牙齿模型的矫正评估方法、系统、介质及终端

技术领域

本发明涉及牙齿矫治技术领域，尤其涉及一种牙齿模型的矫正评估方法、系统、介质及终端。

背景技术

近年来，数字口腔技术迅速发展，隐形牙齿正畸也逐渐普及，正畸(Orthodontics)就是矫正牙齿、解除错牙和畸形。正畸主要研究错颌畸形的病因机制，诊断分析及其预防和治疗，正畸治疗主要通过各种矫正装置来调整面部骨骼、牙齿及颌面部的神经及肌肉之间的协调性，也就是调整上下颌骨之间，上下牙齿之间、牙齿与颌骨之间和联系它们的神经及肌肉之间不正常的关系，其最终矫治目标是达到口颌系统的平衡、稳定和美观。错颌畸形的矫治主要依靠在口腔内部或外部戴用矫治器，对牙齿、牙槽骨及颌骨施加适当的“生物力”，使其产生生理性移动，从而矫治错颌畸形。

在对牙齿进行正畸矫治的过程中，由于不同阶段的牙齿数字模型由于没有事先对齐，不方便对不同阶段的牙齿数字模型进行比对评估，无法获得准确的评估结果，不方便对患者的矫治状态进行评估。

因此，有必要提供一种新型的牙齿模型的矫正评估方法、系统、介质及终端以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种牙齿模型的矫正评估方法、系统、介质及终端，以解决不同阶段牙齿数字模型无法准确对齐评估的问题。

第一方面，为实现上述目的，本发明的所述一种牙齿模型的矫正评估方法，述方法包括：

获取患者未矫治之前的初始牙齿数字模型；

根据矫治方案及所述初始牙齿数字模型获取目标牙齿数字模型，以及经过矫治完成的实际牙齿数字模型；

通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐；

在所述目标牙齿数字模型的坐标系下计算牙弓曲线，根据所述牙弓曲线，确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点，根据所述对应点分别建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系；

在所述目标牙齿数字模型中建立每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第一局部坐标系，在所述初始牙齿数字模型确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第二局部坐标系，在所述实际牙齿数字模型中确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第三局部坐标系；

根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果。

本发明所述的牙齿模型的矫正评估方法的有益效果在于：在获取为矫治之前的初始牙齿数字模型以及根据矫治方案和初始牙齿数字模型获取目标牙齿数字模型、经过矫治完成的实际牙齿数字模型之后，将实际牙齿数字模型与目标牙齿数字模型进行坐标系对齐，从而将初始牙齿数字模型、目标牙齿数字模型以及实际牙齿数字模型统一在同一个坐标系下，之后通过目标牙齿数字模型建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系，将目标牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第一局部坐标系、初始牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第二局部坐标系以及实际牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第三局部坐标系分别与参考切空间坐标系进行比对得到差异，以根据得到的差异对患者牙齿的矫治情况进行评估得到矫治评估结果，提高评估结果的准确性。

可选的，所述根据所述对应点分别建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系，包括：

获取每颗牙齿的中心点，将每颗牙齿的所述中心点作为原点，分别将牙齿近远中轴作为x轴、牙齿唇舌侧轴作为y轴、牙齿长轴作为z轴，建立每颗牙齿对应点的所述参考切空间坐标系。

可选的，所述根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果，包括：

分别计算所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，得到第一差异值、第二差异值和第三差异值；

根据所述第一差异值和所述第二差异值的差值计算得到患者牙齿的设计移动量，根据所述第二差异值和所述第三差异值计算得到患者牙齿的实际移动量；

根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果。其有益效果在于：通过计算第一差异值和第二差异值的差值得到患者牙齿的设计移动量，根据第二差异值和第三差异值的差值得到患者牙齿的实际移动量，从而便于在同一参考对象下得到设计移动量和实际移动量，以便于根据设计移动量和实际移动量的差异确定患者牙齿的矫治评估结果，提高评估结果的准确性。

