TWI581770B - Dental correction assessment system - Google Patents

Description

牙齒矯正評估系統

本發明是有關於一種牙齒矯正評估系統，特別是指一種可提供矯正病患之牙齒所需移動距離的牙齒矯正評估系統。

許多牙齒矯正醫師在面對各種狀況的矯正病患，常不知從哪裡著手，原因在於每位矯正病患的矯正問題幾乎都不一樣，所以很難用簡單的方式與固定的模式來規劃治療策略。而醫師需面對的矯正問題通常為牙齒應該移動多少距離以及在矯正過程中該矯正病患是否需要拔牙，若須進行拔牙，又應該拔除哪些位置的牙齒。依照各種不同病患的矯正問題，牙齒矯正醫師僅能以其本身的臨床經驗來進行主觀判斷。

治療策略之規畫通常是嘗試錯誤之過程，牙齒矯正醫師根據其自身經驗及技術使用心得而定出治療策略，因此，於規畫過程中高度依賴牙齒矯正醫師之主觀判斷與見識。若能在牙齒矯正醫師進行矯正評估時，提供矯正病患之關鍵牙齒所需移動距離的確切數據以輔助牙齒矯正醫師進行治療策略之規畫，將能使矯正治療策略的規畫過程從醫師的主觀判斷變成客觀的科學數據分析，因而大大 提升矯正治療計畫的順暢性。

因此，本發明之目的，即在提供一種輔助牙齒矯正醫師進行牙齒矯正之治療策略之規畫的牙齒矯正評估系統。

於是本發明牙齒矯正評估系統，適用於藉由一矯正病患的一正臉影像、一側臉影像及一牙齒咬合面影像，對該矯正病患進行牙齒矯正評估，其中藉由定義一第一區分軸線及一第二區分軸線，以將該矯正病患的牙齒區分為一第一區域、一與該第一區域相鄰的第二區域、一與該第一區域相咬合的第四區域及一與該第二區域相咬合的第三區域，其中當該矯正病患無缺牙時，每一區域皆具有一中門齒、一側門齒、一犬齒、一第一小臼齒、一位在該第一小臼齒後面的第二小臼齒、一第一大臼齒、一位在該第一大臼齒後面的第二大臼齒及一位在該第二大臼齒後面的第三大臼齒。該牙齒矯正評估系統包含一嘴唇偏差值計算單元、一中線偏差值計算單元、一空間容量差異計算單元及一位移評估值計算單元。

該嘴唇偏差值計算單元用以取得該側臉影像的一美觀線及一位於一嘴唇部分之前端的嘴唇特徵點，並根據該嘴唇特徵點及該美觀線計算一第一偏差值。

該中線偏差值計算單元用以取得該正臉影像的一臉部中線及一第一區域之一中門齒部分、一側門齒部分及一犬齒部分之其中一者的近心面，並計算該臉部中線及 該第一區域之中門齒部分、側門齒部分及犬齒部分之其中一者的近心面之垂直距離以作為該第一區域的一第二偏差值。

該空間容量差異計算單元用以取得該牙齒咬合面影像的一第一區域之一牙弓範圍及位於該牙弓範圍中的多個齒部分，並計算出該第一區域之該等齒部分對應的牙冠近遠心寬度之總和以作為一寬度總和、該第一區域之牙弓範圍的一牙弓弧長及該第一區域之寬度總和與牙弓弧長之差值以作為該第一區域的一牙齒空間容量差異值。

該位移評估值計算單元用以根據該第一偏差值、該第一區域的第二偏差值及該第一區域的牙齒空間容量差異值，計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的一位移評估值。

