牙槽骨吸收测量方法、系统、电子设备及可读存储介质与流程

本发明涉及牙槽骨吸收测量方法及系统，尤其是一种牙槽骨吸收测量方法、系统、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

1、牙槽骨吸收会改变牙齿周围骨支持的高度和形态。吸收程度影响牙齿稳固性、修复设计和后续治疗路径的选择。临床需要在影像上按牙、按牙面给出可比较的骨丧失量化结果。

2、现有人工牙周探诊依赖操作者手法，难以给出与锥形束ct空间位置一一对应的毫米级或比例级结果。全景片和根尖片是二维投影，颊舌侧骨壁与邻面结构重叠，扭转牙和拥挤牙的名义近中面、远中面更容易与真实邻接方向错位。

3、在锥形束ct上，有的方法根据单颗牙齿自身的三维形态得到长轴、近远中轴和颊舌轴，再设置多个测量面。有的方法还会利用相邻牙齿边界来补出邻面测量平面。这些做法里，近远中轴仍然来自该牙自己的形态。牙齿扭转、倾斜或牙列拥挤时，形态主轴偏离牙列邻接方向，名义上的近中面、远中面落到颊侧或舌侧。颊舌划分也会跟着转。不同牙齿的牙面级结果对不上。

4、还有的方法在单张最大颊舌截面上取两个特征点，计算平面距离，用来判断骨开裂有无。该方式给不出近中、远中、颊、舌方向一致的牙面级指标。

5、现有牙槽骨吸收测量在扭转牙、拥挤牙上的牙面归属，以及全口牙面结果能否比较，仍有待改进。

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槽骨吸收测量方法及系统。

2、根据本发明的一个方面，一种牙槽骨吸收测量方法，包括：获取口腔锥形束ct三维体数据，确定目标牙齿的牙齿区域；根据所述牙齿区域确定牙长轴；根据牙弓曲线在目标牙齿中心处的切线方向确定近远中参考轴；去掉所述切线方向中平行于所述牙长轴的分量并单位化，得到正交化后的近远中参考轴；将所述正交化后的近远中参考轴的正方向统一为由患者右侧指向左侧；基于所述牙长轴和所述正交化后的近远中参考轴建立单牙局部坐标系；在所述单牙局部坐标系中确定近中面、远中面、颊侧面和舌侧面中至少两个牙面对应的测量方向；沿各牙面测量方向确定釉牙骨质界参考点、牙槽嵴参考点和根尖参考点；以及沿各牙面测量方向，将所述釉牙骨质界参考点至所述牙槽嵴参考点且平行于所述牙长轴的距离确定为第一骨高度，将所述根尖参考点与所述釉牙骨质界参考点之差在所述牙长轴方向上的投影绝对值确定为第一根长，将所述第一骨高度与所述第一根长之比确定为对应牙面的放射学骨丧失指标，所述放射学骨丧失指标为所述对应牙面的牙槽骨吸收程度的测量值。

3、根据本发明的至少一个实施方式，按上颌和下颌分别提取牙弓曲线，将现存牙齿的三维中心点按牙列顺序排列，对缺牙位由相邻现存牙中心插值补点，并以样条曲线拟合得到所述牙弓曲线，确定目标牙齿中心在所述牙弓曲线上的最近点，将该最近点处的切线方向作为近远中参考方向的来源。

4、根据本发明的至少一个实施方式，当所述切线方向去掉平行于所述牙长轴的分量后的模长过小，不能得到稳定的单位向量时，先将所述切线方向投影到与头脚方向垂直的平面内，以及再去掉投影结果中平行于所述牙长轴的分量并单位化。

5、根据本发明的至少一个实施方式，所述单牙局部坐标系的原点取所述牙齿区域的几何中心，所述单牙局部坐标系以正交化后的近远中参考轴为第一轴，所述单牙局部坐标系以所述牙长轴为第三轴，正方向取解剖向下，上颌牙的解剖向下指向牙冠方向的反方向，下颌牙的解剖向下指向牙冠方向，以及所述单牙局部坐标系的第二轴由所述第一轴和所述第三轴按右手定则确定，正方向由舌侧指向颊侧。

6、根据本发明的至少一个实施方式，在垂直于所述牙长轴的平面内，以正交化后的近远中参考轴为角度基准，将周向划分为近中面、远中面、颊侧面和舌侧面对应的四个扇区，四个扇区各占90°，以及前牙以唇侧对应颊侧面，上颌后牙以腭侧对应舌侧面。

7、根据本发明的至少一个实施方式，生成经过所述牙长轴并与所述正交化后的近远中参考轴成夹角的测量切片，所述夹角按间隔取值，所述间隔为15°、30°或45°，以及根据所述夹角落入的扇区，将该测量切片的测量结果归属到对应牙面。

8、根据本发明的至少一个实施方式，当所述第一根长不小于5mm时，所述放射学骨丧失指标以百分数表示；当所述第一根长小于5mm时，以所述第一骨高度为所述对应牙面的输出结果，并标记所述对应牙面的根长不可靠。

