CN116269850A - 一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质。通过获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点，并根据解剖标志点构建齿部参数。将齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。然后获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准、根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准以及根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准，并根据第一调整标准、第二调整标准以及第三调整标准对待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。本申请通过将患者的牙列进行数字化，并根据牙齿美学标准、牙齿弓形设计原则和牙齿功能学原则设定并计算适合患者的调整标准可以实现快速且客观地进行自动化排牙，节省了时间和人力资源。

Description

一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及数字化口腔正畸的技术领域，具体涉及一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

拥有一副整齐健康的牙齿，能够令人的笑容更加自信，迎合现代人爱美的生活观念，牙齿矫治技术逐渐受到人们重视。牙齿排列技术是牙齿矫治的关键技术之一，得益于计算机技术的发展，运用计算机可以将三维数字化牙齿的排列过程进行可视化展示，使得医生和患者可以预先了解矫治结果。

目前对牙齿STL模型(高精度的口腔表面的扫描设备)的排牙还是通过人为移动牙齿的位置来实现的，规则不清晰，结果不具有可重复性，即同一个患者的初始模型不同的技师会排出不同的结果，即使同一个技师排同一个患者的牙齿，多次独立操作的结果也不具有可重复性，这说明现有技术缺乏清晰的客观标准，主观性较强，对排牙结果美观和功能质量无法准确评估，而且耗费时间和人力。

因此，如何提供一种可以快速且客观的自动化排牙方法，以节省时间和人力资源，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种自动化排牙方法、装置、设备，提供一种可以快速且客观的自动化排牙方法，从而节省时间和人力资源。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种自动化排牙方法，所述方法包括：

获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点；

根据所述解剖标志点构建齿部参数；

将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图；

获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准；

获取根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准；

获取根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准；

根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

在一种可能的实现方式中，所述标准颅面软硬组织坐标系的构建过程包括：

获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点；

根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

在一种可能的实现方式中，所述第一调整标准包括：上中切牙唇面的标准倾斜度、上中切牙切缘与上唇下缘的距离。

在一种可能的实现方式中，所述第二调整标准包括：适合患者的上颌牙弓的标准牙弓曲线和下颌牙弓的标准牙弓曲线。

在一种可能的实现方式中，所述第三调整标准包括：下中切牙牙轴与下颌闭合轴垂直、下中切牙切缘与口裂平齐、第一恒磨牙的标准高度、前牙合理的覆合覆盖距离以及上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点与下颌牙弓曲线重合，所述第一恒磨牙的标准高度包括下颌第一恒磨牙的标准高度和上颌第一恒磨牙的标准高度。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

将所述标准齿部维度图输入到牙齿运动模拟软件中，从而利用所述牙齿运动模拟软件模拟所述标准齿部维度图的齿部运动情况；

响应于所述齿部运动情况不符合标准齿部运动情况，执行所述获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点以及后续步骤；

响应于所述齿部运动情况符合标准齿部运动情况，输出所述标准齿部维度图。

一种自动化排牙装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点；

第一构建单元，用于根据所述解剖标志点构建齿部参数；

第一输入单元，用于将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图；

第二获取单元，用于获取根据牙齿美学标准设定第一调整标准；

第三获取单元，用于根据牙齿弓形设计原则设定第二调整标准；

第四获取单元，用于获取根据牙齿功能学原则计算出的第三调整标准；

调整单元，用于根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第五获取单元，用于获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点；

第二构建单元，用于根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

一种自动化排牙设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序或代码，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序或代码，以实现如上所述的自动化排牙方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现如上所述的自动化排牙方法。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质。具体地，在执行本申请实施例提供的自动化排牙方法时，首先可以获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点，并根据解剖标志点构建齿部参数。然后将齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图，并获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准、根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准以及根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准。再根据第一调整标准、第二调整标准以及第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。本申请通过将患者的牙列进行数字化，并根据牙齿美学标准、牙齿弓形设计原则和牙齿功能学原则设定并计算适合患者的调整标准可以实现快速且客观地进行自动化排牙，节省了时间和人力资源。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种自动化排牙方法的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图3为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图4为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图5为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图6为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图7为本申请实施例提供的一种齿部示意图；

图8为本申请实施例提供的一种牙弓曲线示意图；

图9为本申请实施例提供的一种自动化排牙装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请实施例涉及的背景技术进行说明。