1‧‧‧牙齒矯正評估系統

10‧‧‧嘴唇偏差值計算單元

11‧‧‧中線偏差值計算單元

12‧‧‧空間容量差異計算單元

13‧‧‧寬度變更計算單元

14‧‧‧前齒差異計算單元

15‧‧‧大臼齒距離計算單元

16‧‧‧牙齒數目差異計算單元

17‧‧‧位移評估值計算單元

18‧‧‧矯正指示產生單元

19‧‧‧使用者介面單元

21‧‧‧側臉影像

211‧‧‧下巴特徵點

212‧‧‧嘴唇特徵點

213‧‧‧鼻尖特徵點

214‧‧‧美觀線

22‧‧‧正臉影像

221‧‧‧臉部中線

222~225‧‧‧垂直距離

23、24‧‧‧牙齒咬合面影像

25、26‧‧‧齒列側面牙齒影像

251、261‧‧‧垂直距離

30、40、50、60‧‧‧中門齒部分

301、401、501、601‧‧‧中門齒部分的近心面

302、402、502、602‧‧‧中門齒部分的唇側面

31、41、51、61‧‧‧側門齒部分

311‧‧‧側門齒部分的近心面

312‧‧‧側門齒部分的唇側面

313‧‧‧側門齒部分的遠心面

32、42、52、62‧‧‧犬齒部分

321‧‧‧犬齒部分的近心面

322‧‧‧犬齒部分的唇側面

33、43、53、63‧‧‧第一小臼齒部分

34、44、54、64‧‧‧第二小臼齒部分

35、45、55、65‧‧‧第一大臼齒部分

351、451、551、651‧‧‧第一大臼 齒部分的近心面

36、46、56、66‧‧‧第二大臼齒部分

37、47、57、67‧‧‧第三大臼齒部分

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明牙齒矯正評估系統的一較佳實施例；圖2是一示意圖，說明一矯正病患的一側臉影像；圖3是一示意圖，說明該矯正病患的一正臉影像；圖4是一示意圖，說明該矯正病患的一牙齒咬合面影像；圖5是一示意圖，說明該矯正病患的另一牙齒咬合面影像； 圖6是一示意圖，說明該矯正病患的一齒列側面牙齒影像；及圖7是一示意圖，說明該矯正病患的另一齒列側面牙齒影像。

參閱圖1，本發明牙齒矯正評估系統1之較佳實施例適用於藉由一矯正病患的一側臉影像(圖1未示)、一正臉影像(圖1未示)、一牙齒咬合面影像(圖1未示)、另一牙齒咬合面影像(圖1未示)、一齒列側面牙齒影像(圖1未示)及另一齒列側面牙齒影像(圖1未示)對該矯正病患進行牙齒矯正評估。藉由定義一第一區分軸線(圖未示)及一第二區分軸線(圖未示)，以將該矯正病患的牙齒區分為一第一區域、一與該第一區域相鄰的第二區域、一與該第一區域相咬合的第四區域及一與該第二區域相咬合的第三區域。在本較佳實施例中，該矯正病患無缺牙，該矯正病患的每一區域皆具有一中門齒、一側門齒、一大齒、一第一小臼齒、一位在該第一小臼齒後面的第二小臼齒、一第一大臼齒、一位在該第一大臼齒後面的第二大臼齒及一位在該第二大臼齒後面的第三大臼齒。

在本較佳實施例中，是藉由3D數位掃描儀器，如3Shape TRIOS此台儀器來產生對應該矯正病患之牙齒的3D影像，其中該牙齒咬合面影像、另一牙齒咬合面影像、齒列側面牙齒影像及另一齒列側面牙齒影像係從該3D影像之不同視角而獲得，而該側臉影像及正臉影像係為2D影 像，但本發明並不以此為限。在本發明之其他實施例中，該牙齒咬合面影像、另一牙齒咬合面影像、齒列側面牙齒影像及另一齒列側面牙齒影像也可為2D影像。

該系統1包含一嘴唇偏差值計算單元10、一中線偏差值計算單元11、一空間容量差異計算單元12、一寬度變更計算單元13、一前齒差異計算單元14、一大臼齒距離計算單元15、一牙齒數目差異計算單元16、一位移評估值計算單元17、一矯正指示產生單元18及一使用者介面單元19。

參閱圖1與圖2，該嘴唇偏差值計算單元10用以取得該側臉影像21的一下巴部分的前端以作為一下巴特徵點211、一嘴唇部分的前端以作為一嘴唇特徵點212及一鼻尖部分以作為一鼻尖特徵點213，進而取得一通過該下巴特徵點211及鼻尖特徵點213的美觀線214，繼而根據該嘴唇特徵點212、該美觀線214及一習知的美觀統計值計算一第一偏差值，以E來表示，當該矯正病患之嘴唇特徵點212須往前移動時，該第一偏差值E為正；當該矯正病患之嘴唇特徵點212須往後移動時，該第一偏差值E為負。值得一提的是，醫學上依照該矯正病患不同的年齡、性別、種族、年代等，其所對應的美觀統計值亦會隨其變動，表1僅列出年齡介於11~15歲之台灣男性及台灣女性的美觀統計值，美觀統計值之取得為習知技術，故不在此贅述。此外，在本發明之其他實施例中，該美觀線214也可藉由習知的Steiner's S line或Burstone’s B line之評估方式來取得，但 並不以此為限。

