一种矫治器正畸力评估展示系统技术方案

本申请提供一种矫治器正畸力评估展示系统，包括：预处理单元，用于对口腔正畸数据进行预处理以生成动态牙颌数字模型；检索单元，用于根据动态牙颌数字模型及正畸处方从数据库中检索备选矫治器数字模型；仿真单元，使用动态牙颌数字模型和备选矫治器数字模型对佩戴过程进行仿真并获取牙颌佩戴矫治器后受到的正畸力的分布情况；评估单元，用于评估正畸力的分布情况是否满足正畸处方及生物力学限制条件，展示单元，用于可视化地展示动态牙颌数字模型、备选矫治器数字模型，佩戴过程以及正畸力的分布情况。本申请提供的矫治器正畸力评估展示系统能够对矫治器的正畸力进行精确的评估和展示并获取用于正畸的矫治器的数字模型。型。型。

【技术实现步骤摘要】
一种矫治器正畸力评估展示系统


[0001]本申请涉及口腔正畸
，具体地，提供一种矫治器正畸力评估展示系统。

技术介绍

[0002]口腔正畸是针对口腔内各种组织结构的畸形情况进行矫正的治疗手段的统称，如针对牙齿排列不齐情况进行的牙列矫正，针对牙列拥挤情况进行的扩弓操作以及针对上下颌咬合关系畸形进行的咬合诱导训练等。口腔正畸治疗除进行施药、手术等操作外，在很多情况下还需要根据正畸目的佩戴相应的矫治器，如用于排齐牙齿的壳状矫治器(又称为隐形矫治器)等。上述用于正畸治疗的矫治器，一般使用数字化方法进行设计及制作，并且在其设计阶段即需要对其正畸效果进行展示与评估，以便于分析矫治器是否能达到预期的正畸目标。如专利201380007617.X通过将牙科器具虚拟地放置到一组虚拟牙齿上以判定施加到牙齿上的一个或多个力，并对上述一个或多个力进行展示及评估。
[0003]上述现有技术中的系统一般适用于对牙齿受到的壳状矫治器施加的矫治力进行展示与评估，然而上述系统并不适用于对咬合诱导矫治器类的具有联合正畸功能的矫治器所产生的正畸力进行展示与评估，原因主要在于：首先，上述方法一般基于力
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力矩理论，通过线性有限元计算方法计算牙齿受到的壳状矫治器(隐形矫治器)的矫治力及引起的位移，然而对上述咬合诱导矫治器等矫治器的矫治效果的仿真，需要将颌骨纳入到生物力学仿真分析中，以更加精确地确定正畸器械与牙齿、牙龈，牙槽骨、上下颌骨等人体组织之间受到的作用力以及对肌肉等软组织的影响，此类生物力学模型具有复杂的非线性相互作用，因此如果只是简单地利用线性有限元方法进行仿真，无法反映正畸过程中复杂的生物力学反应，以及矫治器与人体组织之间的作用关系；其次，对于由软质的硅胶材料制成的咬合诱导矫治器，在将上下颌牙齿咬合进入矫治器的动态佩戴过程中，不同的咬合关系、咬合力等将导致矫治器发生不同的变化，进而导致其对口腔组织产生不同的矫治力分布，因此需要将佩戴矫治器的过程纳入仿真以提高仿真结果的准确性，从而提升矫治效果评估的可信度；最后，需要对模型生成/检索以及动态佩戴过程的仿真等各个流程进行优化，以加快正畸力分布情况的计算速度。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种能够对牙颌佩戴矫治器后口腔各个部分所受到的正畸力进行综合评估及展示并快速确定适合于口腔正畸的矫治器的系统。
[0005]本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种矫治器正畸力评估展示系统，用于对牙颌佩戴矫治器后受到的正畸力进行评估和展示并获取用于正畸的矫治器的数字模型，所述正畸力包括至少一个牙齿受到的矫治力、上颌颌骨和/或下颌颌骨受到的矫治力以及髁突受到的牵引力，所述矫治器正畸力评估展示系统包括：
[0007]预处理单元，用于对口腔正畸数据进行预处理以生成动态牙颌数字模型，所述动态牙颌数字模型基于上下颌的实际咬合关系生成；
[0008]检索单元，用于根据所述动态牙颌数字模型及正畸处方从数据库中检索备选矫治器数字模型；
[0009]仿真单元，使用所述动态牙颌数字模型和所述备选矫治器数字模型对佩戴过程进行仿真，基于所述仿真获取牙颌佩戴矫治器后受到的正畸力的分布情况；
[0010]评估单元，用于评估所述正畸力的分布情况是否满足所述正畸处方及生物力学限制条件，如评估结果为满足，则将所述备选矫治器数字模型确定为用于正畸的矫治器的数字模型，如果评估结果为不满足，则优化所述备选矫治器数字模型并通过仿真单元重新进行仿真或通过检索单元重新进行检索；
[0011]展示单元，用于可视化地展示所述动态牙颌数字模型、所述备选矫治器数字模型，所述佩戴过程以及所述正畸力的分布情况。
[0012]进一步地，所述预处理单元包括：
[0013]数据调用模块，用于从数据库中调用口腔正畸数据，所述口腔正畸数据包括待矫治牙颌的数字模型、待矫治牙颌的实际咬合关系以及正畸处方；
[0014]定位绑定模块，对所述待矫治牙颌的数字模型进行定位及绑定实际咬合关系以生成动态牙颌数字模型。
[0015]优选地，所述实际咬合关系包括：上下颌在非咬合状态下的相对位置关系、上下颌在咬合状态下的相对位置关系、髁突在咬合过程中的运动参数。
[0016]优选地，所述髁突在咬合过程中的运动参数包括：髁突在咬合过程中的运动轨迹倾斜角度和/或运动轨迹曲线。
