用于牙齿解剖结构的CNA分析的方法和装置制造方法及图纸

本文提供的一个方面是一种计算机实现的方法，用于引导自动牙钻(ADD)准备患者的目标牙齿以供从业者用假体进行修复，该方法包括：接收：假体材料，该假体材料包括：材料特性；施加的咬合力；力限制；位移限制；以及包括去除部分的目标牙齿的三维(3D)牙齿模型；基于3D牙齿模型和假体材料确定第一3D备牙几何形状和第一3D假体几何形状；执行有限元分析(FEA)以确定力和位移，基于第一3D备牙几何形状指示ADD切割目标牙齿。切割目标牙齿。切割目标牙齿。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于牙齿解剖结构的CNA分析的方法和装置
交叉引用
[0001]本申请要求于2020年9月3日提交的美国临时申请号63/074,400的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0002]每天都会使用假体进行牙科修复手术，以治愈各种口腔疾病。优化假体和切割后牙齿的几何形状的能力提高了此类手术的有效性并减少了患者的副作用。

技术实现思路

[0003]本文提供的一个方面是一种计算机实现的方法，用于引导自动牙钻(ADD)准备患者的目标牙齿，以供从业者使用假体进行修复，该方法包括：接收：包含材料特性的假体材料；施加的咬合力；力限制；位移限制；包括去除部分的所述目标牙齿的三维(3D)牙齿模型；基于所述3D牙齿模型和所述假体材料确定第一3D备牙几何形状和第一3D假体几何形状；执行有限元分析(FEA)以基于所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第一力和第一位移；如果所述第一力大于所述力限制或如果所述第一位移大于所述位移限制：则基于所述第一力、所述第一位移、所述第一3D备牙几何形状和所述第一3D假体几何形状确定第二3D备牙几何形状和第二3D假体几何形状；执行有限元分析(FEA)以基于所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第二力和第二位移；并且如果所述第一力小于所述力限制或所述第二位移大于所述位移限制：则指示所述ADD基于所述第一3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。
[0004]在一些实施方式中，所述假体修复包括牙冠、嵌体、高嵌体、贴面、牙桥、桥体、核或直接修复。在一些实施方式中，所述假体材料包括金、瓷、陶瓷、多层陶瓷、复合树脂、汞合金、二硅酸锂、氧化锆或其任何组合。在一些实施方式中，所述力限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的力、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的力、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳力或其任何组合。在一些实施方式中，所述力限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间从所述目标牙齿移开或折断所述修复所需的力。在一些实施方式中，所述位移限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的位移、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的位移、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳位移或其任何组合。在一些实施方式中，所述位移限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间将所述修复从所述目标牙齿移开所需的位移。在一些实施方式中，所述力限制、所述第一力和所述第二力中的至少一个包括舌向颊力、颊向舌力、近中向远中力、远中向近中力、上颌到下颌的力或其任何其他组合。在一些实施方式中，所述位移限制、所述第一位移和所述第二位移中的至少一个包括舌向颊位移、颊向舌位移、近中向远中位移、远中向近中位移、上颌到下颌的位移，或其任何其他组合。在一些实施方式中，所述3D牙齿模型
包括所述目标牙齿和与所述目标牙齿相邻的牙齿、与所述目标牙齿相对的牙齿或两者。在一些实施方式中，所述FEA包括有限体积分析、有限差分分析、计算数值分析或其任何组合。在一些实施方式中，以约1微米至约500微米的分析网格尺寸执行所述FEA。在一些实施方式中，该方法还包括接收治疗输入，所述治疗输入包括备牙强度、粘合强度、所述目标牙齿的神经几何形状、所述目标牙齿的牙髓几何形状、所述目标牙齿的牙髓体积、所述目标牙齿的腐烂几何形状、牙尖深度、备牙高度、备牙切角、手术准备时间、边缘放置位置、边缘放置公差、假体材料、龋病体积、裂纹定位和体积、牙齿缺损体积、牙齿缺损定位、先前的假体材料、备牙的临界尺寸的允许范围、假体的临界尺寸的允许范围、假体强度、临床医生定义的指标、牙科研究定义的指标，或其任何组合。在一些实施方式中，基于所述治疗输入进一步确定所述第一力、所述第二力或两者。在一些实施方式中，基于所述治疗输入进一步确定所述第一位移、所述第二位移或两者。在一些实施方式中，该方法进一步包括接收抗旋转几何形状，其中所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述第二3D备牙几何形状、第二3D假体几何形状或其任何组合包括抗旋转几何形状。在一些实施方式中，所述第一力、第二力或两者进一步基于所述抗旋转几何形状来确定。在一些实施方式中，所述第一位移、所述第二位移或两者进一步基于所述抗旋转几何形状来确定。在一些实施方式中，该方法还包括如果所述第二力小于所述力限制或者如果所述第二位移大于所述位移限制，则指示所述ADD基于所述第二3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。在一些实施方式中，所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状或其任何组合由机器学习方法确定。