口腔疾病是一种常见的多发性疾病。拥有一副整齐健康的牙齿，能够令人的笑容更加自信，迎合现代人爱美的生活观念，牙齿矫治技术逐渐受到人们重视。据世界卫生组织统计，错颌畸形已经成为三大口腔疾病(龋齿、牙周病和错颌畸形)之一。牙颌畸形对口腔健康、口腔功能、颌面骨骼的发育及外貌都有很大的影响。口腔正畸学已被认为是口腔保健治疗中的一个必不可少的重要部分。自动化排牙是指首先利用3D数字成像技术与三维建模技术，得到精确的三维牙列模型图像；然后利用正畸学中的排牙规则并通过合适的算法对三维牙列模型图像中的牙齿进行自动化排牙，从而为实际的排牙方案提供预测和评估。

目前对牙齿STL模型的排牙还是通过人为移动牙齿的位置来实现的，规则不清晰，结果不具有可重复性，即同一个患者的初始模型不同的技师会排出不同的结果，即使同一个技师排同一个患者的牙齿，多次独立操作的结果也不具有可重复性，这说明现有技术缺乏清晰的客观标准，主观性较强，对排牙结果美观和功能质量无法准确评估，而且耗费时间和人力。

为了解决这一问题，在本申请实施例提供了一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质，先获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点，并根据解剖标志点构建齿部参数。将齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。并根据牙齿美学标准设定的第一调整标准、根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准以及根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准，然后第一调整标准、第二调整标准以及第三调整标准对待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。本申请通过将患者的牙列进行数字化，并根据牙齿美学标准、牙齿弓形设计原则和牙齿功能学原则设定并计算适合患者的调整标准可以实现快速且客观地进行自动化排牙，节省了时间和人力资源。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种自动化排牙方法的方法流程图，如图1所示，该自动化排牙方法可以包括步骤S101-S107：

S101：获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点。

为了实现自动化排牙，首先自动化排牙系统可以获取高精度的口腔表面的扫描设备(即牙齿STL模型)扫描出的患者牙列的解剖标志点。

在一种可能的实现方式中，患者牙列是指需要进行牙齿矫正的患者的所有牙齿。患者牙列的解剖标志点是指需要进行牙齿矫正的患者所有牙齿的解剖标志点。

在一种可能的实现方式中，解剖标志点可以是但不限于牙齿的牙尖、牙齿的轮廓点以及牙齿的尖窝点等点位。本申请对解剖标志点不做具体限定，只要是牙齿上的点位均可作为解剖标志点。

S102：根据所述解剖标志点构建齿部参数。

为了将患者牙齿的特征信息在统一的坐标系中体现，在获得到牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点之后，还需要根据获取到的解剖标志点构建可以表示牙齿的大小、牙齿的形态以及牙齿的位置等参数的齿部参数。

在一种可能的实现方式中，齿部参数可以是但不限于牙齿的大小、牙齿的形态、牙齿的位置、牙轴倾斜度、接触点以及尖窝沟嵴的位置等牙齿的参数。本申请对齿部参数不做具体限定，只要可以表征牙齿特征的参数均可作为齿部参数。

S103：将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。

为使患者牙齿的特征信息在统一的坐标系中体现，从而实现客观的、标准的、数字化的牙齿矫正，在根据解剖标志点构建得到齿部参数之后，自动化排牙系统还可以将齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。

其中，标准颅面软硬组织坐标系是指由人类颅面的软组织的解剖关键点和硬组织的解剖关键点共同组建的坐标系。待调整齿部维度图是指患者在进行牙齿矫正之前齿部的形态维度图，待调整齿部维度图可以是三维图。

在一种可能的实现方式中，软组织的解剖关键点可以是但不限于鼻尖、眉尖、口裂、两个瞳孔的中心、眶下点以及口角等软组织的各种点位。本申请对软组织的解剖关键点不做具体限定，只要可以表征人类颅面软组织的点均可作为软组织的解剖关键点。

在一种可能的实现方式中，硬组织的解剖关键点可以是但不限于下颌骨最下缘的点、下颌角点、牙齿的牙尖、牙齿的轮廓点等硬组织的各种点位。本申请对硬组织的解剖关键点不做具体限定，只要可以表征人类颅面硬组织的点均可作为硬组织的解剖关键点。

