一種用于根管治療的牙齒開髓方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及口腔治療技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于根管治療的牙齒開髓方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 根管治療是現(xiàn)代口腔治療的常規(guī)手段，主要用于治療牙髓病和根尖周病。在治療 過程中，根管治療包括開髓、根管預(yù)備、根管消毒和根管填充等步驟。其中，開髓是根管治療 的關(guān)鍵步驟，現(xiàn)有的開髓方法包括：①去除髓室頂；②去除部分髓室側(cè)壁的牙本質(zhì)以消除 器械進(jìn)入根管的阻力。
[0003] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0004] 由于醫(yī)生不能基于根管上段中軸在患牙牙冠方向的延長線確定切削路徑，在開髓 過程中很容易導(dǎo)致開髓口的設(shè)計(jì)過大，使得很多健康牙本質(zhì)被不必要的去除，削弱了牙體 組織的抗力，患牙易于發(fā)生縱折。此外，在開髓過程中也很容易出現(xiàn)切削部位、方向和深度 不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致開髓口過大、髓室側(cè)壁和底壁臺(tái)階和穿孔形成等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于根管治療的牙齒開髓方 法。所述技術(shù)方案如下：
[0006] 一方面，提供了一種用于根管治療的牙齒開髓方法，所述方法包括：
[0007] 從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片中截取患牙處中間位置的圖像，通過 對(duì)圖像進(jìn)行分割計(jì)算，得到所述目標(biāo)牙齒的三維模型；
[0008] 從包含目標(biāo)牙齒的CT切片中分割出目標(biāo)牙齒的根管，并分離出預(yù)設(shè)長度的上段 根管；
[0009] 提取所分割根管的中心線，計(jì)算中心與目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)；
[0010] 以中心與目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)為參照點(diǎn)，根據(jù)具體圖像分析并調(diào)整切入點(diǎn)位 置，利用導(dǎo)航系統(tǒng)最終確定目標(biāo)牙齒的開髓位置。
[0011] 可選地，從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片中截取患牙處中間位置的圖 像，通過對(duì)切片進(jìn)行分割計(jì)算，得到目標(biāo)牙齒的三維模型包括：
[0012] S1、在所述切片中勾畫出目標(biāo)牙齒的初始輪廓，輪廓內(nèi)部區(qū)域?yàn)榍熬?，屬于目?biāo)牙 齒區(qū)域，輪廓外部區(qū)域?yàn)楹缶埃?br>[0013] S2、計(jì)算輪廓中的代表前景的像素IF和代表后景的像素I B;
[0014] 其中，^和I B分別通過式⑴和式⑵計(jì)算；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于根管治療的牙齒開髓方法，其特征在于，所述方法包括： 從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片中截取所述患牙處中間位置的圖像，通過 對(duì)所述切片進(jìn)行分割計(jì)算，得到所述目標(biāo)牙齒的三維模型； 從包含目標(biāo)牙齒的CT切片中分割出所述目標(biāo)牙齒的根管，并分離出預(yù)設(shè)長度的上段 根管； 提取所分割根管的中心線，計(jì)算所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)； 以所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)為參照點(diǎn)，根據(jù)具體圖像分析調(diào)整切入點(diǎn) 位置并利用導(dǎo)航系統(tǒng)最終確定所述目標(biāo)牙齒的開髓位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片 中截取所述患牙處中間位置的圖像，通過對(duì)所述切片進(jìn)行分割計(jì)算，得到所述目標(biāo)牙齒的 三維模型包括： 51、 在所述切片中勾畫出目標(biāo)牙齒的初始輪廓，輪廓內(nèi)部區(qū)域?yàn)榍熬?，屬于目?biāo)牙齒區(qū) 域，輪廓外部區(qū)域?yàn)楹缶埃? 52、 計(jì)算輪廓中的代表前景的像素 If和代表后景的像素 I B; 其中，IB分別通過式（1)和式（2)計(jì)算；
