專利名稱：用于牙齒修復物制造的印模掃描的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于通過對牙印模掃描和對齊而形成牙齒和咬合三維模型的系 統(tǒng)和方法。在申請或者在本申請中引用的所有專利和非專利參考文獻也因此通過全部參照 而引入。
背景技術：
本發(fā)明涉及牙齒修復物制造領域，這些修復物例如為齒冠、齒橋、對接件和植入 物。當患者需要牙齒修復物時，牙科醫(yī)生將制備牙齒，例如研磨損壞的牙齒，直到形成牙冠 粘合在其上的制品?？蛇x擇的治療是把植入物(鈦螺釘)插入患者顎內(nèi)，并把齒冠或者齒 橋安裝在植入物上。在制備牙齒或者把植入物插入后，牙科醫(yī)生通常在雙側(cè)盤(又名三盤) 上制作上顎、下顎和咬印的印?；蛘邌蝹€印模。印模被送給實際上制造例如齒橋的修復物的牙科技師。制造修復物的第一步是傳 統(tǒng)上的分別由上下鄂印模鑄造上下牙齒模型。圖la和圖8分別示出了牙齒模型和印模。模 型通常由石膏制成，并經(jīng)常利用咬印對齊在咬合架上。咬合架模擬真實的咬合和咀嚼運動。 牙科技師在咬合架內(nèi)形成牙齒修復物，以確保很好的外觀和咬合功能。在咬合架上鑄造的 正確對齊對于最終修復是關鍵的。用于制造牙齒修復物的CAD技術迅速地促進改善品質(zhì)，降低成本以及有助于能夠 以吸引人但不容易得到的材料制造。在CAD制造過程中的第一步是形成患者牙齒的3維模 型。在傳統(tǒng)上這通過對牙齒的石膏模型中一個或者兩者進行3D掃描而完成。牙齒的3維 復制物引入CAD程序，整個牙齒修復或者齒橋結(jié)構(gòu)在這里設計。最終的修復物3D設計然后 利用磨削機、3D打印機、快速樣品制造或者其他制造設備完成。用于牙齒修復的精度要求非 常高，否則牙齒修復將是視覺上不好看、不能嵌在牙齒上、可能導致疼痛或者導致感染。在理想的3D掃描儀和牙齒CAD/CAM方案中，牙科實驗室或者牙科醫(yī)生不需要由印 模形成石膏模型，而是直接掃描印模。這將使操作更容易并且降低成本。此外，由于印模幾 何形狀比修復物的切斷石膏復制品更精確，因此修復也將更精確。就算印模掃描用CT或者 MR掃描設備完成，但這些掃描儀非常昂貴并且也不能提供要求的精度。相反，例如激光或者 白光3D掃描儀的光學掃描儀成本低，并提供較高的精度和清晰度。光學表面掃描儀存在的 問題是，這些掃描儀一般地不能有效地掃描牙印模的狹窄腔。一般地，掃描在印模深處狹窄 部分將缺乏數(shù)據(jù)或者具有較低精度。印模掃描儀的替代方案是直接的在口腔內(nèi)的掃描儀。然而，印模掃描與在口腔內(nèi) 掃描儀相比具有大量優(yōu)點，包括在牙科診所沒有強制性設備投資、對于取模實際上沒有培 訓、較短的就座時間、如果掃描存在問題時物理模型可始終澆注或者用作物理基準、在口腔內(nèi)掃描儀中低精度、患者口腔不需要磨粉，以及顯著地減少收集對合牙(antagonist)和較 大區(qū)域的困難，并且與在口腔內(nèi)掃描不同，印模具有明顯可見的界線。

發(fā)明內(nèi)容
如果代替石膏模型而掃描印模，則傳統(tǒng)的牙齒模型可能不在實驗室被制作。如果 牙科實驗室或者牙科醫(yī)生仍然需要傳統(tǒng)的牙齒模型，來檢驗或者修改制造修復物的配合和 設計，則這種模型可仍然通過轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并增加有效基線或者其他特征然后適當?shù)?D制造 設備制造此模型來由印模掃描圖提供。本發(fā)明提供一種用于直接掃描印模的技術方案，由此避免形成石膏澆注件需要的 長時間和高成本，仍然獲得最終修復的要求精度。因此發(fā)明涉及一種用于獲得牙印模精確 三維計算機模型的方法，所述方法包括的步驟是1)掃描上顎印模和/或下顎印模的至少一部分，獲得印模掃描圖；2)評估印模掃描圖的品質(zhì)，以及3)如果品質(zhì)不能用于精確的三維模型，則用填料填充牙印模的一個或多個腔，以獲得所述腔的模型，并且掃描所述模型獲 得模型掃描圖，以及把所述模型掃描圖和印模掃描圖對齊和組合，由此獲得三維模型。禾口/ 或再次掃描牙印模的一個或多個相關區(qū)域，以及把所述相關區(qū)域掃描圖和印模掃描圖對齊和組合，由此獲得三維相關區(qū)域。或者4)如果品質(zhì)能用于牙印模精確的三維模型，則使用印模掃描圖，以獲得三維模型，由此獲得牙印模的精確三維模型。在另一個方面，發(fā)明涉及用于獲得牙印模三維模型的方法，其中提供掃描對齊以 獲得正確的咬合。因此，發(fā)明還涉及一種用于獲得牙印模精確三維計算機模型的方法，所述 方法包括的步驟是掃描雙側(cè)印模的上顎印模和下鄂印模，獲得雙側(cè)印模的掃描圖，對齊雙側(cè)印模的上顎印模和下鄂印模，由此獲得牙印模的三維模型。顯然這兩種方法可組合，從而單側(cè)印模的掃描可通過用于獲得單側(cè)牙印模的精確 三維計算機模型的方法來進行。在第三方面，發(fā)明涉及一種評估印模和/或制品品質(zhì)的方法，包括以下步驟a.獲得所述待評估印模和/或制品的三維計算機模型，b.根據(jù)三維模型評估所述印模和/或制品。通過這樣一個評估，可通過允許快速反饋，同時患者仍然在牙醫(yī)室，可節(jié)約大量成 本和/或勞力。顯然的是，特別在與發(fā)明其他方面結(jié)合中，這種評估可為牙科醫(yī)生提供有價 值的信息。在第四方面，發(fā)明涉及一種獲得包括至少一個牙齒和相鄰組織的三維模型的方 法，包括以下步驟
a.掃描上顎印模和/或下顎印模和/或雙側(cè)印模的至少一部分，獲得印模掃描圖，b.利用至少一個印模掃描圖來獲得三維預模型，c.把所述三維預模型與至少一部分CT和/或MR和/或X射線掃描圖對齊，獲得 新的三維模型。在此方面，發(fā)明特別適合于設計鉆頭引導件。在第五方面，發(fā)明涉及一種制造齒冠至少一個部分的方法，包括以下步驟a.通過掃描牙印模至少一部分獲得三維模型，其中該牙印模包括齒冠所處位置的 fn息，b.在所述三維模型上和/或相對于所述三維模型施行該齒冠至少一部分的CAD設 計，獲得該齒冠至少一部分的計算機化模型，c.由獲得的計算機化模型的至少一部分制造所述完整或者完全的齒冠。在此方式 中，當前手動施行的至少一部分工作可利用電子操縱制造設備來進行，提供了低成本和高 精度的可能性。在第六方面，發(fā)明涉及一種獲得至少一個牙齒植入物的取向和定位的方法，包括 以下步驟a.獲得印模，其中該印模包括至少一個與所述至少一個牙科植入物對應的固定印 模對接件，禾P/或獲得印模，其中該印模包括至少一個牙科的植入物對應的固定印模對接件，其中 在該植入物上，安裝掃描植入物/模擬物和/或包括至少一個模型植入物/模擬物的上顎和/或下顎的至少一部分的陽模型，其 中取向和定位與牙科植入物的取向和定位對應，和 / 或包括至少一個模型植入物/模擬物的上顎和/或下顎的至少一部分的陽模型，其 中取向和定位與在其上安裝掃描對接件的牙科植入物的取向和定位對應，b.獲得印模對接件和/或掃描植入物/模擬物和/或模型植入物/模擬物和/或 掃描對接件的形狀和預先確定信息，c.掃描至少所述印模一部分，其中所述部分包括至少一個印模對接件和/或掃描 植入物/模擬物，由此獲得掃描數(shù)據(jù)，和 / 或掃描所述陽印模至少一部分，其中所述部分包括至少一個模型植入物/模擬物和 /或掃描對接件，由此獲得掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)所述預定信息和所述掃描數(shù)據(jù)確定牙科植入物的取向和定位。發(fā)明的此方 面能夠進行例如連接到所述植入物修復牙齒的CAD設計，因為這需要植入物的精確位置取 向。在第七方面，發(fā)明涉及一種制造至少一部分上顎和/或下顎的牙齒模型的方法， 包括以下步驟a.通過印模掃描；在口腔內(nèi)掃描；CT、MR或者X射線掃描；陽模型掃描或者其結(jié) 合，獲得上顎和/或下顎至少所述一部分的三維模型，由獲得的三維模型制造牙科模型。由于只儲存數(shù)據(jù)以及如果需要的話可制造物理