在一种可能的实现方式中，所述标准颅面软硬组织坐标系的构建过程包括A1-A2：

A1：获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点。

为构建标准的颅面软硬组织坐标系，那么首先需要获取人类颅面软组织的解剖关键点和硬组织的解剖关键点。

其中，人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点是利用二维或三维医学影像测量得到的。

A2：根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

在获取到人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点之后，则可以根据解剖关键点构建标准的颅面软硬组织坐标系。

S104：获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准。

在得到患者的待调整齿部维度图之后，则需要为患者设计矫正的标准，使得患者的齿部变得更加美观、功能更好，同时也与患者的面部更加匹配。所以在得到患者的待调整齿部维度图之后，可以获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿美学标准是指：①牙齿排列要整齐，无龅牙、兜齿等牙齿畸形现象；牙色干净白皙，无污垢，齿色晶莹有光泽和质感。同时，牙齿的排列要符合美学标准的弧度，达到国际公认最美的牙齿笑线标准：上颌牙列的排列只有呈一个笑脸的弧形，才能与下嘴唇的唇红上缘互相吻合。下嘴唇的笑线弧形是中央向两侧口角形成一个升起的弧形，这样是接近完美的弧度，刚好和下唇的弧形吻合，上牙的下缘恰如其分地接触下唇的上缘，如图2所示。②上中、侧切牙、尖牙标准宽度比例基本符合黄金分割比即1.618：1：0.618；两上前牙长轴、形态左右基本对称，如图3所示。③无论息止颌位、交谈还是微笑状态，上颌中切牙显露面积在前牙美学中具有优势地位。两上中切牙对称，宽度约是高度的80％，通常被认为更加美观，如图4所示。④两侧上中切牙完全对称，上中切牙的远中切角向远中龈向移行趋势，应与侧切牙的近中切角近中龈向移行趋势相接；侧切牙远中切角向远中龈向的移行趋势，应和尖牙近中缘和尖牙牙尖近中缘形成的点角相接。⑤牙齿轴面领接区周围的空隙，是由牙冠轴面的正常突度形成的。位于唇、颊侧者称为唇、颊外展隙，位于舌侧者称舌外展隙，位于切缘或合面者，称为切外展隙或合外展隙，如图5所示。⑥中切牙间接触区高度是中切牙高度的50％；中切牙与侧切牙接触区的高度是中切牙高度的40％；侧切牙与尖牙接触区高度是中切牙高度的100％，自然形成渐大的外展隙。邻接点连线与下唇弧度协调，如图6所示。⑦同名牙长轴与中线左右对称。上下前牙中线一致，上尖牙完全“坐落”下颌尖牙和第一双尖牙之间，形成紧密的接触关系，如图7所示。⑧微笑时牙齿龈缘暴露小于3mm，龈缘连线与笑线协调。单个牙齿龈缘弧度要自然，同名牙齿龈缘弧度相对称，侧切牙龈缘高度比其他牙低1mm左右。

在一种可能的实现方式中，所述第一调整标准包括：上中切牙唇面的标准倾斜度、上中切牙切缘与上唇下缘的距离。

其中，上中切牙唇面即上颌中切牙唇面，上中切牙唇面形态略似梯形，有卵圆形、尖圆形和方圆形三种类型。上颌中切牙唇面较为平坦，上颌中切牙唇面与眶耳平面所成的角度对前牙暴露时的美观效果有影响。

上颌切牙切缘即上中切牙切缘在放松状态下应位于上唇下缘3毫米以内。

S105：获取根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准。

在得到患者的待调整齿部维度图之后，则需要为患者设计矫正的标准，使得患者的齿部变得更加美观、功能更好，同时也与患者的面部更加匹配。所以在得到患者的待调整齿部维度图之后，还可以获取根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿弓形设计原则是指适合患者的牙齿的牙弓弓形。牙齿弓形设计原则可以是选择常用的牙齿弓形模版，也可以根据用户的需求去调整，或用公式计算出更适合患者的调整标准。

