牙齿着色、透明度和上釉制造技术

本文描述的系统、方法和/或计算机可读介质为牙科修复体的机器生成的高技术问题提供了技术解决方案。特别地，这些系统、方法和/或计算机可读介质可以提供帮助创建更紧密类似于天然牙齿(包括其内部光学结构)的牙科修复体的技术解决方案。这些系统、方法和/或计算机可读介质可能有助于实际上渲染包括其内部光学结构的牙齿，并将这些渲染(例如数字模型)应用于牙科修复体的制造。

Tooth coloring, transparency and glazing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】牙齿着色、透明度和上釉相关申请的交叉引用本专利申请要求于2017年7月27日提交的、标题为“TOOTHSHADING，TRANSPARENCYANDGLAZING(牙齿着色、透明度和上釉)”的申请号为62/537,941的美国临时专利申请的优先权，以及于2018年4月26日提交的、标题为“TOOTHSHADING,TRANSPARENCYANDGLAZING(牙齿着色、透明度和上釉)”的申请号为62/662,961的美国临时专利申请的优先权，两者的全部内容通过引用纳入在本文中。本专利申请还引用了于2017年7月27日提交的、标题为“INTRAORALSCANNERWITHDENTALDIAGNOSTICSCAPABILITIES(具有牙科诊断能力的口内扫描仪)”的申请号为15/662,234的美国专利申请，其全部内容通过引用纳入在本文中。通过援引的纳入本说明书中提到的所有出版物和专利申请都通过引用整体并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指出通过引用并入。
本文描述的方法和设备可以涉及具有更真实的上色、着色和透明度的牙科植入体(例如，诸如人造牙齿、牙盖、假牙、牙齿贴面以及齿桥等修复体)。具体而言，本文描述了使用光学扫描仪制造牙科植入体的方法，该光学扫描仪生成患者牙齿的模型，该模型包括患者牙齿的三维表面表示、3D体模型(其示出包括轮廓、密度和透明度等内部特征)以及颜色。
技术介绍
重建用于植入体的牙齿、牙齿重建体和牙齿贴面的精确视觉外观是牙齿修复行业面临的挑战。将一个或多个植入体(例如假牙、牙齿贴面等人造修复体)与患者的天然牙列进行匹配可能很困难，并且可能需要牙医或牙科技师和可能的单独实验室之间的沟通。陶瓷的自然外观很难复制，特别是在依靠临床医生来描述或充分说明他或她在比色过程中看到了什么时。通常，比色过程的第一部分可以是限定原始牙齿的颜色、色度和透明度。然而，由于牙齿的透明度和包含具有不同光学特性的材料(例如牙釉质和牙本质)的牙齿的内部结构，尝试限定不透明表面的颜色是格外复杂的。传统上，通常通过使用RGB传感器或光谱传感器从外部获取牙齿表面外观来执行牙齿着色。典型地，此类测量可能会给每颗牙齿提供1至3个颜色区域，并限定多达大概20个色度。此外，可以通过使用SLR相机拍摄图像来进行牙齿颜色修复(可以手动地将该图像与参考色度调色板进行比较)，并且通常是手动完成牙齿植入体的精细上色以与该图像相似，在此过程中没有涉及任何数字详细数据。在修复性治疗中，修复性植入体(例如，牙冠和齿桥等)可能需要有关(单颗或多颗)牙齿的颜色映射、着色和透明度的信息，以便所得的植入体可以具有适合的上釉。本文描述了可以解决以上提出的问题的方法、系统和/或计算机可读介质。
技术实现思路
本文描述的系统、方法和/或计算机可读介质为牙科修复体的机器生成的高技术问题提供了技术解决方案。特别地，这些系统、方法和/或计算机可读介质可以提供技术解决方案，以帮助制作更紧密类似于天然牙齿(包括其内部光学结构)的牙科修复体。这些系统、方法和/或计算机可读介质可能有助于实际上渲染包括其内部光学结构的牙齿，并将这些渲染(例如数字模型)应用于牙科修复体的制造。本文所述的任何方法和设备(系统和装置等，包括软件、硬件和/或固件)可以用于为患者制作牙科修复体，从而使牙科修复体具有与患者的牙齿相匹配的光学特性。例如，本文描述的方法和设备可用于在三维上下文中创建包括基于患者现有牙齿的光学特性的可见光体模型，并且该可见光体模型可以被用来使用可见光体模型的光学特性来生成牙科修复体。描述了针对一个或多个牙齿的表面和内部体积的光学特性，所述一个或多个牙齿可以是与要通过牙科修复体修复的牙齿相邻或相似的牙齿。在一些变型中，可以生成全部或部分牙科修复体的体模型，并且可以从可见光体模型导出牙科修复体体模型的光学特性。通常，牙科修复体可以包括修复性植入体，例如牙冠、牙齿贴面以及齿桥等。这些修复性植入体中的任何一种都可以包括作为修复体的一部分的釉料(例如，牙齿贴面，包括陶瓷贴面)，以模拟牙釉质。本文描述的任何方法、系统和/或计算机可读介质均可包括三维(3D)口腔扫描仪的使用，该三维(3D)口腔扫描仪也可称为口内扫描仪。这些方法和设备可以与任何适合的口内扫描仪一起使用，而且特别是与那些单独(包括顺序地)或并发地/同时地使用近红外和可见光进行扫描的口内扫描仪一起使用。在例如2017年7月27日提交的、标题为“INTRAORALSCANNERWITHDENTALDIAGNOSTICSCAPABILITIES(具有牙科诊断能力的口内扫描仪)”的申请号为15/662,234的美国专利申请中描述了可以使用的口内扫描仪的一个示例。体模型通常是指三维空间(例如体积)的数字表示。特别地，本文描述了牙齿的全部或部分的体模型。体模型通常可以是实体模型或壳/边界模型。体模型可以是表示三维区域的数字映射，例如，体模型可以包括体素。