用于设计正畸矫正器的方法和系统技术方案

公开了用于将患者的至少一颗牙齿从第一处置阶段移动到第二处置阶段的正畸矫正器的设计方法，包括：接收在第一处置阶段处的患者的至少一颗牙齿的第一位置；确定在第一处置阶段之后的第二处置阶段处的患者的至少一颗牙齿的第二位置；确定用以将该至少一颗牙齿从第一处置阶段处的第一位置移动到第二处置阶段处的第二位置的用于牙齿移动的移动向量；从移动向量确定力分量，其被配置为将牙齿从第一位置朝第二位置移动；基于经确定力分量设计正畸矫正器形状，以使得当与经设计正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器在患者牙齿的适当位置时，其施加经确定力分量到至少一颗牙齿，以根据经确定移动向量而将至少一颗牙齿从第一位置移动到第二位置。位置移动到第二位置。位置移动到第二位置。

【技术实现步骤摘要】
用于设计正畸矫正器的方法和系统
[0001]本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/US2009/032335、申请日为2009年01月29日的PCT申请并且于2010年09月20日进入中国国家阶段，申请号为200980109983.X，名称为“用于优化牙科矫正器几何形状的方法和系统”。


[0002]本专利技术是关于计算机正畸术及牙医术。

技术介绍

[0003]在正畸术治疗中，使用各种器具来将患者牙齿自初始位置移动至最终位置。器具对牙齿施加力，藉此移动一颗或多颗牙齿或将其保持在治疗阶段的适合位置。
[0004]正畸术移动因牙齿位置与器具之间的一对一关系而造成，其机理是：将牙齿「挤」成新外形并保持就位，由此允许牙齿有足够的时间适应新位置，之后，再次重复此过程，在治疗计划的不同治疗阶段牙齿会逐渐地移动。
[0005]在当前治疗状态与后续目标或n+1治疗阶段之间的一对一关系中，牙科器具的适应可包括塑胶与牙齿几何形状之间的交互作用，该交互作用对于实现n+1牙齿位置并非最佳且通常不将该交互作用纳入该一对一关系的考量中。对于较大的牙齿移动距离而言，尤其如此，在较大牙齿移动距离的情形下，器具的变形量可导致器具中的拉伸和应力，因此，矫正器的一些区域与牙齿的关键区域和/或合意的区域并非密切地接触。因此，无法将牙齿移动至合意的目标位置。此外，还存在相反的效果，牙齿可能接触对于到达合意或目标位置产生反作用的区域。
[0006]另外，牙科附件主要用于改变牙冠的几何形状，以确保更好地固持牙具，如沿合意移动的方向的矫正器。一般而言，该等附件用以在牙齿的垂直表面上提供「凸起」或「倒凹」，否则牙具难以固持牙齿。
[0007]实现牙齿的合意移动的现有方法包括：在治疗阶段的当前位置或n位置期间，根据计划的下一个位置或n+1位置来制造牙具并将其置于牙齿上。通常而言，我们假设，牙具或其若干部分的变形所产生的力和转矩(其是因用于牙具制作的牙齿位置与牙具所定位的牙齿的位置之间的差别而造成的)会致使牙齿移动到治疗阶段中的下一个计划位置中。
[0008]然而，在实践中，无论在治疗中是否使用牙科附件，所产生的力和转矩的取向皆可能并非沿着既定牙齿移动的方向。此外，可仅针对牙冠而不考量牙根或其他解剖学结构来程序化或配置当前的牙齿移动。牙根或其他解剖学结构可阻碍牙冠移动，并使得阻力中心向下处于牙骨槽内。一般而言，因作用于牙冠的力而形成的对阻力中心的非有利转矩可能无法轻易地平衡。此外，随着治疗过程期间的牙齿移动，牙具的变形逐渐减小，使得所施加的力亦随的减弱。

