間的位置關(guān)系，因此每一個相應(yīng)的牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型包括代表若干顆牙齒的幾何形狀和牙齒之間的位置關(guān)系的數(shù)字數(shù)據(jù)集。
[0044]在一個示例性的具體實施例中，首先根據(jù)患者當前的牙齒狀態(tài)、或者牙齒及其周邊組織(如牙齦、面部軟組織)的狀態(tài)制作物理牙齒模型(例如借助取印模制作石膏牙齒模型)，再對該物理牙齒模型進行掃描，以生成代表患者牙齒的原始狀態(tài)的虛擬牙齒模型。當然，也可通過光學(xué)掃描、三維照相、三維攝像或醫(yī)用CT掃描直接獲得牙齒、或者牙齒及其周邊組織的圖像，通過計算機處理以生成原始的虛擬牙齒模型。這個虛擬牙齒模型可以被數(shù)字化處理和顯示。
[0045]接下來，基于該原始的虛擬牙齒模型和對于患者牙齒的矯治目標，設(shè)定至少一個的矯治參數(shù)，由計算機系統(tǒng)按照該原始的虛擬牙齒模型和所設(shè)定的至少一個矯治參數(shù)自動地形成一系列逐步漸進的牙齒矯治狀態(tài)(也可稱為目標的牙齒排列模型或者是矯治后的牙齒排列模型)。所述一系列的牙齒矯治狀態(tài)反映了對原始的牙齒模型進行一系列矯治步驟后的對牙齒結(jié)構(gòu)或排列的有利改變。每一個牙齒矯治狀態(tài)對應(yīng)一個牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型，因此可以由計算機系統(tǒng)獲得并存儲一系列的牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型。
[0046]并且，本發(fā)明不局限于基于原始的虛擬牙齒模型和矯治目標逐步產(chǎn)生代表牙齒的目標矯治狀態(tài)的方法，還可以通過其它的方法，例如通過先確定牙齒原始狀態(tài)的數(shù)字數(shù)據(jù)模型和代表牙齒最后狀態(tài)的數(shù)字數(shù)據(jù)模型，由計算機系統(tǒng)基于牙齒原始狀態(tài)和最后狀態(tài)的數(shù)字數(shù)據(jù)模型來產(chǎn)生代表中間的一系列牙齒狀態(tài)的數(shù)字數(shù)據(jù)模型的方法來獲取本發(fā)明中的代表牙齒矯治狀態(tài)的數(shù)字數(shù)據(jù)模型。
[0047]在獲得了一系列的牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型之后，在步驟S102中，對所獲得的每一個牙齒數(shù)據(jù)模型進行分層處理以得到厚度不完全相同的多個分層，其中每個所述分層的厚度與其在所述牙齒數(shù)據(jù)模型中的位置相關(guān)。所述步驟是為了后續(xù)的快速成型步驟做準備。
[0048]快速成型技術(shù)的基本原理是將三維物體數(shù)據(jù)進行分層，獲取多個薄層中的每一個層的數(shù)據(jù)，并且基于各薄層的數(shù)據(jù)逐步形成每一個薄層，由多個薄層以層疊的狀態(tài)進行三維物體的建立。這些薄層也可被稱為物體的斷面、結(jié)構(gòu)層、物體層或者簡單地稱為層。每一個薄層代表預(yù)期三維物體的一個薄斷面。根據(jù)本發(fā)明的某些【具體實施方式】，這些薄層是一層一層組成建立的，而根據(jù)本發(fā)明的其它【具體實施方式】，也可以僅形成初始薄層的其中一部分，并在形成初始薄層的其余部分之前，形成至少一個相繼薄層的至少部分。并且上述技術(shù)可以被用于形成整體物體或者形成部分地空心，即半實體的物體。
[0049]本發(fā)明提出了一種“不均勻分層”的概念，按照每個薄層在牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型中的位置來確定不同的厚度，并且按照不同的薄層厚度來加工牙齒矯治器，從而在確保加工精度的同時，提高了加工效率。以下將詳細介紹本發(fā)明的一種【具體實施方式】。
