本申請總體上涉及口腔臨床正畸領(lǐng)域，具體來說，涉及用于模擬牙齒矯正效果的牙科器械及其制作方法。

背景技術(shù)：

在臨床牙科正畸矯治中，存在在治療開始之前預(yù)測矯正效果的需求。比如，患者可能需要在治療前了解矯正后面容和/或笑容的變化；再比如，患者可能需要在治療前了解矯正后牙齒與舌和/或唇的干涉情況。因此需要提供一種能夠模擬牙齒矯正效果的牙科器械。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請的一方面提供了一種用于模擬牙齒矯正效果的牙科器械，該牙科器械的幾何形狀如此，當(dāng)佩戴于患者牙列上時，其靠第一待矯正牙齒矯正方向一側(cè)的輪廓與所述第一待矯正牙齒處于目標(biāo)位置時的牙齒布局基本吻合。

在一些實(shí)施方式中，所述牙科器械的幾何形狀如此，當(dāng)佩戴于所述患者牙列上時，所述牙科器械基本不發(fā)生變形。

在一些實(shí)施方式中，所述第一待矯正牙齒原始位置與目標(biāo)位置之間的距離大于單個無托槽隱形矯治器所能承受的最大變形量。

在一些實(shí)施方式中，所述牙科器械為一體的殼狀，具有容納多顆牙齒的空腔。

在一些實(shí)施方式中，所述空腔與所述第一待矯正牙齒對應(yīng)的部分，其幾何形狀使得其既能容納處于原始位置的所述第一待矯正牙齒，也能容納處于所述目標(biāo)位置的所述第一待矯正牙齒。

在一些實(shí)施方式中，所述空腔與所述第一待矯正牙齒對應(yīng)的部分，其靠所述矯正方向一側(cè)的輪廓與所述第一待矯正牙齒處于所述目標(biāo)位置時的牙齒布局基本吻合，其與所述矯正方向相反的另一側(cè)的輪廓與所述第一待矯正牙齒處于所述原始位置的牙齒布局基本吻合。

在一些實(shí)施方式中，所述空腔與所述第一待矯正牙齒對應(yīng)的部分，其幾何形狀與所述第一待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡基本吻合。

在一些實(shí)施方式中，所述空腔對應(yīng)多顆其他牙齒的部分的幾何形狀與這些牙齒的原始布局基本吻合。

本申請的又一方面提供了一種用于模擬矯正效果的牙科器械的制作方法，其包括：獲取復(fù)合型牙齒數(shù)字模型，其表示多顆牙齒的原始布局以及至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡；以及利用所述復(fù)合型牙齒數(shù)字模型控制設(shè)備制作所述牙科器械。

在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括：獲取表示所述多顆牙齒與所述至少一顆待矯正牙齒原始布局的原始數(shù)字模型；獲取表示所述至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的移動軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組；以及基于所述原始數(shù)字模型和所述移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，產(chǎn)生所述復(fù)合型牙齒數(shù)字模型。

在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括：基于所述至少一顆待矯正牙齒的原始位置和目標(biāo)位置產(chǎn)生所述移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組。

在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括：利用所述復(fù)合型牙齒數(shù)字模型控制設(shè)備制作相應(yīng)的復(fù)合型陽模；以及利用熱壓膜成型技術(shù)在所述復(fù)合型陽模上形成對應(yīng)的陰模，作為所述牙科器械。

附圖說明

以下將結(jié)合附圖及其詳細(xì)描述對本申請的上述及其他特征作進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些附圖僅示出了根據(jù)本申請的若干示例性的實(shí)施方式，因此不應(yīng)被視為是對本申請保護(hù)范圍的限制。除非特別指出，附圖不必是成比例的，并且其中類似的標(biāo)號表示類似的部件。