可选的，所述根据所述第一差异值和所述第二差异值的差值计算得到患者牙齿的设计移动量，根据所述第二差异值和所述第三差异值的差值计算得到患者牙齿的实际移动量，包括：

对所述第一差异值、所述第二差异值和所述第三差异值进行分解，分别得到分解平移量和分解旋转量；

对应计算所述第一差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量与所述第二差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量之间的差异，得到所述设计移动量；

对应计算所述第二差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量与所述第三差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量之间的差异，得到所述实际移动量。

可选的，所述根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果，包括：

获取所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向和分量差异；

在所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向相同，且所述实际移动量的每一个所述分量差异均不小于分量阈值时，所述牙齿矫治过程移动正常；

在所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向相同，且所述实际移动量中至少有一个所述分量差异大于分量差异阈值时，所述牙齿矫治过程存在偏差；

在所述设计移动量和所述实际移动量中至少一个分量的方向相反时，所述牙齿移动脱轨。

可选的，所述根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果，还包括：

在所述实际移动量的所述分解平移量和所述分解旋转量中，当至少存在一个分量的大小大于分量设定阈值，所述牙齿矫治过程中牙齿移动脱轨。其有益效果在于：当实际移动量的分解平移量和分解旋转量中存在一个大于分量设定阈值，表示当前牙齿的矫治过程出现牙齿移动脱轨，便于及时提醒医生和患者，降低矫治过程中出现的风险。

可选的，所述分解平移量包括近远中平移量、唇舌侧平移量、垂直向平移量，所述分解旋转量包括扭转角度、轴倾角度和转矩角度。

可选的，所述通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐，包括：

在所述实际牙齿数字模型的坐标系下获取一组第一特征点组，在所述目标牙齿数字模型的坐标系下获取一组第二特征点组；

对所述第一特征点组和所述第二特征点组进行筛选和排序，得到第一排序特征点组和第二排序特征点组；

对所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组进行刚性变换并求解以得到目标解，根据所述目标解将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，完成牙齿模型的坐标对齐。其有益效果在于：通过对实际牙齿数字模型中的第一特征点组和目标牙齿数字模型中的第二特征点组进行筛选和排序，并通过刚性变换的方式得到目标解，以便于根据目标解对排序后的特征点组进行坐标转换，从而按此牙齿模型的坐标对齐。

可选的，所述对所述第一特征点组和所述第二特征点组进行筛选和排序，得到第一排序特征点组和第二排序特征点组，包括：

对所述第一特征点组和所述第二特征点组进行筛选，去除其中的多余特征点；

对取出所述多余特征点后的所述第一特征点组和所述第二特征点组进行排序，得到所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组。

可选的，所述多余特征点包括无法配对的特征点、误差大于误差阈值的特征点、在所述实际牙齿数字模型和所述目标牙齿数字模型中存在差异的牙齿对应的特征点中的至少一种。

可选的，所述对所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组进行刚性变换并求解以得到目标解，根据所述目标解将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，完成牙齿模型的坐标对齐，包括：

计算所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组中特征点的平均值，以得到第一特征点平均值和第二特征点平均值；

根据所述第一排序特征点组中的特征点和所述第一特征点平均值，建立第一矩阵；

根据所述第二排序特征点组中的特征点和所述第二特征点平均值，建立第二矩阵；

将所述第一矩阵和所述第二矩阵的转置相乘得到乘积矩阵；

对所述乘积矩阵进行奇异值分解，以得到旋转矩阵和平移量；

通过所述旋转矩阵和平移量将所述实际牙齿数字模型中所述第一排序特征点组的每一个特征点的坐标转换到所述目标牙齿数字模型中所述第二排序特征点组的坐标系。

可选的，所述第一排序特征点组中每一个特征点的坐标转换满足如下公式：

A

其中，A

可选的，在完成牙齿模型的坐标对齐之后，对所述第一排序特征点组中的特征点配置预设权重，根据预设权重对所述第一排序特征点组中的特征点进行二次坐标对齐，将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中。

可选的，所述根据预设权重对所述第一排序特征点组中的特征点进行二次坐标对齐，将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，包括：

根据所述第一排序特征点组中每一个特征点的所述预设权重，建立权重对角矩阵；

计算所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组中特征点的平均值，以得到第一特征点平均值和第二特征点平均值；