[0050]如圖2所示，通過計算機數(shù)據(jù)處理，使得底座部分13的底平面和水平面相平行(即底座部分13的底平面和坐標系的XY平面相平行)，代表一個牙頜(上頜或者下頜)的若干顆牙齒的牙齒模型10沿Z軸由上往下分為牙尖部分11、牙齒本體部分12以及底座部分13。其中，牙尖部分11和牙齒本體部分12均屬于口腔中所見到的暴露于牙齦以外的牙齒部分，牙尖部分11代表牙齒的上端，而牙齒本體部分12則為牙齒中除了牙尖部分之外的暴露于牙齦以外的其它部分。而底座部分13則代表牙齒周邊組織部分，例如牙齦。
[0051]而因為每個牙齒的形狀和高度均不一樣，所以對于單個牙齒來說，底座部分、牙尖部分和牙齒本體部分的高度各不相同。例如，對于單個牙齒來說，牙齒本體部分是與底座部分相鄰接的，形狀相對比較規(guī)則的部分(例如牙齒本體部分的與Z軸相垂直的截面的形狀基本相同或相似)，而牙尖部分則為與牙齒本體部分相鄰接的，沿遠離底座部分的方向，開始明顯收縮的部分。因此對于一個頜上的若干顆牙齒中的每一顆牙齒而言，其底座部分、牙尖部分和牙齒本體部分的高度各不相同。
[0052]但是，本發(fā)明中的“底座部分”、“牙尖部分”和“牙齒本體部分”并不是指單顆牙齒的相應(yīng)部分，而是指代表一個頜上的若干牙齒的牙齒目標狀態(tài)的牙齒模型的“平均底座部分”、“平均牙齒本體部分”和“平均牙尖部分”，即本發(fā)明中的“底座部分”、“牙尖部分”和“牙齒本體部分”并不是針對單顆牙齒的，而是針對整個頜的牙齒模型的。
[0053]而且，對于整個頜的牙齒模型，“底座部分”包括從牙齒模型的底平面(由下往上地)到牙齦邊界的部分、而“牙齒本體部分”包括從牙齦邊界到牙尖底部的部分，而“牙尖部分”則包括牙尖底部以上部分。但是以上只是對于各部分的基本定義，而非確定各部分的具體范圍的標準。
[0054]在本發(fā)明中，可以根據(jù)牙齒模型的具體情況和后續(xù)快速成型處理的精度和效率的實際需要，靈活設(shè)置上述“底座部分”、“牙尖部分”和“牙齒本體部分”的具體范圍。
[0055]例如，在一個示例性實施例中，用于決定底座部分的高度的牙齦邊界可設(shè)定為整個頜的各個牙齒所對應(yīng)的各個子牙齦邊界中的最低值，在另一個示例性實施例中，“牙齦邊界”可設(shè)定為整個頜的各個牙齒所對應(yīng)的各個子牙齦邊界的平均值。操作人員可以根據(jù)需要靈活設(shè)置牙齦邊界的具體位置，即本發(fā)明并沒有對底座部分的具體范圍采取一個嚴格的定義，其具體范圍可以根據(jù)患者牙齒的總體狀況和加工要求靈活設(shè)置。
[0056]同樣，根據(jù)實際需要，可以靈活設(shè)置“牙齒本體部分”的具體范圍。例如，可以定義從設(shè)定的牙齦邊界到全部牙齒的各牙尖中的最低牙尖底部的部分為“牙齒本體部分”，或者也可以定義從設(shè)定的牙齦邊界到全部牙齒的各牙尖中的平均牙尖底部的部分為“牙齒本體部分”。
[0057]一般而言，牙齒模型的牙尖部分11、牙齒本體部分12以及底座部分13的總高度(從底座部分的底平面到牙尖最高點)為15mm至25mm。在一個示例性實施例中，牙齒模型的牙尖部分11、牙齒本體部分12以及底座部分13的總高度為21_，可以根據(jù)患者的牙齒分布情況，從下往上，以底平面為起點，從底平面起1mm高度處的部分設(shè)定為底座部分；而從1mm到18mm處設(shè)定為牙齒本體部分,而18mm以上的則設(shè)定為牙尖部分。但是，也可以設(shè)定例如從底平面起9mm高度處的部分設(shè)定為底座部分；而從9mm到15mm處設(shè)定為牙齒本體部分，而15mm以上的則設(shè)定為牙尖部分。同樣,也可以設(shè)定從底平面起Ilmm高度處的部分設(shè)定為底座部分；而從1mm到19mm處設(shè)定為牙齒本體部分,而19mm以上的則設(shè)定為牙尖部分。本發(fā)明中的牙尖部分11、牙齒本體部分12以及底座部分13的具體范圍不需要完全和臨床上的有關(guān)牙尖、牙齒本體以及底座的范圍相一致，而是可以根據(jù)后續(xù)快速成型處理的加工精度和加工效率的具體要求來選擇。
