CN115018245A - 一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法,它涉及正畸弓丝弯制评价领域,当依据正畸弓丝弯制点的弯制效果需求对正畸弓丝弯制域进行评价时,基于理论正畸弓丝曲线弯制域空间曲线、实际正畸弓丝弯制域空间曲线和调整后实际正畸弓丝弯制域空间曲线在弯制域评价空间坐标系的位姿,在对域度误差的判断后,结合理论正畸弓丝空间曲线的弯制域弯制度标准值和弯制域相对弯制度比对实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域节点误差和相对总弯制域节点误差进行判断,建立了一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法。本发明以正畸弓丝弯制域为评价目标,将域度误差、节点误差和相对域弯制误差为评价指标,可以对正畸弓丝弯制域的弯制效果进行评价,避免正畸弓丝弯制域不能够满足牙齿矫正所需正畸弓丝弯制域提供的正畸效果要求的问题。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法,属于正畸弓丝弯制评价技术领域。
背景技术
错颌畸形是危及人体健康的第三大口腔疾病,呈现较高的发病率,现代口腔医学中,固定矫治是一种常用且有效的正畸治疗手段,而正畸弓丝的弯制是固定矫治技术的关键,近年来,深受数字化制造技术的影响,传统的口腔制造加工工艺正发生革命性变化,口腔正畸领域也受益于数字化技术,正畸矫治器中弓丝的加工正在向数字化发展。
为提高弯制效率、弯制精度和正畸效果,在正畸弓丝弯制前根据正畸弓丝上各弯制点的角距比进行弯制域的划分,用正畸弓丝弯制机器人对划分好弯制域的正畸弓丝进行弯制,机器人对划分好的弯制域弯制相比于传统医师手工弯制极大地提高了弯制精度,但是仍然无法避免存在一定的弯制误差,而存在的弯制误差可能会影响正畸弓丝实际的矫治效果,因此对于正畸弓丝弯制域的评价是十分必要的;研究发现,目前对于正畸弓丝弯制域评价是由医师依据经验对正畸弓丝弯制域进行评价,简称为经验评价法,经验评价法没有通过标准量对正畸弓丝弯制域的弯制效果进行评价,不能够对弯制域划分的效果提供准确反馈,并且经验评价后判定为合格的正畸弓丝可能仍然无法达到预期矫治效果,严重影响了患者的治疗康复,造成不必要的损失,同时阻碍了正畸弓丝弯制机器人在错颌畸形矫治中的应用;综上,目前正畸弓丝弯制评价技术领域需要一种能够用标准量评价正畸弓丝弯制域弯制效果的评价方法。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法,解决了目前正畸弓丝弯制评技术价领域缺少用标准量针对正畸弓丝弯制域评价的问题,避免了对正畸弓丝弯制域评价经验判断,有效的提高了正畸弓丝弯制域评价的准确性。
一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法,所述方法的具体实现过程为:
步骤一、理论正畸弓丝弯制域数据和实际正畸弓丝弯制域数据导入:
正畸医师根据患者牙列形态设计出具有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,对患者所需有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,以弯制点的单位球域弯制点密度为依据在理论正畸弓丝空间曲线上划分n个等半径球域,是对理论正畸弓丝空间曲线上第u个弯制点在单位球域内密集程度的量化描述,所划分的等半径球域及球域内正畸弓丝曲线称为弯制域,按照角距比Eu大小对n个弯制域内的理论正畸弓丝空间曲线上的弯制点进行排序,u的取值范围为u=1,2,3,…,U,弯制点角距比Eu是对第u个弯制点的弯制复杂程度的量化描述;根据理论正畸弓丝空间曲线划分的弯制域和排序后的弯制点对正畸弓丝进行弯制得到实际正畸弓丝空间曲线,实际正畸弓丝空间曲线包含n个实际正畸弓丝弯制域空间曲线;规定理论正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT,T的取值范围为T=1,2,3,…,n;规定实际正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT';建立o-xyz三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w,计算并输入理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,λ、u、μ的取值范围为1≤λ≤u≤μ≤U,其中:为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为AT,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为BT,AT和BT之间连线的中点为To,对理论正畸弓丝空间弯制域曲线进行空间变换:令点To与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点AT位于y轴负半轴,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点BT位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集PT={λPT,…,uPT…,μPT},为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:ux为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,uy 为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,uz为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
计算并输入实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的x轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;实际正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为A'T,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为B'T,A'T和B'T之间连线的中点为To',对实际正畸弓丝弯制域空间曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝空间曲线左端点A'T位于y轴负半轴,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点B'T位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集P′T={λP′T,…,uP′T…,μP′T},为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz' 为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系 w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;定义弯制域域度,用符号DP表示,弯制域域度表示正畸弓丝弯制域空间曲线两端点之间距离;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度记为计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度记为计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度调整实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的两端点AT'、 BT'之间的距离使实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度与理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度相等,即调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线记为PT”,PT”的左端点记为AT”、右端点记为BT”、弯制域域度记为计算并输入设定后并调整弯制域域度的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集P″T={λP″T,…,uP″T…,μP″T},为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系 w的z轴坐标,是平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
