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CN114096209A - 通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及其牙齿图像处理装置 - Google Patents

通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及其牙齿图像处理装置 Download PDF

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CN114096209A CN202080046936.1A CN202080046936A CN114096209A CN 114096209 A CN114096209 A CN 114096209A CN 202080046936 A CN202080046936 A CN 202080046936A CN 114096209 A CN114096209 A CN 114096209A
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Abstract

本发明公开一种通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及牙齿图像处理装置。根据一实施例的通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及牙齿图像处理装置不仅针对牙齿图像中的单个牙齿缺失区域，还针对所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物，并基于与周围结构物的关系信息自动植入牙植入物结构物，由此，增加了用户的便利性。

Description

通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为 其提供用户界面的方法及其牙齿图像处理装置
技术领域
本发明涉及一种包括用于牙齿种植手术的引导设计技术的医学图像处理技术。
背景技术
使用软件的牙齿种植手术过程是指在牙齿种植手术之前，在软件上规划牙植入物结构物(牙冠、基牙、夹具等)的植入，并虚拟地在牙齿图像上进行植入。牙植入物植入规划过程需要用户进行大量手动操作。例如，在确定夹具的位置时，用户在确定初始夹具植入位置后通过多次单击操作手动进行调整，并确定夹具的最终位置。因此，通用软件需要多次点击和复杂的用户操作来植入牙植入物结构物。
发明内容
要解决的技术问题
根据一实施例，建议一种最小化用户的手动操作且方便的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及其牙齿图像处理装置。
解决问题的技术方法
根据一实施例的牙齿种植手术规划方法，包括以下步骤：对于牙齿图像，在用于相对于牙齿图像中的单个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的单个植入模式及用于相对于牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的多重植入模式中，进入预定的自动植入模式；在进入的自动植入模式下通过牙齿分离来识别至少一个牙齿缺失区域；基于识别出的牙齿缺失区域，分析与周围结构物的关系信息；以及通过反映与所分析的周围结构物的关系信息，在至少一个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物。
进入预定的自动植入模式的步骤，可以包括以下步骤：通过接收用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号，进入单个植入模式；以及通过用户界面接收选择信号以针对牙齿图像中的所有牙齿缺失自动植入牙植入物结构物，从而进入多重植入模式。
识别至少一个牙齿缺失区域的步骤，可以包括以下步骤：从牙齿图像中移除骨骼部分；从已移除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域；沿预设轴向在所分离的牙齿区域中指定牙齿编号；以及从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺齿区域。
自动植入牙植入物结构物的步骤，可以包括以下步骤：根据指定的牙齿编号来确定夹具的直径；通过基于牙齿缺失面积反映相邻牙齿的长度来确定夹具的长度；基于牙齿缺失面积来确定包括夹具的倾斜度的角度，以便与近中(Mesial)方向的相邻牙齿平行；以及确定夹具的位置，以使到牙龈骨的距离、到骨皮质的距离、到相邻牙齿的距离以及相邻夹具之间的距离中的至少一个分别为预设间隔。