[0058]進一步，根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】，如圖2所示，在牙齒模型的底座部分13的底部還附加一牙模支撐部分14。所述牙模支撐部分14是為了能順利進行后續(xù)的快速成型處理而附加的數(shù)據(jù)模型部分。由步驟SlOl中所獲得的牙齒數(shù)據(jù)模型雖然不包括牙模支撐部分14，但是考慮到在后續(xù)的快速成型處理中，為了能使得物理的牙齒模型的底平面和快速成型處理的工作臺不會粘結(jié)在一起，從而在模型成型后便于從工作臺上分離下來，并且為了使牙齒模型的底平面具有較好的支撐平面以便疊加成型，優(yōu)選的，在步驟SlOl中所獲得的牙齒數(shù)據(jù)模型(包括牙尖部分11、牙齒本體部分12以及底座部分13)中增加牙模支撐部分14。
[0059]在一個【具體實施方式】中，為了節(jié)省材料并且確保牙模支撐部分易于從成型后的牙齒模型中除去，設(shè)計所述牙模支撐部分14的數(shù)據(jù)模型使得其所對應(yīng)的成型后的牙模支撐部分的內(nèi)部成蜂窩狀。
[0060]并且，所述牙模支撐部分的高度可以靈活設(shè)置，一般設(shè)置為5mm至6mm，優(yōu)選的，所述牙模支撐部分的高度設(shè)置為5.4_至6mm，例如所述牙模支撐部分的高度可設(shè)置為5.6mmο
[0061]在本發(fā)明中提出了“不均勻分層”的方法，對于牙尖部分11、牙齒本體部分12、底座部分13以及牙模支撐部分14采用不同的分層厚度。
[0062]優(yōu)選的，考慮到牙尖部分11的幾何形狀最復(fù)雜，豎直方向的每一個薄層的橫截面相差很大，所以對于加工精度的要求最高，因此設(shè)定牙尖部分11的分層的厚度小于或等于所述牙齒本體部分12的分層的厚度。
[0063]進一步，優(yōu)選的，考慮到底座部分13的幾何形狀較簡單，豎直方向的每一個薄層的橫截面相差不大，所以對于加工精度的要求較低，因此底座部分13的分層的厚度大于或等于所述牙齒本體部分12和所述牙尖部分11的分層的厚度。進一步，優(yōu)選的，考慮到牙模支撐部分14對于加工精度的要求也較低，牙模支撐部分14的分層的厚度大于或等于所述牙齒本體部分12和所述牙尖部分11的分層的厚度。而且，牙模支撐部分14的分層的厚度優(yōu)選地大于或等于所述底座部分13的分層的厚度。
[0064]但是，本發(fā)明并不限制于上述優(yōu)選方式，可以根據(jù)實際需要調(diào)整所述牙模支撐部分14、底座部分13、牙齒本體部分12和牙尖部分11的分層厚度。例如，可以按照患者的牙齒狀態(tài)的實際情況，使牙齒本體部分12的分層厚度等于或者小于牙尖部分11的分層厚度。
[0065]圖3示出了對圖2的牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型進行分層處理的示意圖。其中為了便于說明，將牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型簡化為了梯形狀。從上往下，由粗線所構(gòu)成的梯形分別代表了牙尖部分11、牙齒本體部分12、底座部分13以及牙模支撐部分14。每個梯形中的細線代表了分層，而省略號則代表了存在多個分層。其中，如圖3的實施例所示，牙尖部分11的分層厚度小于牙齒本體部分12的分層厚度，而牙齒本體部分12的分層厚度進一步小于底座部分13的分層厚度，優(yōu)選的，底座部分13及牙模支撐部分14的分層厚度相同。
[0066]例如，在一種示例性實施方式中，可將牙齒數(shù)字數(shù)據(jù)模型按照牙模支撐部分0.15mm/層、底座部分0.15mm/層、牙齒本體0.12mm/