牙科矫治器械的制作方法 |
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| 申请号 | CN201610214944.8 | 申请日 | 2016-04-07 | 公开(公告)号 | CN107260337A | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
| 申请人 | 无锡时代天使医疗器械科技有限公司; | 发明人 | 徐子卿; 沈刚; 赵勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种联合矫治器械的制作方法，该联合矫治器械用于配合安置在多颗 牙齿 中的至少两颗牙齿上的托槽和弓丝，把所述多颗牙齿从第一布局 定位 到第二布局，所述方法包括：获取表示所述第二牙齿布局的数字模型；获取所述托槽和弓丝的尺寸和安置方位；基于所述表示第二牙齿布局的数字模型和所述托槽和弓丝的尺寸和安置方位，产生一体化数字模型，该一体化数字模型所表示的三维形状使得当所述多颗牙齿处于所述第一布局或第二布局时，具有与该三维形状基本吻合的空腔的薄壳状的所述联合矫治器械能够容纳所述多颗牙齿以及所述托槽和弓丝，并且能够把所述多颗牙齿中未安置所述托槽和弓丝的牙齿从所述第一布局定位到所述第二布局；以及利用所述从一体化数字模型制作所述联合矫治器械。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种联合矫治器械的制作方法，该联合矫治器械用于配合安置在多颗牙齿中的至少两颗牙齿上的托槽和弓丝，把所述多颗牙齿从第一布局定位到不同于所述第一布局的第二布局，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 牙科矫治器械的制作方法技术领域背景技术[0002] 在临床牙科正畸矫治中，有两种矫治方法。一种是利用托槽和弓丝的组合进行矫治，另一种是无托槽隐形矫治。 [0003] 在托槽/弓丝矫治方法中，首先，需要在几乎所有牙齿上安置托槽，然后，在不同的矫治阶段，采用不同弹性的弓丝把所述托槽连接起来，以逐渐地把所述待矫治牙齿矫正到目标位。由于在牙齿上安置托槽的难度较大，需要安置托槽的牙齿数量较多，以及安置托槽的方位设计对技术要求较高，该方法的实施较为复杂。 [0004] 在无托槽隐形矫治方法中，诊所在诊断后会向患者提供一组多个透明牙套，这些牙套的容纳牙齿的空腔具有将牙齿从原始布局逐次矫正到目标布局的几何形状。患者只需按照预定的秩序逐个佩戴这些透明牙套既可。由于制作牙套的材料刚性相对较低，其所能施加的矫治力比较有限。另外，对于某些情况，其矫治的确定性和可控性相对较弱，比如，对于需要拔牙的矫治病例，若利用无托槽隐形矫治器进行矫治，被拔牙齿两侧的牙齿比较容易向空牙位倾斜，而不一定严格按照设计的方案移动。发明内容 [0005] 本申请的一方面提供了一种联合矫治器械的制作方法，该联合矫治器械用于配合安置在多颗牙齿中的至少两颗牙齿上的托槽和弓丝，把所述多颗牙齿从第一布局定位到不同于所述第一布局的第二布局，所述方法包括：获取表示所述第二布局的数字模型；获取所述托槽和弓丝的尺寸和安置方位；基于所述表示第二布局的数字模型以及所述托槽和弓丝的尺寸和安置方位，产生一体化数字模型，该一体化数字模型所表示的三维形状使得当所述多颗牙齿处于所述第一布局或第二布局时，具有与该三维形状基本吻合的空腔的薄壳状的所述联合矫治器械能够容纳所述多颗牙齿以及所述托槽和弓丝，并且能够把所述多颗牙齿中未安置所述托槽和弓丝的牙齿从所述第一布局定位到所述第二布局；以及利用所述一体化数字模型制作所述联合矫治器械。 [0007] 在一些实施方式中，所述方法还包括：利用所述一体化数字模型控制3D打印设备直接制作出所述联合矫治器械。 [0008] 在一些实施方式中，所述一体化数字模型所表示的三维形状使得当所述多颗牙齿处于所述第一布局或第二布局时，所述联合矫治器械能够配戴到安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上。 [0009] 在一些实施方式中，所述一体化数字模型所表示的三维形状使得当所述多颗牙齿处于所述第一布局或第二布局时，所述联合矫治器械能够从安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上摘除。 [0010] 在一些实施方式中，所述一体化数字模型表示的三维形状包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分的几何形状与所述第二布局基本吻合。 [0011] 在一些实施方式中，所述第二部分的几何形状使得得当所述多颗牙齿处于所述第一布局或第二布局时，所述联合矫治器械能够配戴到安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上，也能够从安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上摘除。 [0012] 本申请的又一方面提供了一种联合矫治装置的制作方法，所述联合矫治装置包括从第一联合矫治器械逐次到最后联合矫治器械的N个联合矫治器械，用于配合安置在多颗牙齿中的至少两颗牙齿上的托槽和弓丝，把所述多颗牙齿从原始牙齿布局逐次定位到第一中间牙齿布局最后到目标牙齿布局，所述方法包括：获取表示所述第一中间牙齿布局到目标牙齿布局的N个牙齿布局的N个牙齿布局数字模型；基于所述N个牙齿布局数字模型以及所述托槽和弓丝的安置方位和尺寸，产生从第一中间一体化数字模型逐次到目标一体化数字模型的N个一体化数字模型，其中，第M一体化数字模型所表示的三维形状使得当所述多颗牙齿处于第M-1中间布局或第M中间布局时，具有与该三维形状基本吻合的空腔的薄壳状的第M联合矫治器械能够容纳所述多颗牙齿以及所述托槽和弓丝，并且能够把所述多颗牙齿中未安置所述托槽和弓丝的牙齿从所述第M-1中间布局定位到所述第M中间牙齿布局；以及利用所述从第一中间一体化数字模型到目标一体化数字模型的N个一体化数字模型分别制作所述从第一联合矫治器械逐次到最后联合矫治器械的N个联合矫治器械，其中，M是小于N的正整数。 [0013] 在一些实施方式中，所述方法还包括：获取表示所述多颗牙齿原始牙齿布局的原始布局数字模型；获取表示所述多颗牙齿目标牙齿布局的目标布局数字模型；以及基于所述原始布局数字模型和所述目标布局数字模型产生表示所述第一中间牙齿布局逐次到第N-1中间牙齿布局的N-1个牙齿布局数字模型。 [0014] 在一些实施方式中，所述方法还包括：利用所述从第一中间一体化数字模型逐次到目标一体化数字模型的N个一体化数字模型控制设备制作N个对应的阳模；以及通过热压膜技术，以聚合物薄片在所述N个阳模上分别压膜形成所述从第一联合矫治器械逐次到最后联合矫治器械的N个联合矫治器械。 [0015] 在一些实施方式中，所述方法还包括：利用所述从第一中间一体化数字模型逐次到目标一体化数字模型的N个一体化数字模型控制3D打印设备直接制作出所述从第一联合矫治器械逐次到最后联合矫治器械的N个联合矫治器械。 [0016] 在一些实施方式中，所述第M一体化数字模型所表示的三维形状包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分与所述第M中间牙齿布局基本吻合，所述第二部分的几何形状使得当所述多颗牙齿处于所述第M-1中间牙齿布局或第M中间牙齿布局时，所述第M联合矫治器械能够佩戴于安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上，也能够从安置有所述托槽和弓丝的所述多颗牙齿上摘除。