本文描述的方法、系统和/或计算机可读介质通常生成3D体模型，该3D体模型包括作为3D体模型的一部分的牙齿的一个或多个光学特性。可以使用任何光学特性，包括：光吸收、光反射、光透射以及光散射。其他光学特性可以包括色相、透明度、半透明度、乳白度(opalescence)、饱和度(chroma)、明度、光泽度以及荧光度。这些光学特性可以重叠和/或可以是彼此的替代表示和/或可以从其他光学特性导出。例如，半透明度可以被表示为光散射和光反射的特性。通常，反射、透射和吸收可能取决于受辐射影响的波长。因此，可以就单色辐射或多色辐射对这三个过程进行量化(并且可以指定入射辐射的光谱分布)。另外，反射率、透射率和吸收率也可能取决于入射辐射的偏振和几何分布，这也可以是指定的。光反射(例如，反射率)可以是反射的辐射功率与入射的辐射功率之比。对于反射表面的某些区域元素，(差分)入射的辐射功率可以是表面的辐照度乘以表面元素的大小。总反射率可以进一步细分为规则反射率和漫反射率，规则反射率和漫反射率可以分别由规则(或镜面)反射的辐射功率和漫反射的辐射功率与入射的辐射功率之比得出。光吸收可以指通过与材料的相互作用将施加到材料上的辐射功率转换成另一种类型的能量(通常是热量)。吸收可能是特定波长的吸收。介质的吸收率可以由吸收的辐射功率与入射的辐射功率之比来定义。介质的光透射(或透光率)可以被定义为透射的辐射功率与入射的辐射功率之比。总透射率可以进一步细分为规则透射率和漫透射率，规则透射率和漫透射率可以分别通过规则(或直接)透射的辐射功率和漫透射的辐射功率与入射的辐射功率之比来得出。反射是电磁辐射在两种介质之间的边界(表面反射)或介质内部(体积反射)返回的过程，而透射是电磁辐射经过介质的通过。这两个过程都可能伴随着漫射(也称为散射)，漫射是将单向光束偏转成多个方向的过程。当没有漫射发生时，根据几何光学定律，单向光束的反射或透射会产生单向光束。反射、透射和散射使辐射的频率保持不变，尽管当反射材料或表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种为患者制作牙科修复体以使所述牙科修复体具有与患者牙齿的光学特性相匹配的光学特性的方法，所述方法包括：/n接收患者牙齿的至少一部分的可见光体模型，其中该体模型包括患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸到牙本质的牙釉质区域的表示；进一步地，其中所述可见光体模型包括以下中的两个或多个的指示：一个或多个波长的光对于患者牙齿外表面、牙本质表面和牙釉质区域的光吸收、光反射和光散射；以及/n根据所述可见光体模型制造牙科修复体，其中所述牙科修复体的表面和内部结构具有基于所述可见光体模型的光学特性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 US 62/537,941;20180426 US 62/662,9611.一种为患者制作牙科修复体以使所述牙科修复体具有与患者牙齿的光学特性相匹配的光学特性的方法，所述方法包括：
接收患者牙齿的至少一部分的可见光体模型，其中该体模型包括患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸到牙本质的牙釉质区域的表示；进一步地，其中所述可见光体模型包括以下中的两个或多个的指示：一个或多个波长的光对于患者牙齿外表面、牙本质表面和牙釉质区域的光吸收、光反射和光散射；以及
根据所述可见光体模型制造牙科修复体，其中所述牙科修复体的表面和内部结构具有基于所述可见光体模型的光学特性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述可见光体模型包括：接收针对与要通过所述牙科修复体修复的患者牙齿相邻的牙齿的所述患者牙齿的至少一部分的可见光体模型。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，制作所述牙科修复体包括生成包括多个体素的所述牙科修复体的体模型，其中，该修复体的体模型的体素具有基于所述可见光体模型的体素的值的值。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述可见光体模型包括：
从以近红外波长和可见光波长二者操作的三维3D口腔扫描仪生成或接收所述患者牙齿的至少一部分的体模型，其中该体模型包括患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的表示；
估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射；以及
将估计值添加到所述体模型以形成可见光体模型。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，估计所述值包括估计以下中的两个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的光吸收、光反射、光透射和光散射。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，估计所述值包括估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的在三个或更多个可见光波长下的光吸收、光反射、光透射和光散射。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述三个或更多个可见光波长包括一个或多个红色波长、绿色波长和蓝色波长。


