CN112419476A - 牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统 - Google Patents

牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统，所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法包括：获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容‑牙列模型；根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容‑牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。本发明通过整合CBCT、口内扫描和口外扫描数据，构建一个“真实的”虚拟三维牙科病人，作为对牙科技师、临床医生和病人来说，更有效直观的诊断、计划、沟通和教育工具。而结合CAD/CAM设备和技术，则能够更加精确和便捷地实现牙科美学修复和咬合重建。

Description

牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统
技术领域
本发明属于图像数字化处理技术领域，涉及一种创建方法及系统，特别是涉及一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统。
背景技术
近年来，数字化技术在牙科领域被广泛应用，以计算机辅助设计/计算机辅助制作(computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM)为支撑平台的数字化口腔修复技术已经在固定修复和种植修复领域取得了广泛的应用。通过口内三维扫描，获取数字化虚拟模型，进行以冠、贴面、嵌体等修复体的设计和制作，能够减少患者的就诊次数，提高修复精度；在口腔种植中，借助于锥形束计算机断层成像数据(cone beamcomputed tomography,CBCT)、虚拟植入计划软件以及CAD/CAM软件，设计和制作手术导板、完成最终修复体，在降低手术风险、减少就诊周期的同时，也使修复结果更加接近预期。然而，当涉及多个前牙或全牙列的大范围修复，无论是采用传统的冠桥或贴面修复，还是种植支持的固定义齿修复，即使采用数字化技术，仍然存在挑战。
首先，虚拟模型需要有清晰的预备后的牙体形态，同时还需具有颌骨、牙槽骨的影像，以及牙列之间、上下颌骨之间的关系。为了实现这样的虚拟模型的建立，需要整合通过CBCT获取的颌骨/牙槽骨的数据以及口内扫描获取的牙列的数据。因为两者刚好互补：CBCT可以在DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine，医学数字成像和通信)文件中提供颅面硬组织的精确3D体积，但高密度的口内金属修复体通常会影响CBCT扫描并产生伪影；相反，口内光学扫描可以通过STL(Standard tessellation language，标准曲面细分语言)文件格式提供无伪影的牙列轮廓和周围的软组织。STL文件合并DICOM文件可以增加在CAD/CAM和虚拟种植设计中的数据信息，帮助设计种植位点和方向，以及修复体的空间分配，实现理想的咬合重建。
其次，复杂的治疗方案必须在面型的指导下才能取得良好的美学和功能效果。如牙列中线与面中线的重合/轻度偏移、前牙切缘曲线与微笑线的协调，牙弓弧度与面型的协调等。传统修复中，将面型与模型相互联系、并且制作与面型和谐的蜡型对技师而言是一个巨大的挑战，而将面型、颌骨关系以及模型关联则完全不可能实现。在数字化治疗方案中，虽然通过CBCT获取颌骨以及剩余牙列三维影像、通过口内扫描(Intraoral scan，IOS)获取牙列轮廓和周围的软组织影像容易实现，但提供一体化整合方案的设备和软件非常昂贵，且甚少有系统考虑面部轮廓以及提供在微笑状态下进行修复设计的解决方案。为了实现前牙修复与面型和微笑的协调统一，Coachman C等人提出了数字化微笑设计(digital smiledesign，DSD)的概念：借助于Photoshop、Keynote等非牙科专业转件，口内数码照片被用来在面型以及微笑曲线的参考下设计牙齿长宽以及排列，这种方法有助于跨学科团队和患者之间的交流，也有助于预测最终效果、满足患者的期望。然而，所有的设计都是二维的，无法解决前牙突度、切牙和尖牙所处平面差异以及照片拍摄角度差异等问题。因此，在临床中常常出现制作的前牙在模型上完美无瑕，但戴入患者口内后不尽如人意。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统，用于解决现有技术牙科美学修复和咬合重建精准度不高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法，包括：获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
于本发明的一实施例中，获取牙科病人的面容扫描数据的步骤包括：获取牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据；将牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据以OBJ格式输出。
于本发明的一实施例中，获取牙科病人的口腔扫描数据的步骤包括：获取牙科病人的上下颌牙列及咬合关系的扫描文件；将所述扫描文件以OBJ格式输出，以获取牙科病人的口腔扫描数据。
于本发明的一实施例中，所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法还包括获取牙科病人的牙合叉数据。