自动植入牙植入物结构物的步骤，可以包括以下步骤：基于所确定位置的夹具上端，将牙冠布置在预定距离处；根据相邻牙齿之间牙齿缺失区域的空间确定牙冠的宽度；根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度确定牙冠的高度；以及当有一颗或没有相邻牙齿时，以其他牙齿的比率确定牙冠的高度。
牙齿种植手术规划方法还可以包括以下步骤：同时对多个牙冠执行模拟。
在同时对多个牙冠执行模拟的步骤中，可以根据夹具的植入数量自动生成桥接，并在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具的状态下删除中间的夹具时，在与每个夹具对应的位置生成连接被连续植入的牙冠的桥接。
根据另一实施例的提供用于规划牙齿种植手术的用户界面的方法，包括以下步骤：显示牙齿图像；显示用于相对于牙齿图像中的所有牙齿缺失植入牙植入物结构物的用户界面；在接收到用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号时，进入单个植入模式，将牙植入物结构物自动植入在指定牙齿缺失区域中，并将其显示在屏幕上；以及在接收到所述用户界面的选择信号后，进入多重植入模式，将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域中，并将其显示在屏幕上。
根据另一实施例的牙齿图像处理装置，包括：数据获取部，其用于获取牙齿图像数据；控制部，其配置用于针对所获取的牙齿图像执行单个植入模式及多重植入模式的屏幕，并基于牙齿缺失区域分析与周围结构物的关系信息，并通过反映与所分析的周围结构物的关系信息，在至少一个牙齿缺失区域自动植入及模拟牙植入物结构物；输入部，其接收用于进入预定自动植入模式的操作信号；以及输出部，其显示自动植入模式屏幕，并在牙齿图像上显示植入结果。
输出部在屏幕上显示用于进入多重植入模式的用户界面，并且，控制部可以配置为：当从输入部接收到用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号时，进入单个植入模式，并将牙植入物结构物自动植入在指定牙齿缺失区域中；当从输入部接收到用于进入所述多重植入模式的用户界面的选择信号时，进入多重植入模式，并将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域中。
控制部可以配置为：执行图像处理以从牙齿图像中移除骨骼部分，并从已移除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域；沿预设轴向在所分离的牙齿区域中指定牙齿编号；从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺齿区域。
控制部可以配置为：根据指定的牙齿编号来确定夹具的直径；通过基于牙齿缺失面积反映相邻牙齿的长度来确定夹具的长度；基于牙齿缺失面积来确定包括夹具的倾斜度的角度，以便与近中(Mesial)方向的相邻牙齿平行；确定夹具的位置，以使到牙龈骨的距离、到骨皮质的距离、到相邻牙齿的距离以及相邻夹具之间的距离中的至少一个分别为预设间隔。
控制部可以配置为：基于所确定位置的夹具上端，将牙冠布置在预定距离处；根据相邻牙齿之间牙齿缺失区域的空间确定牙冠的宽度；根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度确定牙冠的高度；当有一颗或没有相邻牙齿时，以其他牙齿的比率确定牙冠的高度。
控制部可以同时对多个牙冠执行模拟。
控制部可以根据夹具的植入数量自动生成桥接，并在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具的状态下删除中间的夹具时，在与每个夹具对应的位置生成连接被连续植入的牙冠的桥接。
发明的效果
根据一实施例的通过自动植入牙植入物结构物的牙齿种植手术规划方法、为其提供用户界面的方法及其牙齿图像处理装置，当在牙齿图像上植入虚拟的牙植入物结构物时，可以通过最小化用户的手动操作来增加用户的便利性。
例如，由于通过牙齿分离来自动提取牙齿缺失区域，即使用户没有移动到每个牙齿缺失区域并指定其，也可以将牙植物物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域中。并且，不仅可以针对单个牙齿缺失区域，也可以针对牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物。由于基于与牙齿缺失区域的周围结构物的关系信息来自动植入牙植入物结构物，因此即使在植入牙植入物结构物之后，用户也不需要考虑周围结构物来调整牙植入物结构物，从而可以增加用户的便利性。
通过考虑到与植入牙植入物结构物的牙齿缺失区域的周围结构物的关系信息向用户呈现模拟结果，用户可以在植入过程中接收指南。基于与牙齿缺失区域的周围结构物的关系信息自动植入牙植入物结构物，可以反映有关周围结构物的解剖学知识，从而可以提高其准确性。