在一种可能的实现方式中，所述第二调整标准包括：适合患者的上颌牙弓的标准牙弓曲线和下颌牙弓的标准牙弓曲线。

其中，所述上颌牙弓的标准牙弓曲线包括：上尖牙标准宽度、上颌第一前磨牙的标准宽度、上颌第二前磨牙的标准宽度、上颌第一恒磨牙的标准宽度等上牙弓关键牙齿的宽度。所述下颌牙弓的标准牙弓曲线包括：下尖牙标准宽度、下颌第一前磨牙的标准宽度、下颌第二前磨牙的标准宽度、下颌第一恒磨牙的标准宽度等下牙弓关键牙齿的宽度。

其中，尖牙是指虎牙，虎牙位于第一磨牙与侧切牙之间，如果正常生长则称之为尖牙。

第一前磨牙也叫第一双尖牙，位于尖牙后面的第一颗牙齿。在他后面的叫做第二双尖牙。也叫第二前磨牙。再往后都是第一磨牙，第二磨牙。

下颌牙弓的标准牙弓曲线是指下颌骨的牙齿连续排列在牙槽骨形成抛物线的弓形曲线，如图8所示。

S106：获取根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准。

在得到患者的待调整齿部维度图之后，则需要为患者设计矫正的标准，使得患者的齿部变得更加美观、功能更好，同时也与患者的面部更加匹配。所以在得到患者的待调整齿部维度图之后，还可以获取根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿功能学原则是指在牙齿行使功能时牙齿的形态以及上牙与下牙的相对位置等不会干扰各项口腔功能的正常运行等情况。

在一种可能的实现方式中，所述第三调整标准包括：下中切牙牙轴与下颌闭合轴垂直、下中切牙切缘与口裂平齐、第一恒磨牙的标准高度、前牙合理的覆合覆盖距离以及上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点与下颌牙弓曲线重合，所述第一恒磨牙的标准高度包括下颌第一恒磨牙的标准高度和上颌第一恒磨牙的标准高度。

其中，下中切牙即下颌中切牙，下中切牙是全口牙中最小的牙齿，牙冠宽度约为上颌中切牙的2/3，近中缘与远中缘对称，近中切角与远中切角相等，切缘平直，比颈缘长1/3，与牙体长轴垂直，离体后难以区分左右。其近远中面的接触区，分别靠近其近远中切角。其牙根的远中面的长形凹陷比近中面略深。

下颌闭合轴是指下颌旋转中心与下切牙切缘的连线。

其中，口裂是上下唇之间的横行裂隙。

下颌第一恒磨牙和上颌第一恒磨牙均称为第一恒磨牙就是“六龄牙”，顾名思义就是大概在两到三岁出现牙冠，六岁时长出的牙齿。从中间的牙齿往两边数，第六颗就是第一恒磨牙。

前牙合理的覆合覆盖距离是指上前牙盖住下前牙的水平距离和垂直距离，上前牙盖住下前牙的水平和垂直距离在3mm左右是正常覆合覆盖。

上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点是指，在牙齿进行咬合时上颌牙列会与与其对应的下颌牙尖相接触，此时上颌牙列上会与与其对应的下颌牙尖相接触的点称为咬合接触点。

S107：根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

在得到第一调整标准、第二调整标准以及第三调整标准之后，则可以根据上述标准对待调整的齿部维度图进行调整，从而得到符合患者期望的标准齿部维度图。

在一种可能的实现方式中，根据第一调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中的上中切牙唇面的倾斜度和高度调整到与上中切牙唇面的标准倾斜度和高度一致。

在一种可能的实现方式中，根据第二调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中尖牙宽度调整到与适合患者的尖牙标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第一前磨牙的宽度调整到与适合患者的第一前磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第二前磨牙的宽度调整到与适合患者的第二前磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第一恒磨牙的标准宽度调整到与适合患者的第一恒磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中下中切牙近中接触点调整到与下颌牙弓的标准牙弓曲线的中点对齐；将待调整齿部维度图中正中矢状面调整到与下颌牙弓的标准牙弓曲线的中线对齐；将待调整齿部维度图中下颌其它牙齿切缘和颊尖对齐在下颌牙弓的标准牙弓曲线对应的位置上；将上颌牙齿对应下颌颊尖的接触点也排列在下颌牙弓的标准牙弓曲线上，并将上颌后牙舌尖与下颌后牙中央窝对应的接触点对齐。

