專利名稱：：基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種計算機輔助牙齒正畸方法，尤其是涉及一種基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法，其應(yīng)用于牙齒正畸領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計和模擬。二
背景技術(shù)：
：計算機技術(shù)在牙齒正畸領(lǐng)域的重要應(yīng)用就是幫助醫(yī)生模擬牙齒矯正的全過程，而醫(yī)生只需在這個過程中指定關(guān)鍵點處牙齒的狀態(tài)。計算機如何生成牙齒矯正過程，目前代表性的技術(shù)是基于牙狀態(tài)的復雜治療路徑技術(shù)，它的基本生成思想是1、設(shè)定牙齒移動的步距(每步移動多少距離和旋轉(zhuǎn)多少度)。2、記錄每顆牙齒在治療開始和結(jié)束時的狀態(tài)(相對于初始位置移動了多少距離和旋轉(zhuǎn)了多少度)，以及若干中間狀態(tài)(若有)，有n個中間狀態(tài)，該牙的移動就會劃分為n+l段。3、計算每顆牙每段移動多少步，一步就是一個治療階段，牙齒移動的每段是首位相接的。4、確定每顆牙齒每段的開始時間。此方法的不足之處是，因為該技術(shù)是基于單個牙的，當確定每顆牙每段的開始時間時，需要充分考慮與其它牙的相互關(guān)系，會大大增加治療方案的生成難度。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決上述
背景技術(shù)：
中的不足之處，提供一種基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法，其避免考慮牙齒每段的開始移動時間，大大降低了治療方案的制作難度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法，其特征在于包括以下操作步驟1)初始化一個頜狀態(tài)數(shù)組；2)讀取牙齒步距表；3)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引，每個索引指向一個頜狀態(tài);4)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引，頜中所有牙對應(yīng)一個索引；5)將頜內(nèi)牙齒從初始狀態(tài)移動到目標狀態(tài)的每個關(guān)鍵順序楨保存成一個頜狀態(tài)，保存在頜狀態(tài)數(shù)據(jù)組中；6)判斷頜狀態(tài)個數(shù)，若頜狀態(tài)個數(shù)》2則進入下一步，若頜狀態(tài)個數(shù)〈2則返回上一步；7)用頜狀態(tài)數(shù)組中前后兩個頜狀態(tài)造的一個矯治階段，計算出中間的若干插值頜狀態(tài)及該階段行走步數(shù)，將前、插值、后頜狀態(tài)順序保存到實際牙齒步距表中，實際牙齒步進索引加上這段行走步數(shù)；8)動畫顯示實際牙齒步距表中保留的頜狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下-本發(fā)明的著眼點是頜，而不是單獨的牙，所以記錄的是頜的狀態(tài)，頜的狀態(tài)中包含每顆牙的狀態(tài)。記錄狀態(tài)等級的升高，使醫(yī)生在制作治療方案時考慮的都是頜在每個時刻的變化，使牙齒的存在透明化，大大降低了治療方案的制作難度。四圖1至圖6為整體外觀及操作圖。圖7為本發(fā)明的程序流程圖。五具體實施例方式參見圖7，本發(fā)明的工作程序流程如下1)初始化一個頜狀態(tài)數(shù)組；過程如圖1所示，其中頜狀態(tài)指頜中所有牙齒當前相對于初始位置所移動的距離和旋轉(zhuǎn)的角度(a,b,c，lx，ly，lz),初始牙齒位置為(0，0，0，0，0，0)，其中前三位代表平移，后三位代表分別繞x，y，z旋轉(zhuǎn)的角度，用這6個數(shù)字，根據(jù)下面這個矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>可以恢復出牙齒在3維坐標系中的唯一位置。頜狀態(tài)數(shù)組就是頜狀態(tài)的一個集合，它的存儲體為float[頜狀態(tài)個數(shù)][牙齒個數(shù)][6]。2)讀取牙齒步距表；過程如圖2所示，牙齒步距表其實就是牙齒的速度表，包含每顆牙齒的平移速度和旋轉(zhuǎn)速度，牙齒沿l)中6個分量上的移動速度不能超過這個數(shù)值，可以起到限定牙齒移動速度的功能。3)初始化實際牙齒步距表；過程如圖3所示，實際牙齒步距表存放的是，治療方案的每一步，每顆牙齒相對于其初始位置移動的距離和旋轉(zhuǎn)的角度，即第一步中的(a，b，c，lx，ly，lz)。4)將頜內(nèi)牙齒從初始狀態(tài)移動到目標狀態(tài)的每個關(guān)鍵楨保存成頜狀態(tài)；牙齒目標狀態(tài)指矯治的最終狀態(tài)，即牙齒排列良好的狀態(tài)。關(guān)鍵楨指牙齒移動先后順序改變點、牙齒移動方向改變點等。實例如圖4所示的一個擁擠的情況，目標狀態(tài)是c，牙2要進入牙齒序列，就需要先將牙l、牙3移開(狀態(tài)b),然后牙2再移入，狀態(tài)b即是一個關(guān)鍵楨。關(guān)鍵楨時每個牙齒相對于初始位置的移動量可保存成一個頜狀態(tài)。