此外，可以提供与实际手术相同的真实模拟。例如，通过提供根据植入的夹具数量自动生成桥接的模拟，可以向用户提供模拟，以便用户可以执行可得到与实际手术结果相同的模拟。由此，可以解决当与患者进行咨询时仅提供单个牙冠的模拟时出现的效率低的问题。
附图说明
图1为显示根据一实施例的牙齿图像处理装置的配置的附图。
图2为显示根据一实施例的进入单个植入模式的屏幕的附图。
图3为显示根据一实施例的用于示出通过单个植入模式自动植入牙植入物结构物的过程的图像屏幕的附图。
图4为显示根据一实施例的进入多重植入模式的屏幕的附图。
图5为显示根据一实施例的用于示出通过多重植入模式将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域的图像屏幕的附图。
图6为显示根据一实施例的自动植入牙冠的图像屏幕的附图。
图7为显示根据一实施例提供多个牙冠的模拟的图像屏幕的附图。
图8为显示根据一实施例的牙齿种植手术规划方法的流程的附图。
具体实施方式
通过参考将参照附图详细描述的实施例，本发明的方面及特征以及用于实现这些方面及特征的方法将变得明确。然而，本发明并不限于下文公开的实施例，并可以以各种不同形式实现。提供实施例仅为了使本发明彻底、完整，并将本发明的保护范围充分传达给本领域技术人员，本发明仅在所附权利要求书的范围内定义。在整个说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
在描述本发明的实施例时，当确定其详细描述可能不必要地混淆本发明的主题时，将省略本文所结合的相关已知配置或功能的详细描述。下面将描述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，并且可以根据用户、用户的意图或习惯而改变。因此，术语的定义应基于整个说明书的内容。
所附方框图中的方框的组合或所附流程图中的步骤可以由计算机程序指令(执行引擎)执行，并且计算机程序指令可以安装在通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的计算机的处理器中。因此，通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令生成用于执行框图的各个方框或流程图的各个步骤中描述的功能的单元。
计算机程序指令可以存储在面向计算机或其他可编程数据处理装置的计算机可用或可读存储器中，以便以特定方法实现功能。因此，存储在计算机可用或可读存储器中的指令可用于制造包括指令单元的产品，所述指令单元用于执行在框图的各个块或流程图的各个步骤中描述的功能。
此外，计算机程序指令可以安装在计算机或其他可编程数据处理装置中。因此通过在计算机或其他可编程数据处理装置上执行一系列操作步骤来生成处理并操作计算机或其他可编程数据处理装置的指令可以提供用于执行方框图的各个方框中描述的功能的步骤以及流程图的各个步骤。
每个块或每个步骤可以指示包括用于执行特定逻辑功能的一个或多个可执行指令的的模块、段或代码的一部分。在一些替换中，块或步骤中描述的功能可以不按顺序执行。例如，可以基本上同时操作或执行两个块或步骤，并且可以按照与相应功能相反的顺序操作或执行这些块或步骤。
下面，参照附图详细描述本发明的实施例。然而，可以以各种不同形式修改本发明的实施例，并且本发明的范围并不限于以下描述的实施例。提供本发明的实施例仅为向本领域技术人员更完整地描述本发明。
图1为显示根据一实施例的牙齿图像处理装置的配置的附图。
牙齿图像处理装置1是能够执行医学图像处理程序(如用于牙齿种植手术的引导设计程序)的电子装置。所述电子装置包括计算机、笔记本电脑、膝上型电脑、平板电脑、智能手机、移动电话、个人媒体播放器(PMP，personal media player)、个人数字助理(PDA，personal digital assistants)等。除了引导设计程序外，医学图像处理程序还包括扫描程序、CAD程序等。此外，医学图像处理程序可以应用于除用于牙齿种植手术的程序之外的用于处理一般医学图像的程序。
使用包括引导设计程序的牙齿图像处理程序的图像处理过程包括：注册手术患者；获取注册患者的CT图像及口腔模型图像的数据；匹配CT图像及口腔模型图像；从匹配图像数据生成牙弓线并使用牙弓线生成全景图像(panoramic image)；确定患者口腔模型图像中牙冠模型的位置和大小；确定患者CT图像中包括夹具的牙植入物结构物的位置；设计引导形状；及输出最终引导。
在上述过程中，本发明涉及通过牙齿分离自动提取牙齿缺失区域、确定牙植入物结构物在所提取的牙齿缺失区域中的植入的信息、及根据所确定的植入信息将牙植入物结构物自动植入在牙齿图像上的过程。所述牙植入物结构物包括夹具、牙冠和基牙。关于植入的信息包括夹具或牙冠的位置、角度、高度、宽度、长度、直径、形状等。
下面，将参考图1的配置来描述具有上述特征的牙齿图像处理装置1的配置。
参照图1，根据一实施例的牙齿图像处理装置1包括数据获取部10、存储部12、控制部14、输入部16及输出部18。