步骤二、弯制域域度误差判断
实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差是理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度和实际正畸弓丝弯制域空间曲线P′T的弯制域域度的差值的绝对值,计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线P′T的弯制域域度误差|δ'T|;
规定域度误差上限值为δmax,判断|δT'|<δmax是否成立,
具体为:
若|δ′T|<δmax成立,说明调整后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”和实际正畸弓丝的弯制域空间曲线 PT'是等价的,则跳转至步骤三;
若|δT'|<δmax不成立;说明实际正畸弓丝不能以此方法继续进行评价,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤三、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差、弯制域总节点弯制误差
将等长分割成N-1份,得到N个节点,在XOZ平面内在每个节点处做射线Yi垂直于X轴,将射线Yi绕X轴顺时针方向旋转,射线Yi交理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT于点射线Yi实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”于点点,i的取值范围i=1,2,3,……,N;定义节点弯制误差,用符号Lab表示,节点弯制误差表示同一射线与实际正畸弓丝空间曲线PT”的交点和理论正畸弓丝弯制域空间曲线的交点之间的距离;规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”节点ai的节点弯制误差其中是点的坐标值,是点的坐标值;根据公式计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”上节点的节点弯制误差,得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线上PT”上节点的节点弯制误差集合
定义弯制域总节点弯制误差,用符号S表示,弯制域总节点弯制误差表示正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点误差的总和,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差
步骤四、实际正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点弯制误差判断
具体为:
若不成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,正畸弓丝弯制域不合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤五、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差
定义弯制域弯制度,用符号VP表示,弯制域弯制度是正畸弓丝弯制域空间曲线弯制复杂程度的量化描述,规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域弯制度其中(∑Eu)T表示理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT上弯制点的角距比的总和;计算理论正畸弓丝空间曲线的各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度,得到理论正畸弓丝空间曲线各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度集合
定义弯制域相对弯制度比,用符号CP表示,弯制域相对弯制度比表示正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度与正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度标准值的比;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比
定义相对弯制域总节点弯制误差,用符号GP表示,相对弯制域总节点弯制误差表示以具有弯制域弯制度标准值的正畸弓丝弯制域空间曲线为基准进行正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域总节点弯制误差的相对标准化,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差
步骤六、实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差判断
具体为:
若成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差和相对弯制域总节点弯制误差均在限定范围内,正畸弓丝弯制域合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
若不成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差不在限定范围内,输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差不在限定范围内,正畸弓丝弯制域不合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕。
本发明的有益效果为:
1、本发明在对正畸弓丝弯制域评价的过程中,提出了弯制域节点的概念,通过弯制域节点的提出从而对实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域节点的弯制效果进行量化描述,并且根据弯制域节点的弯制效果需求设定了弯制域节点误差上限Lmax,从而限定了实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域节点弯制效果的变化范围,方便为下一步对实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制效果进行评价。
2、本发明在完成实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域节点弯制效果评价后,提出了相对弯制域总节点误差的概念,通过相对弯制域总节点误差的提出从而实现对实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制效果进行量化描述,并且根据实际正畸弓弯制域空间曲线的弯制效果需求设定相对弯制域总节点误差上限Gmax,从而实现实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制效果的评价。
3、同本发明人同日申报的发明专利《一种基于弯制域角区分割的弯制域正畸弓丝评价方法》相比,虽然两种方法都适用于对正畸弓丝弯制域的评价,但相对于《一种基于弯制域角区分割的弯制域正畸弓丝评价方法》中提及的方法所侧重的是根据每个弯制点所需弯制效果的不同,进而根据每个弯制点的弯制点相对标准度Vu以连续区域的形式计算出实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对角区弯制误差和总角区弯制误差对正畸弓丝弯制域进行评价,本方法所侧重的是根据正畸弓丝弯制域的弯制效果需求相对于整个正畸弓丝的弯制效果需求的不同,进而根据弯制域相对弯制度比CP计算出正畸弓丝弯制域的弯制域节点的弯制域节点误差和相对弯制域总节点误差对正畸弓丝弯制域进行评价,两种方法在进行正畸弓丝弯制域评价时应用需求不同,因此本方法提出与另种方法相互补偿,进而完善了正畸弓丝弯制域评价的系列方法。
附图说明
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法流程图;
图2为正畸弓丝空间曲线弯制域划分示意图;
图3为实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制域域度调整示意图;
图4为理论正畸弓丝弯制域空间曲线和实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制域节点划分方式示意图
图5为理论正畸弓丝和实际正畸弓丝弯制域节点划分示意图;
具体实施方式