技术实现思路

[0009]在一实施例中，所提供的方法和装置包括：确立牙齿的初始位置；确定牙齿在治疗
计划中的目标位置；计算与自初始位置至目标位置的牙齿移动相关联的移动向量；确定对应于移动向量相关联的多个分量；以及确定一个或多个相应附连器件相对于牙齿表平面的一个或多个对应位置，以使该一个或多个附连器件与牙具相啮合。
[0010]本文中使用的附件可为可附连至牙齿的任何形式的材料，其或使用模板而预形成，或以无定形形式而预形成，附连至牙齿的表面。可使用粘结材料将该附件设置于牙齿表面上，或可将粘结材料自身作为附件设置于牙齿表面上。
[0011]在参阅本专利技术实施方式和附图之后，便可理解本专利技术的此等及其他特征和优势。
附图说明
[0012]图1A显示一例示性牙科数据挖掘系统；
[0013]图1B显示一个或多个牙具的性能分析；
[0014]图1C显示一个数据挖掘系统实施例中使用的各种移动型数据；
[0015]图1D显示一个或多个牙具的性能分析；
[0016]图1E
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1F显示用以产生治疗计划的集群器的各个实施例；
[0017]图2A是根据本专利技术的载明治疗过程的流程图，其包括用于计算矫正器形状的子过程；
[0018]图2B是用于计算矫正器形状的流程图；
[0019]图3是用于建立有限元模型的子过程的流程图；
[0020]图4是用于计算矫正器变化的子过程的流程图；
[0021]图5A是用于计算矫正器形状变化的子过程的流程图；
[0022]图5B是用于计算矫正器形状变化的子过程的流程图；
[0023]图5C是用于计算矫正器形状变化的子过程的流程图；
[0024]图5D是图解图5B子过程的作业的示意图；
[0025]图6是计算若干组矫正器的形状的流程的流程图；
[0026]图7是统计根模型的例示性图表；
[0027]图8显示根模型建立的例示性图表；
[0028]图9显示牙齿的CT扫描的例示性图表；
[0029]图10显示了显示牙齿的例示性使用者介面；
[0030]图11A
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11B分别图解带有定位后的牙具的初始牙齿位置以及所获得的非合意力向量；
[0031]图11C
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11D分别图解给牙具添加离隙以对牙齿周围的非合意力向量形成反作用、以及所获得的牙具对牙齿施加的合意预定力；
[0032]图12图解修改后的牙具几何形状，其中包括附加的形状修改以去除牙具与牙齿之间之间隙；
[0033]图13图解基于牙齿治疗计划的扫描几何形状来构造牙具的几何外形；
[0034]图14A
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14B图解用于使牙齿转动的牙科附件定位；
[0035]图15图解用于使牙齿倾斜的牙科附件定位；
[0036]图16图解用于使牙齿形成角度的牙科附件定位；
[0037]图17A
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17B分别图解用于颊面平移和舌面平移的牙科附件定位；
[0038]图18A
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18B分别图解用于近中平移和远中平移的牙科附件定位；
[0039]图19A
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19B分别图解用于突出和下压的牙科附件定位；
[0040]图20图解牙具及附件的互补啮合；
[0041]图21是图解优化牙具几何外形的流程图；
[0042]图22是图解牙科附件定位的流程图；
[0043]图23是图解基于对有效牙齿表面进行计算而使牙齿沿预定方向移动预定距离的方法的流程图；
[0044]图24是图解确定是否需要附件由此获得牙齿充足有效表面积的方法的流程图；
[0045]图25是计算牙具形状的过程的流程图；
[0046]图26显示牙冠点自第一阶段至第二阶段的轨迹；
[0047]图27显示牙齿的有效表面和阻力表面；
[0048]图28演示藉由添加附件使得牙齿的有效面积增大；且
[0049]图29显示带有附件及矫正器(其带有匹配于附件的脊状部分)的牙齿的剖面。
具体实施方式
[0050]现在，三维正畸治疗计划工具(除其他以外，如AlignTechnology,Inc.的软件或可自eModels和OrthoCAD处购得的其他软件)使得数位治疗计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于设计正畸矫正器形状的方法，所述正畸矫正器形状用于根据处置计划而移动牙齿，所述方法包括：接收处于患者的第一处置阶段处的所述至少一颗牙齿的第一位置；确定用于移动所述至少一颗牙齿的移动向量；基于经确定的所述移动向量来分析所述患者的所述至少一颗牙齿的表面；基于对所述患者的所述至少一颗牙齿的表面的分析来设计所述正畸矫正器形状，以使得当与经设计的所述正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器位于处于第一处置阶段的所述患者的牙齿上的适当位置时，其根据经确定的所述移动向量而从所述第一位置移动所述至少一颗牙齿。2.一种用于设计正畸矫正器形状的方法，所述正畸矫正器形状用于根据处置计划而移动牙齿，所述方法包括：接收处于第一处置阶段的患者的所述至少一颗牙齿的第一位置；确定所述至少一颗牙齿的经规定移动；确定用于所述经规定移动的力系统；确定用于赋予一个或多个力的所述至少一颗牙齿的表面上的一个或多个位置，以赋予用于所述经规定移动的所述经确定的力系统；通过以下步骤来设计所述正畸矫正器形状：根据所述至少一颗牙齿的表面上的经确定的所述一个或多个位置而识别所述正畸矫正器形状和所述至少一颗牙齿之间的接触点；以及在所述正畸矫正器形状中包括特征，以控制所述接触点上的负载；以及其中，当与具有经包括特征的经设计的正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器位于处于所述第一处置阶段的所述患者的牙齿上的适当位置时，其被配置为赋予所述经确定的力系统，用于所述至少一颗牙齿的所述经规定移动。