[0005]本文提供的另一方面是一种计算机实现的系统，包括：数字处理设备，所述数字处理设备包括：至少一个处理器、配置为执行可执行指令的操作系统、存储器，以及计算机程序，所述计算机程序包括所述数字处理设备可执行的指令，以创建用于引导自动牙钻(ADD)准备患者的目标牙齿，以供从业者使用假体进行修复的应用，所述应用至少执行以下操作：接收：包含材料特性的假体材料；施加的咬合力；力限制；位移限制；包括去除部分的所述目标牙齿的三维(3D)牙齿模型；基于所述3D牙齿模型和所述假体材料确定第一3D备牙几何形状和第一3D假体几何形状；执行有限元分析(FEA)以基于所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第一力和第一位移；如果所述第一力大于所述力限制或如果所述第一位移大于所述位移限制：则基于所述第一力、所述第一位移、所述第一3D备牙几何形状和所述第一3D假体几何形状确定第二3D备牙几何形状和第二3D假体几何形状；以及执行有限元分析(FEA)以基于所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第二力和第二位移；并且如果所述第一力小于所述力限制或如果所述第二位移大于所述位移限制：则指示所述ADD基于所述第一3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。
[0006]在一些实施方式中，所述假体修复包括牙冠、嵌体、高嵌体、贴面、牙桥、桥体、核或直接修复。在一些实施方式中，所述假体材料包括金、瓷、陶瓷、多层陶瓷、复合树脂、汞合金、二硅酸锂、氧化锆或其任何组合。在一些实施方式中，所述力限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的力、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的力、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳力或其任何组合。在一些实施方式中，所述力限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间从所
述目标牙齿移开或折断所述修复所需的力。在一些实施方式中，所述位移限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的位移、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的位移、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳位移或其任何组合。在一些实施方式中，所述位移限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机实现的方法，用于引导自动牙钻(ADD)准备患者的目标牙齿，以供从业者使用假体进行修复，所述方法包括：(a)接收：(i)包含材料特性的假体材料；(ii)施加的咬合力；(iii)力限制；(iv)位移限制；和(v)包括去除部分的所述目标牙齿的三维(3D)牙齿模型；(b)基于所述3D牙齿模型和所述假体材料来确定第一3D备牙几何形状和第一3D假体几何形状；(c)执行有限元分析(FEA)以基于所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第一力和第一位移；(d)如果所述第一力大于所述力限制或如果所述第一位移大于所述位移限制：(i)基于所述第一力、所述第一位移、所述第一3D备牙几何形状和所述第一3D假体几何形状来确定第二3D备牙几何形状和第二3D假体几何形状；以及(ii)执行有限元分析(FEA)，以基于所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第二力和第二位移；以及(e)如果所述第一力小于所述力限制或如果所述第二位移大于所述位移限制：(i)指示所述ADD基于所述第一3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。2.根据权利要求1所述的方法，其中用于修复的所述假体包括牙冠、嵌体、高嵌体、贴面、牙桥、桥体、核或直接修复。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述假体材料包括金、瓷、陶瓷、多层陶瓷、复合树脂、汞合金、二硅酸锂、氧化锆或其任何组合。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中所述力限制是基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的力、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的力、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳力或其任何组合。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述力限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间从所述目标牙齿移开或折断所述修复所需的力。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中所述位移限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的位移、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的位移、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳位移或其任何组合。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述位移限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间将所述修复从所述目标牙齿移开所需的位移。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中所述力限制、所述第一力和所述第二力中的至少一个包括舌向颊力、颊向舌力、近中向远中力、远中向近中力、上颌到下颌的力或其任何其他组合。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中所述位移限制、所述第一位移和所述第
二位移中的至少一个包括舌向颊位移、颊向舌位移、近中向远中位移、远中向近中位移、上颌到下颌的位移，或其任何其他组合。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的方法，其中所述3D牙齿模型包括所述目标牙齿和与所述目标牙齿相邻的牙齿、与所述目标牙齿相对的牙齿或两者。11.根据权利要求1
