一种基于精准化定制的牙齿活动矫治器用卡环的制造方法技术

本申请涉及一种基于精准化定制的牙齿活动矫治器用卡环的制造方法。通过采集大量患者牙齿信息数据构建数据库，并结合医生卡环设计经验形成软件。在精准化定制方法中，将患者牙齿信息输入软件自动生成卡环造型信息，并进一步通过软件产生与机械手臂兼容的卡环弯制指令，在专用于生产卡环的机械手臂操作下实现卡环的精准化定制生产。该方法实现了由患者牙齿信息到卡环生产全流程自动化处理，节约了大量的人力和时间成本，无需有经验医生设计卡环造型方案，避免了人工弯折和铸造容易产生的误差，实现了卡环弯制的标准化。

A Manufacturing Method of Clasp for Tooth Moving Appliances Based on Precision Customization

The present application relates to a manufacturing method of clasps for dental movable appliance based on precision customization. By collecting a large number of patients'dental information data to build a database, and combining the experience of doctor's clasp design to form software. In the precise customization method, the patient's tooth information is input into the software to automatically generate the clamp shape information, and then the clamp bending instructions compatible with the manipulator arm are generated by the software to realize the precise customization of the clamp under the manipulation of the manipulator arm dedicated to the production of the clamp. This method realizes the automatic processing of the whole process from patient's tooth information to clasp production, saves a lot of manpower and time cost, does not need experienced doctors to design clasp moulding scheme, avoids the error easily produced by manual bending and casting, and realizes the standardization of clasp bending system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于精准化定制的牙齿活动矫治器用卡环的制造方法
本申请涉及口腔正畸领域，具体涉及牙齿活动矫治器的人工智能制造
技术介绍
在口腔正畸学中，矫治器进行治疗或保持是最为常见的正畸方案，患者可按照需求选择固定矫治器或活动矫治器。对于儿童的牙列不齐，常常采用活动矫治器进行矫治，其可由患者自行摘戴或医生自由装卸的矫治装置，摘下时完整无损，此矫治器除了附在牙冠上而且还需附在口腔粘膜表面上。医生可在矫治器上随意减增附件，以达到矫正牙颌畸形的目的。它在牙颌畸形的治疗中，尤其是在青少年患者的治疗方案中占有重要的地位。活动矫治器由固位装置、作用力部分即各种弹簧附件和基托等三部分组成。目前常见的固位方法有卡环法、邻间钩法、基托组织面衬垫法以及直接粘结于牙列上等方法。