发展可以通过检测第一与第二数字3D表示之间的最大距离的变化来量化。假定牙齿高度的较小减小(这可能为磨牙症的结果)，将由牙龈的萎缩控制距离的变化。还可以使用牙赤道，即，牙齿具有其最大圆周的线，代替消除任意磨牙症引起的不确定性的切缘。
在一些实施方式中，识别牙龈的不同区域并将其与对应牙齿相关。
又一种方式是监测受牙龈边界限制的牙齿的唇面/颊面的面积的变化。即，在一些实施方式中，检测牙龈边界的变化包括确定第一和第二数字3D表示中的牙齿的唇/颊面积和比较这些面积。面积从第一到第二数字3D表示的增大然后指示牙龈的萎缩。
在一些实施方式中，检测牙龈边界的变化包括确定第一和第二数字3D表示的牙龈边界处的感兴趣区域中的牙龈的面积和/或体积和比较所确定的面积和/或体积。感兴趣区域的面积和/或体积的减小可以用于量化并监测牙龈萎缩。
在一些实施方式中，参数与牙龈的纹理有关，例如牙龈的颜色。检测牙龈颜色的变化然后可以包括确定第一和第二数字3D表示的牙龈部分中的至少感兴趣区域的色值和确定所确定色值对于第一与第二数字3D表示的差异。
当在牙龈处确定时，牙龈颜色的变化可能由于牙齿状况而引起，例如使得牙龈更白的炎症、癌症或拉伸。
在一些实施方式中，牙齿状况使得牙槽骨处的牙龈的形状变化。检测变化然后可以包括确定第一和第二数字3D表示中的牙槽骨处的牙龈轮廓和确定轮廓的变化。牙龈轮廓的比较可以基于牙龈轮廓的对齐，使得可以识别更大规模的变化。当对于各数字3D表示确定例如相对于对应牙齿的表面测量的、牙槽骨处的牙龈的高度时，该测量还可以用于检测发展。
还可以对于两个数字3D表示比较牙龈的平滑度，并且将该平滑度用于检测牙齿状况的发展。
在一些实施方式中，牙齿状况与在患者的颌骨中设置植入物的区域中的患者牙龈的健康有关。方法然后可以用于监测愈合基台经常被放置在植入物中的骨整合期间的牙龈的愈合。一旦骨整合完成，则牙龈优选地应附着到要根据愈合基台成形的愈合基台的侧。如果牙龈在骨整合期间萎缩，则应给出警报，因为这是牙龈未良好愈合的病症。
在一些实施方式中，牙齿状况与植入物在患者颌骨中的设置有关。方法然后可以用于监测在植入物到骨骼中的骨整合期间相对于患者颌骨和在患者嘴巴中的现有牙齿的植入物位置和方位的任意变化。
愈合基台经常在植入物整合到颌骨中的同时设置在植入物中。愈合基台在骨整合期间牢固的附接到植入物，使得相对于例如相邻牙齿的植入物位置和方位的任意变化将导致愈合基台的位置和方位的对应变化。通过将愈合基台的CAD模型与数字3D表示对齐，可以对于各数字3D表示确定愈合基台的方位和位置。在已知愈合基台的方位和位置时，例如可以基于提供与例如愈合基台的尺寸和形状有关的信息的、愈合基台上的代码导出植入物的植入物方位和位置。将在不同时间记录的数字3D表示的植入物方位和位置允许检测骨整合期间方位和位置的变化。这提供以下优点：可以监测骨整合，并且例如可以在植入物的方位和位置在骨整合期间变化太多时发出警报。在一些情况下，在规划植入物位置时设计基台和植入物的冠。在这种情况下，因为可能需要基台和冠的重新设计，所以还重要的是监测植入物方位和位置的变化。
在一些实施方式中，参数与至少一个牙齿的形状和尺寸有关。由参数的变化表达的发展然后可以是至少一个牙齿的咬合面的尺寸或形状的逐渐减小的发展。这例如可以在对于对一个或多个牙齿的咬合面的损伤监测患者的牙齿由于例如酸引起的损伤或患者磨他的牙齿的磨牙症而变化时使用。
在一些实施方式中，检测基于比较第一和第二数字3D表示的局部对齐的已分割牙齿，即，比较通过分割第一和第二数字3D表示的牙齿获得的已对齐3D牙齿模型，以确定至少一个牙齿的尺寸或形状是否已经变化。比较单独对齐的3D牙齿模型具有以下优点：在第一和第二数字3D表示的记录之间的任意牙齿移动将不干扰牙齿尺寸和/或形状的变化的测量。
公开了一种用于检测例如由于磨牙症或酸损伤引起的牙齿磨损在第一与第二时间点之间的发展的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-分割第一和第二数字3D表示分别从第一和第二数字3D表示生成至少一个牙齿的第一和第二3D牙齿模型；
-局部对齐第一和第二3D牙齿模型；
-比较局部对齐的第一和第二3D牙齿模型；以及
-基于比较检测牙齿尺寸和/或形状的变化。
