表示包括近似正畸托槽的類似物的牙弓的實(shí)體模型和制備實(shí)體模型的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制備表示由患者牙弓的形狀和一組類似物的形狀構(gòu)成的形狀的 物理實(shí)體模型的方法。類似物近似或復(fù)制正畸托槽的形狀。物理實(shí)體模型具體地表示托槽 的精確位置并有利于制造用于托槽的傳送牙托。
【背景技術(shù)】
[0002] 正畸托槽用在正畸處理中，以用于在患者牙列中將一顆或多顆牙齒從初始位置 (有時(shí)也稱為錯(cuò)位或咬合不正）移動到期望位置。例如，通過正畸處理，患者的牙齒可以移 動使得其唇側(cè)彼此對齊，以實(shí)現(xiàn)或最大化美學(xué)上令人愉快的總體牙列外觀。另外，在一些情 況下，一顆或多顆牙齒可以移動以校正咬合不正。牙齒的移動通常由預(yù)偏置彈性弓絲來實(shí) 現(xiàn)，所述預(yù)偏置彈性弓絲經(jīng)由托槽附接到牙齒并在較長的時(shí)間段內(nèi)朝期望的位置將力施加 至牙齒。
[0003] 托槽通常粘結(jié)到患者的牙齒，并且彈性弓絲連接至托槽。弓絲通常被成形用于在 牙齒的期望位置中與托槽的位置匹配，使得在牙齒的初始位置中弓絲僅在預(yù)張力下可以連 接至托槽。因此，弓絲一旦安裝到托槽就在牙齒的初始位置中彈性地變形或預(yù)偏置，并且朝 弓絲的非變形形狀的復(fù)位力導(dǎo)致牙齒朝期望的位置推動。
[0004] 所謂的處理計(jì)劃系統(tǒng)已用于在任何實(shí)際處理之前確定牙齒在計(jì)算機(jī)模擬中的期 望位置。此類計(jì)劃系統(tǒng)有助于例如在初始位置之外的牙齒位置中避免牙齒和托槽之間的碰 撞，并且還允許托槽和弓絲被設(shè)計(jì)成和布置成與多種臨床表現(xiàn)匹配，例如與牙齒在初始位 置中、在期望位置中和在初始位置與期望位置之間的位置匹配。具體地，此類處理計(jì)劃廣泛 地用于舌側(cè)托槽。舌側(cè)托槽常常具有單個(gè)地用于每顆牙齒和每個(gè)患者的定制的設(shè)計(jì)，不同 于牙齒的唇面，舌面相對于彼此在形狀上變化很大，使得"通用"托槽形狀通常不可以使用。 一些處理計(jì)劃系統(tǒng)也允許設(shè)計(jì)精確地匹配齒面和所要求的患者臨床表現(xiàn)的此類定制的托 槽。因此，定制的托槽通常必須精確地放置在處理計(jì)劃期間預(yù)定的牙齒上的位置處。為有 助于托槽在患者牙齒上的精確放置并作為正牙醫(yī)生的參考，托槽經(jīng)常被設(shè)置成預(yù)先定位在 復(fù)制患者牙齒的石膏模上。
[0005] 托槽放置在其上的此類石膏模有時(shí)用于正畸，以制備用于促進(jìn)托槽在患者牙齒上 的放置的所謂的傳送牙托。傳送牙托通常適于將完整的一組托槽保持在預(yù)定的位置處并且 使托槽在一個(gè)步驟中被放置并被粘結(jié)在牙齒上。
[0006] 例如，美國7, 020, 963公開了一種通過初始地將隔離物材料放置在患者牙齒結(jié)構(gòu) 的復(fù)制品上而制備的間接粘結(jié)設(shè)備。然后在隔離物材料上形成牙托并硬化。接著，隔離物 材料從牙齒復(fù)制品移除，并且正畸器具在期望的位置處放置在復(fù)制品上?；|(zhì)材料放置在 牙托和復(fù)制品之間并使該基質(zhì)材料硬化。然后牙托和托槽（被嵌入牙托的內(nèi)壁）與石膏模 分咼。
[0007] 在如WO 01/80761中所公開的另一個(gè)示例中，處理計(jì)劃軟件將托槽虛擬地疊加在 牙齒上，以生成包括三維牙齒對象加上處于其預(yù)期位置的虛擬托槽的三維模型。此三維模 型供應(yīng)至用于制造托槽疊加在其上的牙齒的塑性模型的立體光刻（SLA)器械。熱塑性箔放 置在SLA模型上，并且該模型和箔放置在壓力腔室內(nèi)。該腔室被加壓使得箔包封牙列和托 槽。因此，箔得到其中可以定位托槽的小的缺口。
