牙齿建模系统技术方案

本申请涉及牙齿建模系统。公开了用于治疗牙齿以纠正错位咬合的系统和方法。这可以通过将一系列标记应用于数字牙科模型并且应用滚动球过程来识别将一个牙齿与相邻牙齿分开的牙齿边界并且还确定牙冠/牙龈边缘来实现。用户还可以将区域分配给牙科模型以指示硬区域和软区域。在牙科模型被标记并被定义的情况下，用户然后可以生成用于相对于彼此移动经标记和经界定的多个牙齿或一个牙齿以纠正任何错位咬合的治疗计划。在批准治疗计划后，可以制作将由患者连续佩戴的一系列3D打印的牙科器具或矫正器，以最终将多个牙齿或一个牙齿移动到期望位置。

【技术实现步骤摘要】
牙齿建模系统本申请是申请日为2016年9月26日，申请号为201680048847.4，专利技术名称为“牙齿建模系统”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是于2016年8月5日提交的美国专利申请第15/230,139号的继续申请，其要求于2015年10月7日提交的美国临时申请第62/238,554号的优先权权益；并且还要求于2015年10月7日提交的美国临时申请第62/238,554号的优先权或权益，这两个美国临时申请通过引用的方式以其整体并入本文。专利
本专利技术涉及用于计算机化正畸的方法和装置。更具体地，本专利技术涉及用于计划正畸治疗的方法和装置。专利技术背景正畸学是牙科学的一个专业，其涉及对可由牙齿不规则、不成比例的面部骨骼关系或两者兼而有之而导致的错位咬合的研究和治疗。正畸学通过经由骨重建使牙齿移位并控制和修改面部生长来治疗错位咬合。传统上通过使用静态机械力诱使骨重建，从而使牙齿能够移动来完成这个过程。在这种方法中，每个牙齿上固定具有带托槽(bracket)的弓丝接口的牙套(brace)。当牙齿通过移动它们的位置对由弓丝所施加的压力作出反应时，线材再次被紧固以施加额外的压力。这种被广泛接受的治疗错位咬合的方法平均要花费大约二十四个月的时间才完成，并且被用于治疗多种不同种类的临床错位咬合。用牙套进行治疗由于患者不舒适和/或疼痛并且正畸器具被认为是不美观的这一事实而变得复杂，所有这些都给使用造成相当大的阻力。另外，不能通过增加力来缩短治疗时间，因为过高的力导致牙根吸收，并且变得更加疼痛。二十四个月的平均治疗时间是非常长的，并且进一步减少了使用。事实上，一些估计表明，只有不到一半的患者能受益于这种治疗选择以进行正畸。凯斯林在1945年提出了一种牙齿定位器具作为改进移除牙套(去带环)后的正畸完成的最终阶段的方法。该定位器是用于已经完成基础治疗的患者的制作在理想的蜡装置上的一个整体柔韧的橡胶器具。凯斯林还预测，随着治疗的进展，利用由在装置上的顺序牙齿移动制作的一系列定位器也可以实现某些大的牙齿移动。然而，这个想法没有变得实用，直至三维(3D)扫描和通过包括AlignTechnologies以及OrthoClear、ClearAligner和ClearCorrect的公司所使用计算机的出现，因为这些设备是透明的，故提供了大大改善的美感。然而，对于单个牙齿的传统的微调模型，牙龈几何形状丢失并且假牙龈被再造，故常常由技术人员重新建模。因此，牙龈的几何形状最初可能并不精确，并且由于缺乏物理模型而使牙龈的动画随着时间变化而更加难以建模。这种不精确的建模导致所产生的矫正器不匹配，导致设备太大或太小从而导致患者不适。另一个问题是，在没有真实牙龈作为参考的情况下，一些所谓的模制治疗在现实中无法实现，从而导致潜在的错误，例如牙齿移动可能发生在错误模制的齿龈中，然而，牙齿移动实际上可能移动到患者的真正齿龈的外面。微调和孔填充以及创建单独的牙齿和牙龈模型的另一个问题是存在可以限定两个牙齿的真实边界的极少的信息。这样的微调和填充模型迫使边界表面被限定，即使它们是任意的。取决于所限定的边界表面，移动可以被限制或放松，这意味着可以实现一些真实的生活运动；然而，由于这样的不精确性，建模软件由于模型彼此碰撞而不能准确建模。这可能导致真正的治疗结果产生牙齿之间的间距并且进一步需要最终的改进，这增加了成本和患者的不满。另一方面，如果模制的运动是放松的，软件可以实现在现实中在物理上不可能的运动，这可能导致模制的设备将牙齿推向彼此而不能移动。