卡环是最常见的固位装置，位于所有被选作支抗的牙齿上，通过支抗牙承担被矫治牙产生的反作用力，而使被矫治牙移动。目前，牙科卡环的制作方法主要有铸造和手工弯制两种，手工弯制卡环难度大，技巧性强，不易掌握，另外，在弯制过程中，不锈钢丝经过多次弯折，大大降低了材料的抗疲劳强度，导致卡环的机械强度降低，故卡环折断时有发生，易造成严重后果。此外，手工弯制卡环是按每个具体基牙的实际形状大小，逐个“量体裁衣”式弯制而成，因而手工弯制的卡环，其几何形状和尺寸都是不确定的。机械铸造卡环被广泛应用于各级医院牙科、私人诊所和技工加工中心，然而其也存在一定的局限性，首先需要根据卡环设计的结果构造模具，再采用热挤压或冷冲模的方式成型，而且由于患者牙齿情况完全是个性化的，需每次由医生根据牙模设计卡环，并根据设计结果制造模具，再进行铸造，这样不但生产周期长，成本高，而且会在实际生产中形成误差，后期还需要医生手工调整。现有技术中关于卡环的专利技术创造较少，主要涉及卡环弯制工具及造型设计，如CN200520021263专利技术了一种卡环专用钳，CN201611039206、US4273530、WO2011146062A1均涉及了有关卡环矫治器造型的专利技术创造，有关卡环自动化制造方法尚属于空白领域。近几年，口腔信息扫描基础在正畸方案中的应用日趋广泛，CN201310289989专利技术了一种正畸矫治器的数字化制作方法，将口腔CT数据采集结果用于三维模型重建，计算并获得由施力单元构成的三维模型，通过3D打印的方式实现生产。CN201610393572专利技术了一种制造定制化隐形矫治器的方法，通过光固化成型的方式实现制造。虽然口腔信息扫描已逐步用于正畸学，但对于数据的处理大多停留在重建三维模型的环节，这些数据仅仅用于指导后期的3D打印或者光固化方案，所制造的矫治器主要是固定化的矫治器，并且主要是针对需要个性化制造的弓丝。尚未有方案直接将患者医学信息用于活动矫治器产品的设计，尤其是用于活动矫治器固定部件-卡环的个性化设计和生产当中。本申请旨在解决现有技术中存在的问题，节省医师诊疗并手工设计卡环的环节，避免手工弯制或铸造过程中产生的误差，方便后期调整。因此，本申请提供了一种基于患者个性化牙齿信息产生活动矫治器固定方案并自动化生产卡环的方法。专利技术简述本专利技术的第一方面涉及一种活动矫治器用卡环的制造方法。该方法包括如下步骤：(1)扫描患者牙齿信息，形成数据集合1(2)将数据集合1的信息输入信息检索模块，与牙齿信息数据库中的信息进行匹配，根据匹配信息自动生成卡环造型方案，即数据集合2(3)将数据集合2输入信息转换模块，自动生成卡环弯制指令信息，即数据集合3(4)将数据集合3的信息输入卡环制作设备，自动控制完成卡环制造。在一个具体的实施方案中，患者牙齿信息通过与传统口腔信息获取设备不同的特殊口腔扫描仪获取。将数据集合1的信息输入预制的软件中进行信息检索，并自动匹配卡环造型基本方案。同时，软件内部会根据基本方案结合患者口腔信息形成定制化造型方案-数据集合2。数据集合2继续通过软件运算形成弯制指令信息-数据集合3。由数据集合1到数据集合3的处理过程可集成在一个软件当中，也可以分别由不同的运算软件实现。利用集合3的指令信息指挥卡环制造设备完成制造工序。在一个具体方案中，制造设备为机械手臂。本申请的一个方面涉及一种定制卡环集成生产设备，该设备包括了按上述信息流处理信息的软件以及获取信息的设备和利用信息控制自动化制造的设备。本申请的另一个面涉及通过本专利技术方法制备获得的卡环，所述卡环包括但不限于：箭头卡环，辅助箭头卡环，切牙卡环，球形末端卡环，Duyzings卡环，半卡环。本申请的又一个方面涉及由本专利技术卡环作为配件制备的活动矫治器，活动矫治器的种类包括但不限于：早期治疗矫治器、辅助治疗矫治器、不良习惯矫治器、间隙保持器、功能性矫治器、保持器等。。本申请的再一个方面涉及利用本专利技术的活动矫治器进行口腔正畸的方法，该方法可用于正处于牙齿发育阶段的青少年，同样也适用于需要经常摘下矫正器的人群。