專利名稱：上下頜模型的定位裝置及上下頜模型掃描前的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掃描帶有一定空間位置關(guān)系的上下頜模型的定位裝置，和其應(yīng) 用于對帶有一定空間位置關(guān)系的上、下頜模型三維數(shù)據(jù)的獲取及三維模型重建的 掃描方法。
背景技術(shù)：
單頜模型的三維數(shù)據(jù)采集方法有很多，各有其特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。但目前對口腔
醫(yī)學(xué)來說，上下頜的空間關(guān)系有著更進(jìn)一步的口腔醫(yī)學(xué)意義。日本學(xué)者T. Sohnmra 等2000年曾報(bào)道了高速激光掃描牙列模型及重建咬合三維模型的研究，應(yīng)用日本 Minolta公司的VIVID700三維掃描儀對單個(gè)模型從4個(gè)角度進(jìn)行掃描，通過測角 器的旋轉(zhuǎn)角度及標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)拼合。上下頜模型分別掃描后，再進(jìn)行配準(zhǔn)標(biāo)志點(diǎn) 的掃描，以建立咬合關(guān)系的坐標(biāo)變換。完成一付上下咬合模型的掃描需要至少9次， 步驟較多，且標(biāo)志點(diǎn)配準(zhǔn)拼合的次數(shù)越多，誤差累積也越大。2003年日本學(xué)者T. Kojima等通過掃描咬合記錄實(shí)現(xiàn)了牙尖交錯(cuò)位模型的三維重建，使用日本ROLAND 公司的CAMM3線激光掃描儀，使用硅橡膠咬合材料制作下頜陰模的記錄，先掃描上 頜模型，然后在上頜保持原位置不動(dòng)，裝上相應(yīng)的咬合記錄再進(jìn)行掃描，從而得到 下頜模型數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成上下頜模型在牙尖交錯(cuò)位的模型掃描。其掃描方式單一， 通常會(huì)出現(xiàn)許多倒凹盲區(qū)，且咬合記錄來代表下頜陰模，數(shù)據(jù)上會(huì)有缺失。此外通 過層析法也可以獲得上下頜咬合模型的三維數(shù)據(jù)，其精度也優(yōu)于多次空間掃描疊加 重構(gòu)的精度，但其數(shù)據(jù)獲取過程是破壞性的，設(shè)備也較復(fù)雜龐大。
口腔三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)是口腔解剖形態(tài)的觀察、測量與分析的基礎(chǔ)，其結(jié)果與 口腔疾病診斷、治療方案設(shè)計(jì)及治療效果評價(jià)等密切相關(guān)。國內(nèi)外有許多學(xué)者對牙 頜模型的三維測量方法進(jìn)行了研究，獲得了效果良好的三維牙頜模型的重建圖形， 通常可以進(jìn)行空間任意兩點(diǎn)距離、任意角度、牙頜弓或任意曲線的弧長及曲面面積 等的測量。牙尖交錯(cuò)位、無牙頜正中關(guān)系位等都是口腔系統(tǒng)中非常重要的關(guān)系，但 目前，對于具有咬合關(guān)系的有牙頜模型及具有正中關(guān)系的無牙頜模型的采集方法， 國內(nèi)外報(bào)道不多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于是提出一種準(zhǔn)確、簡單、高效、可行的上下頜 模型的定位裝置，及其應(yīng)用于對帶有一定空間位置關(guān)系的上、下頜模型三維數(shù)據(jù) 的獲取及三維模型重建的掃描前的處理方法，對于臨床研究胎的形態(tài)、牙合面的接 觸關(guān)系、牙與牙列的解剖學(xué)形態(tài)、無牙頜牙槽骨吸收情況及中性區(qū)義齒磨光面外 形有很好的輔助分析作用。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是 一種上下頜模型的定位裝置，包括有兩個(gè)托盤和平 行定距裝置，所述托盤為圓盤狀，其上分布有通孔，且在其圓周邊緣設(shè)有卡槽；兩個(gè)