数据获取部10从患者获取牙齿图像数据。牙植入物结构物的植入所需的牙齿图像数据包括CT图像、口腔模型图像等。数据获取部10可以在程序上执行CT图像和口腔模型图像，或者加载存储在网页和服务器中的数据。
口腔模型图像是具有包括受损牙齿在内的实际牙齿信息的图像数据。口腔模型图像可以通过使用3D扫描器(3D scanner)扫描通过模拟患者口腔生成的石膏模型来获得。作为另一示例，口腔模型图像可以通过使用三维口腔内扫描器(3D intra-oral scanner)扫描患者的口腔内部来获得。获取的口腔模型图像数据可以存储在存储部12中。
可以通过使用计算机断层扫描(CT)或锥形束(CB)CT生成患者头部的断层扫描图像，分离(segmentation)每个断层扫描图像中牙齿部分的边界，然后将图像组合成一个，从而获取CT图像。这些口腔模型图像和CT图像包括通过在患者张口的情况下从上颌牙齿下方处拍摄上颌牙齿而获得的图像、通过在患者张口的情况下从下颌牙齿上方处拍摄下颌牙齿而获得的图像、以及通过在闭口的情况下对局部区域进行成像而获得的图像、口腔X光照片等。获取的CT图像数据可以存储在存储部12中。
存储部12存储各种数据，如执行牙齿图像处理装置1的操作所需的信息和根据执行的操作生成的信息等。根据一实施例的存储部12可以存储单个患者的口腔模型图像和CT图像的数据，并且可以响应于牙科治疗模拟时用户的请求，向控制部14提供从整个口腔模型图像和CT图像中特定患者的口腔模型图像和CT图像。此时，存储部12可以存储单个患者的上牙图像和下牙图像，并且可以响应于用户的请求向控制部14提供与特定患者的口腔模型图像和CT图像匹配的上牙图像和下牙图像。
控制部14通过计算机程序的控制规划植入牙植入物，并在根据牙植入物植入规划对牙齿图像执行模拟的同时控制每个组件。控制部14配置通过输出部18在屏幕上显示的屏幕信息。牙齿图像是指二维(2D)、三维(3D)等多维图像，其示出为牙齿种植手术规划而生成的患者牙齿的排列。各种类型的图像，如X射线图像、CT图像、MRI图像、全景图像、口腔扫描图像、通过重新配置生成的图像及通过匹配多个图像获得的图像等，可以用于牙齿种植手术规划。
根据一实施例的控制部14根据单个植入模式或多重植入模式，相对于牙齿图像自动植入牙植入物结构物。单个植入模式是用于在牙齿图像中的单个牙齿缺失区域中自动植入牙植入物结构物的模式。多重植入模式是在牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的模式。
根据一实施例的控制部14在进入的自动植入模式下通过牙齿分离来识别牙齿缺失区域。牙齿缺失区域是指已拔掉或被损坏的区域。为了识别牙齿缺失区域，控制部14图像处理牙齿图像。例如，从牙齿图像中删除骨骼部分，并从已删除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域。随后，沿着预设的轴向向分离的牙齿区域指定牙齿编号，并且从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺失区域。稍后将参考图3的步骤1(牙齿分离步骤)来描述其实施例。
根据一实施例的控制部14根据患者的口腔环境确定要实际植入的牙植入物结构物的植入的信息，然后根据确定的植入信息在牙齿图像上自动植入并模拟牙植入物结构物。植入信息包括牙植入物结构物的位置、角度、高度、宽度、长度、直径、形状等。例如，控制部14基于牙齿缺失区域，分析与周围结构物(例如牙龈骨、牙龈边缘、相邻牙齿、上颌窦、神经管、骨密度等)的信息关系，通过反映已分析的与周围结构物关系信息，将牙植入物结构物植入在牙齿缺失区域。基于与牙齿缺失区域的周围结构物的关系信息自动植入牙植入物结构物，可以反映关于周围结构物的解剖学知识，从而提高准确性。稍后将参考图3描述反映与周围结构物的关系信息的控制部14的牙植入物结构物植入方法。
根据一实施例的控制部14同时对多个牙冠进行模拟。此时，控制部14可以根据夹具的植入数量自动生成桥接(bridge)。例如，当在牙齿图像中连续放置三个或更多个夹具的状态下删除中间的夹具时，控制部14生成桥接，以连接在与相应夹具的位置相对应的位置处连续植入的牙冠。稍后将参考图7描述其实施例。
输入部16接收用户操作信号。例如，输入部16接收用于进入包括单个植入模式和多重植入模式的自动植入模式的用户操作信号。为了进入单个植入模式，可以接收用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号。稍后将参考图2描述其实施例。为了进入多重植入模式，可以通过用户界面接收选择信号，用于相对于牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物。稍后将参考图4描述其实施例。
输入部16接收用于在必要时对包括夹具的图像数据进行微调的用户操作，该图像数据由控制部14确定并通过输出部18显示在屏幕上，以另外调整夹具的位置和尺寸。
