本發(fā)明屬于口腔數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，涉及cbct圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，具體是一種基于cbct技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著口腔頜面部疾病的廣泛存在和口腔頜面外科、種植手術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)口腔頜面部區(qū)域結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)分析和診斷需求日益增加。錐形束ct(cone?beam?computedtomography，cbct)技術(shù)作為一種新興的成像技術(shù)，具有低劑量、高分辨率、快速成像等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于口腔頜面部的臨床診斷和治療。因此，發(fā)展一種基于cbct技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，能夠更好地利用cbct圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)口腔頜面部區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)的精細(xì)分析、量化評(píng)估和個(gè)性化治療規(guī)劃，對(duì)口腔頜面部領(lǐng)域的臨床工作和科研具有重要意義?；赾bct技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是一種用于處理口腔頜面部cbct圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

2、現(xiàn)有的cbct圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)大多僅僅分析牙齒和骨骼的結(jié)構(gòu)為口腔手術(shù)的進(jìn)行提供支持，難以考慮到上頜骨、下頜骨和牙齒部分的骨骼薄弱程度和內(nèi)部神經(jīng)通道情況，對(duì)口腔手術(shù)提供更多風(fēng)險(xiǎn)分析，不便于提供更全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息。例如，專(zhuān)利cn115830034b中，公開(kāi)了一種用于口腔健康管理的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括構(gòu)建患者cbct影像數(shù)據(jù)集，剔除數(shù)據(jù)集冗余和噪聲，將數(shù)據(jù)集輸入至特征提取模塊，以水平阻生智齒的標(biāo)定位置，進(jìn)一步選取圖像背景中的下頜管目標(biāo)，將下頜管像素點(diǎn)連接成完整的下頜管，構(gòu)建水平阻生智齒的三維模型，根據(jù)空間坐標(biāo)將水平阻生智齒的三維重建模型與下頜管識(shí)別重建模型融合，確定水平阻生智齒拔除的手術(shù)位置，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水平阻生智齒的三維模型進(jìn)行重構(gòu)，對(duì)下頜神經(jīng)管像素點(diǎn)識(shí)別連接，最后基于坐標(biāo)位置將下頜管融合模型與水平阻生智齒的三維模型融合能夠?qū)λ阶枭驱X的拔除提供精確的操作空間，減少了下頜阻生智齒拔除的不確定風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一；為此，本發(fā)明提出了一種基于cbct技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的cbct圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)難以考慮到上頜骨、下頜骨和牙齒部分的骨骼薄弱程度和內(nèi)部神經(jīng)通道情況，對(duì)口腔手術(shù)提供更多風(fēng)險(xiǎn)分析，不便于提供更全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一方面提供了一種基于cbct技術(shù)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括：

3、圖像分割模塊：用于通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法對(duì)cbct圖像中的頭骨區(qū)域圖像、頜骨區(qū)域圖像和牙齒區(qū)域圖像進(jìn)行分割；

4、三維重建模塊：用于在虛擬坐標(biāo)系中，生成分割出的cbct圖像中的頜骨區(qū)域圖像和牙齒區(qū)域圖像的三維模型；

5、骨骼分析模塊：用于獲取頜骨區(qū)域的三維模型，對(duì)頜骨區(qū)域上頜骨和下頜骨的三維模型進(jìn)行分塊，通過(guò)量化頜骨區(qū)域圖像的上頜骨和下頜骨的骨質(zhì)密度，標(biāo)記骨密度低于正常值的位置，并計(jì)算上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度；

6、牙齒分析模塊：用于獲取牙齒區(qū)域圖像，通過(guò)識(shí)別牙齒區(qū)域圖像每個(gè)牙齒的圖像，對(duì)牙齒區(qū)域圖像中存在的問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，在牙齒區(qū)域圖像的三維模型中對(duì)問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注；

7、神經(jīng)通道位置分析模塊：用于識(shí)別和標(biāo)記頜骨區(qū)域圖像中的神經(jīng)通道位置，并計(jì)算上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的神經(jīng)通道數(shù)量；

8、綜合分析模塊：用于根據(jù)上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度和神經(jīng)通道數(shù)量，分析牙齒區(qū)域圖像的三維模型中對(duì)問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述圖像分割模塊，包括：

10、數(shù)據(jù)處理單元：獲取帶有標(biāo)簽的cbct圖像的數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，其中，每個(gè)cbct圖像中都包含頭骨、頜骨和牙齒的分割標(biāo)簽信息；