托盤對稱設(shè)置，所述平行定距裝置與兩個(gè)托盤的卡槽匹配卡入，且設(shè)在兩托盤之間。 為了清楚觀察上下頜模型的情況，所述的平行定距裝置為透明環(huán)。 進(jìn)一步地，所述托盤設(shè)有四個(gè)內(nèi)徑相同的通孔，通孔中心與托盤中心的距離相同，
且均勻分布。
一種帶有空間位置關(guān)系上下頜模型的掃描前處理方法，該方法包括以下步驟
a. 在具有空間位置關(guān)系的上下頜石膏模型上標(biāo)出牙頜模型中線；
b. 將下頜石膏模型固定在上下頜模型的定位裝置上，中線與定位裝置的下托 盤的標(biāo)志線對齊；
C.下托盤水平放置，將具有咬合關(guān)系的上頜石膏模型與固定好的下頜石膏模 型咬合匹配；
d. 透明環(huán)卡住下托盤的卡槽中，同時(shí)將上托盤的卡槽卡住透明環(huán)的另一端， 托盤和透明環(huán)的標(biāo)志線對齊；
e. 從定位裝置的通孔灌入熔融的蠟液，使上頜石膏模型與上托盤固位；
f. 將固定好上下頜石膏模型的定位裝置固定在掃描儀上，進(jìn)行掃描。 為了獲得較理想的掃描結(jié)果，在上述步驟b中，將(1)模型的幾何中心與托
盤中心基本重疊；(2)模型擺放不超出托盤的掃描范圍；(3)模型的胎平面與 模型托盤平面基本平行。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)這種帶有空間關(guān)系的上下頜模型掃描方法是一種較新穎的 有獨(dú)創(chuàng)性的掃描方式，只需簡單、準(zhǔn)確的幾何變換就可完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。重建后的 三維圖形分辨率高，牙體解剖形態(tài)(如齦緣、牙尖、溝窩點(diǎn)隙等細(xì)微結(jié)構(gòu))及口腔 解剖形態(tài)的臨床解剖標(biāo)志點(diǎn)清晰可辨，可充分滿足臨床醫(yī)療、教學(xué)、科研的需要； 仿真牙尖交錯(cuò)位咬合位置準(zhǔn)確，在計(jì)算機(jī)中可通過三維透視效果觀察咬合關(guān)系， 其三維效果直觀清晰，可完成上下頜模型的聯(lián)合測量分析。


下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中的A—A視圖。
其中 1:上托盤 2:透明環(huán) 3:下托盤 4:通孔
11:上標(biāo)志線 21:標(biāo)志線 31:下標(biāo)志線
具體實(shí)施例方式
如圖l和2所示的一種上下頜模型的定位裝置，包括有透明環(huán)和兩個(gè)托盤上 托盤l、下托盤3，托盤為圓盤狀，其上設(shè)有四個(gè)內(nèi)徑相同的通孔4，該四個(gè)通孔 4中心與托盤中心的距離相同，且均勻分布；該托盤的圓周邊緣設(shè)有卡槽，透明環(huán)
2與卡槽可匹配地卡入。上托盤l、下托盤3對稱，透明環(huán)2卡設(shè)在兩托盤之間。
利用上述的上下頜模型的定位裝置，對獲取具有一定空間位置關(guān)系的上下頜 模型的掃描三維數(shù)據(jù)有很大的幫助，并在計(jì)算機(jī)中重建保持原有空間位置關(guān)系的 三維數(shù)字模型，并在此上下頜模型基礎(chǔ)上進(jìn)行口腔解剖形態(tài)的觀察、測量與分析， 進(jìn)行空間任意兩點(diǎn)距離、任意角度、牙頜弓或任意曲線的弧長及曲面面積等的測 量。
一種帶有空間位置關(guān)系上下頜模型的掃描前處理方法，該方法包括以下步驟
a. 在具有空間位置關(guān)系的上下頜石膏模型上標(biāo)出牙頜模型中線；