11模型，因此這種由獲得數(shù)據(jù)制造牙齒模型的方法能夠使牙齒模型儲存更容易。還可利用這 種模型，以省略在例如制造對接件的地點和操縱模型和/或掃描地點之間運輸印模和/或 模型的必需品。在發(fā)明的第八方面，發(fā)明涉及包括計算機可讀取介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計 算機可讀取介質(zhì)具有儲存在其中的計算機程序，所述程序包括用于執(zhí)行發(fā)明其他方面步驟 的指令。在第九方面，發(fā)明涉及用于制造三維模型計算機模型和/或齒冠/齒橋至少一部 分的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有儲存在其中的一個或多個計算機指令的計算機可讀取存儲 器，所述計算機指令包括用于執(zhí)行發(fā)明其他方面步驟的指令。在第十方面，發(fā)明涉及一種適合于獲得單側(cè)或者雙側(cè)牙印模的盤，其特征在于，所 述盤還包括把盤保持在三維掃描儀上的固定裝置。通過此方面，就不需要對在掃描儀中另 外固定裝置，同時掃描過程顯著地簡化。在第十一方面，發(fā)明涉及一種適合于獲得雙側(cè)牙印模的盤，其特征在于，所述盤通 過由以下金屬、鋼和纖維合成物材料中至少之一增強而機械穩(wěn)定。利用制造增強盤，可以省 去對單側(cè)印模的需要。此外，發(fā)明涉及一種用于獲得牙印模精確三維計算機模型的方法，其 中印模利用一個傳感器即攝像機和光源對印模掃描，其中在光源和攝像機之間具有角度A， 然后利用另一個傳感器對相關區(qū)域重新掃描，其中對于所述其他傳感器，在光源和攝像機 之間存在角度B，所述角度B小于所述角度A。由此可以比只利用具有角度A的掃描儀能掃 描更深的腔。發(fā)明還包括在進行重復掃描前根據(jù)印模掃描圖確定角度B的步驟。優(yōu)選的是， 角度B小于角度A的95%、小于角度A的90%、小于角度A的85%、小于角度A的80%、小 于角度A的70%、小于角度A的60%、小于角度A的50%、小于角度A的40%、小于角度A 的30%、小于角度A的20%、小于角度A的10%、小于角度A的5%。最后，發(fā)明涉及一種用于獲得牙印模精確三維計算機模型的方法，所述方法包括 的步驟是1)利用在光源和攝像機之間角度A的三維傳感器，掃描上顎印模和/或下顎印模 的至少一部分，獲得印模掃描圖，2)評估印模掃描圖的品質(zhì)，以及3)如果品質(zhì)不能用于精確的三維模型，則選擇在光源和攝像機之間具有角度B的另一個三維傳感器，其中角度B小于角度 A，再次利用所述選擇的傳感器掃描牙印模的一個或多個相關區(qū)域，以及把所述相關區(qū)域掃描圖和印模掃描圖對齊和組合，由此獲得三維模型，或者4)如果品質(zhì)能用于牙印模精確的三維模型，則使用印模掃描圖以獲得三維模型，由此獲得精確的牙印模的三維模型。


圖la 牙齒石膏模型圖lb 單側(cè)印模的3D掃描圖
圖2 雙側(cè)印模的3D掃描3 雙側(cè)印模的3D掃描4 用于對齊的典型部件圖5:圖4的疊加對齊圖6 用于對齊的典型部件圖7:圖6的疊加對齊圖8示出了牙齒的印模圖9a示出了來自具有優(yōu)良品質(zhì)的圖8的印模掃描圖。圖9b示出了圖9a掃描圖的轉(zhuǎn)化掃描圖。圖9c示出了具有圖9b轉(zhuǎn)化掃描圖的單個牙齒(來自圖lib)的掃描對齊實例。圖9d示出了在圖9c中第一次對齊完成后的對齊齒橋。圖10a示出了來自圖8印模的掃描圖，其中，由于噪音1001和孔1000精度較差而
具有較差品質(zhì)。圖10b示出了圖10a中掃描圖的轉(zhuǎn)化掃描圖，其中示出了噪音和孔的影響。圖10c示出了具有圖10b轉(zhuǎn)化掃描圖的單個牙齒(來自圖lib)的掃描對齊實例。圖10d示出了在圖10c中第一次對齊完成后的對齊齒橋。圖10e示出了在全部對齊后最終對齊齒橋。圖11a示出了來自三個不同牙齒的印模沖模。圖lib示出了圖11a的沖模掃描圖。圖12 從患者口腔到牙齒模型的植入物位置與取向的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換。圖13 安裝在印模對接件上以獲得植入物位置與取向的掃描模擬物。圖14 編碼修復對接件(EHA)的印模掃描15 通過旋轉(zhuǎn)和切掉多余表面而把印模(陰)變成模型(陽)。圖16 從具有有效基線、修整、切斷件、銷釘和咬合架接口的印模實際形成的模 型。圖17 具有用于定位銷釘?shù)膶嶋H形成的模型圖18 實際形成的具有更先進切斷和定位裝置的模型。圖19 安裝在咬合架上的3D印刷模型定義牙印模優(yōu)選的是在盤中制造的牙齒陰印模牙齒模型由牙印模制成的牙齒陽復制物
具體實施例方式發(fā)明的目的是提供用于掃描牙印模的改進掃描和對齊方法，其中該牙印模用作牙 齒修復物CAD制造的輸入，避免了牙齒石膏模型的高成本和費時制造。由于傳統(tǒng)的鑄造過 程和牙齒模型分割會帶來誤差，因此印模掃描還提高了品質(zhì)。此外，印模掃描不會增加牙科 醫(yī)生患者的就座時間，對于牙科醫(yī)生沒有強制性的入帳成本，不需要牙科醫(yī)生培訓，以及總 體制造時間降低，由此提高了患者滿意程度，并潛在地避免了臨時修復。精確的三維模型