根据所述第一排序特征点组中的特征点和所述第一特征点平均值，建立第一矩阵；

根据所述第二排序特征点组中的特征点和所述第二特征点平均值，建立第二矩阵；

将所述第一矩阵、所述权重对角矩阵和所述第二矩阵的转置相乘得到二次乘积矩阵；

对所述二次乘积矩阵进行奇异值分解，以得到二次旋转矩阵和二次平移量；

通过所述二次旋转矩阵和所述二次平移量将所述实际牙齿数字模型中所述第一排序特征点组的每一个特征点的坐标转换到所述目标牙齿数字模型中所述第二排序特征点组的坐标系，得到第一坐标转换特征点组。

第二方面，本发明还提供了一种牙齿模型的矫正评估系统，所述系统包括：

模型获取模块，用于获取目标牙齿数字模型、患者未矫治之前的初始牙齿数字模型，以及经过坐标转换后的实际牙齿数字模型；

对齐模块，用于将通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐；

参考坐标系建立模块，用于在所述目标牙齿数字模型的坐标系下计算牙弓曲线，根据所述牙弓曲线，确定每一颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点，根据所述对应点分别建立每一颗牙齿对应的参考切空间坐标系；

局部坐标系建立模块，用于在所述目标牙齿数字模型中建立每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第一局部坐标系，在所述初始牙齿数字模型确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第二局部坐标系，在所述实际牙齿数字模型中确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第三局部坐标系；

计算评估模块，用于根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果。

本发明所述的牙齿模型的矫正评估系统的有益效果在于：在模型获取模块获取为矫治之前的初始牙齿数字模型以及根据矫治方案和初始牙齿数字模型获取目标牙齿数字模型、经过矫治完成的实际牙齿数字模型之后，对齐模块将实际牙齿数字模型与目标牙齿数字模型进行坐标系对齐，从而将初始牙齿数字模型、目标牙齿数字模型以及实际牙齿数字模型统一在同一个坐标系下，之后参考坐标系建立模块，通过目标牙齿数字模型建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系，计算评估模块将目标牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第一局部坐标系、初始牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第二局部坐标系以及实际牙齿数字模型中每颗牙齿对应点的第三局部坐标系分别与参考切空间坐标系进行比对得到差异，以根据得到的差异对患者牙齿的矫治情况进行评估得到矫治评估结果，提高评估结果的准确性。

第三方面，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的牙齿模型的矫正评估方法。

第四方面，本发明还提供了一种终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的牙齿模型的矫正评估方法。

第三方面的有益效果和第四方面的有益效果参见第一方面、第二方面中有益效果的描述，此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的牙齿模型的矫正评估方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的牙齿模型的矫正评估方法的通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐的流程图；

图3为本发明实施例所述的牙齿模型的矫正评估方法的确定患者牙齿的矫治评估结果的流程图；

图4为本发明实施例所述的牙齿模型的矫正评估系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种牙齿模型的矫正评估方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

S101、获取患者未矫治之前的初始牙齿数字模型。

S102、根据矫治方案及所述初始牙齿数字模型获取目标牙齿数字模型，以及经过矫治完成的实际牙齿数字模型。

在一些实施例中，所述实际牙齿数字模型和目标牙齿数字模型之间是一一对应的，所述实际牙齿数字模型既可以是经过完全矫治之后最终状态的牙齿对应的模型，此时目标牙齿数字模型就是在矫治方案中患者牙齿最终期望达到的牙齿状态对应的模型；所述实际牙齿数字模型还可以是部分矫治阶段之后得到的中间状态的牙齿对应的模型，此时目标牙齿数字模型就是在经过部分矫治阶段之后期望达到的牙齿状态对应的模型，本方案对此不作限制。

S103、通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐。

在一些实施例中，所述通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐，如图2所示，包括如下步骤：

S201、在所述实际牙齿数字模型的坐标系下获取一组第一特征点组，在所述目标牙齿数字模型的坐标系下获取一组第二特征点组。

对于实际牙齿数字模型和目标牙齿数字模型上不同的牙齿其坐标系是不一样的，具体的，对于实际牙齿数字模型的坐标系和目标牙齿数字模型中的坐标系都指的是单颗牙齿的坐标系，而第一特征点组和第二特征点组均为单颗牙齿的特征点的集合。