于本发明的一实施例中，所述将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型的步骤包括：将所述面容扫描数据、口腔扫描数据及牙合叉数据导入预存设计软件Exocad；对所述面容扫描数据进行面容匹配，并对面容匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的面部扫描数据；分别在带硅橡胶咬合印记的牙合叉装置与患者口内牙列扫描模型上进行相应标志点的标记，利用标记点匹配将牙合叉装置重叠到所述口腔扫描数据，并进行口腔匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据；将已匹配牙合叉数据的面部扫描数据和已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据通过牙合叉唇侧挡板上的标记，利用标记点匹配，依次选取标记点再次重叠匹配，完成所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配和校准，形成所述面容-牙列模型。
于本发明的一实施例中，获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据的步骤包括：采集包括牙科病人的下颌髁突、骨性外耳道和骨性眶下缘的大视野锥形束CT颌骨数据；将大视野锥形束CT颌骨数据以DICOM格式输出，以获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据。
于本发明的一实施例中，所述根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像的步骤包括：调整锥形束CT颌骨数据中锥形束CT图像表面阈值；标记锥形束CT颌骨数据中牙列标记点和口腔扫描数据中对应点；将颌骨数据和牙列数据进行匹配，并对匹配准确的进行校准，形成已匹配牙列数据的颌骨模型；将已匹配牙列数据的颌骨模型和所述面容-牙列模型对齐，形成牙科病人三维虚拟图像。
本发明另一方面提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建系统，包括：数据获取模块，用于获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；第一处理模块，用于将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；第二处理模块，根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
于本发明的一实施例中，所述数据获取模块包括带有咬合记录的3D打印牙合叉装置、口腔扫描仪、X射线计算机体层摄影设备和3D扫描仪；所述3D打印牙合叉装置包括用于面部扫描匹配定位的唇挡及用于记录咬合关系并用于口腔扫描匹配定位的牙合平面板。
于本发明的一实施例中，所述第一处理模块和所述第二处理模块预存有标记点匹配算法。
如上所述，本发明所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统，具有以下有益效果：
本发明所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统通过整合CBCT、口内扫描和口外扫描数据，构建一个“真实的”虚拟三维牙科病人，作为对牙科技师、临床医生和病人来说，更有效直观的诊断、计划、沟通和教育工具。而结合CAD/CAM设备和技术，则能够更加精确和便捷地实现牙科美学修复和咬合重建。
附图说明
图1显示为本发明的牙科病人三维虚拟图像的创建方法于一实施例中的流程示意图。
图2显示为本发明的牙科病人三维虚拟图像的创建系统于一实施例中的原理结构示意图。
元件标号说明
2 牙科病人三维虚拟图像的创建系统
20 数据获取模块
21 第一处理模块
22 第二处理模块
S11～S13 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统的技术原理如下：
通过3D打印制作“牙合叉”装置，将手机端3D扫描应用程序获得的患者自然微笑状态下，以及患者佩戴有硅橡胶咬合记录的“牙合叉“装置下获得的两次面部扫描数据，在Exocad软件中通过患者额部标记点进行匹配；同时，将有咬合印记的“牙合叉”装置的三维扫描数据，通过牙尖点与患者的口扫数据进行匹配；然后将两次匹配获得的面部扫描数据与口腔扫描数据通过“牙合叉”装置唇侧标志点再次进行匹配，获得牙列与面容的最佳匹配模型；最后，将导入的CBCT颌骨数据进行阈值调整，利用牙尖标志点重叠到牙列-面容模型上，从而建立三维数字化虚拟病人。
实施例一
本实施例提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法，包括：
获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；
将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；
根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
以下将结合图示对本实施例所提供的牙科病人三维虚拟图像的创建方法进行描述。请参阅图1，显示为牙科病人三维虚拟图像的创建方法于一实施例中的流程示意图。如图1所示，所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法具体包括以下步骤：
S11，获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据、锥形束CT颌骨数据及牙科病人的牙合叉数据。
在本实施例中，获取牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据；
将牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据以OBJ(object)格式输出。
在本实施例中，获取牙科病人的口腔扫描数据的步骤包括：
获取牙科病人的上下颌牙列及咬合关系的扫描文件；
将所述扫描文件以OBJ(object)格式输出，以获取牙科病人的口腔扫描数据。
在本实施例中，获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据的步骤包括：
采集包括牙科病人的下颌髁突、骨性外耳道和骨性眶下缘的大视野锥形束CT颌骨数据；
将大视野锥形束CT颌骨数据以DICOM格式输出，以获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据。
在本实施例中，获取牙科病人的牙合叉数据的步骤包括：
获取通过3D扫描舱扫描带有咬合记录的牙合叉的扫描数据，并将该扫描数据以STL(standard tessellation language)格式输出，以形成牙科病人的牙合叉数据。
S12，将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型。
所述S12包括：
通过“工具-添加/去除网格-载入”将所述面容扫描数据、口腔扫描数据及牙合叉数据导入预存设计软件Exocad；
利用软件Exocad中预存标记点匹配算法，对所述面容扫描数据进行面容匹配，并对面容匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的面部扫描数据；
分别在带硅橡胶咬合印记的牙合叉装置与患者口内牙列扫描模型上进行相应标志点的标记，利用利用软件Exocad中预存标记点匹配算法进行标记点匹配，以将牙合叉装置重叠到所述口腔扫描数据，并进行口腔匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据；
将已匹配牙合叉数据的面部扫描数据和已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据通过牙合叉唇侧挡板上的标记，利用软件Exocad中预存标记点匹配算法进行标记点匹配，依次选取标记点再次重叠匹配，完成所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配和校准，形成所述面容-牙列模型。
S13，根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
所述S13包括通过“工具-DICOM预览-选择数据”将锥形束CT颌骨数据导入；
调整锥形束CT颌骨数据中锥形束CT图像表面阈值；
利用软件Exocad中预存标记点匹配算法，标记锥形束CT颌骨数据中牙列标记点和口腔扫描数据中对应点；
将颌骨数据和牙列数据进行匹配，并对匹配准确的进行校准，形成已匹配牙列数据的颌骨模型；
将已匹配牙列数据的颌骨模型和所述面容-牙列模型对齐(即选择隐藏牙合叉扫描文件及佩戴牙合叉的面部扫描文件)，形成牙科病人三维虚拟图像。
本实施例所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法通过整合CBCT、口内扫描和口外扫描数据，构建一个“真实的”虚拟三维牙科病人，作为对牙科技师、临床医生和病人来说，更有效直观的诊断、计划、沟通和教育工具。而结合CAD/CAM设备和技术，则能够更加精确和便捷地实现牙科美学修复和咬合重建。
实施例二
本实施例提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建系统，包括：
数据获取模块，用于获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；
第一处理模块，用于将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；
第二处理模块，根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
以下将集合图示对本实施例所提供的牙科病人三维虚拟图像的创建系统进行详细描述。请参阅图2，显示为牙科病人三维虚拟图像的创建系统于一实施例中的原理结构示意图。如图2所示，所述牙科病人三维虚拟图像的创建系统2包括数据获取模块20、第一处理模块21及第二处理模块22。
在本实施例中，所述数据获取模块20包括带有咬合记录的3D打印牙合叉装置、口腔扫描仪、X射线计算机体层摄影设备和3D扫描仪；所述3D打印牙合叉装置包括用于面部扫描匹配定位的唇挡及用于记录咬合关系并用于口腔扫描匹配定位的牙合平面板。
具体地，通过3D扫描仪获取牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据；
通过口腔扫描仪获取牙科病人的上下颌牙列及咬合关系的扫描文件。
通过X射线计算机体层摄影设备获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据。
通过3D扫描舱扫描带有咬合记录的牙合叉的扫描数据获取牙科病人的牙合叉数据。
所述第一处理模块21用于将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型。
所述第二处理模块22用于根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
在本实施例中，所述第一处理模块21和所述第二处理模块22中预设有软件Exocad，该软件具有标记点匹配算法。