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主要由于缺少在腔內(nèi)的可視性，通過光學3D掃描儀對牙印模的掃描非常復雜。傳 統(tǒng)3D掃描將由此導致覆蓋范圍缺乏，即3D掃描可能帶有孔或者失去沒有掃描的區(qū)域。本 發(fā)明提供一種解決這個問題的方案。如上所述，一個技術方案是，選擇性地利用不同的掃描 儀和/或不同的掃描儀組合，對印模的一個或多個相關區(qū)域進行重復掃描，以提供具有良 好品質(zhì)的掃描，例如在相關區(qū)域具有更少的孔或者沒有孔。由此，術語掃描“品質(zhì)”是指與 掃描覆蓋范圍和精度有關的品質(zhì)。不充分的覆蓋范圍可通過表面三角測量而自動地探測， 然后對在表面上的孔定位。好的品質(zhì)在相關區(qū)域不需要孔或者只有很少的孔。如果可接受 某些孔，則這種孔的位置與形成精確的三維模型不發(fā)生干涉。在實踐中，這意味著孔可能不 在制品區(qū)域上。制品區(qū)域可根據(jù)人工選擇或者優(yōu)選的是利用特征檢測而自動地探測而被定 位。在圖10中示出了在制品區(qū)域上關鍵孔1000的實例。此外，噪音可導致較差精確度的掃描。由于腔形成巨大路徑以及半阻塞噪音，則當 在如印模的腔內(nèi)掃描時，噪音是具體的主要問題。在Curless和Levoy文章(1995)中詳細 描述了半阻塞噪音。在圖10中示出了由于噪音1001導致的精度缺乏。半阻塞噪音和覆蓋 范圍是印模掃描實際應用的主要限制，而確定掃描點是噪音點或者真實點對于牙齒修復的 最終品質(zhì)非常關鍵。因此自動地確定噪音和覆蓋范圍問題是非常關鍵的?？衫脧募す飧?蹤、在捕獲處的表面定向、多角攝像機觀察、局部表面統(tǒng)計、表面曲率、形狀統(tǒng)計或者反向光 線蹤跡等導出的點品質(zhì)，來自動地探測噪音點。所謂術語“精確三維模型”是指具備這種精度的模型，其中該精度可直接用于形成 牙齒修復。可從掃描即時得到的另一個重要的品質(zhì)評估分別是印模和制品的品質(zhì)。實際上通 過牙科醫(yī)生制造的低品質(zhì)印模和不良制品是用于最終修復的最大品質(zhì)問題中的兩個。然 而，印模和制品的品質(zhì)可根據(jù)掃描評估，例如通過咬邊探測、氣孔探測、噪音水平、印模材料 評估、形狀評估或者幾何測量。評估結(jié)果可在3D掃描圖上見到，以引導牙科醫(yī)生改進印模 或者制品。特別是如果掃描直接在牙科醫(yī)生診所進行，然后印模和制品品質(zhì)評估可潛在地 導致采用新印?；蛘吒倪M該制品。優(yōu)選的是，使用例如3Shape D250掃描儀這樣的快速掃 描儀，以便在患者等待同時進行評估。這可通過除去在第二次會診中所包含的取回印模的 延遲和工作量，而顯著地改進修復品質(zhì)和/或減少患者不舒適程度以及成本。也可評估影響修復最終結(jié)果的其他類型品質(zhì)。描述的品質(zhì)評估也可在其他類型口腔區(qū)域掃描圖上進行，例如在石膏模型的傳統(tǒng) 3D掃描圖；直接在口腔掃描圖；CT、MR或者X射線掃描圖上進行。利用價格競爭優(yōu)勢的光掃描儀在如牙印模的腔內(nèi)掃描是一個挑戰(zhàn)性問題。問題來 源于具有這種光源的基本結(jié)構(gòu)，即光源把圖案投射到一個或多個傳感器獲得投射圖案圖象 的目標上。為了進行3D重建，一般地在光源和傳感器之間需要20-30度的角度。需要的角 度以及傳感器與激光需要同時在表面上看到相同點以形成3D重建，極大地限制了掃描儀 掃描腔室的能力。為了實現(xiàn)最佳結(jié)果，實際的觀察點變得很關鍵。具有至少3軸的掃描儀， 例如3Shape D200、D250或者D300掃描儀可在3D上改變目標方向，由此改變相對的觀察 點。適應性改變觀察點和掃描順序以與個體目標匹配，可用于在如W02006/007855中描述 的復雜牙印模中獲得覆蓋范圍。在一個實施例中，印模掃描的品質(zhì)通過選擇或者自動探測一個或多個相關區(qū)域并且重復掃描這種相關區(qū)域而提高。重復掃描可利用在特定相關區(qū)域上優(yōu)選掃描儀和/或掃 描儀組合來進行?？赏ㄟ^在最初3D數(shù)據(jù)集(dataset)中探測這些區(qū)域，然后計算印?；蛘?D傳感 器關于它們的相對位置的最佳機械定位，而重復掃描失去區(qū)域，以便在另外的自動掃描期 覆蓋失去區(qū)域。最優(yōu)化功能考慮探測孔精確位置以及可能阻礙光源和/或攝像機觀察的周 圍印模幾何形狀。重復掃描還可通過利用另外的3D傳感器(攝像機和光源)或者一個或多個在掃 描儀中額外的攝像機來進行。這種附加傳感器應該在光源和攝像機之間具有較小角度，并 由此將能夠以較高的深度_寬度比來觀察腔室內(nèi)。在這種實施例中，以在光源和攝像機之 間較大角度的攝象機和光源組合可用于進行第一次掃描，然后具有相對于光源/攝像機較 小角度的另外的攝像機或者光源可用于覆蓋腔室最深區(qū)域。重復掃描還可在切割印模后進行，以提高可視性。如果需要的切口破壞具有需要 信息的區(qū)域，則在切割前后的掃描圖可對齊，并組合形成完整的3D模型。一般地，未切割的 掃描圖將包括限界線區(qū)域，該區(qū)域于是將被切掉，以形成觀察到深腔內(nèi)的視野，相當于把牙 齒頂部印模保留。然而，模型可切割成一次或者多次以實現(xiàn)精確掃描。模型在每一次切割 前被掃描，對應的三維模型然后按順序或者同時對齊。在另一個實施例中，在掃描到腔內(nèi)的問題通過把填充物填充到腔內(nèi)而形成腔模型 來解決。然后腔模型可被掃描，掃描圖對齊并與印模掃描圖組合。在一個實施例中，至少兩 個腔，例如至少三個腔被填充。腔可以是相鄰腔或者通過一個或多個未填充腔隔離的腔。在圖10a和10b中示出了工藝，其中兩個制品沒有覆蓋范圍1000，而一個制品具有 噪音問題1001，引起品質(zhì)問題。用于三個有問題的制品的模型然后利用印模作為隔離石膏 模型1100被灌注。這三個“陽”模型然后被地掃描(1200)，掃描圖對齊并合并(1103)成印 模中對應的制品1102。對齊可通過在兩個掃描圖上選擇相應點1104來進行，然后ICP對齊 (Besl和McKay，1992)。在又一個實施例中，通過把相關區(qū)域重新掃描圖和模型掃描圖組合 而解決掃描在腔內(nèi)的問題。在一些實施例中，優(yōu)選的是，提供這樣的模型，其中該模型可手 動地制備并例如明顯帶有限定牙齒的線，以便掃描圖也包含清晰的線。印模材料的視覺特性對于掃描品質(zhì)也是非常重要的。這對于其中交互反射可引起 圖像跟蹤軟件問題和顯著噪音的深或者薄牙齒特別如此。在阻塞邊緣具有半阻塞噪音的問 題還可形成明顯的掃描偽跡，這可通過反向射線蹤跡算法排除。例如通過用模型掃描圖或者相關區(qū)域掃描圖或者兩者的對應部分代替印模掃描 圖部分并把掃描圖公共表面合并，把對齊掃描圖組合。掃描圖的對齊可關于包括咬合信息 的三維模型而如下所述進行。根據(jù)發(fā)明的方法，還包括在進行印模掃描前印模預掃描的步驟。借助于從預掃描 中獲得的信息，就可能調(diào)整掃描儀組合和掃描順序，包括運動，用于形成更精確的印模掃描 或者相關區(qū)域掃描。根據(jù)基于精確三維模型而要進行的修復，整個印模掃描圖可用于提供模型，或者 只使用印模掃描圖的一個區(qū)域。因此，在一個實施例中，印模掃描圖的區(qū)域在對齊前確定， 而在另一個實施例中對齊只對于所述確定區(qū)域進行。在一個實施例中，對齊對于至少兩個 牙齒，例如至少三個牙齒進行。