输出部18显示屏幕。此时，输出部18在屏幕上显示图像数据(CT图像、口腔模型图像、全景图像等)。CT图像可以表示为轴向视图(Axial View)、矢状视图(Sagittal View)、冠状视图(Coronal View)等。此外，输出部18在屏幕中的图像上显示牙植入物结构物的植入结果，并模拟牙植入物结构物的植入结果。输出部18显示自动植入模式屏幕。为了进入用于相对于牙齿图像中的所有缺失牙齿自动植入牙植入物结构物的多重模式，输出部18可以在屏幕上显示用于选择多重植入模式的用户界面。
图2为显示根据一实施例的进入单个植入模式的屏幕的附图。
参照图2，牙齿图像处理装置通过从用户接收用于在牙齿图像(例如，全景图像20)中指定预定牙齿缺失区域200的选择信号来进入单个植入模式。单个植入模式是相对于牙齿图像中的单个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的模式。可以通过针对牙齿缺失区域200单击鼠标的操作等来输入选择信号。当进入单个植入模式时，牙齿图像处理装置将包括夹具、基牙、牙冠等的牙植入物结构物植入在指定的牙齿缺失区域中。将参考稍后描述的图3来描述以单个植入模式自动植入牙植入物结构物的过程。
图3为显示根据一实施例的用于示出通过单个植入模式自动植入牙植入物结构物的过程的图像屏幕的附图。
图3示出用于相对于单个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的单个植入模式的过程，然而，应注意，相同的基准也可应用于相对于所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的多重植入模式。
在步骤1中，牙齿图像处理装置自动分离(segmentation)牙齿区域。为此，在从CT图像或全景图像中移除骨骼部分之后，在已移除骨骼部分的CT图像或全景图像中分离牙齿区域。此时，可以执行从牙齿图像提取硬组织区域并从提取的硬组织区域移除骨骼部分的操作。例如，通过从牙齿图像中去除软组织(soft tissue)、空气(air)、水(water)等来提取硬组织(hard tissue)。硬组织包括牙齿(teeth)、骨(bone)、牙植入物(implant)等，骨包括颈骨、颌骨等。骨密度(bone density)、灰度(gray scale)、亨斯菲尔德单位(HU，Hounsfield unit)等可用于提取软组织、硬组织及硬组织中的骨骼部分。随后，通过为已移除骨骼部分的每个单独牙齿设置边界来分离每个牙齿区域。
随后，为每个分离的牙齿区域指定牙齿编号。例如，选择每个牙齿区域的中心点后，将基于选定的中心点沿水平轴方向自动设置牙齿编号。可以使用国际牙科联合会编号系统(Federation Dentaire International Numbering System)来设置牙齿编号。此方法是牙医广泛使用的国际符号。通过自动设置的牙齿编号，可以识别一行中牙齿的顺序和位置。
此外，从分离的牙齿区域中自动提取缺失的牙齿区域。例如，当设置的牙齿编号的各个牙齿的中心点之间的距离超过预设距离时，将相应的牙齿确定为缺失牙齿。作为另一示例，在全景图像中，当为其设置牙齿编号的每个单独牙齿的中心点与牙弓线(arch line)之间的距离超过预设间隔时，将相应的牙齿确定为缺失牙齿。由于自动提取牙齿缺失区域，因此即使用户没有移动到每个牙齿缺失区域并指定牙齿缺失区域，也可以相对于所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物。从步骤2开始，相对于牙齿缺失区域植入牙植入物结构物。
在步骤2中，牙齿图像处理装置将牙冠310植入在牙齿缺失区域中。此时，可以确定牙冠310的植入位置及尺寸。牙冠310的形状根据缺失牙齿的牙齿编号自动确定。此外，基于分析周围结构物的结果，调整牙冠310的植入位置及尺寸。例如，对于每个指定的牙齿编号，根据相邻牙齿300-1、300-2之间的牙齿缺失区域的空间来确定牙冠310的宽度，并根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度来确定牙冠310的高度。相邻牙齿300-1、300-2指位于缺失牙齿左右两侧的牙齿，对牙合牙(antagonistic teeth)指基于牙齿咬合在与缺失牙齿对应的上颌或下颌位置形成的牙齿。牙冠310的植入位置可以根据夹具320的位置进行调整。例如，将牙冠310布置在基于夹具上端的预设距离处，例如，在3mm的位置处。
在步骤3中，牙齿图像处理装置使用布置在CT图像或全景图像上的牙冠310的位置来确定夹具320的初始位置。例如，夹具320的初始位置基于牙冠310的轴来确定。即，夹具320的初始位置被确定为位于牙冠310的中心，同时具有与牙冠310的中心轴相同的中心轴。然而，当考虑到包括牙龈骨的其他解剖结构来确定夹具320的最终位置时，牙冠310的中心轴和夹具320的中心轴可能彼此不同。夹具的直径可以根据指定的牙齿编号进行调整。
