專利名稱：計(jì)算機(jī)輔助牙齒正畸中的牙齒弓形操作器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助牙齒正畸方法，尤其是涉及一種計(jì)算機(jī)輔助牙 齒正畸中的牙齒弓形操作器，其應(yīng)用于牙齒正畸領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和模擬。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的方法為取得患者牙齒的石膏模型，然后用標(biāo)準(zhǔn)弓形絲人工放在石膏 模型上，看那顆牙偏離牙弓，從而確定牙齒的校正計(jì)劃。該方法不足之處在于 不能時時觀察牙齒在校正過程中相對于牙弓的偏離程度，而且弓形絲是手工放 置到石膏模型上的，會有很大誤差。
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，提供一種計(jì)算機(jī)輔助牙齒正 畸中的牙齒弓形操作器，其能時時觀察牙齒在校正過程中相對于牙弓的偏離程 度，誤差小，精確度高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種計(jì)算機(jī)輔助牙齒正畸中的牙齒弓形操作器，其特征在于包括以下操 作步驟-
1)程序初始化；2) 初始化弓形移動器；3) 讀入牙齒3D模型；4) 顯示弓形、咬合平面及弓形操作器；5) 等待用戶操作；6) 改變牙齒顯示窗口觀察視角，弓形及咬合平面跟隨改變觀察視角；鼠標(biāo) 點(diǎn)擊弓形操作器中平移、旋轉(zhuǎn)、收放、形狀調(diào)節(jié)按鈕，牙齒顯示窗口中牙弓按 指定操作移動、旋轉(zhuǎn)、收放以及改變形狀；鼠標(biāo)點(diǎn)擊咬合平面角上的旋轉(zhuǎn)箭頭， 牙齒顯示窗口中咬合平面按指定的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。7) 是否結(jié)束對弓形及咬合平面的操作，是則結(jié)束操作，否則調(diào)節(jié)弓形或咬 合平面，返回步驟5)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1) 由于采用計(jì)算機(jī)模擬，所以觀察牙齒弓形很方便，直觀。2) 弓形曲線嚴(yán)格相對于牙中線左右對稱。3) 弓形形狀可調(diào)，可以控制部分形變，使醫(yī)生方便找到病人的牙弓形狀。4) 弓形曲線放在頜平面上，與牙齒零距離接觸，更能準(zhǔn)確反映牙齒實(shí)際弓形。四

圖1至圖14為弓形顯示及操作圖。 圖15為本發(fā)明的程序流程圖。五具體實(shí)施例方式本發(fā)明的工作程序流程如下
1) 程序初始化；
2) 讀入牙齒3D模型；
3) 初始化弓形、咬合平面；
圖5為初始頜平面的過程，首先，3個點(diǎn)可以確定一個平面，我們根據(jù)咬 合平面的定義，在牙齒上找到如圖3的3個點(diǎn)，分別是兩顆中切牙的相接點(diǎn)和 兩顆第一恒磨牙的最高點(diǎn)，確定咬合平面。下來初始化頜平面網(wǎng)和正交線，正 交線的中點(diǎn)在兩顆中切牙的相接點(diǎn)，交叉線中的豎線代表牙中線(如圖4中所 示)，以交叉線為基準(zhǔn)，構(gòu)造頜平面網(wǎng)。
圖9為初始化牙弓曲線的過程，首先將標(biāo)準(zhǔn)弓形絲通過AutoCAD數(shù)字化， 結(jié)果如圖8所示，在其上選擇圖示的6個控制點(diǎn)，然后分別計(jì)算沿咬合平面法 線方向與咬合平面的6個交點(diǎn)，作為標(biāo)準(zhǔn)弓形的6個控制點(diǎn)，根據(jù)三次樣條曲
3
線公式 '=() 插值出曲線上其它的點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)用小線
段連接起來，形成牙弓曲線。
4)等待用戶操作；
到達(dá)此步時，所有初始化工作結(jié)束，程序?qū)@示為圖1的樣子，用戶可 以用圖2的界面去操作。
5)弓形操作
