一种基于人工智能的义齿设计方法和系统与流程

本技术涉及医疗领域，尤其涉及基于人工智能的义齿设计方法和系统。

背景技术：

1、义齿作为牙齿缺失后的关键替代物，在现代牙科医疗中扮演着至关重要的角色。其设计的合理性、舒适性及功能性直接影响患者的生活质量，包括咀嚼效率、言语清晰度以及面部美学等方面。因此，为患者提供精准、舒适的义齿设计一直是牙科医师追求的目标。

2、传统的义齿设计流程是直接通过用户的病例，用口腔扫描仪来扫描用户的口腔，口腔扫描后，技师根据扫描图像确定缺失牙位，判断需要设计的义齿类型（如金属牙冠、琉璃冠等）。根据患者的咀嚼习惯、对牙的使用要求，选择义齿材料，如选择抗磨材料。工作人员再观察扫描图像与其余牙齿的接触关系，定义齿与相邻牙的接触类型，参考对称牙的解剖形态，设计义齿的咬合面形状，从而完成义齿的设计。

3、然而，传统方法主要依靠口腔扫描仪直接获取口腔数据，但扫描过程中存在遮挡，导致扫描数据不完整。通过简单的图像处理来提取牙齿特征，但自动识别的准确率有限，需要技师经验来辅助，设计更依赖经验，不同技师之间存在形状设计的偏差。所以传统方法在确定义齿的形状大小上和与用户实际牙齿匹配度上缺乏智能化和精准度。

技术实现思路

1、本技术提供了基于人工智能的义齿设计方法和系统，用于智能精准地设计与用户缺失牙齿相匹配的义齿。

2、第一方面，本技术提供了一种基于人工智能的义齿设计方法，该方法包括：获取用户当前牙齿图像和设定时长内的多个早期露牙图像；在将该多个早期露牙图像和该当前牙齿图像转化为统一格式后，识别出每一颗牙齿区域；在对该每一颗牙齿区域中的牙齿标注上牙齿名称和编号，建立多时期的牙位对应关系；根据当前牙齿图像和该牙位对应关系确定缺损牙齿信息；根据缺损牙齿的牙齿生长规律确定该缺损牙齿的三维形状；在获取该用户的牙科病历后，结合该三维形状设计义齿三维模型。

3、在上述实施例中，义齿设计系统基于多个时期图像建立的牙位关系的设计方式，相较于仅依赖单一时期的口腔扫描图像设计，可以更准确判断牙齿缺失位置，设计出符合该患者口腔形态和缺牙部位的义齿。

4、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在获取该用户的牙科病历后，结合该三维形状设计义齿三维模型的步骤之后，还包括：接收到确定仿真启动指令后，通过口腔内扫描仪获取该用户的口腔区域点云数据，建立数字口腔模型；将设计完成的该义齿三维模型输入至该数字口腔模型；在根据该用户的预设信息设置咀嚼仿真参数和义齿材料后，开启多次咀嚼运动的仿真；分析该义齿三维模型在仿真过程中的变形情况；根据该变形情况评估相应义齿的抗咀嚼强度是否达到设计要求；若未达到该设计要求，则返回重新设计该义齿三维模型。

5、在上述实施例中，义齿设计系统基于口腔模型仿真测试的方式，可以在设计阶段就能评估义齿的抗咀嚼性能，避免设计出不适合患者口腔使用的义齿。如果测试不通过，可以及时修改设计方案。

6、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在将设计完成的该义齿三维模型输入至该数字口腔模型的步骤之后，还包括：调整义齿在该数字口腔模型中的位置，以使该义齿精确匹配到缺牙位置；检测义齿边缘与相邻牙齿的间隙；若该间隙大于设定间隙阈值，则返回调整该义齿三维模型；直到该间隙不大于该设定间隙阈值，则返回重新设计该义齿三维模型。

7、在上述实施例中，义齿设计系统通过调整定位和间隙检测的方式，可以保证设计出的义齿三维模型与患者实际口腔情况高度契合，有效避免瓷牙安装后松动移动的问题，确保义齿使用寿命。