圖1為本申請一個實(shí)施例中用于模擬矯正效果的牙科器械制造方法的流程圖；

圖2a示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中牙列的原始布局；

圖2b示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中圖2a所示牙列的第一布局；

圖2c示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中基于圖2a所示牙列的復(fù)合型陽模；

圖3示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中用于模擬圖2a所示牙列矯正效果的牙科器械；

圖4示意性地展示了圖3所示牙科器械佩戴在圖2所示牙列上時沿a-a方向的截面；

圖5示意性地展示了本申請又一實(shí)施例中牙科器械佩戴在圖2所示牙列上時沿a-a方向的截面；

圖6示意性地展示了本申請又一實(shí)施例中牙科器械佩戴在圖2所示牙列上時沿a-a方向的截面；

圖7示意性地展示了本申請又一實(shí)施例中牙科器械佩戴在圖2所示牙列上時沿a-a方向的截面；

圖8示意性地展示了本申請又一實(shí)施例中牙科器械佩戴在圖2所示牙列上時沿a-a方向的截面。

具體實(shí)施方式

以下的詳細(xì)描述中引用了構(gòu)成本說明書一部分的附圖。說明書和附圖所提及的示意性實(shí)施方式僅僅出于是說明性的目的，并非意圖限制本申請的保護(hù)范圍。在本申請的啟示下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，可以采用許多其他的實(shí)施方式，并且可以對所描述實(shí)施方式做出各種改變，而不背離本發(fā)明的主旨和保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)理解的是，在此說明并圖示的本申請的各個方面可以按照很多不同的配置來布置、替換、組合、分離和設(shè)計(jì)，這些不同配置都在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。

圖1為本申請一個實(shí)施例中用于模擬矯正效果的牙科器械制造方法100的流程圖。

在101中，獲取表示多顆牙齒和至少一顆待矯正牙齒原始布局的原始數(shù)字模型ts。其中，所述多顆牙齒和至少一顆待矯正牙齒是屬于同一牙列，比如上頜牙列或下頜牙列。

在一些實(shí)施例中，所述多顆牙齒和至少一顆待矯正牙齒是連續(xù)的牙齒。

在一些實(shí)施例中，所述多顆牙齒和至少一顆待矯正牙齒可以是一個完整的牙列，也可以是部分牙列。

在一些實(shí)施例中，原始位置和原始布局可以是指進(jìn)行任何矯正前的位置和布局，也可以是在經(jīng)過一部分矯正后的當(dāng)前位置和布局。

在一些實(shí)施例中，可以只模擬部分待矯正牙齒的矯正后效果，也可以模擬全部待矯正牙齒的矯正后效果。

在一些實(shí)施例中，可以通過層析x射線掃描(cat掃描)、數(shù)字化斷層x線掃描(ct)、錐束ct掃描(cbct)、核磁共振造像(mri)、口內(nèi)光學(xué)掃描等手段獲得原始數(shù)字模型ts。

在又一些實(shí)施例中，可以先用常規(guī)手段制作患者牙齒的鑄件，比如石膏鑄件，再利用掃描設(shè)備，比如激光掃描設(shè)備、ct掃描設(shè)備，掃描該鑄件，獲得原始數(shù)字模型ts。

獲得的原始數(shù)字模型ts可被輸入計(jì)算機(jī)，以供下一步處理。

請參圖2a，其示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中原始數(shù)字模型ts所表示的牙列200的原始布局。其中，牙齒201、203、205以及207內(nèi)凹嚴(yán)重，矯正的目標(biāo)是將其往唇側(cè)移動。由于矯正量較大，矯正后的牙列可能會明顯改變患者的面部尤其是唇部的外觀。因此，存在在矯正前預(yù)測這樣的矯正對面部外觀影響的需求。

在103中，獲取表示所述至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。

在一些實(shí)施例中，移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p可以是坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，其可以包括所述至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的過程中各階段的坐標(biāo)。

在又一些實(shí)施例中，移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p可以包括所述至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的過程中各階段的三維模型。

在一些實(shí)施例中，可以基于所述至少一顆待矯正牙齒的原始位置和目標(biāo)位置，產(chǎn)生表示其從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。比如，可參照由矯正技術(shù)公司于1998年6月19日申請的中國專利第98806354.9號(以下簡稱354號專利)所披露的方法。

在一些實(shí)施例中，牙科醫(yī)生可以根據(jù)圖2a所示的牙列200的原始布局，設(shè)計(jì)牙齒201～207的目標(biāo)位置。操作人員可以通過人機(jī)交互界面，根據(jù)牙科醫(yī)生的設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)上操作原始數(shù)字模型ts，以獲得表示牙列200第一布局的數(shù)字模型t1。圖2b示意性地展示了牙列200的第一布局，其中，牙齒201～207位于目標(biāo)位置，而牙列200的其他牙齒仍位于原始位置。

然后，按一定的規(guī)則分割牙齒201～207的原始位置和目標(biāo)位置之間的差距，比如距離和/或角度，以獲得離散的表示牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。

在又一些實(shí)施例中，可以基于牙齒201～207的原始位置，手動控制計(jì)算機(jī)逐步地產(chǎn)生表示牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。比如，可參照由無錫時代天使醫(yī)療器械科技有限公司于2011年8月4日申請的中國專利申請第201110222246.x號(以下簡稱246號專利申請)所披露的方法?？梢酝ㄟ^人機(jī)界面，在計(jì)算機(jī)上手動操作原始數(shù)字模型ts，一步一步地把牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置，記錄下這個離散的移動軌跡，獲得表示牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。