本申请相对于现有技术的创新之处在于：(1)通过大数据方式建立了口腔信息数据处理模型，将医师卡环设计经验通过软件处理的方式实现，大大缩短了卡环设计周期，节省有限的口腔医师资源，传统的手工弯制卡环从患者信息获取到产生成品需要至少1周的时间，而通过本申请自动采集、处理信息并自动化生产卡环的方式使上述时间缩短为1天，仅在卡环弯制这一个步骤中，生产时间就可以从2小时缩短为半小时；(2)直接将卡环造型信息参数转化为机器人自动控制参数，实现了个性化卡环生产的自动实现，节约了制造周期，提高了制造精度，避免医师手工弯制卡环或铸造制造卡环的不确定性和高成本。(3)本申请的另一重要贡献在于将卡环形状数据换为具体参数，并由此确定前期数据采集中需要的参数以及后期制造指令参数，在不同的工艺环节中实现参数的转化，从而实现由数据采集到产品制造的数据流动，实现人工智能分析与自动化制造的结合。(4)本申请的卡环造型设计是新颖的，综合考虑了牙齿正畸需求以及美学需求，通过采集牙齿信息在卡环位置及造型设计过程中可以实现功能性和美学性双重效果，更适合青少年和爱美人群的使用。附图说明图1为本申请制造工艺流程图。专利技术详述以下对本申请具体实施过程中涉及的方案以及原理进行扩展式的说明。数据集合1本专利技术制备方法中涉及的第一组数据集合是患者口腔信息。在本专利技术以前，通常使用的口腔三维信息获取方法包括口腔部位的牙齿印模、X射线图像或者CBCT图像及其对应的设备。其存在的问题是需要将上述三维信息重新用于口腔模型的重建，例如构建三维数字的或实体的牙齿模型。而本专利技术则独特的使用了特别设计的口腔扫描仪，用扫描仪的扫描头端光学组件，可以获得用于数据库检索的数据集合1，其中重要的是牙齿、牙列以及牙槽骨等信息。利用本专利技术特别设备获得的口腔三维信息，下列参数是尤为重要的，其也是参与运算生成卡环造型信息的关键参数其中涉及的参数：牙轴倾度、牙倾斜度、凸度、牙槽骨的长宽高等，以上参数是处于治疗性考虑的参数(称为治疗性参数)；此外还包括基牙颊轴嵴远中倒凹区、邻面倒凹区、舌侧倒凹区的信息，这些参数属于美观固定位区参数(称为美观区域参数)，倾向于将卡环设计在这些区域。数据集合2数据集合1需要输入软件1中，并在软件内部存储的数据库信息中检索，匹配患者信息并自动生成卡环弯制方案。所述数据库是通过数以万计的患者口腔扫描获取的临床扫描信息合并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产牙齿活动矫治器卡环的方法，具有如下步骤：(1)通过口腔扫描仪获取患者口腔信息数据集合1；(2)将数据集合1直接输入信息检索模块并获得匹配的卡环造型信息数据集合2；(3)将数据集合2输入信息转换模块并获得卡环弯制指令数据集合3；(4)将数据集合3输入卡环弯制设备生产定制化卡环；所述信息检索模块包含数据库，该数据库由患者口腔信息和与之对应的卡环造型信息组成。

【技术特征摘要】
1.一种生产牙齿活动矫治器卡环的方法，具有如下步骤：(1)通过口腔扫描仪获取患者口腔信息数据集合1；(2)将数据集合1直接输入信息检索模块并获得匹配的卡环造型信息数据集合2；(3)将数据集合2输入信息转换模块并获得卡环弯制指令数据集合3；(4)将数据集合3输入卡环弯制设备生产定制化卡环；所述信息检索模块包含数据库，该数据库由患者口腔信息和与之对应的卡环造型信息组成。2.如权利要求1所述方法，其中数据集合1同时包含治疗性参数和美观区域参数。3.如权利要求2所述方法，其中治疗性参数包含：牙轴倾度、牙倾斜度、凸度、牙槽骨尺寸。4.如权利要求2或3所述方法，其中美观区域参数包含：基牙颊轴嵴远中倒凹区、邻面倒凹区、舌侧倒凹区的位置信息。5.如权利要求1-4任一项所述方法，其中数据集合2同时包含卡环位置参数和弯曲参数。6.如权利要求5所述方法，弯曲参数包括：垂直曲、欧米伽曲、匣形曲、垂直关闭曲、T形曲。7.如权利要求1-6任一项所述方法，其中所述卡环弯制设备为软件控制的六轴机械手臂。8.如权利要求书1-7任一项所述方法，其中由信息检索模块获得的匹配结果经审核和修正后形成数据集合2。9.由权利要求1-8任一项的方法生产的活动矫治器卡环。10.如权利要求9所述的活动矫治器卡环，其包括：箭头卡环，辅助箭头卡环，切牙卡环，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵元，
申请(专利权)人：赵元，
类型：发明
国别省市：北京,11