CN111243081A - 一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板 - Google Patents
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Abstract
本发明属于牙齿修复技术领域，公开了一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板，所述数字化椅旁树脂充填导板的制作方法为：进行CBCT拍摄，得到二维投影图像；将得到的二维投影图像进行重建，得到三维图像；对待修复部位影像进行加深，得到修复模型；依据修复模型建立牙支持式导板模型；确定填充方式，生成牙支持式导板成品。本发明通过CBCT进行口腔内景拍摄，对于高分辨率区域的成像质量好，并且具有扫描时间短、X射线剂量小、购买设备费用低、拍摄成本低的效果，能够有效降低椅旁树脂充填导板的成本；通过提取特征点的方法对二维投影图像进行重建，能够显著减少数据量，重建的效率高，准确性更好。
Description
技术领域
本发明属于牙齿修复技术领域，尤其涉及一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板。
背景技术
目前，最接近的现有技术：种植牙是指一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。它采用人工材料(如金属、陶瓷等)制成种植体(一般类似牙根形态)，经手术方法植入组织内并获得骨组织牢固的固位支持，通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可以获得与天然牙功能、结构以及美观效果十分相似的修复效果，已经成为越来越多缺牙患者的首选修复方式。有人将其称之为20世纪口腔种植领域中一个具有重要里程碑意义的重大进展，赞誉它为人类提供了类似于天然牙列的第三副牙齿。口腔医师为了能够将种植手术实施得更加完美，寻求手术辅助设备来增加备孔的精确性及合理性，主要的方法是制作种植手术导板。但是目前病人CT数据的获取结构不准确，导板的制造不可避免得引入误差，影响口腔植入。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前病人CT数据的获取结构不准确，导板的制造不可避免得引入误差，影响口腔植入。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板。
本发明是这样实现的，数字化椅旁树脂充填导板的制作方法为：
步骤一，进行CBCT拍摄，得到二维投影图像；
步骤二，将得到的二维投影图像进行重建，得到三维图像；
步骤三，对待修复部位影像进行加深，得到修复模型；
步骤四，依据修复模型建立牙支持式导板模型；
步骤五，确定填充方式，生成牙支持式导板成品。
进一步，所述二维投影图像的获取方法包括：
步骤一、CBCT拍摄前，进行牙齿清洁，重点对待修复部位进行清洁；
步骤二、并对CBCT初始化，通过编码器正交解码初始化，舵机与电机PID参数初始化，摄像头初始化，舵机与电机初始化，按键初始化，中断初始化，LCD初始化；
步骤三、用摄像头对准牙齿，传入上位机中，然后截取部分图像，把图像导入Matlab中进行梯形校正，逆透视变换，调整好参数，生成图像校正表和反矫正表；
步骤四、把生成的校正表导入核心处理器中，采集得到的图像进行修正。
进一步，所述二维投影图像进行重建的方法为：
利用自动检测算法提取输入图像的二维投影图像特征点；
通过学习训练样本中的原始二维投影图像特征点和原始三维图像特征点之间的映射关系得到第一映射关系；
利用第一映射关系对二维投影图像特征点进行估计，以获取与二维投影图像特征点对应的三维图像特征点；
通过学习二维图像特征点和三维图像特征点之间的映射关系得到第二映射关系；
基于第二映射关系对所述训练样本进行扩展；
基于扩展后的训练样本及三维图像特征点获取全像素图像。
进一步，所述模型的修复方法包括
利用图像处理模块对修复模型的实际距离y和设定距离ys进行求差，并输出位置偏差e＝ys-y；
当e>e1时，第一选择单元对加速控制器施加激励信号，加速控制器控制行加速；当e≤e1时，第一选择单元将位置偏差e送至减速控制器，减速控制器控制减速；
当前及过去的m个控制周期内|e|均小于e3时，制动控制器通过制动器对气缸进行制动，其中m为非负整数。
进一步，影像加深方法包括：
对图像信息预处理，在对图像进行寻边界拟合中线之前，对图像的基本信息进行提取和处理；
对采集图像大小的确定，选用188*80分辨率；
对图像进行压缩，以减轻单片机处理图像负荷，可以取偶数对列减半；
通过跳变沿阈值来判断黑白分界用以确定赛道边界。
进一步，所述二维图像的处理方法包括：
输入的图像为f(x,y)，输出图像为F(x,y)，选取阈值T，对图像的二值化变换函数表达式；
