CN109584147A - 一种基于锥形束ct的牙科全景图生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像处理技术领域，具体公开了一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法，包括获取锥形束CT口腔牙齿的三维图像数据；从图像中选取完整显示牙弓及每颗牙齿牙髓腔的剖切面，在剖切面牙髓上描点并利用二次多项式拟合成完整的曲线L1；将曲线L1按一定像素步长进行离散，得到离散点集合P1；计算P1中每两个相邻点的中点位置，获得中点集合P2，并根据P2各点的位置生成牙弓线L2；计算牙弓线L2上各像素点P2的灰度值；将牙弓线展开获取牙科全景图。本发明既能得到CT断层影像和口腔全景图重建牙齿的三维结构，而且还能直观准确的反映出单颗牙齿的全部形态，方便了解口腔情况。

Description

一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体公开了一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活水平逐渐提高，牙科疾病也越来越受到人们的重视。目前口腔临床上使用较普遍的影像学设备有口腔全景机、口腔CT机等，一些大型医院还引进了锥形束CT。口腔全景机虽然能够在一张X光片上清晰显示全口牙齿的排列情况，但由于它的成像是二维的，不能判断牙齿之间的三维空间关系；口腔CT机扫描可以得到口腔断层序列，但是由于它本质上是二维切片的空间叠加，也不能够呈现出整体三维结构；利用锥形束CT技术可以同时得到CT断层影像和口腔全景图重建牙齿的三维结构，但是并不能直观的观察单颗牙齿的全部形态。
因此，需要一种能解决上述问题的方法。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法。
为实现上述目的，本发明采用如下方案。
一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法，包括：
获取锥形束CT口腔牙齿的三维图像数据；
从图像中选取完整显示牙弓及每颗牙齿牙髓腔的剖切面，在剖切面牙髓上描点并利用二次多项式拟合成完整的曲线L1；
将曲线L1按一定像素步长进行离散，得到离散点集合P1；
计算P1中每两个相邻点的中点位置，获得中点集合P2，并根据P2各点的位置生成牙弓线L2；
计算牙弓线L2上各像素点P2的在全景图中的灰度值；
将牙弓线展开获取牙科全景图。
进一步地，计算牙弓线L2上各像素点P2的灰度值，包括：
计算P1中相邻两点的中垂线L3并作为P2点的法线；
根据牙齿实际宽度，设置一定像素作为法线宽度deep，并以P2中点为起点对法线宽度进行对称扩张；
按一定的像素步长将法线离散化成点集合P3；
利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值，并将同一法线上各点的灰度值叠加求平均，以均值作为对应P2中点的灰度值。
进一步地，所述计算P1中相邻两点的中垂线L3并作为P2点的法线，包括：
计算相邻两个点p11(x11,y11)和p12(x12,y12)的中点(x21，y21)，其中
计算中垂线L3的斜率建立中垂线L3方程y-y21＝k(x-x21)，并以中垂线L3作为P2对应点的法线。
进一步地，所述将利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值包括：
获取P3中点P＝(x,y)的临近点的灰度值Q11＝(x1,y1),Q12＝(x1,y2),Q21＝(x2,y1)及Q22＝(x2,y2)；
在x方向对点P进行线性插值，得
其中R1＝(x,y1),R2＝(x,y2)表示在x方向进行插值后的点；
在y方向对点P进行线性插值，得
计算点P对应的灰度值f(x,y)，
其中，
作为优选地，选取图像中最左侧、最右侧及最上侧的牙髓进行描点。
进一步地，所述将牙弓线展开获取牙科全景图包括：
将牙弓线L2按弧长展开成直线，计算牙体的长轴曲线与牙弓曲线L2的交点在展开直线上的位置，并记为对应牙体长轴曲线在全景图上的横坐标；
将牙体长轴曲线的纵坐标展开成直线，并根据牙体长轴曲线在全景图上的横坐标依次排序展开牙体长轴曲线，获得全景图。
本发明的有益效果：提供一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法，通过选取牙髓描点拟合曲线L1，再对曲线离散获取中点生成牙弓线L2，并计算牙弓线L2各像素点的灰度值以展开获取牙科全景图，以此既能得到CT断层影像和口腔全景图重建牙齿的三维结构，而且还能直观准确的反映出单颗牙齿的全部形态，方便了解口腔情况。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图。
图2为本发明实施例模拟口腔牙齿的示意图。
图3为本发明实施例拟合牙弓线的示意图。
图4为本发明实施例法线的示意图。
图5为本发明实施例法线离散化的示意图。
图6为本发明实施例牙科全景图的示意图。