为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明专利,但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明专利的范围,此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明专利的概念。
实施例1:如图1、图2、图3、图4所示,本具体实施方式采用以下技术方案:一种基于弯制域节点的正畸弓丝弯制域评价方法,所述方法的具体实现过程为:
步骤一、理论正畸弓丝弯制域数据和实际正畸弓丝弯制域数据导入:
正畸医师根据患者牙列形态设计出具有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,对患者所需有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,以弯制点的单位球域弯制点密度为依据在理论正畸弓丝空间曲线上划分n个等半径球域,是对理论正畸弓丝空间曲线上第u个弯制点在单位球域内密集程度的量化描述,所划分的等半径球域及球域内正畸弓丝曲线称为弯制域,按照角距比Eu大小对n个弯制域内的理论正畸弓丝空间曲线上的弯制点进行排序,u的取值范围为u=1,2,3,…,U,弯制点角距比Eu是对第u个弯制点的弯制复杂程度的量化描述;根据理论正畸弓丝空间曲线划分的弯制域和排序后的弯制点对正畸弓丝进行弯制得到实际正畸弓丝空间曲线,实际正畸弓丝空间曲线包含n个实际正畸弓丝弯制域空间曲线;规定理论正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT,T的取值范围为T=1,2,3,…,n;规定实际正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT';建立o-xyz三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w,计算并输入理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,λ、u、μ的取值范围为1≤λ≤u≤μ≤U,其中:为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为AT,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为BT,AT和BT之间连线的中点为To,对理论正畸弓丝空间弯制域曲线进行空间变换:令点To与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点AT位于y轴负半轴,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点BT位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集PT={λPT,…,uPT…,μPT},为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:ux为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,uy 为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,uz为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
计算并输入实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的x轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;实际正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为A'T,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为B'T,A'T和B'T之间连线的中点为To',对实际正畸弓丝弯制域空间曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝空间曲线左端点A'T位于y轴负半轴,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点B'T位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 P′T={λP′T,…,uP′T…,μP′T},为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz' 为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系 w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;定义弯制域域度,用符号DP表示,弯制域域度表示正畸弓丝弯制域空间曲线两端点之间距离;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度记为计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度记为计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度调整实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的两端点AT'、 BT'之间的距离使实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度与理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度相等,即调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线记为PT”,PT”的左端点记为AT”、右端点记为BT”、弯制域域度记为计算并输入设定后并调整弯制域域度的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集P″T={λP″T,…,uP″T…,μP″T},为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系 w的z轴坐标,是平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
步骤二、弯制域域度误差判断
实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差是理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度和实际正畸弓丝弯制域空间曲线P′T的弯制域域度的差值的绝对值,计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度误差|δ'T|;
规定域度误差上限值为δmax,判断|δT'|<δmax是否成立,
具体为:
若|δT'|<δmax成立,说明调整后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”和实际正畸弓丝的弯制域空间曲线 PT'是等价的,则跳转至步骤三;
若|δT'|<δmax不成立;说明实际正畸弓丝不能以此方法继续进行评价,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤三、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差、弯制域总节点弯制误差
将等长分割成N-1份,得到N个节点,在XOZ平面内在每个节点处做射线Yi垂直于X轴,将射线Yi绕X轴顺时针方向旋转,射线Yi交理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT于点射线Yi实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”于点点,i的取值范围i=1,2,3,……,N;定义节点弯制误差,用符号Lab表示,节点弯制误差表示同一射线与实际正畸弓丝空间曲线PT”的交点和理论正畸弓丝弯制域空间曲线的交点之间的距离;规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”节点ai的节点弯制误差其中是点的坐标值,是点的坐标值;根据公式计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”上节点的节点弯制误差,得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线上PT”上节点的节点弯制误差集合