在一些实施例中，所述实际牙齿数字模型和所述目标牙齿数字模型中单颗牙齿的坐标系的建立过程包括：以所述单颗牙齿模型的所有顶点的平均值作为原点，分别将近远中轴、唇舌侧轴、长轴分别作为x轴、y轴、z轴，建立所述局部坐标系。

其中，所述第一特征点组和所述第二特征点组均包括切缘中点、颊尖中点、近中接触点、远中接触点，将这四个特征点表示为A

FDI编号方法是FDI牙位表示法是1970年国际牙科联盟提出的牙位表示法，为世界通用，也称ISO-3950表示法，每颗牙用两位阿拉伯数字表示，第一位表示牙齿所在的象限：病人的右上、左上、左下、右下在恒牙为1、2、3、4，在乳牙为5、6、7、8；第二位表示牙齿的位置：从中门齿到第三臼齿为1-8，此处不再赘述。

其中，切缘中点表示牙齿模型上切缘的中点，切缘表示两点的线段，获取在牙齿长轴上投影较大的网格顶点，将所有的网格顶点的均值点在牙齿长轴、颊舌向轴上的投影、网格顶点在牙齿近远中轴上的投影分别等同于切缘在牙齿长轴、颊舌向轴、近远中轴上的投影，由此推导确定出牙齿模型的切缘，进而得到1-3号牙齿的切缘中点。

而对于4-8号牙齿，将颊侧的网格顶点进行上述处理，将颊侧的网格顶点的均值点在牙齿长轴、颊舌向轴上的投影、网格顶点在牙齿近远中轴上的投影分别等同于切缘在牙齿长轴、颊舌向轴、近远中轴上的投影，并由此推导确定出牙齿模型的颊尖，以得到颊尖中点。

而对于近远中接触点，则是在牙齿的顶点中，在近远中轴上投影最大的点为近中接触点，投影最小的点为远中接触点。

为了进一步方便描述，所述第一特征点组记为x

S202、对所述第一特征点组和所述第二特征点组进行筛选和排序，得到第一排序特征点组和第二排序特征点组。

在一些实施例中，其过程包括：

对所述第一特征点组和所述第二特征点组进行筛选，去除其中的多余特征点；

对取出所述多余特征点后的所述第一特征点组和所述第二特征点组进行排序，得到所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组。

具体的，对第一特征点组x

在一些可选的实施例中，所述多余特征点包括无法配对的特征点、误差大于误差阈值的特征点、在所述实际牙齿数字模型和所述目标牙齿数字模型中存在差异的牙齿对应的特征点中的至少一种，通过去除多余特征点，保证最终结果的准确性。

具体的，如果一颗牙齿或者多颗牙齿在目标牙齿数字模型和实际牙齿数字模型上存在明显的差异，比如一个牙冠完好、一个牙冠缺损；比如一个有附件、一个没有附件，则需要对这些牙齿进行特别处理，比如修补缺损的牙冠、磨平附件，或者在配对中排除这些特征点。

S203、对所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组进行刚性变换并求解以得到目标解，根据所述目标解将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，完成牙齿模型的坐标对齐。

为了将实际牙齿数字模型和目标牙齿数字模型进行对齐，首先获取实际牙齿数字模型和目标牙齿数字模型上在其对应的坐标系下的第一特征点组、第二特征点组，通过分别对第一特征点组和第二特征点组中的特征点进行筛选和排序，分别得到第一排序特征点和第二排序特征点组，后续通过刚性变换的方式求得目标解，根据目标解将第一排序特征点组转换到第二排序特征点组的坐标系之中，完成牙齿模型的坐标对齐，从而将目标牙齿数字模型和实际牙齿数字模型完成坐标系对齐。

所述步骤S203的过程具体包括：包括：

计算所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组中特征点的平均值，以得到第一特征点平均值和第二特征点平均值；

