牙周关键结构检测方法、系统、电子设备及可读存储介质与流程

本发明涉及牙周关键结构检测方法及系统。

背景技术：

1、在锥形束ct上定位釉牙骨质界、牙槽嵴和根尖，是后续骨丧失测量的前提。这三类结构的定位误差会传递到后续距离和比例。

2、一类做法先做牙釉质三维分割，再与牙齿掩膜求交得到釉牙骨质界，再与牙槽骨掩膜求交得到牙槽嵴，根尖则取牙齿掩膜沿牙长轴的极端区域。锥形束ct上牙釉质层厚度常接近或小于体素尺寸，釉质与牙本质对比弱，薄层分割本身不稳定。两个不稳定掩码求交，交界毛刺会变成曲线抖动。金属伪影造成的破孔会在交界上造出假点。骨开裂、骨开窗时，牙齿表面外侧可以没有与之邻接的牙槽骨，交界在该周向位置上是空集，或者跳到远处骨壁。

3、另一类做法在单张最大颊舌截面上检测两个特征点，再计算平面距离并与间距阈值比较，用于判断骨开裂有无。单张截面不能稳定给出近中、远中、颊、舌多个方向上的釉牙骨质界、牙槽嵴和根尖。输出也不是可供后续按牙面测量使用的曲线和点集。

4、因此，现有关键解剖结构定位在掩码交界不稳定、单截面信息不足、以及骨开裂位置可能无交界等方面，仍有待改进。伪影、薄骨板和骨开裂条件下，多牙面的釉牙骨质界点、牙槽嵴点和根尖点仍不易稳定给出，缺测或假点仍会出现。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题之一，本发明提供了一种牙周关键结构检测方法及系统。

2、根据本发明的一个方面，一种牙周关键结构检测方法，包括：获取目标牙齿的三维体数据，并确定牙长轴；沿所述牙长轴按设定夹角截取经过所述牙长轴的多张二维切片，所述多张二维切片覆盖近中、远中、颊侧和舌侧中的至少两个方向；根据各二维切片的釉牙骨质界热力图极值确定釉牙骨质界点；根据各二维切片的牙槽嵴热力图极值确定牙槽嵴点，在牙齿与牙槽骨不再邻接的位置上仍根据热力图极值确定所述牙槽嵴点；根据三维根尖热力图极值确定根尖点；以及输出至少一个牙面的局部釉牙骨质界曲线、局部牙槽嵴曲线和根尖点。

3、根据本发明的至少一个实施方式，确定近远中参考方向，所述近远中参考方向采用牙弓曲线切线方向或者邻面接触方向，以所述近远中参考方向作为夹角基准，按设定间隔生成经过所述牙长轴的一组平面，以及对所述平面重采样得到所述二维切片。

4、根据本发明的至少一个实施方式，重采样的体素分辨率按影像空间分辨率确定，以牙齿区域在该平面上的外接矩形为中心裁切到固定视野，以及使冠方朝向切片图像的第一侧、根方朝向切片图像的第二侧。

5、根据本发明的至少一个实施方式，由热力图预测模型输出釉牙骨质界热力图，对所述釉牙骨质界热力图平滑后提取局部极大连通域，以及将面积排序靠前的两个连通域质心确定为该切片上的一对釉牙骨质界点。

6、根据本发明的至少一个实施方式，训练时在切片上由医师标出该切片与釉牙骨质界相交的两个点，并在两点处放置二维高斯核生成监督热力图；高斯核的空间尺度按体素分辨率设置；以及监督目标为点状热力场，而不是牙釉质区域分割掩码。

7、根据本发明的至少一个实施方式，以该切片中牙长轴投影为中线，将左侧极值和右侧极值分别映射为该切片两侧的牙面点；以及根据该切片的夹角所属方向，将所述牙面点对应到颊侧面与舌侧面，或者对应到近中面与远中面。