平移頜平面網(wǎng)過程參見圖6，依據(jù)CenterNew二Center01d + D承scale,其中D為要移動的方向，scale為移動的距離，計(jì)算得到新的交叉線交點(diǎn)，方向 保持不變。cos (a) si&W I旋轉(zhuǎn)頜平面網(wǎng)過程參見圖7，依據(jù)旋轉(zhuǎn)矩陣」，a為要旋 轉(zhuǎn)的角度，步驟是，先將頜平面網(wǎng)從交叉線交點(diǎn)處移動到(0, 0)處，然后進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)，然后平移回原來交叉線交點(diǎn)的位置，這樣就可以實(shí)現(xiàn)頜平面網(wǎng)繞交叉 線中心旋轉(zhuǎn)。牙弓線的平移和旋轉(zhuǎn)過程參見圖ll、 13，依據(jù)的原理同頜平面網(wǎng)。牙弓線的縮放過程參見圖10,依據(jù)L 」比例縮放矩陣，k為縮放的比例，步驟是，先將牙弓線從質(zhì)心處移動到(0， 0)處，然后進(jìn)行比例縮放，然后平移回質(zhì)心的位置，這樣就可以實(shí)現(xiàn)牙弓線的縮放。牙弓線形狀改變過程參見圖12,因?yàn)楣蔚男螤畋仨毷亲笥覍ΨQ的， 因此我們將控制點(diǎn)分為3部分a、 b、 c，每部分兩個控制點(diǎn)，兩個控制點(diǎn)只能沿兩點(diǎn)連線相向移動或相反移動，這樣可以實(shí)現(xiàn)對稱形狀控制，計(jì)算移動后新 的控制點(diǎn)坐標(biāo)后，可以帶入樣條曲線公式去計(jì)算曲線上其他點(diǎn)。六實(shí)施例例如圖14，原來的牙弓曲線在(0， 0)處，最終位置在(10，15)處，而且 比例比原來放大1. 5倍，形狀調(diào)節(jié)為a部分兩控制點(diǎn)相反平移1， b部分兩控制 點(diǎn)相反平移3， b部分兩控制點(diǎn)相反平移5步驟1、按照過程圖ll,將牙弓曲線移動到(10，15)2 、按照過程圖10,將牙弓曲線擴(kuò)大1. 5倍3 、按照過程圖12，將a部分兩控制點(diǎn)相反平移34 、按照過程圖12,將a部分兩控制點(diǎn)相反平移55、牙齒弓形曲線被移動到如圖14深色位置，良好反映了當(dāng)前這口 牙齒的弓形。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)輔助牙齒正畸中的牙齒弓形操作器，其特征在于包括以下操作步驟1)程序初始化；2)初始化弓形移動器；3)讀入牙齒3D模型；4)顯示弓形、咬合平面及弓形操作器；5)等待用戶操作；6)改變牙齒顯示窗口觀察視角，弓形及咬合平面跟隨改變觀察視角；鼠標(biāo)點(diǎn)擊弓形操作器中平移、旋轉(zhuǎn)、收放、形狀調(diào)節(jié)按鈕，牙齒顯示窗口中牙弓按指定操作移動、旋轉(zhuǎn)、收放以及改變形狀；鼠標(biāo)點(diǎn)擊咬合平面角上的旋轉(zhuǎn)箭頭，牙齒顯示窗口中咬合平面按指定的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。7)是否結(jié)束對弓形及咬合平面的操作，是則結(jié)束操作，否則調(diào)節(jié)弓形或咬合平面，返回步驟5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助牙齒正畸中的牙齒弓形操作器，其能時時觀察牙齒在校正過程中相對于牙弓的偏離程度，誤差小，精確度高。本發(fā)明包括以下操作步驟1)程序初始化；2)初始化弓形移動器；3)讀入牙齒3D模型；4)顯示弓形、咬合平面及弓形操作器；5)等待用戶操作；6)改變牙齒顯示窗口觀察視角，弓形及咬合平面跟隨改變觀察視角；鼠標(biāo)點(diǎn)擊弓形操作器中平移、旋轉(zhuǎn)、收放、形狀調(diào)節(jié)按鈕，牙齒顯示窗口中牙弓按指定操作移動、旋轉(zhuǎn)、收放以及改變形狀；鼠標(biāo)點(diǎn)擊咬合平面角上的旋轉(zhuǎn)箭頭，牙齒顯示窗口中咬合平面按指定的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。
文檔編號G06T19/00GK101604457SQ20091002319
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