在一些实施方式中，方法包括以下步骤：使牙齿尺寸的已检测变化与和患者的牙釉质的预期深度有关的阈值相关。在所检测变化(例如，牙齿高度的减小)超过阈值时，可以给出警报，该警报警告操作员患者在超过阈值的牙齿区域中接近丢失牙釉质。还可以使咬合面处的牙齿形状的所检测变化与阈值相关，并且在例如显著减小咬合面上的结构时给出警报。
在数字3D表示包括表达牙齿的颜色和/或阴影的数据时，可以随着时间的过去检测并监测牙齿的颜色和/或阴影。因此，在一些实施方式中，参数与至少一个牙齿的颜色和/或阴影有关，并且基于牙齿颜色和/或形状的变化检测牙齿状况的发展。然后可以通过比较随着时间的过去记录的数字3D表示来提供牙齿颜色或牙齿阴影随着时间的过去的变化的监测。这与牙科医生试图记住牙齿颜色和阴影在上次访视时如何的情形对照提供可以提供用于颜色或阴影的变化的精确测量的优点。
在一些实施方式中，检测包括选择感兴趣区域并且记录感兴趣区域在第一与第二数字3D表示之间的颜色和/或阴影值的变化。这例如在牙科医生已经在他想评价和/或监测牙齿颜色或阴影的变化的患者牙齿上识别感兴趣区域时是有利的。在一些实施方式中，所检测的颜色或阴影的变化与响应于龋齿发展的预期颜色或阴影的变化相关。龋齿发展的区域的颜色被已知为在变得更带褐色之前变为更白的阴影。这提供牙科医生可以容易地评价或监测龋齿在该特定区域中是否发展的优点。
在一些实施方式中，检测包括确定具有与牙齿的剩余部分不同的颜色或阴影的牙齿的区域的面积，并且在从第一到第二数字3D表示中记录面积。
在一些实施方式中，所检测的面积的变化与响应于龋齿发展的预期变化(即，随着龋齿区域增长随着时间的过去的面积的预期增大)相关。
在牙齿颜色/阴影或可疑区域的面积的变化用于检测龋齿的发展时，可以在变化达到阈值时向操作员提示警报信号。对于基于颜色的检测，这例如可以在白点开始变色为褐色时发生。
在一些实施方式中，其中，检测包括通过比较两个数字3D表示的阴影数据或颜色数据确定用于第一和第二数字3D表示的颜色或阴影差异图。这提供：例如可以通过在屏幕上显示差异图来容易地使牙齿不同部分上的颜色的任意变化可视化。
在一些实施方式中，方法用于监测患者牙齿的颜色随着时间的过去的整体变化，例如用于监测牙齿在漂白之后的变黑。方法还可以用于通过检测漂白处理已经导致阴影梯下多少台阶来检测漂白处理的结果。
在一些实施方式中，牙齿状况参数与牙齿表面上的一个或多个对抗肌接触点的位置和/或面积有关。在患者咬合时，上颌和下颌的相对牙齿例如在磨牙的咬合面上接触彼此。接触点的分布和尺寸例如可以由于磨牙症引起的咬合面的磨损或响应于咬合中的患者颌移动的逐渐变化而随着时间的过去变化。在存在患者咬合功能的变化时，接触点的面积可以减小，并且在严重情况下，接触点最终可能消失。如果在适当的时间检测到这一点，则可以在适当的时间发起处理，以避免咬合功能问题。因此，在一些实施方式中，导出的变化与对抗肌接触点中的一个或多个的位置或面积的变化有关。
该导出的面积的变化然后可以与最小面积相关，而咬合面上的接触点的位移可以与最大位移相关。在达到任一阈值(即，最小面积或最大位移)时，应采取行动并给出警报。
公开了一种用于检测在第一与第二时间点之间的牙齿磨损或患者咬合功能的变化的方法，其中，方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-分割第一和第二数字3D表示中的牙齿；
-局部对齐已分割牙齿；
-检测已分割牙齿中的至少一个的一个或多个对抗肌接触点；
-比较第一和第二数字3D表示的接触点的位置和/或面积；以及
-基于比较检测牙齿磨损和/或患者咬合功能的变化。
在一些实施方式中，方法包括以下步骤：生成示出所导出的、参数随着时间的过去的变化的图形。图形例如可以表示随着时间的过去的、响应于磨牙症的牙齿尺寸的变化、响应于牙龈萎缩的牙龈边界的位置的变化、牙齿或牙龈的颜色/阴影值的变化等。
本发明涉及包括以上和下文所述的方法、系统、用户界面和计算机程序产品、以及对应的方法、系统、用户界面和计算机程序产品的不同方面，各方面产生关于第一所提及的方面描述的益处和优点中的一个或多个，并且各方面具有与关于第一所提及的方面描述和/或所附权利要求中公开的实施方式对应的一个或多个实施方式。
公开了一种用于导出、评价、监测或可视化患者牙齿组的状况的变化的用户界面，其中，用户界面被配置为：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-将第一和第二数字3D表示的至少一部分进行比较；以及
-基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