參閱圖1與圖3，該中線偏差值計算單元11用以取得該正臉影像22的一臉部中線221，及一第一、二、三及四區域對應的中門齒部分30、40、60、50的近心面301、401、601、501，並分別計算該等區域之中門齒部分30、40、60、50的近心面301、401、601、501與該臉部中線221各自的垂直距離222、223、225、224，並將該等垂直距離222、223、225、224作為分別對應該矯正病患之牙齒之第一、二、三及四區域的第二偏差值，分別以、、、來表示。其中當該臉部中線221不位於該正臉影像22之該等區域中的某些區域時，則不位於該正臉影像22之某 些區域所對應的第二偏差值為負值。反之，當該臉部中線221位於該正臉影像22之該等區域中的某些區域時，則位於該正臉影像22之某些區域所對應的第二偏差值為正值。在本較佳實施例中，該臉部中線221不位於該正臉影像22之第一、四區域，故對應於該矯正病患之牙齒之第一、四區域的第二偏差值、為負值。反之，該臉部中線221位於該正臉影像22之第二、三區域，故對應於該矯正病患之牙齒之第二、三區域的第二偏差值、為正值。

值得一提的是，若該矯正病患之第一區域有中門齒，則將中門齒部分30的近心面301視為計算該第一區域之第二偏差值的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒，但有側門齒，則將側門齒部分31的近心面311視為計算該第一區域之第二偏差值的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒及側門齒，但有犬齒，則將犬齒部分32的近心面321視為計算該第一區域之第二偏差值第一首選，其他區域依此類推。

參閱圖1、圖4與圖5，該空間容量差異計算單元12用以取得該牙齒咬合面影像23的第一、二區域及該另一牙齒咬合面影像24的第三、四區域對應的牙弓範圍及位於該等牙弓範圍中對應的多個齒部分30、31、32、33、34、40、41、42、43、44、60、61、62、63、64、50、51、52、53、54，並計算出該等區域對應之該等齒部分30、31、32、33、34、40、41、42、43、44、60、61、62、63、64、50、51、52、53、54各自的牙冠近遠心寬度之總和 以作為分別對應該等區域之四個寬度總和、每一區域之牙弓範圍的一牙弓弧長及每一區域之寬度總和減掉牙弓弧長所得之差值，以作為分別對應該矯正病患之牙齒的第一、二、三、四區域之四個牙齒空間容量差異值，分別以、、、來表示。

在本較佳實施例中，由於該矯正病患之第一區域無缺牙，故該第一區域之牙弓範圍係介於該牙齒咬合面影像23的第一、二區域之一牙弓中線及一位於最前方之大臼齒部分(即第一大臼齒部分35)的近心面351之間，第一區域之牙弓範圍對應的該等齒部分包括中門齒部分30、側門齒部分31、犬齒部分32、第一小臼齒部分33及第二小臼齒部分34。亦即，若該矯正病患之第一區域有第一大臼齒，則位於最前方之大臼齒部分即為第一大臼齒部分35；若該矯正病患之第一區域沒有第一大臼齒，但有第二大臼齒，則位於最前方之大臼齒部分即為第二大臼齒部分36；若該矯正病患之第一區域沒有第一大臼齒及第二大臼齒，但有第三大臼齒，則位於最前方之大臼齒部分即為第三大臼齒部分37，其他區域依此類推。

其中，該第一、二區域之牙弓中線係為一介於該牙齒咬合面影像23之第一區域的中門齒部分30的近心面301及第二區域的一中門齒部分40的近心面401之間的垂直平分線。於取得牙弓中線時，若該矯正病患之第一區域有中門齒，則將中門齒部分30的近心面301視為取得牙弓中線的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒 ，但有側門齒，則將側門齒部分31的近心面311視為取得牙弓中線的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒及側門齒，但有犬齒，則將犬齒部分32的近心面321視為取得牙弓中線的第一首選，其他區域依此類推。其中每一齒部分的近心面皆是指其朝向牙弓中線的那一面，每一齒部分的遠心面皆是指其遠離牙弓中線的那一面，而每一齒部分的牙冠近遠心寬度即為其所對應的近心面與遠心面的垂直距離。此外，該第一區域之牙弓弧長之計算，可利用該第一區域內之兩段式分段測量，即從位在該第一、二區域之牙弓中線上接近第一區域之最前方牙齒部分(即中門齒部分30)的近心面301的點至該第一區域之側門齒部分31的遠心面313的直線距離，加上該第一區域之側門齒部分31的遠心面313至第一大臼齒部分35的近心面351的直線距離。上述關於牙弓弧長之兩段式分段測量為此領域中通常知識者所熟知。此外，在本發明之其他實施例中，該第一區域之牙弓弧長的計算也可藉由習知的該第一區域內之三段式分段測量或測量順著牙弓大致形狀彎曲的線的長度，但並不以此為限，其他區域依此類推。值得特別說明的是，上述關於牙弓範圍、牙弓中線、近心面、遠心面及牙冠近遠心寬度之定義與解釋皆為此領域中通常知識者所熟知。

