用于咬合配準的方法和系統的制作方法
【專利說明】用于咬合配準的方法和系統 發明領域
[0001] 本發明涉及了牙科三維（3D)成像技術領域，并且更具體地，涉及用于使用至少兩 個咬合表面進行咬合配合的方法和計算機化系統。
[0002] 發明背景
[0003] 在牙科領域中，在治療過程中，其中一關鍵點在于獲得對應于咬緊狀態的準確3D 牙齒模型。3D相機系統用于直接形成患者3D牙齒模型，這就無需澆鑄印模材料并將印模材 料送往實驗室以進行修復。這減少了成本并簡化了牙體修復工作流程。
[0004] 對于構造全局3D牙齒模型過程，咬合配準的步驟是必要且重要的步驟之一。咬 合配準是將上頌與下頌配準的過程，這可建立處于咬緊狀態下的上頌與其對應下頌間的3D 空間定位關系。
[0005] 在現有3D相機系統中，咬合配準期間，構造全局3D牙齒模型僅需一個咬合表面。 在這種方法中，單個咬合表面由掃描儀從咬緊牙齒的一個特定位置（諸如白齒右側）捕獲， 隨后，所獨立捕獲的上頌和下頌的3D牙齒模型以半自動方式拼接（stitch)到咬合表面上， 以便完成咬合配準。然而，當整副牙齒包含多個牙齒（諸如多于5個牙齒）時，僅從咬合表 面的一個位置獲得的咬合配準可能引起另一位置上的顯著失配。例如，當僅僅使用對應于 臼齒右側的一個咬合表面時，在對應于遠端（諸如切牙或白齒右側）的咬合配準中存在幾 百微米失配。因此，難以確保咬合配準的總體準確性，這會造成這個單個咬合配準所構造的 最終虛擬全局3D牙齒模型與在唯一咬緊狀態下的實際全局牙齒之間可能存在較大偏差。
[0006] 羅斯· J ·米勒（Ross J. Miller)等人的美國公開號US2005/0196724A1公開一種 咬合配準設備，這種設備使用利用印膜材料來填充的方塊（200)記錄咬合配置。顯然，這種 設備無法提供數字可視咬合表面，并且因此無法適于數字3D相機系統。
[0007] 另外，魯迪格?魯伯特等人的美國專利號US 8121718B2公開一種基于對牙齒的口 內掃描的交互矯畸護理系統。在這種系統中，當將上頌和下頌兩者拼接到咬合表面上時，操 作以手動的方式完成。此外，僅將一個咬合表面用于獲得牙齒的3D虛擬模型。
[0008] 發明概述
[0009] 鑒于上述問題，本發明的目標在于至少提高咬合配準的準確性。
[0010] 為了實現上述目標或者其他目標，本發明提供了以下技術解決方案。
[0011] 根據本發明的一個方面，提供一種咬合配合方法，這種方法包括以下步驟：
[0012] a.生成上頌和下頌的三維（3D)牙齒模型；
[0013] b.獲取同時包含上頌和下頌的一部分的咬合表面；
[0014] c.嘗試將所述上頌和所述下頌的所述3D牙齒模型與所述咬合表面對齊；
[0015] d.如果成功對齊，那么將所述咬合表面與同所述咬合表面對齊的所述上頌和所述 下頌的所述3D牙齒模型一起顯示；
[0016] e.重復步驟b至步驟d，以便獲得對應于不同所顯示的咬合表面的至少兩次成功 咬合配準；
[0017] f.通過評估至少兩次成功咬合配準，選擇一次或多次成功咬合配準；以及
[0018] g.使用所選擇的一次或多次成功咬合配準計算最終咬合配準。
[0019] 根據本發明的另一方面，提供一種咬合配準系統，所述咬合配準系統包括：
[0020] 用以生成上頌和下頌的3D牙齒模型的裝置；
[0021] 用以獲取同時包含上頌和下頌的一部分的咬合表面的裝置；
[0022] 用以嘗試將所述上頌和所述下頌的所述3D牙齒模型與所述咬合表面對齊的裝 置；
[0023] 用以如果成功對齊那么將所述咬合表面與同所述咬合表面對齊的所述上頌和所 述下頌的所述3D牙齒模型一起顯示的裝置；
[0024] 用以通過重復獲得對應于不同所顯示的咬合表面的至少兩次成功咬合配準的裝 置；
[0025] 用以通過評估至少兩次成功咬合配準，選擇一次或多次成功咬合配準的裝置；以 及
[0026] 用以使用所選擇的一次或多次成功咬合配準計算最終咬合配準的裝置。
[0027] 根據本發明的又一方面，提供一種咬合配準系統，所述咬合配準系統包括掃描儀 和計算機化工作站，其中所述工作站配置為：
[0028] 生成上頌和下頌的3D牙齒模型；
[0029] 獲取同時包含上頌和下頌的一部分的咬合表面；
[0030] 嘗試將所述上頌和所述下頌的所述3D牙齒模型與所述咬合表面對齊；
[0031] 如果成功對齊，那么將所述咬合表面與同所述咬合表面對齊的所述上頌和所述下 頌的所述3D牙齒模型一起顯示；
[0032] 重復獲取步驟至顯示步驟，以便獲得對應于不同所顯示的咬合表面的至少兩次成 功咬合配準；
[0033] 通過評估至少兩次成功咬合配準，選擇一次或多次成功咬合配準；以及
[0034] 使用所選擇的一次或多次成功咬合配準計算最終咬合配準。
[0035] 附圖簡述
[0036] 本發明的上述及其他目標和優點將參考附圖從以下【具體實施方式】彎曲理解，在附 圖中，相同或類似的元件是由相同參考符號指示。
[0037] 圖1是根據本發明的實施方案的咬合配準系統的示意結構視圖；
[0038] 圖2是根據本發明的實施方案的咬合配準方法的工作流程；
[0039] 圖3是根據本發明的實施方案的咬合配準的示意工作流程；
[0040] 圖4 (a)是上頌的3D牙齒模型；
[0041] 圖4(b)是下頌的3D牙齒模型；
[0042] 圖5是監控器中顯示的咬合表面的示意圖；
[0043] 圖6是根據本發明的實施方案的將3D牙齒模型與咬合表面對齊的示意工作流 程；
[0044] 圖7是根據本發明的實施方案的成功拼接時的用戶界面顯示；
[0045] 圖8是根據本發明的實施方案的并未成功拼接時的用戶界面顯示；
[0046] 圖9示出多個矩陣插值的示意工作流程；
[0047] 圖10示出具有咬合表面的所獲取的3D表面的一部分。
【具體實施方式】
[0048] 本發明的許多可能的實施方案中的一些將在下文進行描述以提供對本發明的基 本理解，并且并未標識本發明的重要或關鍵元件或限定保護范圍。可容易地理解，根據本發 明的技術解決方案，在不背離本發明的真實精神的情況下，本領域的普通技術人員能夠提 出其他替代實現方式。因此，以下實施方案和附圖是本發明的技術解決方案的說明性的描 述，并且應理解為構成本發明的整個內容，或限制或限定本發明的技術解決方案。
[0049] 圖1是根據本發明的實施方案的咬合配準系統的示意結構視圖。系統10至少用 于咬合配準。如圖1簡單所示，在該實施方案中，系統10包括掃描儀13以及計算機化工作 站11。掃描儀13是由牙科醫師手持，并且它可部分放入患者90 口中。當放入口中時，掃描 儀13可按需要捕獲牙齒的圖像或其他3D視圖。掃描儀13和工作站11可以無