根据所述第一排序特征点组中的特征点和所述第一特征点平均值，建立第一矩阵；

根据所述第二排序特征点组中的特征点和所述第二特征点平均值，建立第二矩阵；

将所述第一矩阵和所述第二矩阵的转置相乘得到乘积矩阵；

对所述乘积矩阵进行奇异值分解，以得到旋转矩阵和平移量；

通过所述旋转矩阵和平移量将所述实际牙齿数字模型中所述第一排序特征点组的每一个特征点的坐标转换到所述目标牙齿数字模型中所述第二排序特征点组的坐标系。

首先对第一排序特征点组、第二排序特征点组中的特征点进行平均值计算得到第一特征点平均值

在得到第一特征点平均值

之后将所述第一矩阵和所述第二矩阵的转置相乘得到乘积矩阵S，即：

S＝XY

在得到乘积矩阵之后，对所述乘积矩阵进行奇异值分解，以得到旋转矩阵和平移量。

在一些实施例中，奇异值分解的过程为：

S＝UΣV

而在对乘积矩阵进行奇异值分解之后得到两个正交矩阵分别为U和V，之后根据这两个正交矩阵分别计算得到旋转矩阵R

在一种可选的实施例中，由于在对乘积矩阵进行奇异值分解的时候可能会得到不止一个解，从而会得到多个结果的旋转矩阵和平移量，在本实施例中，选择最优解的旋转矩阵和平移量以进行坐标系转换，提高坐标转换的准确性。

而在分别得到旋转矩阵和平移量之后，根据旋转矩阵和平移量对实际牙齿数字模型中所述第一排序特征点组的每一个特征点的坐标进行转换，从而转换到所述目标牙齿数字模型中所述第二排序特征点组的坐标系之中，完成坐标转换，从而将实际牙齿数字模型中和目标牙齿数字模型的坐标系对齐。

在一些可选的实施例中所述第一排序特征点组中每一个特征点的坐标转换满足如下公式：

A

其中，A

在一些可选的实施例中，在完成牙齿模型的坐标对齐之后，对所述第一排序特征点组中的特征点配置预设权重，根据预设权重对所述第一排序特征点组中的特征点进行二次坐标对齐，将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，通过上述方式对实际牙齿数字模型中的特征点与目标牙齿数字模型中的特征点进行二次坐标对齐，提高坐标对齐的精确度。

在一些实施例中，所述根据预设权重对所述第一排序特征点组中的特征点进行二次坐标对齐，将所述第一排序特征点组转换到所述第二排序特征点组的坐标系之中，包括：

根据所述第一排序特征点组中每一个特征点的所述预设权重，建立权重对角矩阵；

计算所述第一排序特征点组和所述第二排序特征点组中特征点的平均值，以得到第一特征点平均值和第二特征点平均值；

根据所述第一排序特征点组中的特征点和所述第一特征点平均值，建立第一矩阵；

根据所述第二排序特征点组中的特征点和所述第二特征点平均值，建立第二矩阵；

将所述第一矩阵、所述权重对角矩阵和所述第二矩阵的转置相乘得到二次乘积矩阵；

对所述二次乘积矩阵进行奇异值分解，以得到二次旋转矩阵和二次平移量；

通过所述二次旋转矩阵和所述二次平移量将所述实际牙齿数字模型中所述第一排序特征点组的每一个特征点的坐标转换到所述目标牙齿数字模型中所述第二排序特征点组的坐标系，得到第一坐标转换特征点组。

具体的，通过对每一个特征点设定预设权重，并根据所述第一排序特征点组中每一个特征点的所述预设权重，建立权重对角矩阵W＝diag[w

由于第一矩阵、第二矩阵的获得过程在前述内容中已经描述，此处不再赘述，在后续进行转置相乘的时候，将第一矩阵、第二矩阵和权重对角矩阵相乘得到二次乘积矩阵，之后对二次乘积矩阵进行奇异值分解，从而得到二次旋转矩阵和二次平移量，在后续根据二次旋转矩阵和二次平移量对第一排序特征点组中的每一个特征点进行坐标转换以转换到第二排序特征点组中的坐标系，得到在目标牙齿数字模型的坐标系下的第一坐标转换特征点组，从而完成更加精确的坐标转换。