該寬度變更計算單元13用以計算分別對應於該矯正病患之牙齒的每一區域之中門齒、側門齒、犬齒、第一小臼齒、第二小臼齒、第一大臼齒、第二大臼齒及第三 大臼齒之一中門齒寬度變更值、一側門齒寬度變更值、一犬齒寬度變更值、一第一小臼齒寬度變更值、一第二小臼齒寬度變更值、一第一大臼齒寬度變更值、一第二大臼齒寬度變更值及一第三大臼齒寬度變更值之總和以作為分別對應於該矯正病患之牙齒的第一、二、三、四區域的四個寬度變更總和，分別以、、、來表示。其中當該等寬度變更值為正，即代表要將該矯正病患所對應之牙齒的牙冠近遠心寬度變寬，當該等寬度變更值為負，即代表要將所對應之牙齒的牙冠近遠心寬度變窄。

該前齒差異計算單元14用以取得該牙齒咬合面影像23的第一區域之中門齒部分30及第二區域之中門齒部分40，並將該第一區域之中門齒部分30的唇側面302及該第二區域之中門齒部分40的唇側面402中位於較前方者作為一標準平面，並分別計算出該第一、二區域之中門齒部分30、40的唇側面302、402與該標準平面之垂直距離以作為分別對應於該矯正病患之牙齒的第一、二區域的二個前齒差異值，分別以、來表示。

值得特別說明的是，當該等中門齒部分30、40存在至少一齒部分有旋轉歪斜的現象，應先將該至少一旋轉歪斜之中門齒部分旋轉回正(例如以電腦模擬的方式將該至少一旋轉歪斜之中門齒部分旋轉回正)，再依據旋轉回正之中門齒部分的唇側面進行該等前齒差異值、之計算。此外，若該矯正病患之第一區域有中門齒，則將中門齒部分30的唇側面302視為計算該第一區域之前齒差異值 的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒，但有側門齒，則將側門齒部分31的唇側面312視為計算該第一區域之前齒差異值的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒及側門齒，但有犬齒，則將犬齒部分32的唇側面322視為計算該第一區域之前齒差異值的第一首選，而以側門齒部分31的唇側面312或犬齒部分32的唇側面322作為計算該第一區域之前齒差異值的第一首選時，若第一首選之齒部分有旋轉歪斜的現象，應先將第一首選之齒部分旋轉回正，再依據旋轉回正的第一首選之齒部分的唇側面進行該第一區域之前齒差異值之計算，其他區域依此類推。

參閱圖1、圖6與圖7，該大臼齒距離計算單元15用以取得該齒列側面牙齒影像25之第一區域中一位於最前方之大臼齒部分(即第一大臼齒部分35)的近心面351及第四區域中一位於最前方之大臼齒部分(即第一大臼齒部分55)的近心面551、該另一齒列側面牙齒影像26之第二區域中一位於最前方之大臼齒部分(即第一大臼齒部分45)的近心面451及第三區域中一位於最前方之大臼齒部分(即第一大臼齒部分65)的近心面651，並計算該第一、四區域之大臼齒部分35、55的近心面351、551之間的垂直距離251及該第二、三區域之大臼齒部分45、65的近心面451、651之間的垂直距離261以分別作為二個第三偏差值，分別以D ₁、D ₂來表示。其中當該第一區域之第一大臼齒部分35位於該第四區域之第一大臼齒部分55之前時，該第三偏 差值D ₁為正值，當該第一區域之第一大臼齒部分35位於該第四區域之第一大臼齒部分55之後時，該第三偏差值D ₁為負值，當該第二區域之第一大臼齒部分45位於該第三區域之第一大臼齒部分65之前時，該第三偏差值D ₂為正值，當該第二區域之第一大臼齒部分45位於該第三區域之第一大臼齒部分65之後時，該第三偏差值D ₂為負值。

該牙齒數目差異計算單元16用以取得該齒列側面牙齒影像25的第一、四區域及該另一齒列側面牙齒影像26的第二、三區域之對應的位於最前方大臼齒部分(即第一大臼齒部分35、55、45、65)之前的多個齒部分(即，中門齒部分30、50、40、60、側門齒部分31、51、41、61、犬齒部分32、52、42、62、第一小臼齒部分33、53、43、63及第二小臼齒部分34、54、44、64)，並計算出第一區域之該等齒部分30、31、32、33、34的牙齒總數減掉第四區域之該等齒部分50、51、52、53、54的牙齒總數所得之差值以作為一數目差異值，以N ₁表示，及第二區域之該等齒部分40、41、42、43、44的牙齒總數減掉第三區域之該等齒部分60、61、62、63、64的牙齒總數所得之差值以作為一數目差異值，以N ₂表示。