5)由開始、結(jié)束頜狀態(tài)組成一個矯治階段，自動計算中間若干插值頜狀態(tài)；開始、結(jié)束頜狀態(tài)是從1)中的頜狀態(tài)數(shù)組中得到的，中間若干插值頜狀態(tài)的計算過程如圖5所示，一個插值頜狀態(tài)代表治療階段的一步。牙齒行走距離=牙齒這段結(jié)束(a,b,c，lx，ly,lz)-牙齒這段開始(a，b,c,lx，ly，lz)，牙齒的移動速度從2)中的牙齒步距表中得到。牙齒行走步數(shù)計算方法為用3個平移分量除以平移速度，3個角度分量除以旋轉(zhuǎn)速度，碰到余數(shù)步數(shù)加一，得到6個步數(shù)，6個中最大的作為這顆牙的步數(shù)。所有牙的最大步數(shù)為這段的移動總步數(shù)。計算插值頜狀態(tài)的方法是，用這顆牙的6個分量上的移動距離除以這顆牙自己的移動步數(shù)Sn，得到這顆牙6個分量上的移動速度ki，然后從0到Sn，其相對于初始狀態(tài)的移動距離i-開始位置i+kW速度分量i,i從1到6,對于Sn+1到這段移動總部數(shù)這段區(qū)間內(nèi)，這顆牙的移動距離等于結(jié)束位置。6)填充實際牙齒步距表中；過程如圖6所示，將治療階段的所有頜狀態(tài)(開始、插值、結(jié)束頜狀態(tài))更新到實際牙齒步距表做法是，實際步距表的存儲結(jié)構(gòu)為float[總步數(shù)][牙齒個數(shù)][2][6]，頜狀態(tài)的存儲結(jié)構(gòu)為float[牙齒個數(shù)][2][6]，從1到治療總步數(shù)，依次賦值就行了。7)觀察治療方案；牙齒實際步距表填充完畢后，可以從1到步距標最大步數(shù)，每隔0.5秒，按照第l)步中將的位置恢復矩陣，恢復這一步每顆牙齒的位置，就可以觀察牙齒的矯正過程。實施例如圖4，保存有3個頜狀態(tài)，參數(shù)如下所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>生成治療方案的過程如下A-B治療階段，按照圖5的過程，牙l行進的距離為(-2，1，0，0，0，0)，牙3行進距離為(2，1,0，0，0，0)，按照步距表中速度，牙l個分量行走步數(shù)為(10，5，0，0,0，0)，牙3為(8，4，0，0，0,0),所以牙1這段走10步，牙3走8步，所以這段走10步，牙l的各分量速度為(0.2，0.1，0，0，0，0)，牙3各分量速度為(0.25，)。按照5)中計算插值頜狀態(tài)的方法，兩顆牙的所有治療階段頜狀態(tài)列表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>同理可產(chǎn)生B-C的頜狀態(tài)列表，將兩個表連在一起，就可成為實際牙齒步距表。權(quán)利要求1、一種基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法，其特征在于包括以下操作步驟1)初始化一個頜狀態(tài)數(shù)組；2)讀取牙齒步距表；3)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引，每個索引指向一個頜狀態(tài)；4)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引，頜中所有牙對應(yīng)一個索引；5)將頜內(nèi)牙齒從初始狀態(tài)移動到目標狀態(tài)的每個關(guān)鍵順序楨保存成一個頜狀態(tài)，保存在頜狀態(tài)數(shù)據(jù)組中；6)判斷頜狀態(tài)個數(shù)，若頜狀態(tài)個數(shù)≥2則進入下一步，若頜狀態(tài)個數(shù)＜2則返回上一步；7)用頜狀態(tài)數(shù)組中前后兩個頜狀態(tài)造的一個矯治階段，計算出中間的若干插值頜狀態(tài)及該階段行走步數(shù)，將前、插值、后頜狀態(tài)順序保存到實際牙齒步距表中，實際牙齒步進索引加上這段行走步數(shù)；8)動畫顯示實際牙齒步距表中保留的頜狀態(tài)。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于頜狀態(tài)的復雜治療路徑生成方法，其避免考慮牙齒每段的開始移動時間，大大降低了治療方案的制作難度。本發(fā)明包括以下操作步驟1)初始化一個頜狀態(tài)數(shù)組；2)讀取牙齒步距表；3)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引；4)初始化實際牙齒步距表和實際牙齒步進索引，頜中所有牙對應(yīng)一個索引；5)將頜內(nèi)牙齒從初始狀態(tài)移動到目標狀態(tài)的每個關(guān)鍵順序楨保存成一個頜狀態(tài)，保存在頜狀態(tài)數(shù)據(jù)組中；6)若頜狀態(tài)個數(shù)≥2則進入下一步，若頜狀態(tài)個數(shù)＜2則返回上一步；7)用頜狀態(tài)數(shù)組中前后兩個頜狀態(tài)造的一個矯治階段，計算出中間的若干插值頜狀態(tài)及該階段行走步數(shù)；8)動畫顯示實際牙齒步距表中保留的頜狀態(tài)。文檔編號G06T15/70GK101604455SQ200910023198公開日2009年12月16日申請日期2009年7月3日優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日發(fā)明者崗劉,劉震寰,張文斌,梁文家申請人:西安市恒惠科技有限公司