3.一种用于确定正畸矫正器几何形状的方法，所述方法包括：确定处于第一处置阶段的牙齿的位置；确定处于第二处置阶段的牙齿的位置；确定与自所述第一处置阶段到所述第二处置阶段的牙齿移动相关联的移动向量；确定与经确定的所述移动向量相关联的牙科附连器件轮廓，其包括牙科附连器件位置和牙科附连器件角度；在处于所述第一处置阶段和所述第二处置阶段的所述牙齿上成型牙科附连器件，所述牙科附连器件根据经确定的所述牙科附连器件轮廓而成型；基于在处于第一处置阶段和所述第二处置阶段的所述牙齿上成型的所述牙科附连器件来设计正畸矫正器几何形状。4.一种用于设计正畸矫正器的方法，所述正畸矫正器用于从第一处置阶段到第二处置阶段来移动患者的至少一颗牙齿，所述方法包括：确定用于近中平移的移动向量，用于将所述至少一颗牙齿从处于第一处置阶段的第一位置移动到处于第二处置阶段的第二位置；确定在距离所述牙齿的阻力中心的第一距离处且在远中方向上的第一力，以及与所述第一力相反的在距离所述牙齿的阻力中心的第二距离处且在近中方向上的第二力，并且其中所述第一距离大于所述第二距离；
基于在所述第一距离处的在所述远中方向上的经确定的所述第一力以及在所述第二距离处的在所述近中方向的所述第二力来设计所述正畸矫正器形状，以使得当与经设计的所述正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器位于处于第一处置阶段的所述患者的牙齿上的适当位置时，其将在所述第一距离处且远中方向上的经确定的所述第一力以及在所述第二距离处且在所述近中方向上的经确定的所述第二力施加到所述至少一颗牙齿，以根据关于近中平移的经确定的所述移动向量而将所述至少一颗牙齿从第一位置移动到所述第二位置。5.一种用于设计正畸矫正器的方法，所述正畸矫正器用于从第一处置阶段到第二处置阶段来移动患者的至少一颗牙齿，所述方法包括：确定用于远中平移的移动向量，用于将所述至少一颗牙齿从处于第一阶段的第一位置移动到处于第二处置阶段的第二位置；确定在距离所述牙齿的阻力中心的第一距离处且在近中方向上的第一力，以及与所述第一力相反的在距离所述牙齿的阻力中心的第二距离处且在远中方向上的第二力，并且其中所述第一距离大于所述第二距离；基于在所述第一距离处且在所述近中方向上的经确定的所述第一力以及在所述第二距离处且在所述远中方向上的所述第二力来设计所述正畸矫正器形状，以使得使得当与经设计的所述正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器位于处于所述第一处置阶段的所述患者的牙齿上的适当位置时，其将在所述第一距离处且在近中方向上的经确定的所述第一力以及在所述第二距离处且在所述远中方向上的所述第二力施加到所述至少一颗牙齿，以根据关于远中平移的经确定的所述移动向量而将所述至少一颗牙齿从第一位置移动到所述第二位置。6.一种用于设计正畸矫正器的方法，所述正畸矫正器用于从第一处置阶段到第二处置阶段来移动患者的至少一颗牙齿，所述方法包括：确定用于颊面平移的移动向量，用于将所述至少一颗牙齿从处于第一阶段的第一位置移动到处于第二处置阶段的第二位置；确定在所述至少一颗牙齿的X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的颊侧上的第一力以及在所述X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的舌侧上的第二力，所述第一力位于相对于所述至少一颗牙齿的旋转中心的第一高度，以及所述第二力位于相对于所述至少一颗牙齿的旋转中心的第二高度，所述第二高度低于所述第一高度；基于在所述X
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Y平面中在所述至少一个牙齿的颊侧上的经确定的所述第一力以及在所述X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的舌侧上的所述第二力来设计所述正畸矫正器形状，以使得当与经设计的所述正畸矫正器形状相关联的实际正畸矫正器位于处于第一处置阶段的所述患者的牙齿上的适当位置时，其将在所述X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的颊侧上施加经确定的所述第一力以及在所述X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的舌侧上施加所述第二力，以根据关于颊面平移的经确定的所述移动向量而将所述至少一颗牙齿从第一位置移动到所述第二位置。7.一种用于设计正畸矫正器的方法，所述正畸矫正器用于从第一处置阶段到第二处置阶段来移动患者的至少一颗牙齿，所述方法包括：确定用于舌侧平移的移动向量，用于将所述至少一颗牙齿从处于第一阶段的第一位置
移动到处于第二处置阶段的第二位置；确定在所述至少一颗牙齿的X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的颊侧上的第一力以及在所述X
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Y平面中在所述至少一颗牙齿的舌侧上的第二力，所述第一力位于相对于所述至少一颗牙齿的旋转中心的第一高度，以及所述第二力位于相对于所述至少一颗牙齿的旋转中心的第二高度，所述第二高度高于所述第一高度；基于在所述至少一颗牙齿的所述X
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Y平面中在所述至少一个牙齿的颊侧上的经确定的所述第一力以及在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦迪姆，
申请(专利权)人：矫正技术公司，
类型：发明
国别省市：