此外，本发明涉及一种包括程序代码装置的计算机程序产品，该程序代码装置用于当在数据处理系统上执行所述程序代码装置时使数据处理系统执行根据任一实施方式的方法。
公开了一种用计算机程序产品编码的非暂态计算机可读介质，该计算机程序产品提供图形用户界面，该图形用户界面用于由方法导出、评价、监测或可视化患者牙齿组的状况的变化，该方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-将第一和第二数字3D表示的至少一部分进行比较；以及
-基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
公开了一种用于导出、评价、监测或可视化患者牙齿组的状况的变化的计算机程序产品，其中，计算机程序产品被配置为：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-将第一和第二数字3D表示的至少一部分进行比较；以及
-基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
公开了一种用于导出、评价、监测或可视化患者牙齿组的状况的变化的系统，其中，系统包括数据处理单元和编码有计算机程序产品的非暂态计算机可读介质，该计算机程序产品提供数字工具，该数字工具用于由方法导出、评价、监测或可视化变化，该方法包括以下步骤：
-获得在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示；
-获得在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示；
-将第一和第二数字3D表示的至少一部分进行比较；以及
-基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
公开了一种用于导出、评价、监测或可视化患者牙齿组的状况的变化的系统，其中，系统包括数据处理单元和用计算机程序产品编码的非暂态计算机可读介质，该计算机程序产品提供数字工具，该数字工具用于导出、评价、监测或可视化变化，其中，系统被配置为将在第一时间点记录的牙齿的第一数字3D表示和在第二时间点记录的牙齿的第二数字3D表示加载到计算机可读介质中，并且其中，计算机程序产品被配置为当在数据处理单元上执行计算机程序产品的程序代码时比较第一和第二数字3D表示的至少部分，并且基于比较检测与牙齿状况有关的参数的变化。
附图说明
将参照附图由本发明的实施方式的以下例示性且非限制性详细描述来进一步阐明本发明的上述和/或另外目的、特征以及优点，附图中：
图1示出了实施方式的工作流程。
图2示出了牙齿组和牙齿的分割。
图3例示了用于检测牙龈萎缩的实施方式。
图4例示了可以如何进行牙齿移动的解剖学正确测量。
图5示出了系统的略图。
具体实施方式
在以下描述中，对用例示的方式示出可以如何实践本发明的附图进行参照。
图1示出了用于检测患者的牙齿组在第一与第二时间点之间的牙齿状况的发展的方法的实施方式的工作流程。工作流程100包括用于获得患者牙齿组的第一和第二数字3D表示的步骤102、103。数字3D表示可以使用口内扫描仪来记录，口内扫描仪例如可以记录患者牙齿组的形貌和颜色这两者的3shape A/S的TRIOS 3口内扫描仪。所记录的数字3D表示然后表达在第一和第二时间点被扫描牙齿的几何结构和颜色这两者。定期或仅在扫描之前校准扫描仪的颜色提供：所测量的颜色是真实的，并且在牙科医生处的一次访视时记录的颜色可以与在另一次访视时测量的颜色进行比较。
在步骤104中，使用例如3点对齐来全局对齐第一和第二数字3D表示，在3点对齐中，在第一和第二数字3D表示上标记3个对应区域。然后可以在同一用户界面中使已对齐的数字3D表示可视化，并且可以使得牙齿的形状与尺寸之间的比较直接。数字3D表示的全局对齐可以使用被采用为使数字3D表示之间的差异最小化的计算机实施的算法(例如迭代最近点(ICP)算法)来执行。
在步骤105中，例如通过计算示出牙齿的牙齿不同部分处的数字3D表示之间的距离的差异图来比较已对齐的第一和第二数字3D表示。这种差异图例如可以用于监测正畸治疗期间的牙齿移动。基于比较，可以在步骤106中检测与牙齿状况有关的参数的变化，并且可以在步骤107中使参数的变化与牙齿状况的发展相关。