具体地，所述第一处理模块21通过“工具-添加/去除网格-载入”将所述面容扫描数据、口腔扫描数据及牙合叉数据导入预存设计软件Exocad；利用软件Exocad中预存标记点匹配算法，对所述面容扫描数据进行面容匹配，并对面容匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的面部扫描数据；分别在带硅橡胶咬合印记的牙合叉装置与患者口内牙列扫描模型上进行相应标志点的标记，利用利用软件Exocad中预存标记点匹配算法进行标记点匹配，以将牙合叉装置重叠到所述口腔扫描数据，并进行口腔匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据；将已匹配牙合叉数据的面部扫描数据和已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据通过牙合叉唇侧挡板上的标记，利用软件Exocad中预存标记点匹配算法进行标记点匹配，依次选取标记点再次重叠匹配，完成所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配和校准，形成所述面容-牙列模型。
所述第二处理模块22通过“工具-DICOM预览-选择数据”将锥形束CT颌骨数据导入；调整锥形束CT颌骨数据中锥形束CT图像表面阈值；利用软件Exocad中预存标记点匹配算法，标记锥形束CT颌骨数据中牙列标记点和口腔扫描数据中对应点；将颌骨数据和牙列数据进行匹配，并对匹配准确的进行校准，形成已匹配牙列数据的颌骨模型；将已匹配牙列数据的颌骨模型和所述面容-牙列模型对齐(即选择隐藏牙合叉扫描文件及佩戴牙合叉的面部扫描文件)，形成牙科病人三维虚拟图像。
需要说明的是，所述第一处理模块21和所述第二处理模块22可采用处理器。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
本发明还提供一种牙科病人三维虚拟图像的创建系统，所述牙科病人三维虚拟图像的创建系统可以实现本发明所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，但本发明所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的牙科病人三维虚拟图像的创建系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
综上所述，本发明所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法及系统通过整合CBCT、口内扫描和口外扫描数据，构建一个“真实的”虚拟三维牙科病人，作为对牙科技师、临床医生和病人来说，更有效直观的诊断、计划、沟通和教育工具。而结合CAD/CAM设备和技术，则能够更加精确和便捷地实现牙科美学修复和咬合重建。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，包括：
获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；
将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；
根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
2.根据权利要求1所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，获取牙科病人的面容扫描数据的步骤包括：
获取牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据；
将牙科病人于自然闭口状态下及自然微笑状态下的面部扫描数据以OBJ格式输出。
3.根据权利要求1所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，获取牙科病人的口腔扫描数据的步骤包括：
获取牙科病人的上下颌牙列及咬合关系的扫描文件；
将所述扫描文件以OBJ格式输出，以获取牙科病人的口腔扫描数据。
4.根据权利要求1所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，所述牙科病人三维虚拟图像的创建方法还包括获取牙科病人的牙合叉数据。
5.根据权利要求4所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，所述将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型的步骤包括：
将所述面容扫描数据、口腔扫描数据及牙合叉数据导入预存设计软件Exocad；
对所述面容扫描数据进行面容匹配，并对面容匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的面部扫描数据；
分别在带硅橡胶咬合印记的牙合叉装置与患者口内牙列扫描模型上进行相应标志点的标记，利用标记点匹配将牙合叉装置重叠到所述口腔扫描数据，并进行口腔匹配准确度进行校准，以形成已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据；
将已匹配牙合叉数据的面部扫描数据和已匹配牙合叉数据的口腔扫描数据通过牙合叉唇侧挡板上的标记，利用标记点匹配，依次选取标记点再次重叠匹配，完成所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配和校准，形成所述面容-牙列模型。
6.根据权利要求1所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据的步骤包括：
采集包括牙科病人的下颌髁突、骨性外耳道和骨性眶下缘的大视野锥形束CT颌骨数据；
将大视野锥形束CT颌骨数据以DICOM格式输出，以获取牙科病人的锥形束CT颌骨数据。
7.根据权利要求6所述的牙科病人三维虚拟图像的创建方法，其特征在于，所述根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像的步骤包括：
