CN113995539B - 一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统 - Google Patents

一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统，其方法包括：S1：在口
Figure DDA0003319603590000011
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；S2：利用三维牙颌模型，提取单个牙冠数据；S3：获取归一化牙冠数据；步骤S4：对归一化牙冠数据进行对齐处理，构建乳牙冠形态数据库；S5：对受试儿童牙合力进行测试，构建乳牙列咬合力数据库；S6：将咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；S7：依据乳牙冠形态数据库、乳牙列咬合力数据库和单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。本发明提供的方法建立包括乳牙冠形态、乳牙列咬合力及咬合力接触点分布的数据库，为后续非金属冠的研发提供大数据支持。

Description

一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统
技术领域
本发明涉及数据库领域，具体涉及一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统。
背景技术
目前CAD/CAM技术在儿童口腔医学领域鲜有应用，其原因之一是乳牙与恒牙的结构及生理性能存在显著差异。现有恒牙相关数据库并不适用于乳牙，国内外尚无针对乳牙冠相关生理数据的研究，导致儿童口腔CAD/CAM技术开展无据可依；此外儿童龋损以多发龋常见，无法像恒牙一样参考对颌牙和邻牙构建患牙修复牙冠形态。
因此，如何构建乳牙冠生理数据库成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种乳牙冠生理数据库的构建方法及系统。
本发明技术解决方案为：一种乳牙冠生理数据库的构建方法，包括：
步骤S1：在口
Figure BDA0003319603570000011
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；
步骤S2：利用三维牙颌模型扫描仪扫描所述上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据所述三维牙颌数据，提取单个牙冠数据；
步骤S3：测量单个所述牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure BDA0003319603570000012
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对所述牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据；
步骤S4：基于牙冠解剖标志点对所述归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有所述归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库；
步骤S5：对受试儿童
Figure BDA0003319603570000013
力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库；
步骤S6：将所述受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；
步骤S7：依据所述乳牙冠形态数据库、所述乳牙列咬合力数据库和所述单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明公开了一种乳牙冠生理数据库的构建方法，建立了包括乳牙冠形态、乳牙列咬合接触及咬合力分布等信息在内的乳牙冠生理数据库，从该数字化乳牙库中可提取牙冠形态、规格及牙冠咬合力接触点分布信息，可以为大部分需要进行CAD/CAM非金属乳牙冠修复的患儿提供数据库的支持，可以规避儿童数字化修复时无法像成人一样参考对颌及邻牙形态的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中一种乳牙冠生理数据库的构建方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种乳牙冠生理数据库的构建系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提供了一种乳牙冠生理数据库的构建方法，建立包括乳牙冠形态、乳牙列咬合力及咬合力接触点分布的数据库，为后续非金属冠的研发提供大数据支持。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下通过具体实施，并结合附图，对本发明进一步详细说明。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的一种乳牙冠生理数据库的构建方法，包括下述步骤：
步骤S1：在口
Figure BDA0003319603570000021
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；
步骤S2：利用三维牙颌模型扫描仪扫描上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据三维牙颌数据，提取单个牙冠数据；
步骤S3：测量单个牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure BDA0003319603570000022
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据；
步骤S4：基于牙冠解剖标志点对归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库；
步骤S5：对受试儿童
Figure BDA0003319603570000031
力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库；
步骤S6：将受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；
步骤S7：依据乳牙冠形态数据库、乳牙列咬合力数据库和单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
在一个实施例中，上述步骤S1：在口