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10中任一项所述的方法，其中所述FEA包括有限体积分析、有限差分分析、计算数值分析或其任何组合。12.根据权利要求1
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11中任一项所述的方法，其中以约1微米至约500微米的分析网格尺寸执行所述FEA。13.根据权利要求1
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12中任一项所述的方法，还包括接收治疗输入，所述治疗输入包括备牙强度、粘合强度、所述目标牙齿的神经几何形状、所述目标牙齿的牙髓几何形状、所述目标牙齿的牙髓体积、所述目标牙齿的腐烂几何形状、牙尖深度、备牙高度、备牙切角、手术准备时间、边缘放置位置、边缘放置公差、假体材料、龋病体积、裂纹定位和体积、牙齿缺损体积、牙齿缺损定位、先前的假体材料、备牙的临界尺寸的允许范围、假体的临界尺寸的允许范围、假体强度、临床医生定义的指标、牙科研究定义的指标，或其任何组合。14.根据权利要求13所述的方法，其中基于所述治疗输入进一步确定所述第一力、所述第二力或两者。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中基于所述治疗输入进一步确定所述第一位移、所述第二位移或两者。16.根据权利要求1
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15中任一项所述的方法，进一步包括接收抗旋转几何形状，其中所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述第二3D备牙几何形状、第二3D假体几何形状或其任何组合包括所述抗旋转几何形状。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一力、所述第二力或这两者进一步基于所述抗旋转几何形状来确定。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述第一位移、所述第二位移或两者进一步基于所述抗旋转几何形状来确定。19.根据权利要求1
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15中任一项所述的方法，还包括如果所述第二力小于所述力限制或者如果所述第二位移大于所述位移限制，则指示所述ADD基于所述第二3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。20.根据权利要求1
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19中任一项所述的方法，其中所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状或其任何组合由机器学习方法确定。21.一种计算机实现的系统，包括：数字处理设备，所述数字处理设备包括：至少一个处理器、配置为执行可执行指令的操作系统、存储器，以及计算机程序，所述计算机程序包括所述数字处理设备可执行的指令，以创建用于引导自动牙钻(ADD)准备患者的目标牙齿，以供从业者使用假体进行修复的应用，所述应用至少执行以下操作：(a)接收：(i)包含材料特性的假体材料；(ii)施加的咬合力；(iii)力限制；(iv)位移限制；和
(v)包括去除部分的所述目标牙齿的三维(3D)牙齿模型；(b)基于所述3D牙齿模型和所述假体材料来确定第一3D备牙几何形状和第一3D假体几何形状；(c)执行有限元分析(FEA)以基于所述第一3D备牙几何形状、所述第一3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力来确定第一力和第一位移；(d)如果所述第一力大于所述力限制或如果所述第一位移大于所述位移限制：(i)基于所述第一力、所述第一位移、所述第一3D备牙几何形状和所述第一3D假体几何形状确定第二3D备牙几何形状和第二3D假体几何形状；以及(ii)基于所述第二3D备牙几何形状、所述第二3D假体几何形状、所述假体材料和所述施加的咬合力，执行有限元分析(FEA)以确定第二力和第二位移；以及(e)如果所述第一力小于所述力限制或如果所述第二位移大于所述位移限制：(i)指示所述ADD基于所述第一3D备牙几何形状切割所述目标牙齿。22.根据权利要求21所述的系统，其中所述假体修复包括牙冠、嵌体、高嵌体、贴面、牙桥、桥体、核或直接修复。23.根据权利要求21或22所述的系统，其中所述假体材料包括金、瓷、陶瓷、多层陶瓷、复合树脂、汞合金、二硅酸锂、氧化锆或其任何组合。24.根据权利要求21
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23中任一项所述的系统，其中所述力限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的力、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的力、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳力或其任何组合。25.根据权利要求24所述的系统，其中所述力限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间从所述目标牙齿移开所述修复所需的力。26.根据权利要求21
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25中任一项所述的系统，其中所述位移限制基于将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的位移、使所述假体的至少一部分相对于所述目标牙齿移位所需的位移、将所述假体的至少一部分从所述目标牙齿移开所需的长时间段的疲劳位移或其任何组合。27.根据权利要求26所述的系统，其中所述位移限制基于在咀嚼、咬紧、磨牙或其任何组合期间将所述修复从所述目标牙齿移开所需的位移。28.根据权利要求21
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27中任一项所述的系统，其中所述力限制、所述第一力和所述第二力中的至少一个包括舌向颊力、颊向舌力、近中向远中力、远中向近中力、上颌到下颌的力或其任何其他组合。29.根据权利要求21

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：网络牙科美国公司，
类型：发明
国别省市：