通常，印模材料的反射率應該盡可能小。在一個實施例中，印模材料在掃描前涂 層，例如涂有非反射涂層，由此改進掃描品質(zhì)。在另一個實施例中，印模本身由具有很差或 者沒有發(fā)射特性的材料制成。上顎掃描圖和下顎掃描圖的對齊可通過任何適當方法進行。在一個實施例中，利 用顎的CT掃描圖或者MR掃描圖進行對齊。一個優(yōu)點可能是，這種掃描圖還包括顎和神經(jīng) 的信息。在另一個實施例中，利用例如如下所述的雙側(cè)印模掃描進行上顎掃描圖和下顎掃 描圖的對齊。當然，如果必要，則CT掃描圖和MR掃描圖可用于其他對齊目的。CT或者MR掃描 圖還可與印模掃描圖組合和/或?qū)R，例如用于植入物鉆頭引導的設計，或者僅僅提供改 進的三維模型。 包括咬合信息的三維模型用于掃描的基礎是至少兩個牙印模。一個印模是抓取上、下鄂和咬合情況的雙側(cè) 印模。令人遺憾的是，兩個盤可能缺少物理穩(wěn)定性，形成較低品質(zhì)的印模，同時不能被許多 牙科醫(yī)生接受。為了彌補這個問題，還形成至少一個單側(cè)印模，由此只映射上或者下顎。單 側(cè)印模在傳統(tǒng)盤中形成，具有較高的物理穩(wěn)定性，提供的高品質(zhì)的印模。具有雙側(cè)印模的可能品質(zhì)問題可通過把雙側(cè)印模的掃描圖與一兩個單側(cè)印模掃 描圖對齊或者組合而得到解決。在制備牙齒區(qū)域的精度要求是20微米，而咬合與對合牙只 需要50-100微米。通過在制備區(qū)域進行單側(cè)掃描，以及對于咬合和對合牙進行雙側(cè)掃描， 精度要求得到滿足。選擇性地，另外的單側(cè)掃描圖由對合牙側(cè)形成。以下掃描需要以任何順序進行1.為修復而制備的單側(cè)印模的3D掃描圖100，參見圖la (選擇性地)2.雙側(cè)印模上端的3D掃描圖200，參見圖23.雙側(cè)印模下端的3D掃描300，參見圖34.在對合牙側(cè)單側(cè)印模的3D掃描(選擇性地)注意制備牙齒101，正常的未制備相鄰牙齒201和對合牙牙齒301。在掃描后下一步是進行單個印模掃描圖與對應的雙側(cè)掃描圖200的區(qū)域?qū)R。令 人遺憾的是，來源于兩個印模在制備線外部不同的事實的非共用數(shù)據(jù)使對齊工藝明顯復 雜。由于操作者需要修剪印模，以形成用于掃描深牙齒的可視性，因此這特別屬實。在發(fā)明 的一個實施例中，區(qū)域400限定可存在公共高品質(zhì)的位置上。區(qū)域的確定可例如通過操作 者或者通過計算機自動地進行。在對齊工藝期間，只使用在該區(qū)域的數(shù)據(jù)。對齊可例如利 用ICP算法(Besl與Mckay，1992)進行。在圖5中示出了對齊的疊加結(jié)果。兩個雙側(cè)印模掃描圖的對齊需要一個盤，該盤便于公用數(shù)據(jù)的掃描，例如盤垂直 側(cè)600和T形601的專門對齊特征、點或者垂直線。當公用數(shù)據(jù)存在時，兩個掃描圖可利用 例如ICP的標準對齊算法對齊。對齊的初始化可例如通過計算機或者通過用戶選擇兩個相 應點602來完成。在圖7中示出了對齊的疊加結(jié)果。盤可設計成這樣，即它直接嵌入到掃 描儀中，用于方便操縱。此外該盤可包括用于直接地連接到掃描儀上的夾持系統(tǒng)。該盤或 者印模還可包括水平的眼線，以與患者眼睛對齊，從而在設計期間，修復牙齒的外觀可對齊 在患者面部特征上面。顯而易見的是，優(yōu)選的是，這種盤可與上述方法們和系統(tǒng)中任何之一 組合。
在發(fā)明的另一個實施例中，雙側(cè)的盤可位于掃描固定件上，其中該掃描固定件包 含在兩個掃描中。于是只有固定件需要包含公用數(shù)據(jù)和對齊特征。印?？勺詣拥匦D(zhuǎn)。最后，例如通過用單側(cè)的掃描圖的對應部分代替雙側(cè)的掃描圖并把兩個雙側(cè)掃描 圖公共表面合并，把對齊的掃描圖組合。選擇性地，單側(cè)掃描圖還可在對合牙側(cè)進行并對齊以及以類似過程與現(xiàn)有數(shù)據(jù)組合。具有例如物理穩(wěn)定性和正確位映射等改進特性的雙側(cè)盤的開發(fā)可潛在地使單側(cè) 印模過剩。在一個實施例中，通過增強物，例如金屬、鋼和/或纖維合成增強物，雙側(cè)盤獲得 提高的穩(wěn)定性。顯而易見的是，優(yōu)選的是，這種盤可與如上所述盤的特征結(jié)合，而當針對在 此文件中描述的任何方法和系統(tǒng)獲得印模時，這些盤中任何盤都是優(yōu)選的。盡管與包含咬合信息的三維模型有關的文本涉及牙印模的掃描，但對于本領域技 術人員很清楚的是，相同的方法和系統(tǒng)可用于掃描牙齒模型。如上所述，單側(cè)掃描可通過用于獲得牙印模精確三維模型的方法來進行。在另一個方面，發(fā)明涉及包括計算機可讀取介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機 可讀取介質(zhì)具有儲存在其中的計算機程序，所述程序用于產(chǎn)生牙印模的三維模型，這種程 序包括用于執(zhí)行上面限定方法步驟的程序代碼。在另一個方面，發(fā)明涉及用于產(chǎn)生三維模型的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有具有儲存 在其中的一個或多個計算機指令的計算機可讀取存儲器，所述計算機指令包括用于執(zhí)行上 面限定方法步驟的指令。齒冠的制造與完整解剖牙冠CAD設計結(jié)合，印模掃描變得特別有意義，解剖牙冠設計，然后是 整個牙冠制造，兩者稱為齒冠。利用這樣一種方法，不需要模型來完成設計和制造。然而，如 果印模掃描只用于獲得設計，則仍然需要模型來完成該設計。全牙冠可以適當?shù)闹圃爝^程 來設計，例如把設計齒冠分隔成兩層或更多層，其中內(nèi)層對應于頂部，而外層對應于陶瓷。 頂部可利用已知的設備制造，例如研磨機、切削機、3D熱蠟打印機或者燒結(jié)機。外層可通過 用蠟、塑料、聚合物或者其他材料首先制造復制品來制造，其中這些材料可利用研磨機或者 3D打印機熔化。蠟復制品然后安裝在頂部上，例如Ivoclars Impress的過擠壓技術可用于 形成陶瓷層。植入物在發(fā)明的另一個實施例中，牙齒的修復物為植入物1200，該植入物一般為插入到 齒齦1201和頌骨中的鈦或者氧化鋯“螺釘”。為了進行嵌入在植入物上牙冠的CAD設計，需 要從印模掃描圖中確定植入物精確位置和取向。傳統(tǒng)上，通過利用印模對接件1202，植入物1200的位置與取向從患者口腔轉(zhuǎn)印到 牙齒模型。在實踐中，轉(zhuǎn)印通過把印模對接件安裝在植入物上進行。于是獲得牙印模1203， 其中印模對接件固定在印模材料1204中，而對接件從植入物中釋放。包括印模對接件1202 的印模1203從患者口腔中移開。然后模型植入物/類似物1205安裝在印模對接件上，而 模型1206從一般地為石膏的印模中澆注。最后步驟是當模型硬化時去除印模1203和印模 對接件1202。在發(fā)明的一個實施例中，植入物的位置和取向通過對澆注的陽模型掃描而獲 得，其中掃描對接件安裝成便于由掃描數(shù)據(jù)對模型植入物/類似物的位置與取向確定，由此確定植入物的位置和取向。從由掃描對接件獲得的數(shù)據(jù)中確定所述取向和位置的一種方 法是以掃描對接件形狀的CAD數(shù)據(jù)來覆蓋對應的模型數(shù)據(jù)。在這里，掃描對接件可與印模 對接件相同或者不同。