在一种可能的实现方式中，根据第三调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中下中切牙的牙轴和高度调整到与下中切牙的标准牙轴和标准高度一致；将待调整齿部维度图中第一恒磨牙的高度调整到与第一恒磨牙的标准高度一致；将待调整齿部维度图中前牙的覆合覆盖距离调整到与前牙合理的覆合覆盖距离一致；将待调整齿部维度图中合平面的角度调整到与合平面的标准角度一致。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括B1-B3：

B1：将所述标准齿部维度图输入到牙齿运动模拟软件中，从而利用所述牙齿运动模拟软件模拟所述标准齿部维度图的齿部运动情况。

为使输出的标准齿部维度图更加符合患者使用的标准，还需要进行动态咬合检验，在进行动态咬合检验时，需要将标准齿部维度图输入到牙齿运动模拟软件中，从而利用牙齿运动模拟软件模拟标准齿部维度图的齿部运动情况。

在一种可能的实现方式中，牙齿运动模拟软件可以是Romexis 3D Ortho Studio、Ortho Simulation等可以模拟牙齿运动的软件。本申请对牙齿运动模拟软件不做具体限定，只要是可以模拟牙齿运动的软件均可作为本申请的牙齿运动模拟软件。

B2：响应于所述齿部运动情况不符合标准齿部运动情况，执行所述获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点以及后续步骤。

当牙齿运动模拟软件输出的标准齿部维度图的齿部运动情况对动态咬合产生干扰时，则说明输出的标准齿部维度图不符合患者使用的标准，此时则需要重新构建标准齿部维度图来满足患者使用的标准，即执行所述获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点以及后续步骤。

在一种可能的实现方式中，标准齿部运动情况可以是但不限于牙齿在运动过程中上牙与下牙不会发生不符合功能要求的异常接触等情况。本申请对标准齿部运动情况不做具体限定，只要符合牙齿美学标准和牙齿功能学原则的齿部的运动均可作为本申请的标准齿部运动情况。

B3：响应于所述齿部运动情况符合标准齿部运动情况，输出所述标准齿部维度图。

当牙齿运动模拟软件输出的标准齿部维度图的齿部运动情况符合动态咬合要求即标准齿部运动情况时，则说明输出的标准齿部维度图符合患者使用的标准，此时直接输出标准齿部维度图即可。

基于S101-S107的内容可知，首先，获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点。接着，根据所述解剖标志点构建齿部参数，并将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。然后，获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准、根据牙齿弓形设计原则设定的第二调整标准、根据牙齿功能学原则计算出的第三调整标准。最后，根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。本申请通过将患者的牙列进行数字化，并根据牙齿美学标准和牙齿功能学原则，同时根据牙齿弓形设计原则设定并计算适合患者的调整标准，可以实现快速且客观地进行自动化排牙，节省了时间和人力资源。

以上为本申请实施例提供自动化排牙方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的用于自动化排牙装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的装置进行介绍。

参见图9，该图为本申请实施例提供的一种自动化排牙装置的结构示意图。如图9所示，该自动化排牙装置包括：

第一获取单元901，用于获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点。

在一种可能的实现方式中，患者牙列是指需要进行牙齿矫正的患者的所有牙齿。患者牙列的解剖标志点是指需要进行牙齿矫正的患者所有牙齿的解剖标志点。

在一种可能的实现方式中，解剖标志点可以是但不限于牙齿的牙尖、牙齿的轮廓点以及牙齿的尖窝点等点位。本申请对解剖标志点不做具体限定，只要是牙齿上的点位均可作为解剖标志点。

第一构建单元902，用于根据所述解剖标志点构建齿部参数。

在一种可能的实现方式中，齿部参数可以是但不限于牙齿的大小、牙齿的形态、牙齿的位置、牙轴倾斜度、接触点以及尖窝沟嵴的位置等牙齿的参数。本申请对齿部参数不做具体限定，只要可以表征牙齿特征的参数均可作为齿部参数。

第一输入单元903，用于将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。

其中，标准颅面软硬组织坐标系是指由人类颅面的软组织的解剖关键点和硬组织的解剖关键点共同组建的坐标系。待调整齿部维度图是指患者在进行牙齿矫正之前齿部的形态维度图，待调整齿部维度图可以是三维图。

在一种可能的实现方式中，软组织的解剖关键点可以是但不限于鼻尖、眉尖、口裂、两个瞳孔的中心、眶下点以及口角等软组织的各种点位。本申请对软组织的解剖关键点不做具体限定，只要可以表征人类颅面软组织的点均可作为软组织的解剖关键点。