在牙齿状况与龋齿对应并且使用被感染区域中的牙齿颜色从白色到褐色的变化来监测龋齿的发展时，数字3D表示的全局对齐和比较提供：可以检测牙齿区域中的牙齿颜色到更带褐色的变化，并且可以使区域向操作员可视化。颜色的变化可以使用例如RGB系统的色值来测量，并且可以与牙齿颜色在龋齿的发展期间的通常变化的知识相关。
图2示出了牙齿组的数字3D表示和对数字3D表示分割以创建牙齿的3D模型。数字3D表示230具有用于如图2A指示的四个前牙2311、2312、2313、2314以及具有牙龈边界232的对应牙龈的一部分的形貌数据。数字3D表示的分割提供3D牙齿模型233，该模型具有数字3D表示2312的对应牙齿部分的形状，并且受牙龈边界232约束。在图2B中，3D牙齿模型233根据数字3D表示中的牙齿的排列仍然连同数字3D表示的其他部分一起来排列。
图3例示了用于检测患者左中切牙3313处的牙龈萎缩的实施方式。该牙齿在如在图3A和图3B中看到的示出下颌中的两个中切牙和牙龈边界332的牙齿组的第一数字3D表示340和第二数字3D表示341这两者中分割。牙龈边界的位置变化如此小，以至在单独查看两个数字3D表示时，变化几乎不可见。选择具有与牙齿表面和牙龈有关的形貌数据的段，并且基于牙齿形貌数据局部对齐两个段。局部对齐可以使用迭代最近点算法来执行。如在图3C中看到的，段的所有数据根据该局部变换来对齐，并且从第一数字3D表示中的边界3321到第二数字3D表示中的边界3322的牙龈萎缩变得清晰可见。牙龈萎缩现在可以被测量为两个边界之间的距离。
图4A示出了分别从第一和第二数字3D表示分割的第一3D牙齿模型451和第二3D牙齿模型451的横截面。第一数字3D表示例如可以表示在正畸治疗起始时的患者牙齿，并且第二数字3D表示表示治疗期间的某一点时的患者牙齿。确定使第一3D牙齿模型与第二3D牙齿模型对齐的变换T，并且将其应用于第一3D牙齿模型，以提供：如图4B例示的局部对齐两个牙齿模型。在图4C中，在第一3D牙齿模型451上选择三个部分4551、4561以及4571。因为第一和第二3D牙齿模型被局部对齐，所以可以容易并且精确地在第二3D牙齿模型451上识别解剖学上对应的部分4552、4562以及4572。在图4D中，在第一数字3D表示460的对应部分上标记部分4551、4561以及4571，并且在第二数字3D表示461的对应部分上标记部分4552、4562以及4572。基于例如同一象限或同一拱形的其他牙齿来全局对齐第一和第二数字3D表示。然后可以确定所标记区域之间的解剖学正确距离，并且基于这些距离，可以导出牙齿在第一与第二时间点之间的移动的测量。
简言之，这里所述的工作流程具有以下步骤：
-在已局部对齐的已分割牙齿上选择一个或多个对应的区域；
-全局对齐第一和第二数字3D表示；
-识别在全局对齐的第一和第二数字3D表示上的所选对应区域；
-导出在全局对齐的第一和第二数字3D表示上的所选对应区域之间的距离；
-基于所导出的距离确定牙齿移动。
在被配置为实施方法的计算机程序产品中，可以由操作员或在计算机程序产品被配置为检测适当部分(例如牙尖上的特征部分)时由计算机程序产品选择第一3D牙齿模型上的部分。所选部分还可以为整个牙齿表面，使得导出示出整个表面的移动的距离图。
其他工作流程还可以用于测量距离，例如：
-在已局部对齐的已分割牙齿上选择一个或多个对应的区域；
-根据全局对齐排列第一和第二3D牙齿模型；
-在第一和第二3D牙齿模型的全局对齐中导出所选对应区域之间的距离；
-基于所导出的距离确定牙齿移动。
图5示出了根据实施方式的系统的示意图。系统570具有计算机装置571，该计算机装置具有为微处理器572形式的数据处理单元和编码有计算机程序产品的非暂态计算机可读介质573，该计算机程序产品提供用于确定牙齿例如在正畸治疗期间的移动的数字工具。系统还具有视觉显示单元576、计算机键盘574以及计算机鼠标575，它们用于输入数据并启动在视觉显示单元576上可视化的用户界面的虚拟按钮。视觉显示单元576例如可以为计算机屏幕。计算机装置571能够将所获得的患者牙齿的数字3D表示存储在计算机可读介质573中，并且将这些表示加载到微处理器572中以便进行处理。数字3D表示可以从例如3ShapeTRIOS 3口内扫描仪的3D颜色扫描仪577来获得，该扫描仪能够记录包含牙齿的几何结构数据和颜色数据这两者的数字3D表示。
除了颜色和几何结构数据之外，数字3D表示还可以包括诊断数据，例如使用口内扫描仪获得的荧光数据。