随后，基于通过步骤4至步骤6分析夹具320的周围结构物的结果，调整夹具320的植入位置及尺寸。在步骤4中，牙齿图像处理装置可以使用夹具320与CT图像或全景图像中患者的相邻牙齿300-1、300-2之间的角度来调整夹具320的植入角度。例如，在CT图像或全景图像中，确定夹具320的倾斜度340，以便在近中(Mesial)方向上平行于相邻牙齿300-2的倾斜度330。当没有相邻牙齿时，可以调整夹具320的倾斜度，以便与另一个牙齿平行，例如，植入的夹具或待植入的夹具。此外，夹具320的长度可以通过反映相邻牙齿的长度来调整。
在步骤5及步骤6中，牙齿图像处理装置基于为每个牙齿编号植入的夹具的初始位置，考虑与周围结构物(例如牙龈骨、皮质骨、相邻牙齿、相邻夹具等)的关系信息来调整夹具的位置。例如，调整夹具320的位置，使得牙龈骨线350与夹具320之间在夹具320的顶部方向上的距离为预设距离，例如，至少1mm360。调整夹具320的位置，以使夹具320与牙龈骨线350之间在近中(Mesial)方向上的距离为预设距离，例如，至少1.5mm。为此，为了调整步骤6的夹具的位置，可以先执行步骤5的自动提取牙龈骨线350的过程。
此外，可以通过反映到皮质骨(Cortical bone)的距离、到相邻牙齿的距离以及夹具之间的距离来调整夹具320的位置。例如，在CBCT图像的情况下，调整夹具320的位置，使得到皮质骨的距离是预设距离，例如，1.5mm的间隔。可以调整夹具320的位置，以使到相邻牙齿的距离为预设距离，例如，1.5至2.0mm。可以调整夹具320的位置，以使到相邻夹具的距离为预设距离，例如，3.0mm。
图4为显示根据一实施例的进入多重植入模式的屏幕的附图。
参照图4，在牙齿图像(例如，全景图像20)中，牙齿图像处理装置在屏幕上显示用于针对牙齿图像中的所有缺失牙齿自动植入夹具的用户界面400。图4示出了作为用户界面400的“牙植入物植入按钮”，然而，用户界面可以改变为除了按钮形式之外还可显示为图形界面的任何现有界面形式，如上下文菜单(Context menu)等。
当从用户接收到用户界面400的选择信号时，牙齿图像处理装置进入多重植入模式。多重植入模式是一种分别在牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植物物结构物的模式。可以通过在用户界面400上单击鼠标的操作等来输入选择信号。一旦进入多重植入模式，牙齿图像处理装置相对于所有牙齿缺失区域植入牙植入物结构物。在所有牙齿缺失区域中自动植入牙植入物结构物的基准与上文参考图3所述的单个植入模式相同。通过图3的牙齿分离自动提取所有牙齿缺失区域。
图5为显示根据一实施例的用于示出通过多重植入模式将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域的图像屏幕的附图。
参照图5，当牙齿图像中有5个牙齿缺失区域时，在多重植入模式下相对于所有牙齿缺失区域自动植入夹具320-1、320-2、320-3、320-4及320-5以及牙冠310-1、310-2、310-3、310-4及310-5。以上述参考图3的单个植入模式下植入牙植入物结构物的过程相同的基准，执行各个夹具320-1、320-2、320-3、320-4及320-5以及牙冠310-1、310-2、310-3、310-4及310-5的夹具植入。
图6为显示根据一实施例的自动植入牙冠的图像屏幕的附图。
参照图6，基于牙齿缺失区域，根据相邻牙齿300-1、300-2之间的牙齿缺失区域的空间确定牙冠310的宽度，并根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度来确定牙冠310的高度。当有一颗或没有相邻牙齿时，可以根据其他牙齿(例如，牙齿缺失的镜像牙齿)的比率来确定牙冠的高度。
图7为显示根据一实施例提供多个牙冠的模拟的图像屏幕的附图。
参照图7，牙齿图像处理装置可以在模拟时提供多个牙冠的模拟。此时，可以根据夹具的植入数量来自动生成桥接。例如，在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具320-1、320-2、320-3的状态下删除中间的夹具320-2时，可以在与每个夹具320-1、320-2、320-3对应的位置生成连接被连续植入的牙冠310-1、310-2、310-3的桥接700。由此，可以提供与实际手术结果相同的模拟。
图8为显示根据一实施例的牙齿种植手术规划方法的流程的附图。
参照图8，牙齿图像处理装置对于牙齿图像，在单个植入模式及多重植入模式中，进入预定的自动植入模式(步骤S810)。单个植入模式是用于相对于牙齿图像中的单个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的模式。多种植入模式是用于相对于牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的模式。可以通过接收用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号来进入单个植入模式。可以通过由用户界面接收选择信号来进入多重植入模式，其中所述用户界面用于相对于牙齿图像中的所有缺失牙齿自动植入牙植入物结构物。