调整锥形束CT颌骨数据中锥形束CT图像表面阈值；
标记锥形束CT颌骨数据中牙列标记点和口腔扫描数据中对应点；
将颌骨数据和牙列数据进行匹配，并对匹配准确的进行校准，形成已匹配牙列数据的颌骨模型；
将已匹配牙列数据的颌骨模型和所述面容-牙列模型对齐，形成牙科病人三维虚拟图像。
8.一种牙科病人三维虚拟图像的创建系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取牙科病人的面容扫描数据、口腔扫描数据及锥形束CT颌骨数据；
第一处理模块，用于将所述面容扫描数据和所述口腔扫描数据进行匹配及校正，以建立面容-牙列模型；
第二处理模块，根据牙列数据相应点坐标，将锥形束CT颌骨数据与所述面容-牙列模型对齐，以创建牙科病人三维虚拟图像。
9.根据权利要求8所述的牙科病人三维虚拟图像的创建系统，其特征在于，所述数据获取模块包括带有咬合记录的3D打印牙合叉装置、口腔扫描仪、X射线计算机体层摄影设备和3D扫描仪；所述3D打印牙合叉装置包括用于面部扫描匹配定位的唇挡及用于记录咬合关系并用于口腔扫描匹配定位的牙合平面板。
10.根据权利要求8所述的牙科病人三维虚拟图像的创建系统，其特征在于，所述第一处理模块和所述第二处理模块预存有标记点匹配算法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113850906A (zh) * 2021-09-29 2021-12-28 北京大学口腔医学院 一种智能口腔三维美学分析方法
CN115177387A (zh) * 2021-04-01 2022-10-14 北京大学口腔医学院 一种口腔修复的设计方法及系统
CN117934885A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 沈阳市口腔医院 基于cbct数据与三维面扫数据的坐标自动匹配方法及系统
CN118012275A (zh) * 2024-04-10 2024-05-10 北京航空航天大学 一种三维工业ct虚拟现实交互系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105919684A (zh) * 2016-05-27 2016-09-07 穆檬檬 一种建立三维牙颌融合模型的方法
CN110013328A (zh) * 2019-05-21 2019-07-16 南京市口腔医院 牙合叉制作方法、牙合叉数据处理方法及装置
CN110507426A (zh) * 2019-08-06 2019-11-29 南京医科大学附属口腔医院 一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法
CN111768497A (zh) * 2020-06-29 2020-10-13 深圳大学 一种头部动态虚拟模型的三维重建方法、装置及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105919684A (zh) * 2016-05-27 2016-09-07 穆檬檬 一种建立三维牙颌融合模型的方法
CN110013328A (zh) * 2019-05-21 2019-07-16 南京市口腔医院 牙合叉制作方法、牙合叉数据处理方法及装置
CN110507426A (zh) * 2019-08-06 2019-11-29 南京医科大学附属口腔医院 一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法
CN111768497A (zh) * 2020-06-29 2020-10-13 深圳大学 一种头部动态虚拟模型的三维重建方法、装置及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REICH S等: ""The face scan as a means for the visualization of complex prosthetic reconstructions"", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTERIZED DENTISTRY》 *
黄亚婷等: "基于虚拟现实技术在口腔修复中应用的数字化■架", 《中国组织工程研究》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115177387A (zh) * 2021-04-01 2022-10-14 北京大学口腔医学院 一种口腔修复的设计方法及系统
CN115177387B (zh) * 2021-04-01 2024-02-20 北京大学口腔医学院 一种口腔修复的设计方法及系统
CN113850906A (zh) * 2021-09-29 2021-12-28 北京大学口腔医学院 一种智能口腔三维美学分析方法
CN117934885A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 沈阳市口腔医院 基于cbct数据与三维面扫数据的坐标自动匹配方法及系统
CN117934885B (zh) * 2024-03-21 2024-06-18 沈阳市口腔医院 基于cbct数据与三维面扫数据的坐标自动匹配方法及系统
CN118012275A (zh) * 2024-04-10 2024-05-10 北京航空航天大学 一种三维工业ct虚拟现实交互系统
CN118012275B (zh) * 2024-04-10 2024-06-07 北京航空航天大学 一种三维工业ct虚拟现实交互系统

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