[0008] 雖然用于托槽的精確定位的多種不同解決方案可用，但是仍然期望提供一種幫助 最大化所述定位的精確性和最小化正畸處理的成本的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理實(shí)體模型的方法。 該物理實(shí)體模型表示由患者牙弓的正形狀和一組類似物的正形狀構(gòu)成的形狀?；颊哐拦?正形狀和一組類似物的正形狀優(yōu)選地附加地疊加，例如無重疊且不直接相鄰定位。牙弓和 一組類似物的形狀優(yōu)選地一起形成一個(gè)連續(xù)件，例如一方面不可從預(yù)處理的類似物組裝并 且另一方面不可從預(yù)處理的牙弓組裝。
[0010] 該方法包括以下步驟：
[0011] -提供復(fù)制患者牙弓的至少一部分的虛擬牙弓；
[0012] -提供用于所述虛擬牙弓的一組虛擬正畸托槽；
[0013] -提供一組虛擬類似物，每個(gè)類似物與一組虛擬托槽中的一個(gè)虛擬托槽相關(guān)聯(lián)，其 中虛擬類似物中的一個(gè)或多個(gè)近似其相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀；
[0014] -其中所述類似物中的一個(gè)或多個(gè)的形狀各自不同于其相關(guān)聯(lián)的托槽的形狀；
[0015] -提供所述虛擬牙弓和一組虛擬類似物合并的虛擬實(shí)體模型；以及
[0016] -基于虛擬實(shí)體模型制造物理實(shí)體模型。
[0017] 本發(fā)明在用于托槽的傳送牙托的制備中可以是有利的。具體地本發(fā)明優(yōu)選地允許 提供一種傳送牙托，其中托槽可以可移除地放置和定位而基本上不損壞該傳送牙托。本發(fā) 明的有利之處還在于托槽能夠優(yōu)選容易地放置到牙托中。具體地，托槽一放置在適當(dāng)?shù)奈?置，將托槽放置在牙托中的用戶就可認(rèn)識到可感受的"扣合"反饋。另外，通過使用本發(fā)明 制備的傳送牙托優(yōu)選地允許托槽的精確定位，但允許托槽以相對低的力移除。因此此類牙 托在用于將托槽粘結(jié)在患者口中之后可以容易地移除，由此可以最小化折斷（脫粘）托槽 的風(fēng)險(xiǎn)。另外，可通過本發(fā)明的方法獲得的物理實(shí)體模型通常允許由牙科醫(yī)生或正牙醫(yī)生 制備傳送牙托。因此，可以不需要從牙科實(shí)驗(yàn)室獲得傳送牙托。這使得例如在托槽折斷離 開患者牙齒的情況下能夠重新制備牙托或部分牙托。另外，本發(fā)明允許提供一種物理實(shí)體 模型，其中提供托槽相對于牙弓的位置而無手動組裝公差。因此，從實(shí)體模型復(fù)制的傳送牙 托優(yōu)選地適于相對于患者牙齒精確地定位托槽。本發(fā)明的特別有利之處在于其允許正牙醫(yī) 生和托槽制造商之間的"數(shù)字工作流程"以用于托槽和傳送牙托的制備。具體地，正牙醫(yī)生 可以不需要向托槽制造商發(fā)送患者錯(cuò)位牙齒的物理石膏模。另外，物理實(shí)體模型的制備可 幫助最小化用于制備的時(shí)間，因?yàn)椴恍枰糜谑謩拥貙㈩愃莆锘蛲胁鄯胖玫窖拦奈锢砟?型的組裝步驟。
[0018] 對于本說明書來說，術(shù)語"虛擬"是指優(yōu)選地基于以數(shù)據(jù)形式且可由計(jì)算機(jī)處理的 三維形狀的數(shù)學(xué)表示的一個(gè)對象的三維計(jì)算機(jī)表示。包括其可視化（例如線框架或數(shù)字渲 染）的呈數(shù)據(jù)形式的此類虛擬對象在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD)的領(lǐng)域中是眾所周知的。