Figure BDA0003319603570000032
系统健康儿童中取上下颌牙列模型，具体包括：
在口
Figure BDA0003319603570000033
系统健康儿童中，用藻酸盐印模材料制取全口上下颌牙列印模，用超硬石膏材料灌注石膏牙颌模型。
在一个实施例中，上述步骤S2：利用三维牙颌模型扫描仪扫描上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据三维牙颌数据，提取单个牙冠数据，具体包括：
利用商品化三维牙颌模型扫描仪扫描所有石膏牙颌模型，并输出数据，详细记档；将牙颌模型三维数据调入Geomagic Studio 2013逆向工程软件，提取单个牙冠数据。
在一个实施例中，上述步骤S3：测量单个牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure BDA0003319603570000034
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据，具体包括：
测量单个牙冠的近远中径、颊舌径和龈牙合径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，为减少牙冠形态误差，确定测量参考标准后，以各自的比例因子(每一牙位的参考标准均值/样本值)进行以样本质心为中心的整体缩放，进行牙冠归一化处理，得到归一化牙冠数据。
其中，本步骤中牙位的参考标准，具体包括：上/下颌乳切牙：近中切角、远中切角、舌隆突；上/下颌乳尖牙：舌尖、近中切角、远中切角、舌隆突；上颌第一乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、远中窝；上颌第二乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、近中窝；下颌第一乳磨牙：近中舌尖、近中颊尖、远中舌尖、远中颊尖、远中窝；下颌第二乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、中央窝。
在一个实施例中，上述步骤S4：基于牙冠解剖标志点对归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库，具体包括：
基于牙冠解剖标志点对归一化后的牙冠进行对齐处理。所有样本对齐后，依据最小偏差原理，将所有样本计算平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库。
在一个实施例中，上述步骤S5：对受试儿童牙合力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库，具体包括：
步骤S51：将受试儿童直立端坐于牙科椅，头枕支撑头部，使其
Figure BDA0003319603570000041
平面与地面平行；
步骤S52：将Dental Prescale II压敏膜旋转放入受测者口内，与
Figure BDA0003319603570000042
平面平行并紧贴上颌牙合面，咬合纸上正中标志点正对双侧上颌乳中切牙近中接触点；受试儿童迅速咬合至牙尖交错位，使用最大牙合力持续5s以上；
步骤S53：压敏膜避光保存于4℃冰箱，1周内完成数据读取；
步骤S54：数据采集主机内预装牙合力分析软件，并输入受试儿童的基本信息，包括年龄、性别、身高、体重、BMI；每张压敏膜均测量3次，选择3次测量数据中的中间值进行下游分析；
步骤S55：根据
Figure BDA0003319603570000043
力分析软件的2D图像中进行咬合范围剪切、去除噪音点，选择filter off软件分析得出左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力，计算对比左右侧咬合对称性项目所需数据，以此建立乳牙列咬合力数据库。
其中，在本步骤中，受试儿童的范围，具体包括：
1)3-5周岁儿童，无肉眼可判别的龋病或牙髓根尖周病；
2)乳牙列完整，无缺失牙；
3)个别正常
Figure BDA0003319603570000044
4)颅颌系统功能正常；
5)全身健康，可配合取样；
6)家长或监护人知情同意；
以及排除标准：
1)口内有冠或根管治疗的患牙；
2)已进入替牙列期；
3)有外伤牙；
4)有偏侧咀嚼、夜磨牙、吮指等口腔不良习惯；
5)有正畸治疗史及调牙合史；
6)有牙周病、口腔黏膜病。
在一个实施例中，上述步骤S6：将受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况，具体包括：
对纳入咬合力研究的受试儿童，制取上下颌藻酸盐模型的同时记录咬合关系，体外恢复模型咬合关系至牙尖交错位，利用商品化三维牙颌模型扫描仪，扫描石膏牙颌模型，并输出数据。将咬合力数据与牙列模型进行匹配，分析单个牙冠咬合力接触点分布情况。
在一个实施例中，上述步骤S7：依据乳牙冠形态数据库、乳牙列咬合力数据库和单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
本发明公开了一种乳牙冠生理数据库的构建方法，建立了包括乳牙冠形态、乳牙列咬合接触及咬合力分布等信息在内的乳牙冠生理数据库，从该数字化乳牙库中可提取牙冠形态、规格及牙冠咬合力接触点分布信息，可以为大部分需要进行CAD/CAM非金属乳牙冠修复的患儿提供数据库的支持，可以规避儿童数字化修复时无法像成人一样参考对颌及邻牙形态的问题。
实施例二
如图2所示，本发明实施例提供了一种乳牙冠生理数据库的构建系统，包括下述模块：
获取上下颌牙列模型模块81，用于在口
Figure BDA0003319603570000051
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；
获取单个牙冠数据模块82，利用三维牙颌模型扫描仪扫描上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据三维牙颌数据，提取单个牙冠数据；
归一化牙冠数据模块83，用于测量单个牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure BDA0003319603570000052
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据；
获取乳牙冠形态数据库模块84，用于基于牙冠解剖标志点对归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库，用于对受试儿童牙合力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库；
构建乳牙列咬合力数据库模块85，用于将受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；