在發(fā)明的另一個實施例中，植入的位置與取向直接由印模通過對安裝在印模1203 上的印模對接件1202掃描而確定，然后使用三維形狀和尺寸例如CAD模型的知識。在實 踐中，位置與取向可通過特征提取或者把印模對接件的CAD對齊在掃描圖對應部分上而獲得。令人遺憾的是，印模對接件經(jīng)常被印模材料覆蓋或者幾乎沒有被印模上面的表面 覆蓋。在發(fā)明的又一個實施例中，可以把掃描模擬物1300安裝在印模對接件上。此模擬物 然后作為印模掃描一部分被掃描，而例如利用CAD模型的對齊或者特征提取，已知的形狀 和尺寸可用于導出對應的植入物位置與取向。此操作可對于一個或者組合的更多植入物或 者以迭代過程進行?，F(xiàn)有技術(6，790，040)描述一種根據(jù)編碼修復對接件(EHA)的替代方法，其中該 方法用于根據(jù)掃描圖來確定植入物類型及其位置與取向。在發(fā)明的另一個實施例中，對于一些情況，還可以掃描印模，或者直接掃描植入物 的陽澆注模型，并以與如上類似方式導出位置與取向。在又一個實施例中，任何上述方法可通過包括來自口腔內(nèi)掃描數(shù)據(jù)而得到改進。此外，還可以根據(jù)如上所述方法制造定制的修復對接件。模型的制造如果牙科實驗室或者牙科醫(yī)生仍然將需要傳統(tǒng)牙齒模型，例如檢驗或者修改被制 造修復物的配合和外觀，則這種模型仍然可由印模掃描圖制造。在圖1A中示出了傳統(tǒng)切斷 的石膏模型。由掃描圖制成的實際模型可利用典型的制造設備或更合適的快速成樣設備， 例如研磨機或者3D打印機來進行。模型可由任何恰當?shù)牟牧现瞥?，例如塑料、聚合物、蠟?石膏或者陶瓷。制造設備通常需要形成實心3D/不透水模型，參見圖1A中傳統(tǒng)模型。調(diào)用的印模 掃描圖100只含有平面而非實心模型。為了形成牙科實驗室和牙科醫(yī)生的吸引人的模型， 一個或多個以下虛擬步驟需要在掃描圖上進行_使平面從負到正轉(zhuǎn)化-切掉額外的表面(材料)_形成有效基線-修整-切斷-針銷或者其他定位裝置_添加咬合接口-添加其他結(jié)構(gòu)，例如植入物/模擬接口為了實現(xiàn)印模掃描技術的驗收，非常重要的是，能夠制造具有與用于目前在牙科 實驗室中石膏模型類似性能的模型，例如其中在該模型中，牙齒位于基體上，同時制品被修 整1A00、切斷1A01和定位。為了從印模掃描圖1500(負)向模型1501(正)轉(zhuǎn)換，表面取向需要顛倒。優(yōu)選
18的是，掃描圖還應該旋轉(zhuǎn)，參見圖15。一般地，下一步于是將被切掉掃描平面(材料)不需 要的一部分。切割可通過基于拼接的切割工具1502、三角形選擇或者其他選擇/切割工具。為了形成基本的實心模型，切割掃描平面可固定或者連接到有效基線上。有效基 線可通過把掃描平面與基體模型組合而形成，例如通過在兩個表面之間形成連接面而把 CAD基體與掃描表面組合。在圖16中示出了工藝的變形，其中切割掃描表面1600與基體 1601組合，其中該基體1601通過把切斷面垂直延伸到公共表面內(nèi)而形成，在這種情況下公 共表面平面。在圖9a到9b以及10a到10b也示出了該工藝。這可看成由原始掃描圖形成 新的基體，其中該基體包括沒有定位在平面之間的材料。為了修復目的，需要形成小顎(上部)和下顎(下部)模型?；叵胍幌?，從前面對 齊中已經(jīng)知道相對的物理正確位置。有效基線重要的延伸是把咬合架接口 1605添加到實心模型上，從而這種制造模 型可插入和咬合在標準咬合架上。最佳的結(jié)果可通過利用校準的咬合架而獲得。為了使制 造模型成本最小，有益的是，把預制造接口 1606插入在模型和咬合架之間。如提及的是，首先進行固定基體的步驟，以便切割掃描平面成為實心形狀一部分， 這對于例如制造模型的物理表現(xiàn)是需要的。因此，可隨后實際上或者在制造后由實心形狀 切割部分或者全部基體。制品的修整按傳統(tǒng)方式進行，以去除齒齦，并可接近限界線區(qū)域，用于齒冠設計。 注意，對于制品的傳統(tǒng)修整，沒有可獲得的信息，該信息不存在于印模中。從而修整可實際 進行1202，由于受控環(huán)境導致均勻改進品質(zhì)。虛擬修整可通過選擇在模型上裁減掉的區(qū)域 來進行。進行此選擇的一種方式是通過把例如云形(spline)的弧形設置在與限界線對應 的表面部分上。修整然后通過在限界線去除表面并使人造表面1701、1802把限界線連接到 模型1802和/或制品1701其余部分上。在許多情況下，優(yōu)選的是，還由形成用于制造模型 的基體的相同模型制造齒冠和/或修復的牙齒、齒橋等等。通過這種方式，牙齒可由三維模 型制造，同時可在物理上勘測交互作用。模型1A01 —般地切斷為單獨的制品，以能夠使牙科醫(yī)師容易接近牙冠并操作，參 見圖la。切斷件的一體部分是安置系統(tǒng)，以便單獨的切斷件可從模型中移開，并插回到模型 中，保持原始位置。一般地，定位裝置是固定到切斷件上并且精確地嵌入到基體內(nèi)的銷釘。 其他實例包括螺釘、螺栓、帶有或者不帶螺紋的鉆孔以及按鈕。優(yōu)選的是，定位裝置裝在由 如下所述切斷而形成的任何切斷件中。通過利用如圖16中示出的平面切口，虛擬切斷1603可復制傳統(tǒng)的鋸開斷件。銷 釘1700因此能被添加，投送利用CAD模型的布爾加減，形成對應孔1604。然而，例如利用 布爾函數(shù)，虛擬方法能夠使形成更先進以及可選擇的一體切斷和定位裝置1800。由于CAD 設計過程的靈活性，幾乎任何形狀都可用于切斷和定位，例如圓柱形、三角形、球體、圓錐體 1800或者這些形狀的組合。用于方便移去和定位的把手1801還可以利用布爾函數(shù)形成。在圖19中示出了安裝在標準咬合架1901上的制造模型1900的實例。該模型利 用3D印刷制造。還可添加用于牙科項目的另外結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)可以是完整或者局部的牙科物品或者 與牙科物品的接口。一個重要的實例是作為模型一部分直接印刷植入物/模擬物，從而涉 及的結(jié)構(gòu)，例如定制的對接件或者上部結(jié)構(gòu)可直接安裝在模型上。對于困難的植入物結(jié)構(gòu)，或者由于材料要求，可優(yōu)選地添加用于植入物/模擬物的接口，例如槽，從而在后面植入物 /模擬物可安裝在制造的模型上。其他牙科物品的實例是固定件、鎖定系統(tǒng)、其他齒冠/齒 橋外觀支撐結(jié)構(gòu)。盡管本文涉及牙印模掃描，然而對于本領域技術人員顯而易見的是，相同的方法 和系統(tǒng)可用于其他類型口腔區(qū)域的掃描圖中，例如石膏模型的傳統(tǒng)3D掃描圖，除了部分或 者整個齒冠制造外，還可以根據(jù)如上所述方法制造定制的修復對接件。參考文獻第6，579，095號美國專利(配合部分掃描和配準方法)Brian Curless 禾口 Marc Levoy "‘Better optical triangulation through spacetime analysis (通過時空分析進行的良好光學三角測量)”，有關計算機顯示的國際 會議，波士頓，馬薩諸塞州，1995年6月20-23日。P.J.Besl 禾口N.D. McKay :“A method for Registration of 3-D Shapes (—種 3-D 形狀的配準方法)，IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intel，1992 年 2 月，(第 14 卷第 2 號)第 239-256 頁。