计算机可读介质573还可以存储用于分割数字3D表示以创建单独牙齿的数字3D模型并选择用于局部对齐的表面上的区域的计算机实施的算法。在从不同数字3D表示(例如在不同时间点记录的数字3D表示)创建用于同一牙齿的数字3D模型时，例如可以使用用于使数字3D表示的表面之间的距离最小化的迭代最近点算法(ICP)来局部对齐数字3D模型。患者的整个牙齿组或其段的数字3D表示也可以使用这种ICP算法来全局对齐。在牙齿的数字3D表示与由应用于该牙齿的数字3D模型的局部对齐程序识别的给定牙齿的解剖上正确的对应区域全局对齐时，可以确定牙齿在记录两个数字3D表示的时间点之间的移动的精确测量。
在已经确定牙齿移动时，可以将该牙齿移动在视觉显示单元576中向操作员可视化为例如距离图或使用3D牙齿模型或数字3D表示的横截面视图来可视化
单独的牙齿的数字3D模型可以存储在计算机可读介质上，并且可以在下一访视时重新用于在下一访视时记录的数字3D表示中识别单独的牙齿。
虽然已经详细描述并示出了一些实施方式，但本发明不限于这些实施方式，而是还可以在以下权利要求所限定的主题的范围内以其他方式来具体实施。特别地，应理解，可以使用其他实施方式，并且可以在不偏离本发明的范围的情况下进行结构和功能修改。
在列举了若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干可以由一个硬件和相同的硬件项来具体实施。在彼此不同的从属权利要求中列举或在不同实施方式中描述特定措施的简单事实不指示不可以有利地使用这些措施的组合。
权利要求可以指前述权利要求中的任意一个，并且“任意一个”被理解为意指前述权利要求中的“任意一个或多个”。
应强调的是，术语“包括/包含”在用于本说明书中时被理解为指定所叙述特征、整数、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、部件和/或其组的存在或添加。
以上和下文所描述的方法的特征可以在软件中实施，并且由于计算机可执行指令的执行而引起地在数据处理系统或其他处理装置上进行。指令可以为经由计算机网络从存储介质或从另一个计算机加载在例如RAM的存储器中的程序代码装置。另选地，所述特征可以由硬接线电路或与软件的组合来实施，而不是由软件来实施。

Claims (20)

1.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行用于检测和监测患者的牙齿在第一时间点与第二时间点之间的移动的方法，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的所述牙齿的第一数字3D表示，并且分割所述第一数字3D表示，使得对于至少一个牙齿形成第一3D牙齿模型；
-获得在所述第二时间点记录的所述牙齿的第二数字3D表示，并且分割所述第二数字3D表示，使得对于所述至少一个牙齿形成第二3D牙齿模型；
-局部对齐包括解剖学对应区域的所述第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型，其中，局部对齐包括确定提供所述第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型之间的局部对齐的变换矩阵；
-在已局部对齐的分割的第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型上选择一个或多个解剖学对应区域；
-根据所述患者的牙齿组的全局对齐排列所述第一数字3D表示和第二数字3D表示或所述第一3D牙齿模型和所述第二3D牙齿模型；
-在全局对齐的第一数字3D表示和第二数字3D表示上识别所选的一个或多个解剖学对应区域；
-从所述变换矩阵导出全局对齐的第一数字3D表示和第二数字3D表示上或第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型上的所选解剖学对应区域之间的距离；以及
-基于所导出的距离确定所述至少一个牙齿在所述第一时间点与第二时间点之间的牙齿移动。