随后，牙齿图像处理装置在进入的自动植入模式下通过牙齿分离来识别至少一个牙齿缺失区域(步骤S820)。例如，从牙齿图像中移除骨骼部分，并从已移除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域。此时，沿预设轴向在所分离的牙齿区域中指定牙齿编后，从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺齿区域。
随后，牙齿图像处理装置基于识别出的牙齿缺失区域，分析与周围结构物的关系信息(步骤S830)，并通过反映与所分析的周围结构物的关系信息，在至少一个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物(步骤S840)。
例如，当植入夹具时，可以根据指定的牙齿编号来确定夹具的直径，并通过基于牙齿缺失面积反映相邻牙齿的长度来确定夹具的长度。另外，可以基于牙齿缺失面积来确定包括夹具的倾斜度的角度，以便与近中(Mesial)方向的相邻牙齿平行。并且，可以确定夹具的位置，以使到牙龈骨的距离、到骨皮质的距离、到相邻牙齿的距离以及相邻夹具之间的距离中的至少一个分别为预设间隔。
当植入牙冠时，可以基于所确定位置的夹具上端，将牙冠布置在预定距离处。可以根据相邻牙齿之间牙齿缺失区域的空间确定牙冠的宽度。可以根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度确定牙冠的高度。当有一颗或没有相邻牙齿时，可以以其他牙齿的比率确定牙冠的高度。
另外，还可以包括以下步骤：同时对多个牙冠执行模拟。此时，可以根据夹具的植入数量自动生成桥接。例如，在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具的状态下删除中间的夹具时，在与每个夹具对应的位置生成连接被连续植入的牙冠的桥接。由此，可以提供与实际手术相同的模拟结果。
虽然本发明包括示例性实施例，但对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以在这些示例实施例中进行形式和细节上的各种改变。本文描述的示例性实施例仅在描述意义上考虑，而非出于限制的目的。因此，本发明的范围不是由详细描述所限定，而是由权利要求及其等效物所限定，凡在权利要求书及其等效物范围内的变化，均应理解为包括在本发明中。

Claims (15)

1.一种牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
包括以下步骤：
对于牙齿图像，在用于相对于牙齿图像中的单个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的单个植入模式及用于相对于牙齿图像中的所有牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物的多重植入模式中，进入预定的自动植入模式；
在进入的自动植入模式下通过牙齿分离来识别至少一个牙齿缺失区域；
基于识别出的牙齿缺失区域，分析与周围结构物的关系信息；以及
通过反映与所分析的周围结构物的关系信息，在至少一个牙齿缺失区域自动植入牙植入物结构物。
2.根据权利要求1所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
进入预定的自动植入模式的步骤，包括以下步骤：
通过接收用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号，进入单个植入模式；以及
通过用户界面接收选择信号以针对牙齿图像中的所有缺失牙齿自动植入牙植入物结构物，从而进入多重植入模式。
3.根据权利要求1所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
识别至少一个牙齿缺失区域的步骤，包括以下步骤：
从牙齿图像中移除骨骼部分；
从已移除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域；
沿预设轴向在所分离的牙齿区域中指定牙齿编号；以及
从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺齿区域。
4.根据权利要求1所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
自动植入牙植入物结构物的步骤，包括以下步骤：
根据指定的牙齿编号来确定夹具的直径；
通过基于牙齿缺失面积反映相邻牙齿的长度来确定夹具的长度；