8、根据本发明的至少一个实施方式，由热力图预测模型在同一组二维切片上输出牙槽嵴热力图；对所述牙槽嵴热力图平滑后提取极值点；以及牙槽嵴热力图与釉牙骨质界热力图分通道输出，或者由两个模型分别输出。

9、根据本发明的至少一个实施方式，根据切片平面的原点和基向量，将二维点映射为三维点；将同一牙面方向上的三维点按周向排序并连接，形成该牙面的局部曲线；以及所述局部曲线允许断开，不强制闭合为全周曲线。

10、根据本发明的至少一个实施方式，若相邻夹角切片上釉牙骨质界点的轴向坐标偏差超过偏差阈值，则对该点降权或剔除。

11、根据本发明的至少一个实施方式，由三维热力图预测模型输出根尖热力图；平滑后提取连通极值；在单根条件下将积分最大的极值质心确定为根尖点；以及在多根条件下输出超过响应阈值的极值作为根尖点集合。

12、根据本发明的至少一个实施方式，根据牙位编号确定上颌或下颌以统一冠根方向；以及牙位编号给出的期望根数仅作为可选约束，不将根尖点集合划分到具体牙面。

13、根据本发明的至少一个实施方式，釉牙骨质界热力图、牙槽嵴热力图和根尖热力图的输出为空间热力场，而不是检测框中心。

14、根据本发明的至少一个实施方式，将局部釉牙骨质界曲线、局部牙槽嵴曲线和根尖点提供给后续测量模块使用。

15、根据本发明另一方面，一种牙周关键结构检测系统，包括：数据获取模块，用于获取目标牙齿的三维体数据，并确定牙长轴；切片生成模块，用于沿所述牙长轴按设定夹角截取经过所述牙长轴的多张二维切片，所述多张二维切片覆盖近中、远中、颊侧和舌侧中的至少两个方向；釉牙骨质界检测模块，用于根据各二维切片的釉牙骨质界热力图极值确定釉牙骨质界点；牙槽嵴检测模块，用于根据各二维切片的牙槽嵴热力图极值确定牙槽嵴点，在牙齿与牙槽骨不再邻接的位置上仍根据热力图极值确定所述牙槽嵴点；根尖检测模块，用于根据三维根尖热力图极值确定根尖点；以及输出模块，用于输出至少一个牙面的局部釉牙骨质界曲线、局部牙槽嵴曲线和根尖点。

16、根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备，包括：存储器，所述存储器存储执行指令；以及处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行如上任一项所述的方法。

17、根据本发明的一个方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现如上任一项所述的方法。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

19、沿牙长轴按设定夹角截取一组二维切片，覆盖近中、远中、颊侧和舌侧中的至少两个方向，定位不依赖单张最大颊舌截面。釉牙骨质界点和牙槽嵴点取自切片热力图极值，牙齿与牙槽骨不再邻接时，嵴点仍能给出，不依赖牙釉质三维分割，也不依赖牙齿掩码与牙槽骨掩码的交界。单根取积分最大的极值，多根输出超过阈值的点集，根尖位置不依赖牙齿掩码沿长轴的极端体素。二维点映射回三维后，按牙面连接为允许断开的局部曲线。相邻夹角切片的轴向坐标可做一致性约束，单张切片上的离群极值不易进入最终曲线。检测结果可以提供给后续测量模块使用，也可以单独用于显示和质控，输出为局部釉牙骨质界曲线、局部牙槽嵴曲线和根尖点，并可以附带各点的热力响应。

1.一种牙周关键结构检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沿所述牙长轴按设定夹角截取经过所述牙长轴的多张二维切片，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各二维切片的釉牙骨质界热力图极值确定釉牙骨质界点，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各二维切片的牙槽嵴热力图极值确定牙槽嵴点，包括：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据三维根尖热力图极值确定根尖点，包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

14.一种牙周关键结构检测系统，其特征在于，包括：

15.一种电子设备，其特征在于，包括：

16.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至13中任一项所述的方法。