2.根据权利要求1所述的计算机可读介质，其中，所述全局对齐基于所述数字3D表示中的至少两个牙齿。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述全局对齐基于所述患者的牙齿组中的象限中的一个或多个的更多牙齿。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述全局对齐基于所述患者的皱襞。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，在局部对齐的第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型上选择一个或多个解剖学对应区域包括选择所述第一3D牙齿模型和/或第二3D牙齿模型的整个表面。
6.根据权利要求5所述的计算机可读介质，其中，所述方法包括：从全局对齐的第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型或从表达牙齿上距离的变化的全局对齐的第一数字3D表示和第二数字3D表示导出距离图。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，
在两个随后获得的数字3D表示之间；或
在对于所述患者最新获得的数字3D表示与获得的所述第一数字3D表示之间
确定所述牙齿移动。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述方法包括：基于时间线指示符来控制所述数字3D表示的透明度。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述数字3D表示包括纹理数据，并且所述方法包括：检测和监测所述牙齿的所述纹理数据的变化。
10.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，
所述纹理数据包括颜色和/或阴影数据；并且
所述检测包括确定所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示中的至少感兴趣区域或限定的一个或多个监视点的颜色值，并确定所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示之间的所述颜色值的变化。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述患者的牙齿组包括患者的牙龈和/或一些或所有牙齿。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机可读介质，其中，局部对齐所述第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型包括：将所述第一数字3D表示的已分割牙齿的3D模型逐牙地与所述第二数字3D表示中的所述牙齿的对应3D模型对齐。
13.根据权利要求2所述的计算机可读介质，其中，所述数字3D表示中的至少两个牙齿包括相邻牙齿。
14.一种计算机实现的方法，用于检测和监测患者的牙齿在第一时间点与第二时间点之间的移动，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的所述牙齿的第一数字3D表示并且分割所述第一数字3D表示，使得对于至少一个牙齿形成第一3D牙齿模型；
-获得在所述第二时间点记录的所述牙齿的第二数字3D表示并且分割所述第二数字3D表示，使得对于所述至少一个牙齿形成第二3D牙齿模型；
-局部对齐包括解剖学对应区域的所述第一3D牙齿模型和所述第二3D牙齿模型，其中，局部对齐包括确定提供所述第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型之间的局部对齐的变换矩阵；
-在已局部对齐的分割的第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型上选择一个或多个解剖学对应区域；
-根据所述患者的牙齿组的全局对齐排列所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示或所述第一3D牙齿模型和所述第二3D牙齿模型；
-在全局对齐的第一数字3D表示和第二数字3D表示上识别所选的一个或多个解剖学对应区域；
-从所述变换矩阵导出全局对齐的第一数字3D表示和第二数字3D表示上或第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型上的所选解剖学对应区域之间的距离；以及