該位移評估值計算單元17用以根據該第一偏差值E、分別對應第一、二、三、四區域的第一小臼齒部分33、43、63、53的四個牙冠近遠心寬度(分別以、、、來表示)、該等第二偏差值、、、、該等牙齒空間容量差異值、、、、該等寬度變更總和、 、、、該等前齒差異值、、該等第三偏差值D ₁、D ₂，及該等數目差異值N ₁、N ₂，利用下列式(1)計算出對應該矯正病患之牙齒之第一、二區域的第一大臼齒的二個位移評估值，分別以、來表示，並利用下列式(2)計算出對應該矯正病患之牙齒之第三、四區域的第一大臼齒的二個位移評估值，分別以、來表示。

值得特別說明的是，該位移評估值計算單元17用以計算該矯正病患之第一區域的位於最前方之大臼齒的位移評估值，亦即，若該矯正病患之第一區域有第一大臼齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的第一大臼齒的位移評估值；若該矯正病患之第一區域沒有第一大臼齒，但有第二大臼齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的第二大臼齒的位移評估值；若該矯正病患之第一區域沒有第一大臼齒及第二大臼齒，但有第三大臼齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的第三大臼齒的位移評估值。此外，若該矯正病患之第一區域有第一小臼齒，則將第一小臼齒部分33的牙冠近遠心寬度視為計算的第一首選；若該矯正病患之第一區域沒有第一小臼齒，但有第二小臼齒，則將第二小臼齒部分34的牙冠近遠心寬度視為計算的第一首選，其他區域依此類推。

該位移評估值計算單元17還利用下列式(3)計算出對應該矯正病患之牙齒之第一、二區域的中門齒的二 個位移評估值，分別以、來表示，其中A代表該矯正病患之嘴唇的移動距離與該矯正病患之第一、二區域的一位於最前方之牙齒的移動距離之比例，在本較佳實施例中，A值係為0.7，並利用下列式(4)計算出對應該矯正病患之牙齒之第三、四區域的中門齒的二個位移評估值，分別以、來表示。

值得特別說明的是，該位移評估值計算單元17用以計算該矯正病患之第一區域的位於最前方之牙齒的位移評估值，亦即，若該矯正病患之第一區域有中門齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的中門齒的位移評估值；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒，但有側門齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的側門齒的位移評估值；若該矯正病患之第一區域沒有中門齒及側門齒，但有犬齒，則該位移評估值計算單元17係用以計算該矯正病患之第一區域的犬齒的位移評估值，其他區域依此類推。

其中當該矯正病患之牙齒之該等區域之第一大臼齒所對應的位移評估值、、、為正，即代表對應的第一大臼齒須往前移動；當該矯正病患之牙齒之該等區域之第一大臼齒所對應的位移評估值、、、 為負，即代表該對應的第一大臼齒須往後移動，當該矯正病患之牙齒之該等區域之中門齒所對應的位移評估值、、、為正，即代表對應的中門齒須往前移動；當該矯正病患之牙齒之該等區域之中門齒所對應的位移評估值、、、為負，即代表對應的中門齒須往後移動。

該矯正指示產生單元18用以根據該矯正病患之牙齒之第一大臼齒所對應的位移評估值、、、分別產生對應的矯正指示。

參閱圖1~圖7，該使用者介面單元19用以呈現該等影像21、22、23、24、25、26及每一區域所對應的矯正指示，並供一評估者對該等影像21、22、23、24、25、26進行該下巴特徵點211、嘴唇特徵點212、鼻尖特徵點213、臉部中線221、該等區域對應之中門齒部分30、40、50、60、側門齒部分31、41、51、61、犬齒部分32、42、52、62、第一小臼齒部分33、43、53、63、第二小臼齒部分34、44、54、64、第一大臼齒部分35、45、55、65及牙弓範圍進行對應點選，且進行每一區域之該等寬度變更值的輸入。值得一提的是，在本較佳實施例中，該下巴特徵點211、嘴唇特徵點212、鼻尖特徵點213、臉部中線221等之取得係藉由該評估者利用該使用者介面單元19來進行對應點選而取得，但在本發明之其他實施例中，該下巴特徵點211、嘴唇特徵點212、鼻尖特徵點213、臉部中線221等之取得也可藉由習知之影像辨識方式來取得，然並不以此為限。