8、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在获取该用户的牙科病历后，结合该三维形状设计义齿三维模型的步骤之后，还包括：获取长期佩戴义齿用户的义齿变化数据；基于该义齿变化数据和义齿属性，构建仿真计算义齿长期磨损的虚拟变形模型；将该义齿三维模型输入至该虚拟变形模型，获得模拟设定年限使用情景下的虚拟实际变形情况，并将该虚拟实际变形情况发送给显示端进行显示。

9、在上述实施例中，义齿设计系统可以构建一个长期义齿磨损的虚拟模型，用于预测义齿长期使用后的磨损效果。设计师可以根据该虚拟效果提前考虑材料强度问题，也可以让患者看到长期使用效果，提高患者的知情权和使用舒适度。这种基于虚拟模型的长期效果预测，可以让设计更合理，也提升了患者体验。

10、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在获取该用户的牙科病历后，结合该三维形状设计义齿三维模型的步骤之后，还包括：在通过当前牙齿图像确定该缺牙位置的设定个数内相邻牙齿的多个rgb值后，计算获得平均rgb值，该rgb值是描述数字图像中颜色的一种通用模式；在设计缺损牙齿三维模型时，将该平均rgb值转换为标准牙齿颜色编号，应用在该义齿三维模型中。

11、在上述实施例中，义齿设计系统通过分析患者本人牙齿颜色，设定义齿的rgb值，使义齿颜色数值与实际牙齿颜色契合。这种根据患者牙齿颜色设计的方式，能最大程度地保证义齿颜色与患者牙齿协调一致，避免出现色差，给患者带来良好的美观效果。

12、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在该根据缺损牙齿的牙齿生长规律确定该缺损牙齿的三维形状的步骤之后，具体包括：利用计算机视觉技术提取该缺损牙齿邻近正常牙齿的关键特征点；根据该关键特征点拟合出正常牙齿的轮廓；基于该轮廓通过三维曲面拟合技术调整该缺损牙齿的三维形状。

13、在上述实施例中，义齿设计系统使用计算机视觉技术提取特征点，根据邻近正常牙齿的特征轮廓设计缺失牙齿形状，实现个性化设计。

14、结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，在该根据当前牙齿图像和该牙位对应关系确定缺损牙齿信息的步骤之前，还包括：采集该当前牙齿图像的多角度牙齿图像；根据该多角度牙齿图像确定当前的实际牙弓图像；在根据多个早期露牙图像获得完整牙弓图像后，比较该完整牙弓图像和该实际牙弓图像，判断缺失部分即为缺牙位置。

15、在上述实施例中，义齿设计系统基于多角度实际牙弓的设计方式，可以提高对缺牙位置判断的准确性，避免因扫描遮挡造成的位置偏差，设计出匹配度更高的义齿。

16、第二方面，本技术实施例提供了一种义齿设计系统，该义齿设计系统包括：一个或多个处理器和存储器；该存储器与该一个或多个处理器耦合，该存储器用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码包括计算机指令，该一个或多个处理器调用该计算机指令以使得该义齿设计系统执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

17、第三方面，本技术实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当上述计算机程序产品在义齿设计系统上运行时，使得上述义齿设计系统执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

18、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当上述指令在义齿设计系统上运行时，使得上述义齿设计系统执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。

19、可以理解地，上述第二方面提供的义齿设计系统，第三方面提供的计算机程序产品和第四方面提供的计算机存储介质均用于执行本技术实施例所提供的方法。因此，其所能达到的有益效果可参考对应方法中的有益效果，此处不再赘述。

20、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

21、1、由于采用了获取用户多时期牙齿图像并建立牙位对应关系确定缺失部位的方法，所以可以更准确判断缺失牙齿的位置和数量，有效解决了现有技术依靠单一时期口腔扫描图像判断缺失位置容易造成误差的问题，进而实现了基于用户多个成长阶段牙齿资料智能化地设计个性化义齿的目的。

22、2、由于采用了获取长期佩戴义齿用户数据，构建义齿磨损虚拟模型的方法，所以可以模拟预测义齿长期使用后的磨损情况，有效解决了现有技术无法评估义齿长期效果的问题，进而实现了考虑使用寿命设计更合理义齿的目的。

23、3、由于采用了分析患者本人牙齿颜色作为义齿设计参考的方法，所以可以使义齿的颜色与实际牙齿契合协调，有效解决了现有技术设计义齿颜色可能不匹配的问题，进而实现了视觉上美观舒适的义齿设计目的。