-基于所导出的距离确定所述至少一个牙齿在所述第一时间点与所述第二时间点之间的牙齿移动。
15.一种计算机实现的方法，用于检测牙齿处在第一时间点与第二时间点之间的牙龈萎缩的发展，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的患者的牙齿组的第一数字3D表示；
-获得在所述第二时间点记录的所述患者的牙齿组的第二数字3D表示；
-通过分割所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示的对应部分分别生成所述牙齿的第一3D模型和第二3D模型；
-确定使第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型对齐的局部变换；
-根据所确定的局部变换排列所述数字3D表示，使得段的牙齿部分被对齐；以及
-通过比较根据所确定的局部变换而排列的所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示中的牙龈边界来检测所述第一时间点与第二时间点之间的所述牙龈萎缩的发展。
16.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行用于检测牙齿处在第一时间点与第二时间点之间的牙龈萎缩的发展的方法，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的患者的牙齿组的第一数字3D表示；
-获得在所述第二时间点记录的所述患者的牙齿组的第二数字3D表示；
-通过分割所述第一数字3D表示和第二数字3D表示的对应部分分别生成所述牙齿的第一3D模型和第二3D模型；
-确定使第一3D牙齿模型和第二3D牙齿模型对齐的局部变换；
-根据所确定的局部变换排列所述数字3D表示，使得段的牙齿部分被对齐；以及
-通过比较根据所确定的局部变换而排列的所述第一数字3D表示和第二数字3D表示中的牙龈边界来检测所述第一时间点与第二时间点之间的所述牙龈萎缩的发展。
17.一种计算机实现的方法，用于检测患者的牙齿组在第一时间点与第二时间点之间的牙齿磨损的发展，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的所述牙齿的第一数字3D表示；
-获得在所述第二时间点记录的所述牙齿的第二数字3D表示；
-分割所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示中的所述牙齿；
-局部对齐所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示的已分割牙齿；
-将所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示的局部对齐的已分割牙齿进行比较；以及
-基于所述比较检测至少一个牙齿的形状和/或尺寸的变化。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括使检测到的牙齿尺寸的变化与和所述患者的牙釉质的预期深度有关的阈值相关和/或使牙齿形状的变化与和咬合面上的结构有关的阈值相关。
19.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行用于检测患者牙齿组在第一时间点与第二时间点之间的牙齿磨损的发展的方法，其中，所述方法包括：
-获得在所述第一时间点记录的所述牙齿的第一数字3D表示；
-获得在所述第二时间点记录的所述牙齿的第二数字3D表示；
-分割所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示中的所述牙齿；
-局部对齐所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示的已分割牙齿；
-将所述第一数字3D表示和所述第二数字3D表示的局部对齐的已分割牙齿进行比较；以及
-基于所述比较检测至少一个牙齿的形状和/或尺寸的变化。
20.根据权利要求19所述的计算机可读介质，还包括使检测到的牙齿尺寸的变化与和所述患者的牙釉质的预期深度有关的阈值相关和/或使牙齿形状的变化与和咬合面上的结构有关的阈值相关。
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