基于牙齿缺失面积来确定包括夹具的倾斜度的角度，以便与近中方向的相邻牙齿平行；以及
确定夹具的位置，以使到牙龈骨的距离、到骨皮质的距离、到相邻牙齿的距离以及相邻夹具之间的距离中的至少一个分别为预设间隔。
5.根据权利要求1所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
自动植入牙植入物结构物的步骤，包括以下步骤：
基于所确定位置的夹具上端，将牙冠布置在预定距离处；
根据相邻牙齿之间牙齿缺失区域的空间确定牙冠的宽度；
根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度确定牙冠的高度；以及
当有一颗或没有相邻牙齿时，以其他牙齿的比率确定牙冠的高度。
6.根据权利要求1所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
还包括以下步骤：
同时对多个牙冠执行模拟。
7.根据权利要求6所述的牙齿种植手术规划方法，其特征在于，
在同时对多个牙冠执行模拟的步骤中，根据夹具的植入数量自动生成桥接，并在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具的状态下删除中间的夹具时，在与每个夹具对应的位置生成连接被连续植入的牙冠的桥接。
8.一种提供用于规划牙齿种植手术的用户界面的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
显示牙齿图像；
显示用于相对于牙齿图像中的所有缺失牙齿植入牙植入物结构物的用户界面；
在接收到用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号时，进入单个植入模式，将牙植入物结构物自动植入在指定牙齿缺失区域中，并将其显示在屏幕上；以及
在接收到所述用户界面的选择信号后，进入多重植入模式，将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域中，并将其显示在屏幕上。
9.一种牙齿图像处理装置，其特征在于，
包括：
数据获取部，其用于获取牙齿图像数据；
控制部，其配置用于针对所获取的牙齿图像执行单个植入模式及多重植入模式的屏幕，并基于牙齿缺失区域分析与周围结构物的关系信息，并通过反映与所分析的周围结构物的关系信息，在至少一个牙齿缺失区域自动植入及模拟牙植入物结构物；
输入部，其接收用于进入预定自动植入模式的操作信号；以及
输出部，其显示自动植入模式屏幕，并在牙齿图像上显示植入结果。
10.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
输出部在屏幕上显示用于进入多重植入模式的用户界面，
控制部配置为：
当从输入部接收到用于在牙齿图像中指定预定牙齿缺失区域的选择信号时，进入单一植入模式，并将牙植入物结构物自动植入在指定牙齿缺失区域中，
当从输入部接收到用于进入所述多重植入模式的用户界面的选择信号时，进入多重植入模式，并将牙植入物结构物自动植入在所有牙齿缺失区域中。
11.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
控制部配置为：
执行图像处理以从牙齿图像中移除骨骼部分，并从已移除骨骼部分的牙齿图像中分离牙齿区域，
沿预设轴向在所分离的牙齿区域中指定牙齿编号，
从指定有牙齿编号的牙齿区域中提取至少一个牙齿缺齿区域。
12.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
控制部配置为：
根据指定的牙齿编号来确定夹具的直径，
通过基于牙齿缺失面积反映相邻牙齿的长度来确定夹具的长度，
基于牙齿缺失面积来确定包括夹具的倾斜度的角度，以便与近中方向的相邻牙齿平行，
确定夹具的位置，以使到牙龈骨的距离、到骨皮质的距离、到相邻牙齿的距离以及相邻夹具之间的距离中的至少一个分别为预设间隔。
13.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
控制部配置为：
基于所确定位置的夹具上端，将牙冠布置在预定距离处，
根据相邻牙齿之间牙齿缺失区域的空间确定牙冠的宽度，
根据对牙合牙(antagonistic teeth)的咬合高度确定牙冠的高度，
当有一颗或没有相邻牙齿时，以其他牙齿的比率确定牙冠的高度。
14.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
控制部同时对多个牙冠执行模拟。
15.根据权利要求9所述的牙齿图像处理装置，其特征在于，
控制部根据夹具的植入数量自动生成桥接，并在牙齿图像中连续植入三个以上的夹具的状态下删除中间的夹具时，在与每个夹具对应的位置生成连接被连续植入的牙冠的桥接。
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