在一种可能的实现方式中，硬组织的解剖关键点可以是但不限于下颌骨最下缘的点、下颌角点、牙齿的牙尖、牙齿的轮廓点等硬组织的各种点位。本申请对硬组织的解剖关键点不做具体限定，只要可以表征人类颅面硬组织的点均可作为硬组织的解剖关键点。

第二获取单元904，用于获取根据牙齿美学标准设定第一调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿美学标准是指：①牙齿排列要整齐，无龅牙、兜齿等牙齿畸形现象；牙色干净白皙，无污垢，齿色晶莹有光泽和质感。同时，牙齿的排列要符合美学标准的弧度，达到国际公认最美的牙齿笑线标准：上颌牙列的排列只有呈一个笑脸的弧形，才能与下嘴唇的唇红上缘互相吻合。下嘴唇的笑线弧形是中央向两侧口角形成一个升起的弧形，这样是接近完美的弧度，刚好和下唇的弧形吻合，上牙的下缘恰如其分地接触下唇的上缘，如图2所示。②上中、侧切牙、尖牙标准宽度比例基本符合黄金分割比即1.618：1：0.618；两上前牙长轴、形态左右基本对称，如图3所示。③无论息止颌位、交谈还是微笑状态，上颌中切牙显露面积在前牙美学中具有优势地位。两上中切牙对称，宽度约是高度的80％，通常被认为更加美观，如图4所示。④两侧上中切牙完全对称，上中切牙的远中切角向远中龈向移行趋势，应与侧切牙的近中切角近中龈向移行趋势相接；侧切牙远中切角向远中龈向的移行趋势，应和尖牙近中缘和尖牙牙尖近中缘形成的点角相接。⑤牙齿轴面邻接区周围的空隙，是由牙冠轴面的正常突度形成的。位于唇、颊侧者称为唇、颊外展隙，位于舌侧者称舌外展隙，位于切缘或合面者，称为切外展隙或合外展隙，如图5所示。⑥中切牙间接触区高度是中切牙高度的50％；中切牙与侧切牙接触区的高度是中切牙高度的40％；侧切牙与尖牙接触区高度是中切牙高度的100％，自然形成渐大的外展隙。邻接点连线与下唇弧度协调，如图6所示。⑦同名牙长轴与中线左右对称。上下前牙中线一致，上尖牙完全“坐落”下颌尖牙和第一双尖牙之间，形成紧密的接触关系，如图7所示。⑧微笑时牙齿龈缘暴露小于3mm，龈缘连线与笑线协调。单个牙齿龈缘弧度要自然，同名牙齿龈缘弧度相对称，侧切牙龈缘高度比其他牙低1mm左右。

在一种可能的实现方式中，所述第一调整标准包括：上中切牙唇面的标准倾斜度、上中切牙切缘与上唇下缘的距离。

其中，上中切牙唇面即上颌中切牙唇面，上中切牙唇面形态略似梯形，有卵圆形、尖圆形和方圆形三种类型。上颌中切牙唇面较为平坦，上颌中切牙唇面与眶耳平面所成的角度对前牙暴露时的美观效果有影响。

上颌切牙切缘即上中切牙切缘在放松状态下应位于上唇下缘3毫米以内。

第三获取单元905，用于获取根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿弓形设计原则是指适合患者的牙齿的牙弓弓形。牙齿弓形设计原则可以是选择常用的牙齿弓形模版，也可以根据用户的需求去调整，或用公式计算出更适合患者的调整标准。

在一种可能的实现方式中，所述第二调整标准包括：适合患者的上颌牙弓的标准牙弓曲线和下颌牙弓的标准牙弓曲线。

其中，所述上颌牙弓的标准牙弓曲线包括：上尖牙标准宽度、上颌第一前磨牙的标准宽度、上颌第二前磨牙的标准宽度、上颌第一恒磨牙的标准宽度等上牙弓关键牙齿的宽度。所述下颌牙弓的标准牙弓曲线包括：下尖牙标准宽度、下颌第一前磨牙的标准宽度、下颌第二前磨牙的标准宽度、下颌第一恒磨牙的标准宽度等下牙弓关键牙齿的宽度。