其中P為像素點(diǎn)，F(xiàn)為前景區(qū)域，B為后景區(qū)域，I (p)為p點(diǎn)的灰度值，為前景中灰 度值為I (P)的像素點(diǎn)的百分比，為后景中灰度值為I (P)的像素點(diǎn)的百分比； 53、 通過式（3)和式（4)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)，利用式（5)設(shè)計(jì)平滑項(xiàng)，從而建立能量函數(shù) Cs= Iip-If ⑶， Ct= 11 p-iB I (4)， Cp= 0. 5 (5)； 其中，Cs代表前景數(shù)據(jù)項(xiàng)，C t代表后景數(shù)據(jù)項(xiàng)，C p代表平滑項(xiàng)，15為像素點(diǎn)P的灰度值； 54、 利用現(xiàn)有的最大流算法對(duì)能量函數(shù)進(jìn)行求解從而得到圖像的分割結(jié)果； 55、 對(duì)所述分割結(jié)果進(jìn)行腐蝕操作，將上一步的分割結(jié)果減去腐蝕操作的結(jié)果得到目 標(biāo)區(qū)域的輪廓； 56、 將所述目標(biāo)區(qū)域的輪廓分別作為位于當(dāng)前CT切片上一片和下一片CT切片的輸入 重復(fù)S2至S6得到最終的牙齒分割結(jié)果； 57、 對(duì)所得的分割結(jié)果進(jìn)行表面建模，得到目標(biāo)牙齒的三維模型，所述模型由三角網(wǎng)格 組成，只包含目標(biāo)牙齒的表面輪廓幾何位置信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提取所分割根管的中心線包括：
51、 從所述目標(biāo)牙齒的三維模型搵取枏管衷而樟型： 52、 設(shè)中心線的數(shù)學(xué)表達(dá)形式為 目標(biāo)是求的a，b，c和d的值； Co), S3、利用式（7)計(jì)算a，b，c和d的值從而得到中心線；
其中，m為根管表面模型所包含的點(diǎn)的數(shù)量，Xi，yi，Zi為根管表面模型第i個(gè)點(diǎn)的空間 坐標(biāo)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的 交點(diǎn)包括： 51、 確定所述目標(biāo)牙齒三維模型上表面所包含的多個(gè)三角面片，所述多個(gè)三角面片中 只有一個(gè)三角形面片所在的平面與中心線的交點(diǎn)在該三角面片內(nèi)部； 52、 計(jì)算所述目標(biāo)牙齒三維模型上表面每一個(gè)三角面片所在平面與中心的交點(diǎn)，如果 交點(diǎn)在三角面片內(nèi)部，則該交點(diǎn)即為所求交點(diǎn)。
5. -種用于根管治療的牙齒開髓裝置，其特征在于，所述裝置包括： 三維模型建立模塊，用于從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片中截取所述患牙 處中間位置的圖像，通過對(duì)所述切片進(jìn)行分割計(jì)算，得到所述目標(biāo)牙齒的三維模型； 根管分割模塊，用于從包含目標(biāo)牙齒的CT切片中分割出所述目標(biāo)牙齒的根管，并分離 出預(yù)設(shè)長度的上段根管； 交點(diǎn)計(jì)算模塊，用于提取所分割根管的中心線，計(jì)算所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模 型的交點(diǎn)； 開髓位置確定模塊，用于以所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)為參照點(diǎn)，根據(jù) 具體圖像分析并調(diào)整切入點(diǎn)位置，利用導(dǎo)航系統(tǒng)最終確定所述目標(biāo)牙齒的開髓位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述三維模型建立模塊還用于 51、 在所述切片中勾畫出目標(biāo)牙齒的初始輪廓，輪廓內(nèi)部區(qū)域?yàn)榍熬?，屬于目?biāo)牙齒區(qū) 域，輪廓外部區(qū)域?yàn)楹缶埃? 52、 計(jì)算輪廓中的代表前景的像素 If和代表后景的像素 I B; 其中，IB分別通過式（1)和式（2)計(jì)算；