式中阈值T将图像F(x,y)分成两部分，大于T的像素点设为白色，小于T的区域为黑色；
图像去噪，一维中值滤波：
Zk＝med(xk-N,xk-N+1,…,xk,…,xk+N)；
其中，med表示对图像中的像素进行求中值运算；式中是对2N+1个像素排序，最终输出像素即该像素序列的中值；
二维中值滤波适用于二维像素矩阵，给出二维中值滤波的定义：
进一步，所述填充方法为：
步骤一、将待填充的树脂置于树脂缓冲罐中，氯硅烷置于氯硅烷树脂吸附柱中，将气体通入自力式调节阀；
步骤二、打开树脂出口控制阀，根据图像处理模块，对树脂的填充量进行确定；
步骤三、根据填充量的大小，确定负压力的大小，负压将氯硅烷流入文丘里管的树脂一起吸入管道系统内
步骤四、根据三维图像的图形确定浇筑数值填充角度的方向。
进一步，所述影像加深的方法包括：
选取要用于进行加深的影像，对影像上进行人工标注，并将标注保存为栅格数据；
将得到的标注数据和原始数据进行切块，舍弃边缘部分
修改网络模型，根据获取的三维图像，构建全积网络。
本发明的另一目的在于提供一种通过所述数字化椅旁树脂充填导板的制作方法制备的导板，该导板包括相互连接的石膏模型、树脂填充部分。
进一步，所述导板内填充有聚甲基丙烯酸树脂。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明通过CBCT进行口腔内景拍摄，利用三维锥形束X线进行扫描，对于高分辨率区域的成像质量好，并且其具有扫描时间短、X射线剂量小、购买设备费用低、拍摄成本低的效果，能够有效降低椅旁树脂充填导板的成本；通过提取特征点的方法对二维投影图像进行重建，能够显著减少数据量，重建的效率高，并且准确性更好；使用聚甲基丙烯酸树脂进行充填，修复材料贴合效果更好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板，所述数字化椅旁树脂充填导板的制作方法为：
S101，进行CBCT拍摄，得到二维投影图像；
S102，将得到的二维投影图像进行重建，得到三维图像；
S103，对待修复部位影像进行加深，得到修复模型；
S104，依据修复模型建立牙支持式导板模型；
S105，确定填充方式，生成牙支持式导板成品。
本发明实施例提供的CBCT拍摄前，进行牙齿清洁，重点对待修复部位进行清洁。
所述二维投影图像进行重建的方法为：
利用自动检测算法提取输入图像的二维投影图像特征点；
通过学习训练样本中的原始二维投影图像特征点和原始三维图像特征点之间的映射关系得到第一映射关系；
利用第一映射关系对二维投影图像特征点进行估计，以获取与二维投影图像特征点对应的三维图像特征点；
通过学习二维图像特征点和三维图像特征点之间的映射关系得到第二映射关系；
基于第二映射关系对所述训练样本进行扩展；
基于扩展后的训练样本及三维图像特征点获取全像素图像。
进一步，所述模型的修复方法包括
利用图像处理模块对修复模型的实际距离y和设定距离ys进行求差，并输出位置偏差e＝ys-y；
当e>e1时，第一选择单元对加速控制器施加激励信号，加速控制器控制行加速；当e≤e1时，第一选择单元将位置偏差e送至减速控制器，减速控制器控制减速；
当前及过去的m个控制周期内|e|均小于e3时，制动控制器通过制动器对气缸进行制动，其中m为非负整数。
进一步，影像加深方法包括：
对图像信息预处理，在对图像进行寻边界拟合中线之前，对图像的基本信息进行提取和处理；
对采集图像大小的确定，选用188*80分辨率；
对图像进行压缩，以减轻单片机处理图像负荷，可以取偶数对列减半；
通过跳变沿阈值来判断黑白分界用以确定赛道边界。
进一步，所述二维图像的处理方法包括：
输入的图像为f(x,y)，输出图像为F(x,y)，选取阈值T，对图像的二值化变换函数表达式；
式中阈值T将图像F(x,y)分成两部分，大于T的像素点设为白色，小于T的区域为黑色；
图像去噪，一维中值滤波：
Zk＝med(xk-N,xk-N+1,…,xk,…,xk+N)；
其中，med表示对图像中的像素进行求中值运算；式中是对2N+1个像素排序，最终输出像素即该像素序列的中值；
二维中值滤波适用于二维像素矩阵，给出二维中值滤波的定义：
进一步，所述填充方法为：
步骤一、将待填充的树脂置于树脂缓冲罐中，氯硅烷置于氯硅烷树脂吸附柱中，将气体通入自力式调节阀；
步骤二、打开树脂出口控制阀，根据图像处理模块，对树脂的填充量进行确定；
步骤三、根据填充量的大小，确定负压力的大小，负压将氯硅烷流入文丘里管的树脂一起吸入管道系统内
步骤四、根据三维图像的图形确定浇筑数值填充角度的方向。
进一步，所述影像加深的方法包括：
选取要用于进行加深的影像，对影像上进行人工标注，并将标注保存为栅格数据；
将得到的标注数据和原始数据进行切块，舍弃边缘部分
修改网络模型，根据获取的三维图像，构建全积网络。