9、根据本发明的至少一个实施方式，确定牙齿自身近远中形态轴与所述牙弓曲线切线之间的扭转角，以及在所述扭转角超过扭转阈值时，采用所述牙弓曲线切线作为近远中参考轴，所述扭转阈值取15°或20°。

10、根据本发明的至少一个实施方式，缺牙位参与牙弓曲线插值，且不对缺牙位输出放射学骨丧失指标，以及种植体和残根不进入切线计算，或者仅以冠部中心作为牙弓曲线的弱控制点，所述弱控制点的权重为正常牙齿中心权重的四分之一至二分之一。

11、根据本发明的至少一个实施方式，对所述三维体数据进行解压缩并转换为吸收系数数据，所述吸收系数是物质对x射线的吸收系数，根据牙弓曲线参数将牙齿检测结果映射回三维体素坐标，完成牙齿编号和缺牙识别，以及按牙位从所述三维体数据中截取包含目标牙齿及其邻近骨组织的三维子体积，所述三维子体积为三维兴趣区，对所述三维兴趣区进行牙齿实例分割，所述牙齿实例分割将所述三维兴趣区内的体素划分为背景体素和目标牙齿体素，由所述目标牙齿体素得到所述牙齿区域。

12、根据本发明的至少一个实施方式，沿初始主轴方向提取所述牙齿区域的多个横截面，所述初始主轴为所述牙齿区域的主成分方向，或者为牙齿分割得到的姿态方向，将位于牙冠至根干中段、并且避开冠部咬合面不规则区和根尖尖端的横截面确定为有效横截面，计算各有效横截面内牙齿区域的中心位置，以及对各有效横截面内牙齿区域的中心位置进行直线拟合，得到牙长轴方向。

13、根据本发明的至少一个实施方式，对同一牙面内多条测量方向上的放射学骨丧失指标进行汇总，得到该牙面的汇总指标，所述汇总为去掉该牙面内最大的一条指标和最小的一条指标后取剩余指标的最大值、取该牙面内各指标的95分位值、取该牙面内各指标的中位数或者取该牙面内各指标的均值中的一种。

14、根据本发明的至少一个实施方式，输出逐牙、逐牙面的放射学骨丧失指标，根据设定阈值生成严重程度辅助提示，以及所述辅助提示用于影像学参考，不作为临床诊断结论。

15、根据本发明另一方面，一种牙槽骨吸收测量系统，包括：数据获取模块，用于获取口腔锥形束ct三维体数据，确定目标牙齿的牙齿区域，牙长轴确定模块，用于根据所述牙齿区域确定牙长轴，参考轴确定模块，用于根据牙弓曲线在目标牙齿中心处的切线方向确定近远中参考轴，去掉所述切线方向中平行于所述牙长轴的分量并单位化，得到正交化后的近远中参考轴，并将所述正交化后的近远中参考轴的正方向统一为由患者右侧指向左侧，坐标系建立模块，用于基于所述牙长轴和所述正交化后的近远中参考轴建立单牙局部坐标系，牙面方向确定模块，用于在所述单牙局部坐标系中确定近中面、远中面、颊侧面和舌侧面中至少两个牙面对应的测量方向，参考点确定模块，用于沿各牙面测量方向确定釉牙骨质界参考点、牙槽嵴参考点和根尖参考点，以及指标计算模块，用于沿各牙面测量方向，将所述釉牙骨质界参考点至所述牙槽嵴参考点且平行于所述牙长轴的距离确定为第一骨高度，将所述根尖参考点与所述釉牙骨质界参考点之差在所述牙长轴方向上的投影绝对值确定为第一根长，将所述第一骨高度与所述第一根长之比确定为对应牙面的放射学骨丧失指标，所述放射学骨丧失指标为所述对应牙面的牙槽骨吸收程度的测量值。

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、近远中参考轴取自牙弓曲线在牙齿中心处的切线，并相对牙长轴作正交化，正方向统一为患者右向左，扭转、倾斜或拥挤时，近中面、远中面仍与牙列邻接方向一致，颊舌划分也随该轴确定，不同牙齿的牙面级结果可以比较；在单牙局部坐标系内按牙面测量方向计算第一骨高度与第一根长之比，该比值即该牙面牙槽骨吸收程度的测量值，计量发生在该牙面方向上，不把三个点全部投影到同一公共牙长轴上再取两段间距；缺牙位参与牙弓插值，种植体和残根可不进入切线计算，牙弓曲线在缺隙处保持连续，切线在目标牙位置上仍能定义；同一牙面内多条测量方向上的指标，可以去掉最大的一条和最小的一条后取剩余最大值，也可以取95分位值、中位数或均值，单条切片上的局部毛刺不易直接成为该牙面的最终结果；缺牙位和种植体位不输出指标，扭转角超过阈值时，报告中标记已采用牙弓切线作为近远中参考。