在又一些實(shí)施例中，可以基于牙齒的原始位置，控制計(jì)算機(jī)自動地逐步產(chǎn)生表示牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。比如，可參照由無錫時代天使醫(yī)療器械科技有限公司于2011年10月21日申請的中國專利第201110322561.x號(以下簡稱561號專利申請)所披露的方法?？梢钥刂朴?jì)算機(jī)利用狀態(tài)空間搜索法，自動操作原始數(shù)字模型ts，逐步地把牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置，記錄下這個離散的移動軌跡，獲得表示牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡的移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p。

在105中，基于原始數(shù)字模型ts和移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p產(chǎn)生復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc，該復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc表示所述多顆牙齒的原始布局以及所述至少一顆待矯正牙齒從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡。

在一些實(shí)施例中，移動軌跡數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組p可以包括牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的過程中每個階段的坐標(biāo)。

在一些實(shí)施例中，可以在原始數(shù)據(jù)模型ts的基礎(chǔ)上，對于牙齒201～207的每一顆，在其每一階段的坐標(biāo)處設(shè)置其三維模型，即可獲得代表包括牙列200原始布局的三維模型以及牙齒201～207的移動軌跡的三維模型的復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc。

在一些實(shí)施例中，可以對復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc中表示牙齒201～207移動軌跡的部分進(jìn)行平滑處理。

在107中，利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc控制設(shè)備制作用于模擬矯正效果的牙科器械。

在一些實(shí)施例中，可以先利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc控制設(shè)備，比如光固化設(shè)備或3d打印設(shè)備等，制作復(fù)合型陽模200a；再通過熱壓膜技術(shù)把聚合物薄片材料在復(fù)合型陽模200a上形成薄殼狀的牙科器械300。

圖2c示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc制作獲得的陽模200a。其中，201a、203a、205a以及207a分別為牙齒201、203、205以及207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡/通道。

圖3示意性地展示了本申請一個實(shí)施例中用于在矯正前模擬矯正效果的牙科器械300。牙科器械300大致為薄殼狀，具有容納牙齒的空腔301。其中，空腔301包括第一部分3011、第二部分3013、第三部分3015以及第四部分3017，其幾何形狀分別與牙齒201～207的從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡/通道201a～207a基本吻合?？涨?00的其余部分的幾何形狀與牙列200除牙齒201～207外的其他牙齒的原始布局基本吻合。

請參圖4，其示意性地展示了圖3所示牙科器械佩戴在牙列200上時，在a-a處的截面。牙科器械300的空腔301的第一部分3011的幾何形狀與牙齒201從原始位置移動到目標(biāo)位置201’的軌跡基本吻合。

在一些實(shí)施例中，牙科器械300的平均厚度為0.2～2mm。

在又一些實(shí)施例中，可以利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc控制設(shè)備，比如3d打印設(shè)備或數(shù)控機(jī)床等，直接制作出薄殼狀的牙科器械300。比如，在設(shè)定好厚度后，就可以利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc控制3d打印設(shè)備直接打印出薄殼狀的牙科器械300。

在又一些實(shí)施例中，可以基于原始數(shù)字模型ts和牙齒201～207的目標(biāo)位置產(chǎn)生復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc1。其中，復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc1表示的三維形狀包括處于原始布局的牙列200以及處于目標(biāo)位置的牙齒201～207。

然后，可以利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc1控制設(shè)備，比如光固化設(shè)備或3d打印設(shè)備等，制作復(fù)合型陽模；再通過熱壓膜技術(shù)把聚合物薄片材料在該復(fù)合型陽模上形成如圖5所示的薄殼狀的牙科器械300a。

請參圖5，其示意性地展示了牙科器械300a佩戴在牙列200上時沿a-a方向的截面。牙科器械300a的空腔對應(yīng)牙齒201的部分3011a既可容納處于原始位置的牙齒201，也可容納處于目標(biāo)位置201’的牙齒201。因此，牙科器械300a可佩戴于牙列200，并且可模擬牙齒201被矯正到目標(biāo)位置201’時對患者面部形態(tài)以及對唇部觸感的影響。

在又一些實(shí)施例中，在預(yù)先設(shè)定厚度以后，可以利用復(fù)合型牙齒數(shù)字模型tc1控制設(shè)備，比如3d打印設(shè)備或數(shù)控機(jī)床等，直接制作出薄殼狀的牙科器械300a。