本发明实施例提供一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法中使用的椅旁树脂充填导板，所述椅旁树脂充填导板设置有：
石膏模型、树脂填充部分。
本发明实施例提供的树脂为聚甲基丙烯酸树脂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数字化椅旁树脂充填导板的制作方法及导板，其特征在于，所述数字化椅旁树脂充填导板的制作方法为：
步骤一，进行CBCT拍摄，得到二维投影图像；
步骤二，将得到的二维投影图像进行重建，得到三维图像；
步骤三，对待修复部位影像进行加深，得到修复模型；
步骤四，依据修复模型建立牙支持式导板模型；
步骤五，确定填充方式，生成牙支持式导板成品。
2.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述二维投影图像的获取方法包括：
步骤一、CBCT拍摄前，进行牙齿清洁，重点对待修复部位进行清洁；
步骤二、并对CBCT初始化，通过编码器正交解码初始化，舵机与电机PID参数初始化，摄像头初始化，舵机与电机初始化，按键初始化，中断初始化，LCD初始化；
步骤三、用摄像头对准牙齿，传入上位机中，然后截取部分图像，把图像导入Matlab中进行梯形校正，逆透视变换，调整好参数，生成图像校正表和反矫正表；
步骤四、把生成的校正表导入核心处理器中，采集得到的图像进行修正。
3.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述二维投影图像进行重建的方法为：
利用自动检测算法提取输入图像的二维投影图像特征点；
通过学习训练样本中的原始二维投影图像特征点和原始三维图像特征点之间的映射关系得到第一映射关系；
利用第一映射关系对二维投影图像特征点进行估计，以获取与二维投影图像特征点对应的三维图像特征点；
通过学习二维图像特征点和三维图像特征点之间的映射关系得到第二映射关系；
基于第二映射关系对所述训练样本进行扩展；
基于扩展后的训练样本及三维图像特征点获取全像素图像。
4.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述模型的修复方法包括：
利用图像处理模块对修复模型的实际距离y和设定距离ys进行求差，并输出位置偏差e＝ys-y；
当e>e1时，第一选择单元对加速控制器施加激励信号，加速控制器控制行加速；当e≤e1时，第一选择单元将位置偏差e送至减速控制器，减速控制器控制减速；
当前及过去的m个控制周期内|e|均小于e3时，制动控制器通过制动器对气缸进行制动，其中m为非负整数。
5.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，影像加深方法包括：
对图像信息预处理，在对图像进行寻边界拟合中线之前，对图像的基本信息进行提取和处理；
对采集图像大小的确定，选用188*80分辨率；
对图像进行压缩，以减轻单片机处理图像负荷，可以取偶数对列减半；
通过跳变沿阈值来判断黑白分界用以确定赛道边界。
6.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述二维图像的处理方法包括：
输入的图像为f(x,y)，输出图像为F(x,y)，选取阈值T，对图像的二值化变换函数表达式；
式中阈值T将图像F(x,y)分成两部分，大于T的像素点设为白色，小于T的区域为黑色；
图像去噪，一维中值滤波：
Zk＝med(xk-N,xk-N+1,…,xk,…,xk+N)；
其中，med表示对图像中的像素进行求中值运算；式中是对2N+1个像素排序，最终输出像素即该像素序列的中值；
二维中值滤波适用于二维像素矩阵，给出二维中值滤波的定义：
7.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述填充方法为：
步骤一、将待填充的树脂置于树脂缓冲罐中，氯硅烷置于氯硅烷树脂吸附柱中，将气体通入自力式调节阀；
步骤二、打开树脂出口控制阀，根据图像处理模块，对树脂的填充量进行确定；
步骤三、根据填充量的大小，确定负压力的大小，负压将氯硅烷流入文丘里管的树脂一起吸入管道系统内；
步骤四、根据三维图像的图形确定浇筑数值填充角度的方向。
8.如权利要求1所述的数字化椅旁树脂充填导板的制作方法，其特征在于，所述影像加深的方法包括：
选取要用于进行加深的影像，对影像上进行人工标注，并将标注保存为栅格数据；
将得到的标注数据和原始数据进行切块，舍弃边缘部分；
修改网络模型，根据获取的三维图像，构建全积网络。
9.一种通过如权利要求1至8任意一项所述数字化椅旁树脂充填导板的制作方法制备的导板，其特征在于，该导板包括相互连接的石膏模型、树脂填充部分。
10.如权利要求9所述的导板，其特征在于，所述导板内填充有聚甲基丙烯酸树脂。
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