定义弯制域总节点弯制误差,用符号S表示,弯制域总节点弯制误差表示正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点误差的总和,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差
步骤四、实际正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点弯制误差判断
具体为:
若不成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,正畸弓丝弯制域不合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤五、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差
定义弯制域弯制度,用符号VP表示,弯制域弯制度是正畸弓丝弯制域空间曲线弯制复杂程度的量化描述,规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域弯制度其中(∑Eu)T表示理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT上弯制点的角距比的总和;计算理论正畸弓丝空间曲线的各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度,得到理论正畸弓丝空间曲线各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度集合
定义弯制域相对弯制度比,用符号CP表示,弯制域相对弯制度比表示正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度与正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度标准值的比;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比
定义相对弯制域总节点弯制误差,用符号GP表示,相对弯制域总节点弯制误差表示以具有弯制域弯制度标准值的正畸弓丝弯制域空间曲线为基准进行正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域总节点弯制误差的相对标准化,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差
步骤六、实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差判断
具体为:
若成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差和相对弯制域总节点弯制误差均在限定范围内,正畸弓丝弯制域合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
若不成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差不在限定范围内,输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差不在限定范围内,正畸弓丝弯制域不合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕。
实施例2:如图2、图3、图4、图5所示,将一条包含U=25个弯制点的正畸弓丝用一种基于正畸弓丝弯制点密度的空间等半径球域划分半径确定方法将正畸弓丝划分为8个球域进行弯制,据各弯制点的角距比Eu进行弯制,以理论正畸弓丝弯制域空间曲线P3和实际正畸弓丝弯制域空间曲线P”3为例,实际正畸弓丝弯制域空间曲线P”3的弯制域域度误差为|δ″3|,节点误差集合为相对域弯制误差为假设步骤二时,判定 |δ″3|<|δmax|是成立的,步骤四时判定
Claims (1)
1.一种基于弯制域节点划分的正畸弓丝弯制域评价方法,其特征在于:所述方法的具体实现过程为:
步骤一、理论正畸弓丝弯制域数据和实际正畸弓丝弯制域数据导入:
正畸医师根据患者牙列形态设计出具有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,对患者所需有U个弯制点的理论正畸弓丝空间曲线,以弯制点的单位球域弯制点密度为依据在理论正畸弓丝空间曲线上划分n个等半径球域,是对理论正畸弓丝空间曲线上第u个弯制点在单位球域内密集程度的量化描述,所划分的等半径球域及球域内正畸弓丝曲线称为弯制域,按照角距比Eu大小对n个弯制域内的理论正畸弓丝空间曲线上的弯制点进行排序,u的取值范围为u=1,2,3,…,U,弯制点角距比Eu是对第u个弯制点的弯制复杂程度的量化描述;根据理论正畸弓丝空间曲线划分的弯制域和排序后的弯制点对正畸弓丝进行弯制得到实际正畸弓丝空间曲线,实际正畸弓丝空间曲线包含n个实际正畸弓丝弯制域空间曲线;规定理论正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT,T的取值范围为T=1,2,3,…,n;规定实际正畸弓丝空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线记为mPT';建立o-xyz三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w,计算并输入理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,λ、u、μ的取值范围为1≤λ≤u≤μ≤U,其中:为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,为理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为AT,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为BT,AT和BT之间连线的中点为To,对理论正畸弓丝空间弯制域曲线进行空间变换:令点To与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,理论正畸弓丝弯制域空间曲线左端点AT位于y轴负半轴,理论正畸弓丝弯制域空间曲线右端点BT位于y轴正半轴,且理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该理论正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至理论正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将理论正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集PT={λPT,…,uPT…,μPT},为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:ux为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的x轴坐标,uy为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的y轴坐标,uz为平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的z轴坐标,是平移旋转后的理论正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