權利要求
一種用于獲得牙印模精確三維模型的方法，所述方法包括的步驟是1)掃描上顎印模和/或下顎印模的至少一部分，獲得印模掃描圖；2)評估印模掃描圖的品質(zhì)，以及3)如果品質(zhì)不能用于精確的三維模型，則用填料填充牙印模的一個或多個腔，以獲得所述腔的模型，并且掃描所述模型獲得模型掃描圖，以及把所述模型掃描圖和印模掃描圖對齊和組合，由此獲得三維模型，和/或再次掃描牙印模的一個或多個相關區(qū)域，以及把所述相關區(qū)域掃描圖和印模掃描圖對齊和組合，由此獲得三維模型，或者4)如果品質(zhì)不能用于牙印模的精確三維模型，則使用印模掃描圖，以獲得三維模型，由此獲得牙印模的精確三維模型。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中在印模掃描進行前施行印模的預掃描。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中根據(jù)預掃描的結(jié)果進行調(diào)節(jié)掃描儀組合。
4.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中步驟3)包括再次掃描的步驟和對牙腔模 型掃描的步驟。
5.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中品質(zhì)評估包括覆蓋范圍的評估。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其中不充分的覆蓋范圍/孔由表面的三角測量然后對在表 面上孔定位自動探測。
7.根據(jù)權利要求5或者6的方法，其中自動和/或手動評估不充分覆蓋范圍的嚴重性。
8.根據(jù)權利要求5到7的方法，其中在制品區(qū)域不需要存在孔。
9.如權利要求8的方法，其中通過手動選擇和/或特征檢測定位制品區(qū)域。
10.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中品質(zhì)評估包括噪音評估、例如跟蹤以及半 阻塞噪音的評估。
11.如權利要求10的方法，其中噪音點可利用從激光跟蹤、在捕獲處的表面定向、多角 攝像機觀察、局部表面統(tǒng)計、表面曲率、形狀統(tǒng)計或者反向光線蹤跡等導出的點品質(zhì)來自動 地探測。
12.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中自動地施行品質(zhì)評估和重復掃描判定。
13.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中通過對齊參考點施行對齊。
14.根據(jù)權利要求13的方法，其中參考點是位于印模材料上的預定參考點。
15.根據(jù)權利要求14或14的方法，其中參考點是從在印模和圖像上的代表性參考點選 擇的。
16.根據(jù)前面權利要求13到15任何之一的方法，其中印模位于掃描固定件上，所述掃 描固定件提供參考點。
17.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中在對齊前限定印模掃描區(qū)域。
18.根據(jù)權利要求17的方法，其中只對于所述限定區(qū)域進行對齊。
19.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中對于至少兩個牙齒、例如至少三個牙齒施 行對齊。
20.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中利用具有至少三個軸線的三維掃描儀施 行掃描。
21.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中在掃描前切割印模以形成可視性。
22.根據(jù)權利要求21的方法，其中切割和掃描模型的過程重復一次或多次。
23.根據(jù)權利要求21或者22的方法，其中基于在切割前的掃描圖的一個或多個三維模 型與基于在所述切割后的掃描圖的一個或多個三維模型對齊，以形成新的三維模型。
24.根據(jù)權利要求22或者23的方法，其中三維模型從每個掃描圖中獲得，而所述三維 模型同時或者依次對齊，以形成新的三維模型。
25.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中三維模型用于制造牙科修復物，例如齒橋。
26.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中對于顎的至少要進行修復的部分而施行 印模掃描。
27.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中對于顎至少一部分施行印模掃描，其中該 至少一部分顎與要進行修復的顎相對。
28.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中印模在掃描步驟前被涂有非反射材料。
29.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中所述掃描和所述重復掃描包括通過一個 傳感器即攝像機和光源對印模掃描，其中在光源和攝像機之間具有角度A，以及如果需要評 估品質(zhì)的話，通過利用另一個傳感器對相關區(qū)域重新掃描，其中對于所述其他傳感器，在光 源和攝像機之間存在角度B，所述角度B小于所述角度A。
30.如權利要求28的方法，其中角度B小于角度A的95%、小于角度A的90%、小于 角度A的85%、小于角度A的80%、小于角度A的70%、小于角度A的60%、小于角度A的 50%、小于角度A的40%、小于角度A的30%、小于角度A的20%、小于角度A的10%、小 于角度A的5%。
31.一種用于獲得牙印模三維模型的方法，所述方法包括的步驟是 掃描雙側(cè)印模的上顎印模和下鄂印模，獲得雙側(cè)印模的掃描圖， 對齊雙側(cè)印模的上顎印模和下鄂印模，由此獲得牙印模的三維模型。
32.如權利要求31的方法，還包括的步驟是掃描上顎印模和/或下鄂印模的單側(cè)印模，獲得單側(cè)印模的掃描圖， 把單側(cè)印模的至少一部分與雙側(cè)印模掃描圖的對應部分對齊，以及 由此獲得牙印模的三維模型。
33.根據(jù)權利要求31或者32的方法，其中雙側(cè)印模的上顎印模掃描圖和下鄂印模掃描 圖通過對齊參考點而對齊。
34.根據(jù)權利要求31到33任何之一的方法，其中參考點是在印模材料上的預定參考點o