图7为本发明实施例双线性插值法求灰度值的示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,如图1至图7所示所示，包括：
首先从从锥形束CT设备上获取整个口腔牙齿的三维图像数据，包括上下牙列的三维数据，以使生成的全景图包含上下牙列的整体信息。随后，从获取的图像中选取能够清晰的显示完整牙弓和牙齿的牙髓腔剖切面的图像，在剖切面牙髓上选取合适的三个点进行描点，并利用二次多项式拟合成完整的曲线L1。其中优选选取图像中最左侧、最右侧及最上侧的牙髓进行描点。
拟合曲线L1后，将曲线L1按单位像素步长进行离散，得到离散点集合P1；计算P1中每两个相邻点的中点位置，例如P1中某一点p11(x11,y11)和相邻点p12(x12,y12)，则计算p11和p12的中点，则
完成计算后p21(x21,y21)即为p11和p12的中点。
重复上述计算中点的步骤，依次对各个相邻点计算出各自的中点，以此获得中点集合P2，并将中点集合P2中的点依次连接生成如图3所示的牙弓线L2。
为了计算牙弓线L2上各像素点P2在全景图中的灰度值，首先计算P1中相邻两点p11(x11,y11)和p12(x12,y12)的中垂线L3。中垂线L3的斜率计算中垂线L3的斜率随后建立中垂线L3的方程y-y21＝k(x-x21)，以中垂线L3作为中点集合P2对应点的法线。再根据牙齿实际宽度，设置采样厚度，即设置一定像素(优选100个像素)作为法线宽度deep，并以P2中点为起点对法线宽度进行对称扩张，即图4中牙齿上下两方向扩张，以此使得总宽度要能够覆盖整个上下牙列。
如图5所示，按一定的像素(优选为一个像素)步长将法线离散化成点集合P3，利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值。例如计算P3中点P＝(x,y)的灰度值f时，如图7所示，先获取临近P点临近的四个点的灰度值Q11＝(x1,y1),Q12＝(x1,y2),Q21＝(x2,y1)及Q22＝(x2,y2)。首先在x方向进行线性插值，得到
其中R1＝(x,y1),R2＝(x,y2)表示在x方向进行插值后的点；
然后在y方向进行线性插值，得到
则P点的灰度值为：
利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值后，将同一法线上各点的灰度值叠加求平均，以均值作为对应P2中点在全景图中的灰度值。完成灰度值计算后，将牙弓线L2按弧长展开成直线，计算牙体的长轴曲线与牙弓曲线L2的交点在展开直线上的位置，并记为对应牙体长轴曲线在全景图上的横坐标；将牙体长轴曲线的纵坐标展开成直线，并根据牙体长轴曲线在全景图上的横坐标依次排序展开牙体长轴曲线，获得全景图。以此既能得到CT断层影像和口腔全景图重建牙齿的三维结构，而且还能直观准确的反映出单颗牙齿的全部形态，方便了解口腔情况。而且本方案采用的二次多项式拟合只需要选择三个点就可拟合出一条曲线，相对常见的三次B样条拟合需在每颗牙齿的剖切面选择一个点再拟合成牙弓线，算法较为简单，节省时间。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，包括：
获取锥形束CT口腔牙齿的三维图像数据；
从图像中选取完整显示牙弓及每颗牙齿牙髓腔的剖切面，在剖切面牙髓上描点并利用二次多项式拟合成完整的曲线L1；
将曲线L1按一定像素步长进行离散，得到离散点集合P1；
计算P1中每两个相邻点的中点位置，获得中点集合P2，并根据P2各点的位置生成牙弓线L2；
计算牙弓线L2上各像素点P2的在全景图中的灰度值；
将牙弓线展开获取牙科全景图。
2.根据权利要求1所述的一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，计算牙弓线L2上各像素点P2的灰度值，包括：
计算P1中相邻两点的中垂线L3并作为P2点的法线；
根据牙齿实际宽度，设置一定像素作为法线宽度deep，并以P2中点为起点对法线宽度进行对称扩张；
按一定的像素步长将法线离散化成点集合P3；
利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值，并将同一法线上各点的灰度值叠加求平均，以均值作为对应P2中点的灰度值。
3.根据权利要求2所述的一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，所述计算P1中相邻两点的中垂线L3并作为P2点的法线，包括：
计算相邻两个点p11(x11,y11)和p12(x12,y12)的中点(x21，y21)，其中
计算中垂线L3的斜率建立中垂线L3方程y-y21＝k(x-x21)，并以中垂线L3作为P2对应点的法线。
4.根据权利要求2所述的一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，所述将利用双线性差值法计算出P3中各点灰度值包括：
获取P3中点P＝(x,y)的临近点的灰度值Q11＝(x1,y1),Q12＝(x1,y2),Q21＝(x2,y1)及Q22＝(x2,y2)；
在x方向对点P进行线性插值，得