[0017]进一步地，所述动态牙颌数字模型和所述矫治器数字模型为数字有限元模型，所述仿真单元包括：
[0018]本构参数设置模块，用于设置动态牙颌数字模型和备选矫治器数字模型的有限元本构参数；
[0019]计算参数设置模块，用于设置有限元计算参数；
[0020]初始状态设置模块，用于设置佩戴参数的初始值；
[0021]有限元计算模块，基于所述佩戴参数的初始值和所述计算参数，通过有限元计算方法对佩戴过程进行仿真，确定仿真过程中任意时刻的佩戴参数以及所述正畸力的分布情况。
[0022]进一步地，所述有限元本构参数包括：材料参数、单元参数和模型类型。
[0023]进一步地，所述佩戴参数包括：备选矫治器数字模型的形态、动态牙颌数字模型的形态、备选矫治器数字模型与动态牙颌数字模型在佩戴过程中的相对位置关系、髁突在佩戴过程中的运动参数、上下颌在佩戴过程中的咬合力。
[0024]所述髁突在佩戴过程中的运动参数包括：髁突在佩戴过程中的运动轨迹倾斜角度和/或运动轨迹曲线。
[0025]优选地，所述有限元计算方法使用非线性计算方法。
[0026]进一步地，所述计算参数包括：备选矫治器数字模型与动态牙颌数字模型的接触条件和边界条件。
[0027]优选地，所述边界条件包括加载速度。
[0028]优选地，所述加载速度为0.001米/秒～3米/秒；所述计算参数还包括阻尼参数。
[0029]优选地，所述正畸力的分布情况包括：动态牙颌数字模型的至少一个部位所受到的正畸力的大小和方向。
[0030]优选地，所述优化所述备选矫治器数字模型，具体为调整所述备选矫治器数字模型的形态或调整以下参数中的至少一种：
[0031]所述有限元本构参数、所述有限元计算参数、所述佩戴参数的初始值。
[0032]优选地，所述生物力学限制条件包括以下限制条件中的至少一种：
[0033]各个牙齿所能承受的最大矫治力、上颌和/或下颌所能承受的最大扩弓力、髁突所能承受的最大牵引力以及髁突进行运动的最大空间范围。
[0034]优选地，所述预处理单元还包括精度调整模块，用于调整所述动态牙颌数字模型的模型精度。
[0035]优选地，所述展示单元包括以下设备中的一种或多种：台式电脑以及笔记本电脑的屏幕、智能平板、智能手机、AR/VR设备的显示终端。
[0036]优选地，所述实际咬合关系通过使用颌架对于待矫治牙颌进行测量获取。
[0037]本申请的实施例提供的一种矫治器正畸力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矫治器正畸力评估展示系统，用于对牙颌佩戴矫治器后受到的正畸力进行评估和展示并获取用于正畸的矫治器的数字模型，其特征在于，所述正畸力包括至少一个牙齿受到的矫治力、上颌颌骨和/或下颌颌骨受到的矫治力以及髁突受到的牵引力，所述矫治器正畸力评估展示系统包括：预处理单元，用于对口腔正畸数据进行预处理以生成动态牙颌数字模型，所述动态牙颌数字模型基于上下颌的实际咬合关系生成；检索单元，用于根据所述动态牙颌数字模型及正畸处方从数据库中检索备选矫治器数字模型；仿真单元，使用所述动态牙颌数字模型和所述备选矫治器数字模型对佩戴过程进行仿真，基于所述仿真获取牙颌佩戴矫治器后受到的正畸力的分布情况；评估单元，用于评估所述正畸力的分布情况是否满足所述正畸处方及生物力学限制条件，如评估结果为满足，则将所述备选矫治器数字模型确定为用于正畸的矫治器的数字模型，如果评估结果为不满足，则优化所述备选矫治器数字模型并通过仿真单元重新进行仿真或通过检索单元重新进行检索；展示单元，用于可视化地展示所述动态牙颌数字模型、所述备选矫治器数字模型，所述佩戴过程以及所述正畸力的分布情况。2.根据权利要求1所述的一种矫治器正畸力评估展示系统，其特征在于，所述预处理单元包括：数据调用模块，用于从数据库中调用口腔正畸数据，所述口腔正畸数据包括待矫治牙颌的数字模型、待矫治牙颌的实际咬合关系以及正畸处方；定位绑定模块，对所述待矫治牙颌的数字模型进行定位及绑定实际咬合关系以生成动态牙颌数字模型。3.根据权利要求1所述的一种矫治器正畸力评估展示系统，其特征在于，所述实际咬合关系包括：上下颌在非咬合状态下的相对位置关系、上下颌在咬合状态下的相对位置关系、髁突在咬合过程中的运动参数。4.根据权利要求3所述的一种矫治器正畸力评估展示系统，其特征在于，所述髁突在咬合过程中的运动参数包括：髁突在咬合过程中的运动轨迹倾斜角度和/或运动轨迹曲线。5.根据权利要求1所述的一种矫治器正畸力评估展示系统，其特征在于，所述动态牙颌数字模型和所述矫治器数字模型为数字有限元模型，所述仿真单元包括：本构参数设置模块，用于设置动态牙颌数字模型和备选矫治器数字模型的有限元本构参数；计算参数设置模块，用于设置有限元计算参数；初始状态设置模块，用于设置佩戴参数的初始值；有限元计算模块，基于所述佩戴参数的初始值和所述计算参数，通过有限元计算方法对佩戴过程进行仿真，确定仿真过程中任意时刻的佩戴参数以及所述正畸力的分布情况。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙靖超，刘超，欧贺国，
申请(专利权)人：罗慕科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：