35.根據(jù)權利要求31到34任何之一的方法，其中參考點從印模和圖象上典型參考點中 選擇的參考點。
36.根據(jù)前面權利要求31-35任何之一的方法，其中雙側(cè)印模位于掃描固定件上，所述 掃描固定件提供參考點。
37.根據(jù)前面權利要求31-36任何之一的方法，其中在對齊前限定出印模掃描區(qū)域。
38.根據(jù)權利要求37的方法，其中只對于所述限定區(qū)域進行對齊。
39.根據(jù)前面權利要求31-38任何之一的方法，其中將對齊的掃描圖組合起來，從而對 齊的單側(cè)印模掃描圖占據(jù)雙側(cè)印模掃描圖對應部分的位置。
40.根據(jù)前面權利要求31-39任何之一的方法，其中對于進行修復的顎的至少部分而 施行單側(cè)掃描。
41.根據(jù)前面權利要求31-40任何之一的方法，其中對于顎至少一部分施行印模掃描， 其中該至少一部分顎與要進行修復的顎相對。
42.根據(jù)前面權利要求31-41任何之一的方法，其中單側(cè)掃描圖的對齊對于至少兩個 牙齒，例如至少三個牙齒施行。
43.根據(jù)前面權利要求31-42任何之一的方法，其中利用具有至少三個軸線的三維掃 描儀施行掃描。
44.根據(jù)前面權利要求31-43任何之一的方法，其中利用雙側(cè)盤進行雙側(cè)印模。
45.根據(jù)前面權利要求31-44任何之一的方法，其中在掃描前切割單側(cè)印模以形成可 視性。
46.根據(jù)前面權利要求31-45任何之一的方法，其中三維模型用于制造牙科修復物，例 如齒橋。
47.根據(jù)前面權利要求31-46任何之一的方法，其中如在權利要求1-22中限定那樣進 行單側(cè)印模掃描。
48.根據(jù)前面權利要求20-47任何之一的方法，其中如在權利要求1-22中限定那樣進 行雙側(cè)印模掃描中每一側(cè)的掃描。
49.根據(jù)前面權利要求任何之一的方法，其中單側(cè)和/或雙側(cè)印模的三維模型與CT和 /或MR掃描圖對齊。
50.一種評估印模和/或制品品質(zhì)的方法，包括以下步驟a.獲得所述待評估的印模和/或制品的三維計算機模型，b.根據(jù)三維模型評估所述印模和/或制品。
51.如權利要求50的方法，其中所述三維計算機模型通過一個或多個以下方法獲得 印模掃描；在口腔內(nèi)掃描；CT、MR或者X射線掃描或者其組合。
52.如權利要求50的方法，其中所述評估通過以下至少一個施行咬齒探測、氣泡探 測、噪音水平估計、印模材料評估、形狀評估或者幾何測量。
53.如權利要求50或者52的方法，其中印模和/或三維模型通過應用權利要求1到 49中任何特征而獲得。
54.如權利要求50到53中任何之一的方法，其中在三維模型上可在視覺上看到評估結(jié) 果，以引導牙科醫(yī)生改進印?；蛘咧破贰?br> 55.一種獲得包括至少一個牙齒和相鄰組織的三維模型的方法，包括以下步驟a.掃描上顎印模和/或下顎印模和/或雙側(cè)印模的至少一部分，獲得印模掃描圖，b.利用至少一個印模掃描圖來獲得三維預模型，c.把所述三維預模型與至少一部分CT和/或MR和/或X射線掃描圖對齊，獲得新的三維模型。
56.如權利要求55的方法，其中獲得的三維模型適合于設計一個或多個鉆頭引導件。
57.如權利要求55或者56的方法，其中所述三維模型還與在口腔內(nèi)掃描圖組合。
58.如權利要求55的方法，其中所述三維模型根據(jù)權利要求1-54中任何之一獲得。
59.一種制造齒冠至少一部分的方法，包括以下步驟a.通過掃描牙印模至少一部分獲得三維模型，其中該牙印模包括齒冠所處位置的信息？b.在所述三維模型上和/或相對于所述三維模型施行該齒冠至少一部分的CAD設計， 獲得該齒冠至少一部分的計算機化模型，c.由獲得的計算機化模型的至少一部分制造所述完整或者完全的齒冠。
60.如權利要求59的方法，其中三維模型利用權利要求1到58中任何之一方法獲得。
61.如權利要求59或者60的方法，其中該齒冠至少一部分以兩層或者更多層制造。
62.如權利要求61的方法，其中內(nèi)層對應于頂部，而外層對應于陶瓷。
63.如權利要求61或者62的方法，其中內(nèi)層通過以下研磨、3D印刷和燒結(jié)中至少一個 制造。
64.如權利要求59到63任何之一的方法，其中外層首先通過用蠟、塑料、聚合物或者其 他材料制造復制品而，這些材料可利用研磨機或者3D打印機熔化，把所述復制品安置在內(nèi) 層上，并應用擠壓技術，例如Ivoclars Impress,以形成陶瓷層。
65.一種獲得至少一個牙科植入物的取向和定位的方法，包括以下步驟a.獲得印模，其中該印模包括至少一個與所述至少一個牙科植入物對應的固定印模對 接件，和/或獲得印模，其中該印模包括至少一個與牙科的植入物對應的固定印模對接件，其中在 該植入物上，安裝掃描植入物/模擬物 和/或包括至少一個模型植入物/模擬物的上顎和/或下顎的至少一部分的陽模型，其中取 向和定位與牙科植入物的取向和定位對應， 和/或包括至少一個模型植入物/模擬物的上顎和/或下顎的至少一部分的陽模型，其中取 向和定位與在其上安裝掃描對接件的牙科植入物的取向和定位對應，b.獲得印模對接件和/或掃描植入物/模擬物和/或模型植入物/模擬物和/或掃描 對接件的形狀和預先確定信息，c.掃描至少所述印模一部分，其中所述部分包括至少一個印模對接件和/或掃描植入 物/模擬物，由此獲得掃描數(shù)據(jù)，和/或掃描所述陽印模至少一部分，其中所述部分包括至少一個模型植入物/模擬物和/或 掃描對接件，由此獲得掃描數(shù)據(jù)，d.根據(jù)所述預先確定信息和所述掃描數(shù)據(jù)確定牙科植入物的取向和定位。
66.根據(jù)權利要求65的方法，還包括根據(jù)掃描數(shù)據(jù)獲得三維模型的步驟。
67.如權利要求65或者66的方法，其中所述取向和定位還基于通過在口腔內(nèi)掃描；CT、MR或者X射線掃描或者其組合中一個或多個獲得的掃描圖。
68.根據(jù)權利要求65到67任何之一的方法，其中預先確定信息為CAD模型。
69.如權利要求66到68的方法，其中所述三維模型通過應用權利要求1到58中任何方法獲得。
70.如權利要求65到69任何之一的方法，還包括根據(jù)如權利要求59到64任何之一的 齒冠的至少一部分的制造方法。
71.如權利要求65到70的方法，其中所述掃描對接件為印模對接件，其中該對接件在 獲得陽模型過程中被利用。
72.如權利要求65到71的方法，其中所述掃描對接件不是在獲得陽模型過程中利用的 印模對接件。
73.—種制造上顎和/或下顎至少一部分的牙科模型的方法，包括以下步驟a.通過印模掃描；在口腔內(nèi)掃描；CT、MR或者X射線掃描；陽模型掃描或者其組合，獲 得上顎和/或下顎至少所述一部分的三維模型，b.由獲得的三維模型制造牙科模型。
74.如權利要求73的方法，其中所述三維模型通過應用如權利要求1到72中任何之一方法獲得。
75.如權利要求73或者74的方法，其中牙科模型通過快速樣品設備制造，例如研磨機、 3D打印機或者其組合。