其中R1＝(x,y1),R2＝(x,y2)表示在x方向进行插值后的点；
在y方向对点P进行线性插值，得
计算点P对应的灰度值f(x,y)，
其中，
5.根据权利要求1所述的一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，选取图像中最左侧、最右侧及最上侧的牙髓进行描点。
6.根据权利要求1所述的一种基于锥形束CT的牙科全景图生成方法,其特征在于，所述将牙弓线展开获取牙科全景图包括：
将牙弓线L2按弧长展开成直线，计算牙体的长轴曲线与牙弓曲线L2的交点在展开直线上的位置，并记为对应牙体长轴曲线在全景图上的横坐标；
将牙体长轴曲线的纵坐标展开成直线，并根据牙体长轴曲线在全景图上的横坐标依次排序展开牙体长轴曲线，获得全景图。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110211200A (zh) * 2019-04-22 2019-09-06 深圳安科高技术股份有限公司 一种基于神经网络技术的牙弓线生成方法及其系统
CN110619646A (zh) * 2019-07-23 2019-12-27 同济大学 一种基于全景图的单牙提取方法
CN111833244A (zh) * 2019-04-11 2020-10-27 深圳市深图医学影像设备有限公司 一种牙科全景图像生成方法、装置及计算机可读存储介质
CN112102495A (zh) * 2020-09-15 2020-12-18 北京朗视仪器有限公司 一种基于cbct影像的牙弓曲面生成方法
CN114298934A (zh) * 2021-12-24 2022-04-08 北京朗视仪器股份有限公司 一种基于像素调节的面颊夹显影弱化方法、装置
CN115588006A (zh) * 2022-11-11 2023-01-10 四川大学 一种标准化牙弓形态的提取方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130022254A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Carestream Health, Inc. Method for tooth dissection in cbct volume
CN105608747A (zh) * 2015-12-17 2016-05-25 首都师范大学 一种从三维牙科锥形束ct数据中提取全景图的方法
CN105761252A (zh) * 2016-02-02 2016-07-13 北京正齐口腔医疗技术有限公司 图像分割的方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130022254A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Carestream Health, Inc. Method for tooth dissection in cbct volume
CN105608747A (zh) * 2015-12-17 2016-05-25 首都师范大学 一种从三维牙科锥形束ct数据中提取全景图的方法
CN105761252A (zh) * 2016-02-02 2016-07-13 北京正齐口腔医疗技术有限公司 图像分割的方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
万俊等: "口腔全景锥形束CT图像重建算法", 《中国医学物理学杂志》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111833244A (zh) * 2019-04-11 2020-10-27 深圳市深图医学影像设备有限公司 一种牙科全景图像生成方法、装置及计算机可读存储介质
CN110211200A (zh) * 2019-04-22 2019-09-06 深圳安科高技术股份有限公司 一种基于神经网络技术的牙弓线生成方法及其系统
CN110619646A (zh) * 2019-07-23 2019-12-27 同济大学 一种基于全景图的单牙提取方法
CN112102495A (zh) * 2020-09-15 2020-12-18 北京朗视仪器有限公司 一种基于cbct影像的牙弓曲面生成方法
CN112102495B (zh) * 2020-09-15 2023-11-21 北京朗视仪器股份有限公司 一种基于cbct影像的牙弓曲面生成方法
CN114298934A (zh) * 2021-12-24 2022-04-08 北京朗视仪器股份有限公司 一种基于像素调节的面颊夹显影弱化方法、装置
CN115588006A (zh) * 2022-11-11 2023-01-10 四川大学 一种标准化牙弓形态的提取方法
CN115588006B (zh) * 2022-11-11 2023-11-21 四川大学 一种标准化牙弓形态的提取方法

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