这还可能导致矫正器的塑料外壳有时被拉伸过多而使外壳对患者施加不舒适的力量，这会是痛苦的。微调和孔填充的另一个问题是类似真实牙齿的几何形状的填充，对于下面的模型而言，下面的线可能是所模制的边界表面，这样的模型看起来像真正的牙齿；然而，这种尖锐的边界造成了较深的底切，其一旦被打印和热成型为具有塑料外壳，由于深的底切而难以从打印模型移除塑料外壳。为了对此进行弥补，通常创建斜面对象以填充V形槽(clevis)，从而增加了不精确性和费用。微调和孔填充的另一个问题是模型尺寸过大而不能在用户与制造商之间进行通信，因此要求减小模型尺寸，从而导致丢失模型细节。这些不精确可能误导专业人士，例如，完整的复杂模型可能没有示出两个相邻牙齿之间的间隙，然而，缩小的模型可会显示该间隙。这些3D扫描和计算机化计划治疗是麻烦且耗时的。因此，需要用于计划患者的正畸治疗的有效的和具有成本效益的程序。专利技术概述公开了用于治疗牙齿以纠正错位咬合的系统和方法。这可以通过将一系列标记应用于数字牙科模型并且应用滚动球过程以识别将一个牙齿与相邻牙齿分开的牙齿边界来实现。滚动球过程也可用于确定牙冠/牙龈边缘。用户还可以将区域分配给牙科模型以指示硬区域(硬区域具有不能改变其形状的标准)和软区域(软区域具有其中可以随着所附接的硬区域使它们变形的标准)。在牙科模型被标记并被定义的情况下，用户然后可以生成用于相对于彼此移动经标记并定义的牙齿以纠正任何错位咬合的治疗计划。在批准治疗计划后，可以制作由患者连续配戴的一系列3D打印的牙科器具或矫正器，以最终将多个牙齿或一个牙齿移动到期望位置。用于计划用于纠正错位咬合的治疗的一种方法通常可以包括接收经扫描的受试者的牙列的牙科模型，并且然后将标记应用于牙科模型内的一个或更多个牙齿。可以沿着牙科模型内的一个或更多个牙齿和牙龈的外部模拟滚动球过程，用于基于滚动球过程的路径或轨迹确定一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与牙龈之间的边界。可以将硬区域或软区域分配给牙科模型内的一个或更多个牙齿中的每一个牙齿和牙龈，并且可以通过用户在制定治疗计划时移动牙科模型内的一个或更多个牙齿的位置以纠正错位咬合。一旦(例如被患者和/或用户)批准，则可以制作一个或更多个假体或矫正器以根据治疗计划移动一个或更多个牙齿。在制定治疗计划时移动一个或更多个牙齿的位置通常包括从上述牙科模型变形为新的牙科模型。如所描述的，例如可以通过3D打印一个或更多个矫正器来制造一个或更多个假体或矫正器，使得整个过程可以在由受试者对牙科诊所的单次访问中完成。在用于计划用于纠正错位咬合的治疗的另一个示例中，该方法通常可以包括直接扫描受试者的牙列以创建数字化牙科模型并且使用户将标记应用于牙科模型内的一个或更多个牙齿。模拟球可以沿着牙科模型内的一个或更多个牙齿和牙龈的外部数字化地滚动，以基于滚动球过程的路径或轨迹确定一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与牙龈之间的边界。在牙科模型内可以将硬区域分配给一个或更多个牙齿中的每一个牙齿并且可以类似地将软区域分配给牙龈。然后，在制定治疗计划时可以在牙科模型内移动一个或更多个牙齿的位置以纠正错位咬合。如所描述的，一旦已经(例如，由患者和/或用户)批准治疗计划，可以制作一个或更多个假体或矫正器以根据治疗计划移动一个或更多个牙齿，并且整个过程可以在由受试者对牙科诊所的单次访问中完成。该系统的优势可以包括以下项中的一个或更多个。该系统通过允许从一个阶段到下一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于计划用于纠正错位咬合的治疗的方法，包括：/n接收受试者的牙列的经扫描的牙科模型；/n通过沿所述牙科模型内的一个或更多个牙齿和牙龈的外部滚动模拟球来追踪所述一个或更多个牙齿中的相邻牙齿的轮廓并检测滚动球的路径的变化，来经由滚动球算法模拟滚动球过程，以检测所述相邻牙齿之间的侧边缘；/n使用所述滚动球算法确定所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与所述牙龈之间的边界；/n用外推法求出所述一个或更多个牙齿之间的边界以补偿所述滚动球在相邻牙齿之间的不可接近性，其中所述滚动球的能量状态的变化指示所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与所述牙龈之间的所述边界；/n在所述牙科模型内，将硬区域分配给所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿并且将软区域分配给牙龈；以及/n在制定治疗计划时移动所述牙科模型内的所述一个或更多个牙齿的位置以纠正错位咬合。/n