其中，尖牙是指虎牙，虎牙位于第一磨牙与侧切牙之间，如果正常生长则称之为尖牙。

第一前磨牙也叫第一双尖牙，位于尖牙后面的第一颗牙齿。在他后面的叫做第二双尖牙，也叫第二前磨牙。再往后都是第一磨牙，第二磨牙。

下颌牙弓的标准牙弓曲线是指下颌骨的牙齿连续排列在牙槽骨形成抛物线的弓形曲线，如图8所示。

第四获取单元906，用于获取根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准。

在一种可能的实现方式中，牙齿功能学原则是指在牙齿行使功能时牙齿的形态以及上牙与下牙的相对位置等不会干扰各项口腔功能的正常运行等情况。

在一种可能的实现方式中，所述第三调整标准包括：下中切牙牙轴与下颌闭合轴垂直、下中切牙切缘与口裂平齐、第一恒磨牙的标准高度、前牙合理的覆合覆盖距离以及上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点与下颌牙弓曲线重合，所述第一恒磨牙的标准高度包括下颌第一恒磨牙的标准高度和上颌第一恒磨牙的标准高度。

其中，下中切牙即下颌中切牙，下中切牙是全口牙中最小的牙齿，牙冠宽度约为上颌中切牙的2/3，近中缘与远中缘对称，近中切角与远中切角相等，切缘平直，比颈缘长1/3，与牙体长轴垂直，离体后难以区分左右。其近远中面的接触区，分别靠近其近远中切角。其牙根的远中面的长形凹陷比近中面略深。

下颌闭合轴是指下颌旋转中心与下切牙切缘的连线。

其中，口裂是上下唇之间的横行裂隙。

下颌第一恒磨牙和上颌第一恒磨牙均称为第一恒磨牙就是“六龄牙”，顾名思义就是大概在两到三岁出现牙冠，六岁时长出的牙齿。从中间的牙齿往两边数，第六颗就是第一恒磨牙。第一恒磨牙的标准高度是根据所需合平面角度计算得出的。

前牙合理的覆合覆盖距离是指上前牙盖住下前牙的水平距离和垂直距离，上前牙盖住下前牙的水平和垂直距离在3mm左右是正常覆合覆盖。

上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点是指，在牙齿进行咬合时上颌牙列会与与其对应的下颌牙尖相接触，此时上颌牙列上会与与其对应的下颌牙尖相接触的点称为咬合接触点。

调整单元907，用于根据第一调整标准、第二调整标准以及第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

在一种可能的实现方式中，根据第一调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中的上中切牙唇面的倾斜度和高度调整到与上中切牙唇面的标准倾斜度和高度一致。

在一种可能的实现方式中，根据第二调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中尖牙宽度调整到与适合患者的尖牙标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第一前磨牙的宽度调整到与适合患者的第一前磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第二前磨牙的宽度调整到与适合患者的第二前磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中第一恒磨牙的标准宽度调整到与适合患者的第一恒磨牙的标准宽度一致；将待调整齿部维度图中下中切牙近中接触点调整到与下颌牙弓的标准牙弓曲线的中点对齐；将待调整齿部维度图中正中矢状面调整到与下颌牙弓的标准牙弓曲线的中线对齐；将待调整齿部维度图中下颌其它牙齿切缘和颊尖对齐在下颌牙弓的标准牙弓曲线对应的位置上；将上颌牙齿对应下颌颊尖的接触点也排列在下颌牙弓的标准牙弓曲线上，并将上颌后牙舌尖与下颌后牙中央窝对应的接触点对齐。

在一种可能的实现方式中，根据第三调整标准对待调整齿部维度图进行调整是指将待调整齿部维度图中下中切牙的牙轴和高度调整到与下中切牙的标准牙轴和标准高度一致；将待调整齿部维度图中第一恒磨牙的高度调整到与第一恒磨牙的标准高度一致；将待调整齿部维度图中前牙的覆合覆盖距离调整到与前牙合理的覆合覆盖距离一致；将待调整齿部维度图中合平面的角度调整到与合平面的标准角度一致。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

第五获取单元，用于获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点。

其中，人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点是利用二维或三维医学影像测量得到的。

第二构建单元，用于根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

第二输入单元，用于将所述标准齿部维度图输入到牙齿运动模拟软件中，从而利用所述牙齿运动模拟软件模拟所述标准齿部维度图的齿部运动情况。

在一种可能的实现方式中，牙齿运动模拟软件可以是Romexis 3D Ortho Studio、Ortho Simulation等可以模拟牙齿运动的软件。本申请对牙齿运动模拟软件不做具体限定，只要是可以模拟牙齿运动的软件均可作为本申请的牙齿运动模拟软件。