11、模型構(gòu)建單元：用于根據(jù)數(shù)據(jù)集構(gòu)建cnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

12、模型訓(xùn)練單元：通過(guò)訓(xùn)練集對(duì)構(gòu)建的cnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)損失函數(shù)進(jìn)行反向傳播優(yōu)化模型參數(shù)，并通過(guò)驗(yàn)證集對(duì)訓(xùn)練后的cnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型性能進(jìn)行驗(yàn)證；

13、cbct圖像分割單元：通過(guò)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練完成的cnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)采集的cbct圖像進(jìn)行分割，獲得頭骨區(qū)域圖像、頜骨區(qū)域圖像和牙齒區(qū)域的分割圖像。

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述骨骼分析模塊獲取頜骨區(qū)域的三維模型，對(duì)頜骨區(qū)域上頜骨和下頜骨的三維模型進(jìn)行分塊，包括以下步驟：

15、上頜骨處在上頜牙槽骨與上頜骨連接處設(shè)置橫向分割線(xiàn)，橫向分割線(xiàn)將上頜骨分為上頜牙槽骨和上頜骨體；

16、以門(mén)牙為分割中線(xiàn)分別向兩側(cè)進(jìn)行劃分，每間隔兩個(gè)牙齒設(shè)置一條縱向分割線(xiàn)，對(duì)上頜牙槽骨和上頜骨體進(jìn)行縱向分割；

17、對(duì)上頜牙槽骨和上頜骨體縱向分割出的小塊進(jìn)行編號(hào)，完成對(duì)上頜骨的分割；

18、下頜骨處在下頜牙槽骨與下頜骨連接處設(shè)置橫向分割線(xiàn)，橫向分割線(xiàn)將下頜骨分為下頜牙槽骨和下頜骨體；

19、以門(mén)牙為分割中線(xiàn)分別向兩側(cè)進(jìn)行劃分，每間隔兩個(gè)牙齒設(shè)置一條縱向分割線(xiàn)，對(duì)下頜牙槽骨和下頜骨體進(jìn)行縱向分割；

20、對(duì)下頜牙槽骨和下頜骨體縱向分割出的小塊進(jìn)行編號(hào)，完成對(duì)下頜骨的分割。

21、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述骨骼分析模塊通過(guò)量化頜骨區(qū)域圖像的上頜骨和下頜骨的骨質(zhì)密度，標(biāo)記骨密度低于正常值的位置，包括以下步驟：

22、獲取頜骨區(qū)域上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的cbct圖像，

23、通過(guò)骨密度標(biāo)定后的骨骼的cbct圖像，測(cè)量骨骼的cbct圖像的灰度值，將標(biāo)定后骨密度值和對(duì)應(yīng)的灰度值輸入到支持向量機(jī)中進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)行線(xiàn)性回歸分析，建立灰度值與骨質(zhì)密度之間的關(guān)系；

24、將上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的cbct圖像分別輸入到訓(xùn)練后的支持向量機(jī)中，得到上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨密度值。

25、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述骨骼分析模塊標(biāo)記骨密度低于正常值的位置，包括以下步驟：

26、獲取上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨密度值；

27、上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊中，對(duì)骨密度值小于100hu的分塊進(jìn)行標(biāo)記；

28、上頜骨體和下頜骨體的分塊中，對(duì)骨密度值小于150hu的分塊進(jìn)行標(biāo)記。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述骨骼分析模塊計(jì)算上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度，包括以下步驟：

30、獲取上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨密度值；

31、將上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊劃分為一組，上頜骨體和下頜骨體的分塊劃分為另一組；

32、分別計(jì)算上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊的骨骼薄弱程度，以及上頜骨體和下頜骨體的分塊的骨骼薄弱程度。

33、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：分別計(jì)算上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊的骨骼薄弱程度，以及上頜骨體和下頜骨體的分塊的骨骼薄弱程度，包括以下步驟：

34、對(duì)于上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊，通過(guò)以下公式計(jì)算每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度：

35、

36、其中，r1為上頜牙槽骨和下頜牙槽骨分塊的骨骼薄弱程度，g1為上頜牙槽骨和下頜牙槽骨分塊的骨密度值；

37、對(duì)于上頜骨體和下頜骨體的分塊，通過(guò)以下公式計(jì)算每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度：