綜上所述，藉由該嘴唇偏差值計算單元10計算出該第一偏差值E、該中線偏差值計算單元11計算出該等第二偏差值、、、、該空間容量差異計算單元12計算出該等牙齒空間容量差異值、、、、該寬度變更計算單元13計算出該等寬度變更總和、、、、該前齒差異計算單元14計算出該等前齒差異值、、該大臼齒距離計算單元15計算出該等第三偏差值D ₁、D ₂、該牙齒數目差異計算單元16計算出該等數目差異值N ₁、N ₂及該位移評估值計算單元17計算出該矯正病患之第一大臼齒所對應的位移評估值、、、及該矯正病患之中門齒所對應的位移評估值、、、以輔助該評估者進行矯正評估，可使矯正治療策略的規畫過程從醫師的主觀判斷變成客觀的科學數據分析，進而提升該矯正病患於矯正過程的順暢性及該評估者於評估過程的正確性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧牙齒矯正評估系統

10‧‧‧嘴唇偏差值計算單元

11‧‧‧中線偏差值計算單元

12‧‧‧空間容量差異計算單元

13‧‧‧寬度變更計算單元

14‧‧‧前齒差異計算單元

15‧‧‧大臼齒距離計算單元

16‧‧‧牙齒數目差異計算單元

17‧‧‧位移評估值計算單元

18‧‧‧矯正指示產生單元

19‧‧‧使用者介面單元

Claims (18)