【技术特征摘要】
20151007 US 62/238,5541.一种用于计划用于纠正错位咬合的治疗的方法，包括：
接收受试者的牙列的经扫描的牙科模型；
通过沿所述牙科模型内的一个或更多个牙齿和牙龈的外部滚动模拟球来追踪所述一个或更多个牙齿中的相邻牙齿的轮廓并检测滚动球的路径的变化，来经由滚动球算法模拟滚动球过程，以检测所述相邻牙齿之间的侧边缘；
使用所述滚动球算法确定所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与所述牙龈之间的边界；
用外推法求出所述一个或更多个牙齿之间的边界以补偿所述滚动球在相邻牙齿之间的不可接近性，其中所述滚动球的能量状态的变化指示所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿与所述牙龈之间的所述边界；
在所述牙科模型内，将硬区域分配给所述一个或更多个牙齿中的每一个牙齿并且将软区域分配给牙龈；以及
在制定治疗计划时移动所述牙科模型内的所述一个或更多个牙齿的位置以纠正错位咬合。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括在模拟所述滚动球过程之前，将标记应用于所述牙科模型内的一个或更多个牙齿。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，应用标记包括在将所述标记应用于所述牙科模型内的所述一个或更多个牙齿时经由用户接口从用户接收输入。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括制作一个或更多个矫正器以根据所述治疗计划移动所述一个或更多个牙齿。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，制作一个或更多个矫正器包括3D打印所述一个或更多个矫正器。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，接收经扫描的牙科模型包括接收所述牙列的扫描图像或所述牙列的印模的扫描图像。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定边界包括确定牙冠/牙龈边缘。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定边界包括基于所述滚动球在所述牙齿之间的投影轨迹来确定相邻牙齿之间的边界。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，移动位置包括将用户定义的移动部件应用于一个或更多个牙齿。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述移动部件包括用于近中/远端、舌/面部或头顶操作的部件。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，移动位置包括从所述牙科模型变形成新的牙科模型。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，变形包括生成用于后续牙科治疗阶段的模型。


13.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：文华峰，
申请(专利权)人：友莱博系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US