执行单元，响应于所述齿部运动情况不符合标准齿部运动情况，用于执行所述获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点以及后续步骤。

在一种可能的实现方式中，标准齿部运动情况可以是但不限于牙齿在运动过程中上牙与下牙不会发生不符合功能要求的异常接触等情况。本申请对标准齿部运动情况不做具体限定，只要符合牙齿美学标准和牙齿功能学原则的齿部的运动均可作为本申请的标准齿部运动情况。

输出单元，响应于所述齿部运动情况符合标准齿部运动情况，用于输出所述标准齿部维度图。

另外，本申请实施例还提供了一种自动化排牙设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序或代码，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序或代码，以实现上述的自动化排牙方法。

另外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现上述的自动化排牙方法。

本申请实施例提供了一种自动化排牙装置，在第一获取单元901获取到牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点之后，第一构建单元902根据所述解剖标志点构建齿部参数，并利用第一输入单元903将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图。接着利用第二获取单元904获取根据牙齿美学标准设定第一调整标准、利用第三获取单元905获取根据牙齿功能学原则计算出的第二调整标准、利用第四获取单元906获取根据牙齿弓形设计原则设定第三调整标准，通过调整单元907根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。本申请通过将患者的牙列进行数字化，并根据牙齿美学标准和牙齿功能学原则，同时根据牙齿弓形设计原则设定并计算适合患者的调整标准，可以实现快速且客观地进行自动化排牙，节省了时间和人力资源。

以上对本申请所提供的一种自动化排牙方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自动化排牙方法，其特征在于，所述方法包括：

获取牙齿STL模型上患者牙列的解剖标志点；

根据所述解剖标志点构建齿部参数；

将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图；

获取根据牙齿美学标准设定的第一调整标准；

获取根据牙齿弓形设计原则计算出的第二调整标准；

获取根据牙齿功能学原则设定的第三调整标准；

根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准颅面软硬组织坐标系的构建过程包括：

获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点；

根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一调整标准包括：上中切牙唇面的标准倾斜度、上中切牙切缘与上唇下缘的距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二调整标准包括：适合患者的上颌牙弓的标准牙弓曲线和下颌牙弓的标准牙弓曲线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三调整标准包括：下中切牙牙轴与下颌闭合轴垂直、下中切牙切缘与口裂平齐、第一恒磨牙的标准高度、前牙合理的覆合覆盖距离以及上颌牙列对应的下颌牙尖的咬合接触点与下颌牙弓曲线重合，所述第一恒磨牙的标准高度包括下颌第一恒磨牙的标准高度和上颌第一恒磨牙的标准高度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述标准齿部维度图输入到牙齿运动模拟软件中，从而利用所述牙齿运动模拟软件模拟所述标准齿部维度图的齿部运动情况；

响应于所述齿部运动情况不符合标准齿部运动情况，执行所述获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点以及后续步骤；

响应于所述齿部运动情况符合标准齿部运动情况，输出所述标准齿部维度图。

7.一种自动化排牙装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取牙齿STL模型上患者所有牙齿的解剖标志点；

第一构建单元，用于根据所述解剖标志点构建齿部参数；

第一输入单元，用于将所述齿部参数输入到预先构建的标准颅面软硬组织坐标系中得到待调整齿部维度图；

第二获取单元，用于获取根据牙齿美学标准设定第一调整标准；

第三获取单元，用于根据牙齿弓形设计原则设定第二调整标准；

第四获取单元，用于获取根据牙齿功能学原则计算出的第三调整标准；

调整单元，用于根据所述第一调整标准、所述第二调整标准以及所述第三调整标准对所述待调整齿部维度图进行调整得到标准齿部维度图。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第五获取单元，用于获取人类颅面软组织和硬组织的解剖关键点；

第二构建单元，用于根据所述解剖关键点构建所述标准颅面软硬组织坐标系。

9.一种自动化排牙设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序或代码，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序或代码，以实现如权利要求1-6任一项所述的自动化排牙方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现如权利要求1-6任一项所述的自动化排牙方法。

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