38、

39、其中，r2為上頜骨體和下頜骨體分塊的骨骼薄弱程度，g2為上頜骨體和下頜骨體分塊的骨密度值。

40、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述牙齒分析模塊獲取牙齒區(qū)域圖像，通過(guò)識(shí)別牙齒區(qū)域圖像每個(gè)牙齒的圖像，對(duì)牙齒區(qū)域圖像中存在的問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，在牙齒區(qū)域圖像的三維模型中對(duì)問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，包括以下步驟：

41、獲取牙齒區(qū)域圖像，通過(guò)識(shí)別牙齒區(qū)域圖像中每個(gè)牙齒的圖像；

42、通過(guò)正常牙齒的cbct圖像歷史數(shù)據(jù)，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)人體口腔內(nèi)的每個(gè)牙齒的正常形態(tài)和生長(zhǎng)位置；

43、通過(guò)訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)牙齒區(qū)域圖像中與牙齒的正常形態(tài)和生長(zhǎng)位置不一致的牙齒區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，將識(shí)別出的牙齒區(qū)域作為問(wèn)題區(qū)域，并在牙齒區(qū)域圖像的三維模型中進(jìn)行標(biāo)注。

44、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述綜合分析模塊根據(jù)上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度和神經(jīng)通道數(shù)量，分析牙齒區(qū)域圖像的三維模型中對(duì)問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，包括以下步驟：

45、獲取上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度和神經(jīng)通道數(shù)量，以及牙齒區(qū)域圖像的三維模型中標(biāo)注的問(wèn)題區(qū)域；

46、篩選出牙齒區(qū)域圖像的三維模型中標(biāo)注的問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊；

47、計(jì)算與問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值。

48、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：計(jì)算與問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，包括以下步驟：

49、對(duì)于上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊，通過(guò)以下公式計(jì)算相鄰分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值：

50、

51、其中，k1為在上頜牙槽骨和下頜牙槽骨的分塊中進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，n1為上頜牙槽骨和下頜牙槽骨分塊中的神經(jīng)通道數(shù)量；

52、對(duì)于上頜骨體和下頜骨體的分塊，通過(guò)以下公式計(jì)算相鄰分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值：

53、

54、其中，k2為在上頜骨體和下頜骨體的分塊中進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，n2為上頜骨體和下頜骨體分塊中的神經(jīng)通道數(shù)量；

55、當(dāng)進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值大于2時(shí)，將對(duì)應(yīng)的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊標(biāo)記為高風(fēng)險(xiǎn)分塊；

56、當(dāng)進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值大于等于1.5，且小于2時(shí)，將對(duì)應(yīng)的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊標(biāo)記為風(fēng)險(xiǎn)分塊；

57、當(dāng)進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值小1.5時(shí)，將對(duì)應(yīng)的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊標(biāo)記為小風(fēng)險(xiǎn)分塊。

58、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

59、本發(fā)明通過(guò)骨骼分析模塊獲取頜骨區(qū)域的三維模型，對(duì)頜骨區(qū)域上頜骨和下頜骨的三維模型進(jìn)行分塊，通過(guò)量化頜骨區(qū)域圖像的上頜骨和下頜骨的骨質(zhì)密度，標(biāo)記骨密度低于正常值的位置，并計(jì)算上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度；對(duì)頜骨區(qū)域上頜骨和下頜骨的三維模型進(jìn)行分塊，便于對(duì)上頜骨和下頜骨的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行骨密度的檢測(cè)，便于對(duì)骨密度低于正常值的區(qū)域進(jìn)行定位，通過(guò)骨密度計(jì)算每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度，便于后期評(píng)估骨密度對(duì)不同分塊進(jìn)行口腔手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的影響。

60、本發(fā)明通過(guò)綜合分析模塊根據(jù)上頜骨和下頜骨的三維模型的每個(gè)分塊的骨骼薄弱程度和神經(jīng)通道數(shù)量，分析牙齒區(qū)域圖像的三維模型中對(duì)問(wèn)題區(qū)域相鄰的上頜骨和下頜骨的三維模型中的分塊進(jìn)行口腔手術(shù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值；通過(guò)對(duì)骨骼薄弱程度和神經(jīng)通道數(shù)量的評(píng)估，可以客觀(guān)地評(píng)估口腔手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)程度，幫助醫(yī)生做出決策，提供更全面、客觀(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息。