在又一些實(shí)施例中，可以利用原始數(shù)字模型ts以及復(fù)合型數(shù)字模型tc控制設(shè)備，比如3d打印設(shè)備或數(shù)控機(jī)床等，直接制作出如圖6所示的牙科器械300b。請參圖6，其示意性地展示了牙科器械300b佩戴在牙列上時沿a-a方向的截面。牙科器械300b的空腔301b的幾何形狀與牙列200的原始布局基本吻合，而牙科器械300b實(shí)體部分303b的幾何形狀與牙齒201～207從原始位置移動到目標(biāo)位置的軌跡除牙齒201～207處于原始位置的部分外的剩余部分基本吻合。

在又一些實(shí)施例中，可以利用第一數(shù)字模型t1控制設(shè)備，比如光固化設(shè)備或3d打印設(shè)備等，制作第一陽模。接著，通過熱壓膜技術(shù)把聚合物薄片材料在該第一陽模上形成薄殼狀中間牙科器械。再把該中間牙科器械靠與矯正方向相反一側(cè)的側(cè)壁的相應(yīng)部分切割去除，使得其能夠佩戴在處于原始布局的牙列200上，獲得如圖7所示的牙科器械300c。

請參圖7，其示意性地展示了牙科器械300c佩戴在牙列200上時沿a-a方向的截面。當(dāng)牙科器械300c佩戴于處于原始布局的牙列200上時，牙齒201是位于牙科器械300c的空腔301c之外。除牙齒201～207之外，牙列200中的其他牙齒是收容于空腔301c之內(nèi)。并且當(dāng)牙科器械300c佩戴于處于原始布局的牙列200上時，其靠牙齒201～207一側(cè)的輪廓與牙列200第一布局的相同側(cè)的幾何形狀基本吻合。

在又一些實(shí)施例中，預(yù)先設(shè)定厚度以后，可以利用第一數(shù)字模型t1控制設(shè)備，比如3d打印設(shè)備或數(shù)控機(jī)床等，直接制作出所述中間牙科器械，再把該中間牙科器械靠與矯正方向相反一側(cè)的側(cè)壁的相應(yīng)部分切割去除，獲得牙科器械300c。

在又一些實(shí)施例中，可以利用原始數(shù)字模型ts和第一數(shù)字模型t1控制設(shè)備，比如3d打印設(shè)備或數(shù)控機(jī)床等，直接制作出如圖8所示的牙科器械300d。

請參圖8，其示意性地展示了牙科器械300d佩戴在牙列200上時沿a-a方向的截面。牙科器械300d的空腔301d的幾何形狀與牙列200的原始布局基本吻合，而牙科器械300d實(shí)體部分303d的幾何形狀與牙齒201處于目標(biāo)位置時與處于原始位置時不重疊的部分相吻合。這樣，牙科器械300d可佩戴在處于原始布局的牙列200上，并且其靠牙齒201矯正方向一側(cè)的輪廓與牙齒201處于目標(biāo)位置時的布局相吻合，從而可模擬牙齒201矯正到目標(biāo)位置后的效果。

盡管在此公開了本申請的多個方面和實(shí)施例，但在本申請的啟發(fā)下，本申請的其他方面和實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。在此公開的各個方面和實(shí)施例僅用于說明目的，而非限制目的。本申請的保護(hù)范圍和主旨僅通過后附的權(quán)利要求書來確定。

同樣，各個圖表可以示出所公開的方法和系統(tǒng)的示例性架構(gòu)或其他配置，其有助于理解可包含在所公開的方法和系統(tǒng)中的特征和功能。要求保護(hù)的內(nèi)容并不限于所示的示例性架構(gòu)或配置，而所希望的特征可以用各種替代架構(gòu)和配置來實(shí)現(xiàn)。除此之外，對于流程圖、功能性描述和方法權(quán)利要求，這里所給出的方框順序不應(yīng)限于以同樣的順序?qū)嵤┮詧?zhí)行所述功能的各種實(shí)施例，除非在上下文中明確指出。

除非另外明確指出，本文中所使用的術(shù)語和短語及其變體均應(yīng)解釋為開放式的，而不是限制性的。在一些實(shí)例中，諸如“一個或多個”、“至少”、“但不限于”這樣的擴(kuò)展性詞匯和短語或者其他類似用語的出現(xiàn)不應(yīng)理解為在可能沒有這種擴(kuò)展性用語的示例中意圖或者需要表示縮窄的情況。