76.如權利要求73到75任何之一的方法，其中牙科模型至少部分地由塑料、聚合物、 蠟、石膏或者陶瓷制造。
77.如權利要求73到76任何之一的方法，還包括在制造前把三維模型表面取向顛倒的 步驟。
78.如權利要求73到77任何之一的方法，還包括在制造前把三維模型旋轉(zhuǎn)的步驟。
79.如權利要求73到78任何之一的方法，還包括在制造前把三維模型切割的步驟。
80.如權利要求79的方法，其中通過例如基于拼接的切割工具或者三角形選擇的選擇 /切割工具施行切割。
81.如權利要求73到80任何之一的方法，還包括在制造前把三維模型表面固定到基 體，例如CAD基體上的步驟。
82.如權利要求81的方法，其中所述通過把表面垂直地延伸到公共表面而施行固定。
83.如權利要求73到82任何之一的方法，還包括在制造前由三維模型獲得實心模型的步驟。
84.根據(jù)權利要求81到83任何之一的方法，其中從實心模型切除基體。
85.如權利要求83或者88的方法，還包括把至少一個咬合架接口包含在實心模型內(nèi)的步驟。
86.如權利要求83到85任何之一的方法，還包括把預先制造接口/基體添加在實心模 型中。
87.如權利要求73到86任何之一的方法，還包括在制造前修整三維和/或?qū)嵭哪Ｐ偷?步驟，這種修整在與制品對應部分周圍進行。
88.如權利要求73到87任何之一的方法，還包括在制造前切斷三維和/或?qū)嵭哪Ｐ偷牟襟E。
89.如權利要求73到88任何之一的方法，還包括在制造前把裝置定位到獲得的模型上。
90.如權利要求89的方法，其中所述定位裝置包括以下類型中至少一個銷釘、螺栓、 帶有或者不帶螺紋的鉆孔以及按鈕。
91.如權利要求88到90任何之一的方法，其中定位裝置被裝在通過切斷獲得的至少一 個切斷件上。
92.如權利要求91的方法，其中所述切斷和定位裝置允許制造的牙科模型的一部分去 除和重新插入，例如制品模型的去除和重新插入。
93.如權利要求88到92任何之一的方法，其中通過平面切割施行切斷。
94.如權利要求88到92中任何之一的方法，其中通過切割成圓柱形、三角形、球體、圓 錐體形狀或者這些形狀組合而施行切斷。
95.如權利要求88到94任何之一的方法，其中至少一個把手位于至少一個切斷件上。
96.如權利要求88到94任何之一的方法，其中所述把手和/或固定裝置通過布爾函數(shù) 包含在設計過程中。
97.如權利要求73到96任何之一的方法，其中制造上顎和下顎模型兩者。
98.如權利要求73到97任何之一的方法，其中齒冠至少一部分根據(jù)相同的三維模型制造。
99.如權利要求98的方法，其中所述齒冠根據(jù)權利要求59到64中任何之一制造。
100.如權利要求73到99任何之一的方法，還包括把至少一個植入模擬物裝在牙齒模 型的步驟。
101.如權利要求100的方法，其中通過把槽設置在牙齒模型中而裝入所述植入模擬 物，其中在牙齒模型中可安裝所述模擬物。
102.如權利要求100或者101的方法，其中所述植入模擬物在設計過程中裝入。
103.如權利要求100到102任何之一的方法，其中所述植入模擬物作為制造過程整體 部分而被制造。
104.如權利要求100到103任何之一的方法，其中所述植入模擬物與牙齒模型以相同 工藝被制造，例如三維印刷或者研磨。
105.如權利要求100到104的方法，其中通過根據(jù)權利要求65到72任何之一的獲得 牙齒植入物定位和取向的任何方法，得到所述植入模擬物的位置與取向。
106.如權利要求100到105的方法，其中所述植入物的位置與取向通過掃描修復對接 件的印模和/或陽模型而得到。
107.如權利要求106的方法，其中通過把來自所述掃描圖的數(shù)據(jù)與例如CAD模型的修 復對接件的預先確定信息對齊，得到所述植入物的位置與取向。
108.如權利要求106或者107的方法，其中所述修復對接件包括一個或多個標記，允許 對所述修復對接件或者所述修復對接件與之連接的植入物的一個或者多個特征標識。
109.一種用于獲得牙印模精確三維計算機模型的方法，其中印模利用一個傳感器即攝 像機和光源對印模掃描，其中在光源和攝像機之間具有角度A，然后利用另一個傳感器對相 關區(qū)域重新掃描，其中對于所述其他傳感器，在光源和攝像機之間存在角度B，所述角度B小于所述角度A。
110.如權利要求109的方法，其中角度B小于角度A的95%、小于角度A的90%、小 于角度A的85%、小于角度A的80%、小于角度A的70%、小于角度A的60%、小于角度A 的50%、小于角度A的40%、小于角度A的30%、小于角度A的20%、小于角度A的10%、 小于角度A的5%。
111.一種包括計算機可讀取介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀取介質(zhì)具有儲存 在其中的計算機程序，所述程序用于產(chǎn)生牙印模的三維模型，這種程序包括用于執(zhí)行以任 何如權利要求1-110限定方法步驟的程序代碼。
112.一種用于制造三維計算機模型和/或齒冠/齒橋至少一部分的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包 含具有儲存在其中一個或多個計算機指令的計算機可讀取存儲器的計算機，所述計算機指 令包括用于執(zhí)行如權利要求1-110所限定方法的步驟的指令。
113.一種適合于獲得單側(cè)或者雙側(cè)牙印模的盤，其特征在于，所述盤還包括把盤保持 在三維掃描儀上的固定裝置。
114.如權利要求113的盤，其中三維掃描儀為光學掃描儀。
115.如權利要求113或者114的盤，還包括用于與從其中獲得印模的人相貌預先和/ 或在后對齊的水平眼線。
116.如權利要求113到115任何之一的盤，還包括例如T形、點或者垂直線的對齊特征。
117.一種適合于獲得雙側(cè)牙印模的盤，其特征在于，所述盤通過由以下金屬、鋼和纖維 合成物材料中至少之一增強而機械穩(wěn)定。
118.如權利要求117的盤，還包括用于與從其中獲得印模的人相貌預先和/或在后對 齊的水平眼線。
119.如權利要求117或者118的盤，其中該盤還包括把盤保持在三維掃描儀上的固定直o
120.如權利要求119的盤，其中三維掃描儀為光學掃描儀。
121.如權利要求117到120任何之一的盤，還包括例如T形、點或者垂直線的對齊特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種獲得牙印模精確三維模型的方法，所述方法包括的步驟為掃描上顎印模和/或下顎印模至少一部分、獲得印模掃描圖、評估印模掃描圖品質(zhì)以及利用該印模掃描圖獲得三維模型，由此獲得牙印模精確的三維模型。
文檔編號A61C9/00GK101940503SQ201010287808
公開日2011年1月12日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權日2005年11月30日
發(fā)明者N·戴克曼, R·費斯克, T·克勞森, 布里厄·吉勒斯 申請人:3形狀股份有限公司