在另外一些实施例中，还可以通过在目标牙齿数字模型和实际牙齿数字模型中指定特定的牙齿作为基准，采用迭代最近点法(Iterative Closest Point，ICP)进行计算，直至得到最终收敛解，由于此方法为现有技术的内容，此处不再赘述。

S104、在所述目标牙齿数字模型的坐标系下计算牙弓曲线，根据所述牙弓曲线，确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点，根据所述对应点分别建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系；

S105、在所述目标牙齿数字模型中建立每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第一局部坐标系，在所述初始牙齿数字模型确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第二局部坐标系，在所述实际牙齿数字模型中确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第三局部坐标系；

S106、根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果。

通过上述方法，通过分别获取患者为矫治之前的初始牙齿数字模型、经过矫治完成的实际牙齿数字模型以及根据矫治方案获得的目标牙齿数字模型，由于目标牙齿数字模型是基于初始牙齿数字模型的，因此目标牙齿数字模型和初始牙齿数字模型本质上是位于同一坐标系下的，之后通过坐标转换的方式将实际牙齿数字模型和目标牙齿数字模型进行坐标系对齐，从而将初始牙齿数字模型、目标牙齿数字模型和实际牙齿数字模型这三个模型统一在同一个坐标系下，之后根据目标牙齿数字模型的牙弓曲线确定每一颗牙齿对应点的参考切空间坐标系，之后分别在目标牙齿数字模型、初始牙齿数字模型和实际牙齿数字模型上分别建立第一局部坐标系、第二局部坐标系、第三局部坐标系，之后根据第一局部坐标系、第二局部坐标系、第三局部坐标系分别与参考切空间坐标系之间的差异，对患者牙齿的矫治结果进行评估，得到矫治评估结果，从而便于对患者牙齿进行快速评估，便于医生和患者及时了解牙齿的矫治情况。

可选的，所述根据所述对应点分别建立每颗牙齿对应的参考切空间坐标系，包括：

获取每颗牙齿的中心点，将每颗牙齿的所述中心点作为原点，分别将牙齿近远中轴作为x轴、牙齿唇舌侧轴作为y轴、牙齿长轴作为z轴，建立每颗牙齿对应点的所述参考切空间坐标系。

通过上述方法获得作为标准位姿的参考切空间坐标系，以便于后续对在局部坐标系下的特征点进行差异计算。

需要说明的是，在本实施例中，所述第一局部坐标系、第二局部坐标系、第三局部坐标系分别是目标牙齿数字模型、初始牙齿数字模型和实际牙齿数字模型中的单颗牙齿的局部坐标系，其对应的建立方法在前述内容中已经描述，此处不再赘述。

在一些实施例中，所述根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果，如图3所示，包括如下步骤：

S301、分别计算所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，得到第一差异值、第二差异值和第三差异值。

首先将第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系进行差异计算，从而得到第一差异值、第二差异值和第三差异值，通过在同一标准下计算差异值，以便于后续提高评估结果的准确性。

S302、根据所述第一差异值和所述第二差异值的差值计算得到患者牙齿的设计移动量，根据所述第二差异值和所述第三差异值的差值计算得到患者牙齿的实际移动量。

在一些可选的实施例中，设计移动量和实际移动量的计算过程包括：

对所述第一差异值、所述第二差异值和所述第三差异值进行分解，分别得到分解平移量和分解旋转量；

对应计算所述第一差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量与所述第二差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量之间的差异，得到所述设计移动量；

对应计算所述第二差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量与所述第三差异值中所述分解平移量和所述分解旋转量之间的差异，得到所述实际移动量。

在一些实施例中，所述分解平移量包括近远中平移量、唇舌侧平移量、垂直向平移量，所述分解旋转量包括扭转角度、轴倾角度和转矩角度，假设在参考切空间坐标系下，参考切空间坐标系对应的平移量为t

