牙齿矫治器及其数字模型的生成方法、矫治器的制作方法技术

本发明专利技术涉及口腔临床正畸领域，公开了一种牙齿矫治器及其数字模型的生成方法、矫治器的制作方法。本发明专利技术中，一种牙齿矫治器数字模型的生成方法，包括：获取初始牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，构建与所述矫治力信息相匹配的矫治器数字模型，上述方案提供一种可以直接制作出与矫治力信息相匹配的矫治器的方案。

Tooth appliance and its digital model generation method, appliance manufacturing method

The invention relates to the field of dental clinical orthodontics, and discloses a method for generating a dental appliance and a digital model thereof, and a method for making an appliance. In the invention, a method for generating a digital model of a dental appliance includes: acquiring an initial dental digital model; constructing a target dental digital model according to the initial dental digital model and the target dental digital model and the material information; acquiring a target dental digital model for generating a target dental model by using a finite element analysis algorithm according to the initial dental digital model, the target dental digital model and the material information A digital model of the appliance matching the information of the orthodontic force is constructed based on the information of the orthodontic force. The above scheme provides a scheme that can directly make the appliance matching the information of the orthodontic force.

【技术实现步骤摘要】
牙齿矫治器及其数字模型的生成方法、矫治器的制作方法
本专利技术涉及口腔临床正畸领域，特别涉及牙齿矫治器及其数字模型的生成方法、矫治器的制作方法。
技术介绍
牙颌畸形是口腔三大疾病之一，有很高的患病率。极大部分错颌畸形产生于生长发育过程中，由先天的遗传因素或后天的环境因素，如疾病、口腔不良习惯、替牙异常等导致的牙、颌骨、颅面的畸形，如牙排列不齐，上下牙弓间的颌关系异常发等。错颌畸形会对口腔局部甚至全身带来极大的危害：影响颌面的发育、影响口腔健康、影响口腔功能、影响容貌外观等。目前患者通过外科手术或者佩戴矫治器进行矫治。所佩戴的矫治器一般为固定式矫治器，在牙齿表面粘贴托槽或者种植支抗等，经由托槽与弓丝配合以达到对牙齿进行矫治的目的。随着技术的发展和审美的提高，基于计算机技术和材料的发展，隐形矫治器也越来越多的被患者所接受，通过戴用一系列的隐形矫治器,不断的小范围的移动牙齿使错位牙得以矫正。现在常用的隐形矫治器设计与制造方法通常是采用间接增材制造的方式进行，通常先采用增材制造的方法生产牙颌模型，再采用压膜工艺生产隐形矫治器。牙颌数字模型的设计是牙颌模型制作的基础，现在常用的设计及生产方法主要依托于医生的临床经验进行，通常包括以下过程：1)医生对患者的牙齿信息进行分析；2)综合上述分析结果设计牙齿矫治方案；3)根据矫治方案生成牙颌数字模型；4)采用3D技术打印出牙颌模型。上述技术方案存在以下问题：压膜工艺本身无法实现局部参数的精准控制，不能实现矫治器的精准制作，制作出的矫治器的矫治精度无法有效控制，从而影响矫治效果。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种高精度的牙齿矫治器及其数字模型的生成方法、矫治器的制作方法，使牙齿矫治器的矫治效果与牙齿矫治设计方案中的矫治目标相匹配。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种矫治器数字模型的生成方法，包括：获取初始牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，构建与所述矫治力信息相匹配的矫治器数字模型。本专利技术还提供了一种牙齿矫治器的制作方法，包括：获取初始牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型；根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，构建与所述矫治力信息相匹配的矫治器数字模型；根据所述矫治器数字模型，通过增材制造方式制备对应的矫治器。本专利技术还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述的矫治器数字模型的生成方法，以及制作方法。本专利技术还提供了一种矫治器，所述矫治器利用上述的方法制作得到。本专利技术相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：通过有限元分析构建局部力学表达不同的矫治器数字模型，在设计初始阶段引入结合了生物力学的有限元分析，在设计源头明确了矫治器的力学信息(需求与预设表达)；通过增材制造的方式直接制作出具有精准施力的矫治器。具体分别通过初始状态的牙颌数字模型和目标状态的牙颌数字模型，确定出矫治力信息，再构建出与矫治力信息相匹配的矫治器模型。避免现有技术中先制作牙颌模型再通过热压塑形等多工序获得矫治器，不仅减少工序、简化矫治器制作时需要的生产设备，降低矫治器的制作成本；而且通过增材制造的方式直接生成矫治器，采用局部厚度变化、材料变化等方式，使矫治器区域化力学反馈的设计得以实现，有效的提高并控制矫治器精度，从而使牙齿矫治器的矫治效果与牙齿矫治设计方案中的矫治目标相匹配。上述矫治器数字模型的生成方法中，作为进一步改进，所述根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法，获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息的步骤，包括：根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型，确定各牙齿的移动信息；采用有限元分析算法，根据所述各牙齿的移动信息，分别确定出所述各牙齿的矫治力信息。上述方案通过初始状态的牙颌数字模型和目标状态的牙颌数字模型确定各牙齿的移动信息，再根据各牙齿的移动信息分别确定各牙齿的矫治力信息，确定方式直观简便。作为进一步改进，若所述材料信息包括的材料为一种，则构建包括至少两个厚度不同的区域的矫治器数字模型。上述方案设计一种材料的矫治器的方案，可以通过厚度不同实现不同的矫治力。作为进一步改进，若所述材料信息包括的材料为多种，则构建至少两个材料不同的区域的矫治器数字模型。上述方案设计多种材料的矫治器的方案，可以通过材料不同引入不同的力学特性从而实现不同的矫治力。作为进一步改进，所述材料信息至少包括以下一种：密度、泊松比、弹性模量、应力松弛参数。作为进一步改进，所述矫治目标信息包括：多个阶段矫治目标信息；所述构建目标牙颌数字模型，具体包括：分别构建对应所述多个阶段矫治目标信息的多个目标牙颌数字模型；所述构建矫治器数字模型，具体根据所述初始牙颌数字模型、多个所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，分别构建出与所述矫治力信息匹配的多个矫治器数字模型。上述方案明确矫治过程中可以分多阶段矫治，同时分别制作对应各阶段矫治目标的矫治器，更便于根据矫治效果及时调整。作为进一步改进，所述初始牙颌数字模型通过初始牙齿状态信息获得。作为进一步改进，所述初始牙齿状态信息通过口内扫描获得，或者，通过对牙颌模型的扫描获得。上述牙齿矫治器的制作方法中，作为进一步改进，所述根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法，获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息的步骤，包括：根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型，确定各牙齿的移动信息；采用有限元分析算法，根据所述各牙齿的移动信息，分别确定出所述各牙齿的矫治力信息。上述方案通过初始状态的牙颌数字模型和目标状态的牙颌数字模型确定各牙齿的移动信息，再根据各牙齿的移动信息分别确定各牙齿的矫治力信息，确定方式直观简便。作为进一步改进，若所述材料信息包括的材料为一种，则构建包括至少两个厚度不同的区域的矫治器数字模型。上述方案制定一种材料的矫治器的方案，可以通过厚度不同实现不同的矫治力。作为进一步改进，所述增材制造方式为：数字光处理DLP或立体平板印刷SLA。单种材料的矫治器可以通过DLP或SLA方式打印。作为进一步改进，若所述材料信息包括的材料为多种，则构建至少两个材料不同的区域的矫治器数字模型。上述方案制定多种材料的矫治器的方案，可以通过材料不同实现不同的矫治力。作为进一步改进，所述增材制造方式为：多喷头的增材制造方式，或者，多喷头的增材制造与所述DLP或所述SLA结合的方式。多种材料的矫治器可以通过多喷头的增材制造方式，或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，包括：/n获取初始牙颌数字模型；/n根据所述初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型；/n根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，构建与所述矫治力信息相匹配的矫治器数字模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，包括：
获取初始牙颌数字模型；
根据所述初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型；
根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，构建与所述矫治力信息相匹配的矫治器数字模型。