附图说明 [0017] 以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。 [0019] 图2A示意性地展示了本申请一个实施例中第一中间一体化数字模型所表示的阳模； [0020] 图2B示意性地展示了图2A所示阳模在A-A处的截面； [0021] 图3示意性地展示了本申请一个实施例中利用第一中间一体化数字模型所产生的第一联合矫治器械； [0022] 图4A示意性地展示了本申请一个实施例中佩戴在牙列上的第一联合矫治器械； [0023] 图4B示意性地展示了图4A所示的佩戴在牙列上的第一联合矫治器械在B-B处的截面。 具体实施方式[0024] 以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性的目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他的实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本发明的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。 [0025] 在本申请的一些实施方式中，可以组合无托槽矫治器、本申请的联合矫治器械以及托槽/弓丝进行畸牙矫正。比如，可以先用无托槽矫治器完成位移量较小的矫正；接着，再同时结合联合矫治器械和托槽/弓丝完成位移量较大的矫正，比如畸牙矫正的关缝阶段。 [0026] 当然，也可以根据具体情况，先结合联合矫治器械和托槽/弓丝完成位移量较大的矫正，再利用无托槽矫治器完成位移量较小的矫正。或者，在矫正的开始阶段和最后阶段使用无托槽矫治器进行矫正，在中间阶段结合联合矫治器械和托槽/弓丝进行矫正。在本申请的启发下，任何其他的组合都是显而易见的，此处不再一一列举。 [0027] 无托槽矫治器的制作可参照由矫正技术公司于1998年6月19日申请的中国专利第98806354.9号(以下简称354号专利)，或由无锡时代天使医疗器械科技有限公司于2011年8月4日申请的中国专利申请第201110222246.X号(以下简称246号专利申请)所披露的方法，可以利用热压成型技术，在表示下一牙齿布局的阳模上，将聚合物薄片材料热压形成无托槽矫治器。也可以利用表示下一牙齿布局的数字模型，控制3D打印设备直接制作获得无托槽矫治器。 [0028] 图1为本申请一个实施例中联合矫治器械制作方法10的流程图。 [0029] 在一些实施方式中，联合矫治器械是由聚合物材料制成的薄壳状器械，与托槽/弓丝相比较，其每一个所能达成或容忍的牙齿位移量相对较小。因此，在一些实施方式中，可以用一组N个逐次的联合矫治器械配合一套托槽/弓丝对牙齿进行矫正。托槽/弓丝主要控制安置有托槽的牙齿的移动，而联合矫治器械主要控制其他牙齿的移动以及整体的牙齿布局(比如安置有托槽/弓丝的牙齿与其余牙齿的相对位置关系)。 [0030] 为便于说明，把使用一组N个逐次的联合矫治器械和托槽/弓丝的组合进行矫治前的牙齿布局称为原始牙齿布局，把使用所述N个逐次的联合矫治器械和托槽/弓丝的组合所要达到的牙齿布局称为目标牙齿布局，把使用第一个联合矫治器械和所述托槽/弓丝的组合所要达到的牙齿布局称为第一中间牙齿布局，把使用第二个联合矫治器械和所述托槽/弓丝的组合所要达到的牙齿布局称为第二中间牙齿布局……把使用第N-1个联合矫治器械和所述托槽/弓丝的组合所要达到的牙齿布局称为最后中间牙齿布局，以此类推。 [0031] 在11中，获取表示原始牙齿布局的数字模型。 [0032] 在一些实施例中，可以通过层析X射线扫描(CAT扫描)、数字化断层X线扫描(CT)、锥束CT扫描(CBCT)、核磁共振造像(MRI)、口内光学扫描等手段获得表示原始牙齿布局的数字模型。