近远中平移量：(t-t

唇舌侧平移量：(t-t

垂直向平移量：(t-t

扭转角度：向量[x-(x·c)c]与向量a的夹角

轴倾角度：向量[z-(z·b)b]与向量c的夹角

转矩角度：向量[z-(z·a)a]与向量c的夹角

在具体计算第一差异值、第二差异值和第三差异值中的分解平移量和分解旋转量时，分别将目标牙齿数字模型、所述初始牙齿数字模型、所述实际牙齿数字模型中在其对应的坐标系中的平移量和单位坐标向量与参考切空间坐标系中的平移量和单位坐标向量进行计算即可，此处不再赘述。

其中，所述设计移动量本质上是初始牙齿数字模型上的特征点和目标牙齿数字模型的特征点之间的差异，在本实施例中具体体现在第一差异值和第二差异值中对应分量的差异；而实际移动量本质上初始牙齿数字模型的特征点和实际牙齿数字模型的特征点之间的差异，在本实施例中具体体现在第二差异值和第三差异值对应分量的差异。

S303、根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果。

在一些可选的实施例中，所述根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果，包括如下步骤：

获取所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向和分量差异；

在所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向相同，且所述实际移动量的每一个所述分量差异均不小于分量阈值时，所述牙齿矫治过程移动正常。

其中，分量阈值既可以包括多个阈值，也可以包括单个阈值，在包括多个阈值时，实际移动量中的每一个分量差异对应一个分量阈值，需要每一个分量差异均满足对应的分量阈值时，则判断牙齿矫治过程中移动正常，没有明显缺陷，矫治过程处于正常状态。

在所述设计移动量和所述实际移动量中每一个分量的方向相同，且所述实际移动量中至少有一个所述分量差异大于分量差异阈值时，所述牙齿矫治过程存在偏差，需要对当前的实际牙齿数字模型进行调整，以提高矫治效果。

在所述设计移动量和所述实际移动量中至少一个分量的方向相反时，所述牙齿移动脱轨，说明此时实际移动量和设计移动量之间差异较大，导致矫治后的牙齿移动脱轨，需要重新制定矫治方案。

在一些可选的实施例中，所述根据所述设计移动量和所述实际移动量的大小，确定所述患者牙齿的矫治评估结果，还包括：

在所述实际移动量的所述分解平移量和所述分解旋转量中，当至少存在一个分量的大小大于分量设定阈值，所述牙齿矫治过程中牙齿移动脱轨。

由于实际移动量反映的是患者当前的牙齿的实际状态，当实际移动量中的分解平移量和所述分解旋转量存在至少一个分量的大小大于分量设定阈值时，则表示牙齿在矫治过程之后的当前状态出现牙齿移动脱轨，需要重新制定矫治方案。

本发明还提供了一种牙齿模型的矫正评估系统，如图4所示，所述系统包括：

模型获取模块401，用于获取目标牙齿数字模型、患者未矫治之前的初始牙齿数字模型，以及经过坐标转换后的实际牙齿数字模型；

对齐模块402，用于将通过坐标转换将所述实际牙齿数字模型与所述目标牙齿数字模型的坐标系对齐；

参考坐标系建立模块403，用于在所述目标牙齿数字模型的坐标系下计算牙弓曲线，根据所述牙弓曲线，确定每一个牙齿在所述牙弓曲线上的对应点，根据所述对应点分别建立每一个牙齿对应的参考切空间坐标系；

局部坐标系建立模块404，用于在所述目标牙齿数字模型中建立每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第一局部坐标系，在所述初始牙齿数字模型确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第二局部坐标系，在所述实际牙齿数字模型中确定每颗牙齿在所述牙弓曲线上的对应点的第三局部坐标系；

计算评估模块405，用于根据所述第一局部坐标系、所述第二局部坐标系、所述第三局部坐标系与所述参考切空间坐标系的差异，确定患者牙齿的矫治评估结果。

由于上述牙齿模型的矫正评估系统的结构和原理与上述的牙齿模型的矫正评估方法一一对应，此处不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，选择模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-On-a-Chip，简称SOC)的形式实现。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的牙齿模型的矫正评估方法。

本发明的存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。所述存储介质包括：只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明还提供了一种终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的牙齿模型的矫正评估方法。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请实施例各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。