1. 一種牙齒矯正評估系統，適用於藉由一矯正病患的一正臉影像、一側臉影像及一牙齒咬合面影像，對該矯正病患進行牙齒矯正評估，其中藉由定義一第一區分軸線及一第二區分軸線，以將該矯正病患的牙齒區分為一第一區域、一與該第一區域相鄰的第二區域、一與該第一區域相咬合的第四區域及一與該第二區域相咬合的第三區域，其中當該矯正病患無缺牙時，每一區域皆具有一中門齒、一側門齒、一犬齒、一第一小臼齒、一位在該第一小臼齒後面的第二小臼齒、一第一大臼齒、一位在該第一大臼齒後面的第二大臼齒及一位在該第二大臼齒後面的第三大臼齒，該牙齒矯正評估系統包含：一嘴唇偏差值計算單元，用以取得該側臉影像的一美觀線及一位於一嘴唇部分之前端的嘴唇特徵點，並根據該嘴唇特徵點及該美觀線計算一第一偏差值；一中線偏差值計算單元，用以取得該正臉影像的一臉部中線及一第一區域之一中門齒部分、一側門齒部分及一犬齒部分之其中一者的近心面，並計算該臉部中線及該第一區域之中門齒部分、側門齒部分及犬齒部分之其中一者的近心面之垂直距離以作為該第一區域的一第二偏差值；一空間容量差異計算單元，用以取得該牙齒咬合面影像的一第一區域之一牙弓範圍及位於該牙弓範圍中的多個齒部分，並計算出該第一區域之該等齒部分對應 的牙冠近遠心寬度之總和以作為一寬度總和、該第一區域之牙弓範圍的一牙弓弧長及該第一區域之寬度總和與牙弓弧長之差值以作為該第一區域的一牙齒空間容量差異值；及一位移評估值計算單元，用以根據該第一偏差值、該第一區域的第二偏差值及該第一區域的牙齒空間容量差異值，計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的一位移評估值。
2. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，其中，該牙弓範圍係介於該牙齒咬合面影像的第一區域與一第二區域之一牙弓中線及一位於最前方之大臼齒部分的近心面之間，且該位移評估值係為該矯正病患之第一區域的一位於最前方之大臼齒的位移評估值。
3. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移評估值計算單元還用以根據該第一偏差值、該第一區域的一第一小臼齒部分或一第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度、該第一區域的第二偏差值及該第一區域的牙齒空間容量差異值，計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值。
4. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，其中，該嘴唇偏差值計算單元用以取得該側臉影像的一鼻尖部分、該嘴唇部分及一下巴部分，並根據該鼻尖部分、該嘴唇部分 的前端及該下巴部分的前端，取得一鼻尖特徵點、該嘴唇特徵點及一下巴特徵點，進而取得該通過該鼻尖特徵點及下巴特徵點的美觀線，繼而根據該嘴唇特徵點及該美觀線計算該第一偏差值。
5. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，還包含一使用者介面單元，用以供一評估者輸入分別對應於該矯正病患之第一區域之中門齒、側門齒、大齒、第一小臼齒、第二小臼齒、第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之一中門齒寬度變更值、一側門齒寬度變更值、一犬齒寬度變更值、一第一小臼齒寬度變更值、一第二小臼齒寬度變更值、一第一大臼齒寬度變更值、一第二大臼齒寬度變更值及一第三大臼齒寬度變更值。
6. 如請求項5所述的牙齒矯正評估系統，還包含一寬度變更計算單元，用以計算該中門齒寬度變更值、側門齒寬度變更值、犬齒寬度變更值、第一小臼齒寬度變更值、第二小臼齒寬度變更值、第一大臼齒寬度變更值、第二大臼齒寬度變更值及第三大臼齒寬度變更值之總和以作為該第一區域的一寬度變更總和，其中該位移評估值計算單元還用以根據該第一偏差值、該第一區域的一第一小臼齒部分或一第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度、該第一區域的第二偏差值、該第一區域的牙齒空間容量差異值及寬度變更總和，計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值。
7. 如請求項6所述的牙齒矯正評估系統，還包含一前齒差異計算單元，用以取得該牙齒咬合面影像的第一區域之一中門齒部分、一側門齒部分和一犬齒部分之其中之一及一第二區域之一中門齒部分、一側門齒部分和一犬齒部分之其中之一，並將該第一區域之中門齒部分、側門齒部分和犬齒部分之其中之一的唇側面及該第二區域之中門齒部分、側門齒部分和犬齒部分之其中之一的唇側面之其中一者作為一標準平面，計算出該第一區域之中門齒部分、側門齒部分和犬齒部分之其中之一的唇側面及該標準平面之垂直距離以作為該第一區域之一前齒差異值，其中該位移評估值計算單元還用以根據該第一偏差值、該第一區域的第一小臼齒部分或第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度、該第一區域的第二偏差值、該第一區域的牙齒空間容量差異值、寬度變更總和及前齒差異值，計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值。
8. 如請求項7所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移評估值計算單元利用下列公式計算出該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值： 其中E代表該第一偏差值，A代表該矯正病患之嘴唇的移動距離與該矯正病患之第一區域及第二區域中的一位 於最前方之牙齒的移動距離之比例，代表該第一區域之第一小臼齒部分或第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度，代表該第一區域的第二偏差值，代表該第一區域的牙齒空間容量差異值，代表該第一區域的寬度變更總和，代表該第一區域的前齒差異值。
9. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，其中，該空間容量差異計算單元還用以取得該牙齒咬合面影像的一第二區域之一牙弓範圍及位於該牙弓範圍中的多個齒部分，並計算出該第二區域之該等齒部分對應的牙冠近遠心寬度之總和以作為一寬度總和、該第二區域之牙弓範圍的一牙弓弧長及該第二區域之寬度總和與牙弓弧長之差值以作為該第二區域的一牙齒空間容量差異值，該中線偏差值計算單元還用以取得該正臉影像的一第二區域之一中門齒部分、一側門齒部分及一犬齒部分之其中一者的近心面，並計算該臉部中線及該第二區域之中門齒部分、側門齒部分及犬齒部分之其中一者的近心面之垂直距離以作為該第二區域的一第二偏差值，該位移評估值計算單元還用以根據該第一偏差值、該第二區域的第二偏差值及該第二區域的牙齒空間容量差異值，計算出該矯正病患之第二區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的一位移評估值。