计算并输入实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集 为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位姿信息,其中:为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的x轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,为实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;实际正畸弓丝弯制域空间曲线左端点为A'T,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点为B'T,A'T和B'T之间连线的中点为To',对实际正畸弓丝弯制域空间曲线进行空间变换:令点To'与三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的原点o重合,实际实际弓丝空间曲线左端点A'T位于y轴负半轴,实际正畸弓丝弯制域空间曲线右端点B'T位于y轴正半轴,且实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴无交点;令该实际正畸弓丝弯制域空间曲线绕y轴顺时针旋转,直至实际正畸弓丝弯制域空间曲线与x轴出现交点,将实际正畸弓丝弯制域空间曲线经空间变换后的位姿设定为在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中的位姿,计算并输入设定后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集P′T={λP′T,…,uP′T…,μP′T},为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz'为平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的z轴坐标,是平移旋转后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;定义弯制域域度,用符号DP表示,弯制域域度表示正畸弓丝弯制域空间曲线两端点之间距离;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度记为计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT′的弯制域域度记为计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度调整实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的两端点AT'、BT'之间的距离使实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度与理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度相等,即调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线记为PT”,PT”的左端点记为AT”、右端点记为BT”、弯制域域度记为计算并输入设定后并调整弯制域域度的实际正畸弓丝弯制域空间曲线弯制点信息集P″T={λP″T,…,uP″T…,μP″T},为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的位置信息,其中:ux”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w中x轴坐标,uy”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的y轴坐标,uz”为平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点相对于三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系w的z轴坐标,是平移旋转并调整弯制域域度后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线第u个弯制点在三维正畸弓丝弯制域误差评价坐标系中的弯制角度;
步骤二、弯制域域度误差判断
实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差实际正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域域度误差是理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域域度和实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度的差值的绝对值,计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT'的弯制域域度误差|δ'T|;
规定域度误差上限值为δmax,判断|δT'|<δmax是否成立,
具体为:
若|δT'|<δmax成立,说明调整后的实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”和实际正畸弓丝的弯制域空间曲线PT'是等价的,则跳转至步骤三;
若|δT'|<δmax不成立;说明实际正畸弓丝不能以此方法继续进行评价,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤三、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差、弯制域总节点弯制误差
将等长分割成N-1份,得到N个节点,在XOZ平面内在每个节点处做射线Yi垂直于X轴,将射线Yi绕X轴顺时针方向旋转,射线Yi交理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT于点射线Yi实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”于点点,i的取值范围i=1,2,3,……,N;定义节点弯制误差,用符号Lab表示,节点弯制误差表示同一射线与实际正畸弓丝空间曲线PT”的交点和理论正畸弓丝弯制域空间曲线的交点之间的距离;规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”节点ai的节点弯制误差其中是点的坐标值,是点的坐标值;根据公式计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”上节点的节点弯制误差,得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线上PT”上节点的节点弯制误差集合
定义弯制域总节点弯制误差,用符号S表示,弯制域总节点弯制误差表示正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点误差的总和,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的弯制域总节点弯制误差
步骤四、实际正畸弓丝弯制域空间曲线上节点的节点弯制误差判断
具体为:
若不成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的上节点的节点弯制误差不在限定范围内,正畸弓丝弯制域不合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
步骤五、计算实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差
定义弯制域弯制度,用符号VP表示,弯制域弯制度是正畸弓丝弯制域空间曲线弯制复杂程度的量化描述,规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域弯制度其中(∑Eu)T表示理论正畸弓丝弯制域空间曲线第T个理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT上弯制点的角距比的总和;计算理论正畸弓丝空间曲线的各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度,得到理论正畸弓丝空间曲线各理论正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度集合
定义弯制域相对弯制度比,用符号CP表示,弯制域相对弯制度比表示正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度与正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域弯制度标准值的比;规定理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比计算得到理论正畸弓丝弯制域空间曲线PT的弯制域相对弯制度比
定义相对弯制域总节点弯制误差,用符号GP表示,相对弯制域总节点弯制误差表示以具有弯制域弯制度标准值的正畸弓丝弯制域空间曲线为基准进行正畸弓丝弯制域空间曲线的弯制域总节点弯制误差的相对标准化,规定实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差计算得到实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差
步骤六、实际正畸弓丝弯制域空间曲线的相对弯制域总节点弯制误差判断
具体为:
若成立,说明实际正畸弓丝弯制域空间曲线PT”的相对弯制域总节点弯制误差在限定范围内,则输出:实际正畸弓丝弯制域空间曲线的节点弯制误差和相对弯制域总节点弯制误差均在限定范围内,正畸弓丝弯制域合格,正畸弓丝的弯制域评价完毕;
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