2.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，所述根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法，获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息的步骤，包括：
根据所述初始牙颌数字模型、所述目标牙颌数字模型，确定各牙齿的移动信息；
采用有限元分析算法，根据所述各牙齿的移动信息，分别确定出所述各牙齿的矫治力信息。


3.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，若所述材料信息包括的材料为一种，则构建包括至少两个厚度不同的区域的矫治器数字模型。


4.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，若所述材料信息包括的材料为多种，则构建至少两个材料不同的区域的矫治器数字模型。


5.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，所述材料信息至少包括以下一种：泊松比、弹性模量、应力松弛参数。


6.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，所述矫治目标信息包括：多个阶段矫治目标信息；
所述构建目标牙颌数字模型，具体包括：分别构建对应所述多个阶段矫治目标信息的多个目标牙颌数字模型；
所述构建矫治器数字模型，具体根据所述初始牙颌数字模型、多个所述目标牙颌数字模型和材料信息，采用有限元分析算法获取用于生成目标牙颌模型的矫治力信息，分别构建出与所述矫治力信息匹配的多个矫治器数字模型。


7.根据权利要求1所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，所述初始牙颌数字模型通过初始牙齿状态信息获得。


8.根据权利要求7所述的矫治器数字模型的生成方法，其特征在于，所述初始牙齿状态信息通过口内扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利，刘艳秋，赵晓磊，姚峻峰，
申请(专利权)人：上海正雅齿科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31