10. 如請求項9所述的牙齒矯正評估系統，還適用於藉由該矯正病患的一齒列側面牙齒影像，對該矯正病患進行牙齒矯正評估，該系統還包含一大臼齒距離計算單元及一 牙齒數目差異計算單元，該大臼齒距離計算單元用以取得該齒列側面牙齒影像之一第一區域中一位於最前方之大臼齒部分的近心面及一第四區域中一位於最前方之大臼齒部分的近心面，並計算該第一區域之大臼齒部分的近心面與該第四區域之大臼齒部分的近心面之垂直距離以作為對應該第一區域及該第四區域的一第三偏差值，該牙齒數目差異計算單元用以分別取得該齒列側面牙齒影像的該第一區域及該第四區域中位於最前方大臼齒部分之前的多個齒部分，並計算出該第一區域之該等齒部分的牙齒總數與該第四區域之該等齒部分的牙齒總數之差值以作為對應該第一區域及該第四區域的一數目差異值，該位移評估值計算單元還用以根據該第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值、對應該第一區域及該第四區域的第三偏差值、該第一區域的第一小臼齒部分或第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度及對應該第一區域及該第四區域的數目差異值，計算出該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的一位移評估值。
11. 如請求項10所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移評估值計算單元利用下列公式計算出該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值： 其中代表該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值，D ₁代表對應該第一區域與該第四區域的第三偏差值，代表該第一區域之第一小臼齒部分或第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度，N ₁代表對應該第一區域與該第四區域的數目差異值。
12. 如請求項10所述的牙齒矯正評估系統，還適用於藉由該矯正病患的另一齒列側面牙齒影像，對該矯正病患進行牙齒矯正評估，該大臼齒距離計算單元還用以取得該另一齒列側面牙齒影像之一第二區域中一位於最前方之大臼齒部分的近心面及一第三區域中一位於最前方之大臼齒部分的近心面，並計算該第二區域之大臼齒部分的近心面與該第三區域之大臼齒部分的近心面之垂直距離以作為對應該第二區域及該第三區域的一第三偏差值，該牙齒數目差異計算單元還用以分別取得該另一齒列側面牙齒影像的該第二區域及該第三區域中位於最前方大臼齒部分之前的多個齒部分，並計算出該第二區域之該等齒部分的牙齒總數與該第三區域之該等齒部分的牙齒總數之差值以作為對應該第二區域及該第三區域的一數目差異值，該位移評估值計算單元還用以根據該第二區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值、對應該第二區域及該第三區域的第三偏差值、該第二區域的一第一小臼齒部分或一第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度及對應該第二 區域及該第三區域的數目差異值，計算出該矯正病患之第三區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的一位移評估值。
13. 如請求項10所述的牙齒矯正評估系統，還適用於藉由該矯正病患的另一牙齒咬合面影像，對該矯正病患進行牙齒矯正評估，其中，該中線偏差值計算單元還用以取得該正臉影像的該臉部中線及一第四區域之一中門齒部分、一側門齒部分及一犬齒部分之其中一者的近心面，並計算該臉部中線及該第四區域之中門齒部分、側門齒部分及犬齒部分之其中一者的近心面之垂直距離以作為該第四區域的一第二偏差值，該空間容量差異計算單元還用以取得該另一牙齒咬合面影像的一第四區域之一牙弓範圍及位於該牙弓範圍中的多個齒部分，並計算出該第四區域之牙弓範圍中該等齒部分對應的牙冠近遠心寬度之總和以作為一寬度總和、該第四區域之牙弓範圍的一牙弓弧長及該第四區域之寬度總和與牙弓弧長之差值以作為該第四區域的一牙齒空間容量差異值，該位移評估值計算單元還用以根據該第四區域之第二偏差值、該第四區域的牙齒空間容量差異值及該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值，計算出該矯正病患之第四區域的中門齒、側門齒和犬齒之其中之一的一位移評估值。
14. 如請求項13所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移 評估值計算單元還用以根據該第四區域之第二偏差值、該第四區域的一第一小臼齒部分或一第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度、該第四區域的牙齒空間容量差異值及該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值，計算出該矯正病患之第四區域的中門齒、側門齒和犬齒之其中之一的位移評估值。
15. 如請求項13所述的牙齒矯正評估系統，還包含一使用者介面單元及一寬度變更計算單元，該使用者介面單元用以供一評估者輸入分別對應於該矯正病患之第四區域之中門齒、側門齒、犬齒、第一小臼齒、第二小臼齒、第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之一中門齒寬度變更值、一側門齒寬度變更值、一犬齒寬度變更值、一第一小臼齒寬度變更值、一第二小臼齒寬度變更值、一第一大臼齒寬度變更值、一第二大臼齒寬度變更值及一第三大臼齒寬度變更值，該寬度變更計算單元用以計算該中門齒寬度變更值、側門齒寬度變更值、犬齒寬度變更值、第一小臼齒寬度變更值、第二小臼齒寬度變更值、第一大臼齒寬度變更值、第二大臼齒寬度變更值及第三大臼齒寬度變更值之總和以作為該第四區域的一寬度變更總和，該位移評估值計算單元還用以根據該第四區域之第二偏差值、該第四區域的牙齒空間容量差異值、該第四區域的寬度變更總和及該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一 的位移評估值，計算出該矯正病患之第四區域的中門齒、側門齒和犬齒之其中之一的位移評估值。
16. 如請求項15所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移評估值計算單元還用以根據該第四區域之第二偏差值、該第四區域的一第一小臼齒部分或一第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度、該第四區域的牙齒空間容量差異值、該第四區域的寬度變更總和及該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值，計算出該矯正病患之第四區域的中門齒、側門齒和犬齒之其中之一的位移評估值。
17. 如請求項16所述的牙齒矯正評估系統，其中，該位移評估值計算單元利用下列公式計算出該矯正病患之第四區域的中門齒、側門齒和犬齒之其中之一的位移評估值： 其中代表該第四區域之第一小臼齒部分或第二小臼齒部分的牙冠近遠心寬度，代表該矯正病患之第四區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值，代表該第四區域之第二偏差值，代表該第四區域的牙齒空間容量差異值，代表該第四區域的寬度變更總和。
18. 如請求項1所述的牙齒矯正評估系統，還包含一使用者介面單元及一矯正指示產生單元，該矯正指示產生單元 用以根據該矯正病患之第一區域的第一大臼齒、第二大臼齒及第三大臼齒之其中之一的位移評估值產生一矯正指示，且該使用者介面單元用以呈現該矯正指示。