b. 將下頜石膏模型固定在上下頜模型的定位裝置上，中線與定位裝置的下托 盤3的下標(biāo)志線31對齊；其中，將(1)模型的幾何中心與托盤中心基本重疊；
(2)模型擺放不超出托盤的掃描范圍；(3)模型的胎平面與模型托盤平面基本 平行；可以獲得較理想的掃描結(jié)果；
c. 下托盤3水平放置，將具有咬合關(guān)系的上頜石膏模型與固定好的下頜石膏 模型咬合匹配；
d. 透明環(huán)2卡住下托盤的卡槽中，同時(shí)將上托盤1的卡槽卡住透明環(huán)2的另 一端，上托盤1的上標(biāo)志線11和透明環(huán)2的標(biāo)志線21對齊；
e. 從定位裝置的通孔4灌入熔融的蠟液，使上頜石膏模型與上托盤l固位；
f. 將固定好上下頜石膏模型的定位裝置固定在掃描儀上，進(jìn)行掃描。
權(quán)利要求
1、一種上下頜模型的定位裝置，其特征在于包括有兩個(gè)托盤和平行定距裝置，所述托盤為圓盤狀，其上分布有通孔，且在其圓周邊緣設(shè)有卡槽；兩個(gè)托盤對稱設(shè)置，所述平行定距裝置與兩個(gè)托盤的卡槽匹配卡入，且設(shè)在兩托盤之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于所述的平行定距裝置為透明環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的定位裝置，其特征在于所述托盤設(shè)有四個(gè)內(nèi)徑相同的 通孔，通孔中心與托盤中心的距離相同，且均勻分布。
4、 一種帶有空間位置關(guān)系上下頜模型掃描前處理方法，該方法包括以下步驟a. 在具有空間位置關(guān)系的上下頜石膏模型上標(biāo)出牙頜模型中線；b. 將下頜石膏模型固定在上下頜模型的定位裝置上，中線與定位裝置的下托 盤的標(biāo)志線對齊；c. 下托盤水平放置，將具有咬合關(guān)系的上頜石膏模型與固定好的下頜石膏模 型咬合匹配；d. 透明環(huán)卡住下托盤的卡槽中，同時(shí)將上托盤的卡槽卡住透明環(huán)的另一端， 托盤和透明環(huán)的標(biāo)志線對齊；e. 從定位裝置的通孔灌入熔融的蠟液，使上頜石膏模型與上托盤固位；f. 將固定好上下頜石膏模型的定位裝置固定在掃描儀上，進(jìn)行掃描。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有空間位置關(guān)系上下頜模型掃描前處理方法，其特 征在于步驟b中，將(1)模型的幾何中心與托盤中心基本重疊；(2)模型擺放 不超出托盤的掃描范圍；(3)模型的胎平面與模型托盤平面基本平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了上下頜模型的定位裝置，包括有兩個(gè)托盤和平行定距裝置，所述托盤為圓盤狀，其上分布有通孔，且在其圓周邊緣設(shè)有卡槽；兩個(gè)托盤對稱設(shè)置，所述平行定距裝置與兩個(gè)托盤的卡槽匹配卡入，且設(shè)在兩托盤之間。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、使用方便；在其應(yīng)用于對帶有一定空間位置關(guān)系的上、下頜模型三維數(shù)據(jù)的獲取及三維模型重建的掃描前的處理方法，對于臨床研究的形態(tài)、面的接觸關(guān)系、牙與牙列的解剖學(xué)形態(tài)、無牙頜牙槽骨吸收情況及中性區(qū)義齒磨光面外形有很好的輔助分析作用。
文檔編號A61B10/00GK101095630SQ200610090079
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者呂培軍, 李忠科, 勇 王 申請人:北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院