其中P為像素點(diǎn)，F(xiàn)為前景區(qū)域，B為后景區(qū)域，I (P)為P點(diǎn)的灰度值，為前景中灰 度值為I (P)的像素點(diǎn)的百分比，為后景中灰度值為I (P)的像素點(diǎn)的百分比； 53、 通過式（3)和式（4)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)項(xiàng)，利用式（5)設(shè)計(jì)平滑項(xiàng)，從而建立能量函數(shù) Cs= Iip-If ⑶， Ct= 11 p-iB I (4)， Cp= 0. 5 (5)； 其中，Cs代表前景數(shù)據(jù)項(xiàng)，C t代表后景數(shù)據(jù)項(xiàng)，C p代表平滑項(xiàng)，15為像素點(diǎn)P的灰度值； 54、 利用現(xiàn)有的最大流算法對(duì)能量函數(shù)進(jìn)行求解從而得到圖像的分割結(jié)果； 55、 對(duì)所述分割結(jié)果進(jìn)行腐蝕操作，將上一步的分割結(jié)果減去腐蝕操作的結(jié)果得到目 標(biāo)區(qū)域的輪廓； 56、 將所述目標(biāo)區(qū)域的輪廓分別作為位于當(dāng)前CT切片上一片和下一片CT切片的輸入 重復(fù)S2至S6得到最終的牙齒分割結(jié)果； 57、 對(duì)所得的分割結(jié)果進(jìn)行表面建模，得到目標(biāo)牙齒的三維模型，所述模型由三角網(wǎng)格 組成，只包含目標(biāo)牙齒的表面輪廓幾何位置信息。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述交點(diǎn)計(jì)算模塊還用于 51、 從所述目標(biāo)牙齒的三維模型提取根管表面模型； 52、 設(shè)中心線的數(shù)學(xué)表達(dá)形式為
目標(biāo)是求的a，b，c和d的值； 53、 利用式（7)計(jì)算a，b，c和d的值從而得到中心線；
其中，m為根管表面模型所包含的點(diǎn)的數(shù)量，Xi，yi，Zi為根管表面模型第i個(gè)點(diǎn)的空間 坐標(biāo)。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述交點(diǎn)計(jì)算模塊還用于 51、 確定所述目標(biāo)牙齒三維模型上表面所包含的多個(gè)三角面片，所述多個(gè)三角面片中 只有一個(gè)三角形面片所在的平面與中心線的交點(diǎn)在該三角面片內(nèi)部； 52、 計(jì)算所述目標(biāo)牙齒三維模型上表面每一個(gè)三角面片所在平面與中心的交點(diǎn)，如果 交點(diǎn)在三角面片內(nèi)部，則該交點(diǎn)即為所求交點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于根管治療的牙齒開髓方法及裝置，屬于口腔治療技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：從包含目標(biāo)牙齒的計(jì)算機(jī)斷層掃描CT切片中截取所述患牙處中間位置的圖像，通過對(duì)所述圖像切片進(jìn)行分割計(jì)算，得到所述目標(biāo)牙齒的三維模型；從包含目標(biāo)牙齒的CT圖像中分割出所述目標(biāo)牙齒的根管，并分離出預(yù)設(shè)長度的上段根管；提取所分割根管的中心線，計(jì)算所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)；以所述中心與所述目標(biāo)牙齒三維模型的交點(diǎn)為參照點(diǎn)，根據(jù)具體圖像分析調(diào)整切入點(diǎn)位置并利用導(dǎo)航系統(tǒng)最終確定所述目標(biāo)牙齒的開髓位置。本發(fā)明不需要去除整個(gè)髓室頂且能更精確找到根管的位置，顯著減小了開髓口的直徑并最大限度保存髓室側(cè)壁的牙本質(zhì)。
【IPC分類】G06T17-00, A61B6-14, G06T7-00
【公開號(hào)】CN104751516
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510167190
【發(fā)明人】范兵, 邊專
【申請(qǐng)人】范兵
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日