构建数字化乳牙库模块86，用于依据乳牙冠形态数据库、乳牙列咬合力数据库和单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种乳牙冠生理数据库的构建方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在口
Figure FDA0004122511750000011
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；
步骤S2：利用三维牙颌模型扫描仪扫描所述上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据所述三维牙颌数据，提取单个牙冠数据；
步骤S3：测量单个所述牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure FDA0004122511750000012
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对所述牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据；
步骤S4：基于牙冠解剖标志点对所述归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有所述归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库；
步骤S5：对受试儿童牙合力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库，具体包括：
步骤S51：将所述受试儿童直立端坐于牙科椅，头枕支撑头部，使其
Figure FDA0004122511750000013
平面与地面平行；
步骤S52：将DentalPrescale II压敏膜旋转放入受测者口内，与
Figure FDA0004122511750000014
平面平行并紧贴上颌牙合面，咬合纸上正中标志点正对双侧上颌乳中切牙近中接触点；所述受试儿童迅速咬合至牙尖交错位，使用最大牙合力持续5s以上；
步骤S53：压敏膜避光保存于4℃冰箱，1周内完成数据读取；
步骤S54：数据采集主机内预装
Figure FDA0004122511750000015
力分析软件，并输入所述受试儿童的基本信息，包括年龄、性别、身高、体重、BMI；每张压敏膜均测量3次，选择3次测量数据中的中间值进行下游分析；
步骤S55：根据所述
Figure FDA0004122511750000016
力分析软件的2D图像中进行咬合范围剪切、去除噪音点，选择filter off软件分析得出左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力，计算对比左右侧咬合对称性项目所需数据，以此建立乳牙列咬合力数据库；
步骤S6：将所述受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；
步骤S7：依据所述乳牙冠形态数据库、所述乳牙列咬合力数据库和所述单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
2.根据权利要求1所述的乳牙冠生理数据库的构建方法，其特征在于，所述步骤S3中对所述牙位的参考标准，具体包括：上/下颌乳切牙：近中切角、远中切角、舌隆突；上/下颌乳尖牙：舌尖、近中切角、远中切角、舌隆突；上颌第一乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、远中窝；上颌第二乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、近中窝；下颌第一乳磨牙：近中舌尖、近中颊尖、远中舌尖、远中颊尖、远中窝；下颌第二乳磨牙：近中颊尖、远中颊尖、近中舌尖、远中舌尖、中央窝。
3.一种乳牙冠生理数据库的构建系统，其特征在于，包括下述模块：
获取上下颌牙列模型模块，用于在口
Figure FDA0004122511750000021
系统健康儿童中取上下颌牙列模型；
获取单个牙冠数据模块，利用三维牙颌模型扫描仪扫描所述上下颌牙列模型，输出三维牙颌数据，利用逆向工程软件根据所述三维牙颌数据，提取单个牙冠数据；
归一化牙冠数据模块，用于测量单个所述牙冠的近远中径、颊舌径和龈
Figure FDA0004122511750000022
径，同时记录沟、窝、尖、嵴形态，并以每一牙位的参考标准均值或样本值作为比例因子，进行以样本质心为中心的整体缩放，对所述牙冠进行归一化处理，得到归一化牙冠数据；
获取乳牙冠形态数据库模块，用于基于牙冠解剖标志点对所述归一化牙冠数据进行对齐处理，所依据最小偏差原理，计算所有所述归一化牙冠数据平均值，计算出重建的平均值样本，得到乳牙冠形态数据库，用于对受试儿童
Figure FDA0004122511750000023
力进行测试，根据采集到的左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力的数据，构建乳牙列咬合力数据库，具体包括：
步骤S51：将所述受试儿童直立端坐于牙科椅，头枕支撑头部，使其
Figure FDA0004122511750000024
平面与地面平行；
步骤S52：将DentalPrescale II压敏膜旋转放入受测者口内，与
Figure FDA0004122511750000025
平面平行并紧贴上颌牙合面，咬合纸上正中标志点正对双侧上颌乳中切牙近中接触点；所述受试儿童迅速咬合至牙尖交错位，使用最大牙合力持续5s以上；
步骤S53：压敏膜避光保存于4℃冰箱，1周内完成数据读取；
步骤S54：数据采集主机内预装
Figure FDA0004122511750000026
力分析软件，并输入所述受试儿童的基本信息，包括年龄、性别、身高、体重、BMI；每张压敏膜均测量3次，选择3次测量数据中的中间值进行下游分析；
步骤S55：根据所述
Figure FDA0004122511750000031
力分析软件的2D图像中进行咬合范围剪切、去除噪音点，选择filter off软件分析得出左、右及全牙列的咬合面积、平均压强、最大压强、咬合力，计算对比左右侧咬合对称性项目所需数据，以此建立乳牙列咬合力数据库；
构建乳牙列咬合力数据库模块，用于将所述受试儿童的咬合力数据与牙列模型进行匹配，得到单个牙冠咬合力接触点分布情况；
构建数字化乳牙库模块，用于依据所述乳牙冠形态数据库、所述乳牙列咬合力数据库和所述单个牙冠咬合力接触点分布情况，构建数字化乳牙库。
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