8.根据权利要求4所述的方法，估计包括通过将以下中的一个或多个的值设置为预先确定的先验值来估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射。


9.根据权利要求4所述的方法，还包括将以下中的一个或多个的值设置为通过参数估计而确定的预先确定的先验值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射。


10.根据权利要求4所述的方法，其中，估计包括通过基于与当利用口内扫描仪扫描患者牙齿以生成体模型时记录的RGB数据相比的重建体积和相机的位置进行迭代来估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射，以便确定接近光学特性的值。


11.根据权利要求4所述的方法，其中，估计包括通过将以下中的一个或多个的值设置为从有代表性的患者群体确定的预先确定的先验值来估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射，其中，所述先验值是使用以下中的一个或多个而选择的：当利用口内扫描仪扫描患者牙齿以生成体模型时记录的测得的RGB数据、体积信息、以及患者信息。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，体积信息包括从牙齿表面经过牙釉质到达牙本质的路径长度。


13.根据权利要求11所述的方法，其中，患者信息包括以下各项中的一个或多个：患者年龄、性别、估计的颌形状。


14.根据权利要求4所述的方法，还包括在估计以下中的一个或多个的值之前将所述体模型划分为多个子区域：对于患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射。


15.一种非暂时性计算机可读介质，其存储由处理器执行以制备具有与患者牙齿的光学特性相匹配的光学特性的牙科修复体的指令；其中，当所述指令被执行时使得所述处理器：
从以近红外波长和可见光波长二者操作的三维3D口腔扫描仪生成或接收所述患者牙齿的至少一部分的体模型，其中该体模型包括患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的表示；
估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素的一个或多个可见光波长的光吸收、光反射、光透射和光散射；
将估计值添加到所述体模型以形成可见光体模型；以及
根据所述可见光体模型制作牙科修复体。


16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令使得所述处理器通过生成用于根据所述可见光体模型制作所述牙科修复体的指令来制作所述牙科修复体，其中，所述牙科修复体具有从所述可见光体模型导出的内部光学特性和表面。


17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令使得所述处理器接收所述患者牙齿的至少一部分的体模型，其中，所述体模型包括限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素。


18.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令使得所述处理器估计以下中的两个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的光吸收、光反射、光透射和光散射。


19.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令使得所述处理器估计以下中的一个或多个的值：对于限定患者牙齿外表面和从患者牙齿外表面延伸至患者牙本质的牙釉质区域的多个体素中的每一个的在三个或更多个可见光波长下的光吸收、光反射、光透射和光散射。


20.根据权利要求19所述的非...

【专利技术属性】
技术研发人员：约西·穆阿利姆，吉拉德·艾尔贝兹，奥弗·萨菲尔，玛雅·摩西，沙伊·阿亚尔，D·马卡，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US