[0019] 對于本說明書來說，術(shù)語"一組"是指"多個(gè)"。在一個(gè)實(shí)施例中，一組虛擬類似物 中的一個(gè)或多個(gè)表示相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀，而同一組虛擬類似物中的剩余的虛擬類似 物僅近似相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀。在該實(shí)施例中，表示相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀的類似 物的形狀優(yōu)選地在形狀上基本完全對應(yīng)于相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀。術(shù)語"基本上 完全"就這一點(diǎn)而言是指形狀完全相同，除了可由制備類似物造成的公差的最終存在。另外 在該實(shí)施例中，近似相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀的類似物的形狀優(yōu)選地在形狀上不同于相應(yīng) 的相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀。優(yōu)選地近似相關(guān)聯(lián)的虛擬托槽的形狀的類似物的形狀在相關(guān) 聯(lián)的虛擬托槽的形狀的邊界上延伸。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括捕獲患者牙弓的形狀，從而提供虛擬牙弓。患者牙弓 的形狀可通過口內(nèi)地掃描包括牙齒的患者牙列的至少一部分或通過掃描患者牙齒的物理 模型，例如石膏模來捕獲。允許以數(shù)據(jù)形式提供虛擬牙弓的掃描裝置以名稱Lava TMScan ST 和 Lava?Chairside Oral Scanner C.O.S(Lava?椅旁口內(nèi)掃描儀）購自德國 3M 公司（3M Deutschland GmbH)〇
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括相對于虛擬牙弓定位虛擬托槽的步驟。存在允許 通過計(jì)算機(jī)輔助相對于虛擬牙弓來設(shè)計(jì)和/或放置虛擬托槽的處理計(jì)劃系統(tǒng)。此類系統(tǒng)例 如在美國7, 811，087中有所描述。虛擬托槽可以至少部分地從數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和/或檢索。每 個(gè)托槽可以相對于包括在虛擬牙弓中的虛擬牙齒自動地和/或手動地定位。
[0022] 在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括修改至少一個(gè)虛擬托槽的形狀以形成虛擬類似物 中的至少一個(gè)的步驟。此類修改優(yōu)選地通過計(jì)算機(jī)輔助例如通過使用CAD技術(shù)來執(zhí)行。因 此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到用于修改形狀的各種可能性，例如通過改變現(xiàn)有形狀、添加 或移除形狀、虛擬地復(fù)制、切割、延伸、減小或另一合適的技術(shù)。任何修改的虛擬托槽的初始 形狀優(yōu)選地存儲在計(jì)算機(jī)中。因此，初始虛擬托槽可用于制造物理托槽。
[0023] 通過假設(shè)改變的虛擬托槽和未改變的虛擬托槽以形成一組類似物，通過提供任何 改變的托槽的虛擬復(fù)制品并假設(shè)任何未改變的虛擬托槽作為類似物，或者提供改變的虛擬 托槽和未改變的虛擬托槽的虛擬復(fù)制品以產(chǎn)生類似物，可以提供所述一組類