在又一些实施例中，可以先用常规手段制作患者牙齿的石膏铸件，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描该石膏铸件，获得表示原始牙齿布局的数字模型。 [0033] 在又一些实施例中，如果在使用联合矫治器械和托槽/弓丝的组合进行矫治前，先使用无托槽矫治器对牙齿进行了部分矫治，那么，可以将表示经无托槽矫治器矫正后的牙齿布局的数字模型作为表示原始牙齿布局的数字模型。 [0034] 在一些实施例中，牙齿数字模型还可以包括表示牙齿周围的部分牙龈、黏膜组织的部分。 [0035] 在13中，把安置托槽的牙齿的运动轨迹分割成N个阶段。 [0036] 在一些实施例中，当完成托槽安置方位和弓丝的设计，就可以基本确定安置托槽的牙齿的运动轨迹。然后，将安置托槽的牙齿的运动轨迹分割成N个阶段，对于每一阶段，可以获得安置托槽的牙齿的起始布局和结束布局。 [0037] 在15中，基于表示原始牙齿布局的数字模型、对安置托槽的牙齿的运动轨迹的分割以及非托槽矫治牙齿的矫治方案，产生表示从第一中间牙齿布局逐次到目标牙齿布局的N个数字模型。 [0038] 为便于说明，在此把不安置托槽且以联合矫治器械进行矫治的牙齿称为非托槽矫治牙齿。对于非托槽矫治牙齿，制定出其每一步需要移动的量，即非托槽矫治牙齿的矫治方案。非托槽矫治牙齿的矫治方案设计，可参354号专利和246号专利申请所披露的方法。 [0040] 在一些实施例中，可以根据安置托槽的牙齿的N个阶段的结束布局以及所制定出的非托槽矫治牙齿的矫治方案，基于表示原始牙齿布局的数据模型，产生表示从第一中间牙齿布局到目标牙齿布局的逐次的N个牙齿布局的数字模型。 [0041] 在又一些实施例中，也可以根据安置托槽的牙齿的N个阶段的结束布局以及所制定出的非托槽矫治牙齿的矫治方案，基于表示目标牙齿布局的数据模型，产生表示从第一中间牙齿布局到最后中间牙齿布局的逐次的N-1个牙齿布局的数字模型。 [0042] 在又一些实施例中，也可以根据安置托槽的牙齿的N个阶段的起始布局来产生表示其他牙齿布局的数字模型。 [0043] 在一些实施方式中，表示牙齿布局的数字模型可以是整个牙列的数字模型。在又一些实施方式中，其也可以是部分牙列(多颗牙齿)的数字模型。 [0044] 在一些实施方式中，表示中间牙齿布局和目标牙齿布局的数字模型可以是基于表示上一牙齿布局的数字模型修改获得。比如，通过计算机人机交互界面，手动控制计算机修改表示上一牙齿布局的数据模型，以获得表示下一牙齿布局的数字模型。 [0045] 在又一些实施方式中，可以基于表示原始牙齿布局的数字模型和表示目标牙齿布局的数字模型，产生表示从第一中间牙齿布局到最后中间牙齿布局的数字模型。比如，把从原始牙齿布局到目标牙齿布局的牙齿位移按照一定的规则进行划分，以产生表示从第一中间牙齿布局到最后中间牙齿布局的数字模型。 [0046] 在17中，基于表示从第一中间牙齿布局到目标牙齿布局的N个逐次的牙齿布局的数字模型、托槽和弓丝的安置方位和尺寸，对应地产生从第一中间一体化数字模型到目标一体化数字模型的N个逐次的数字模型，其中，每一一体化数字模型所表示的三维形状使得在与之对应的牙齿布局下，具有与该三维形状吻合的空腔的薄壳状矫治器可以配戴到安置有托槽/弓丝的牙齿上，也可以从安置有托槽/弓丝的牙齿上摘除，并且使得薄壳状矫治器能够把未安置托槽/弓丝的牙齿从当前布局移动到下一布局。 [0047] 下面以第一联合矫治器为例进行说明。 [0048] 在一些实施方式中，第一中间一体化数字模型所表示的三维形状可以大致分为第一部分和第二部分。其中，第一部分与第一中间牙齿布局基本吻合。第二部分从安置在牙齿上的托槽和弓丝靠牙尖一端的顶部附近一直延伸到牙龈，并且托槽和弓丝沿佩戴方向的投影基本位于第二部分的范围内。并且第二部分沿牙弓曲线的尺寸足以覆盖从原始牙齿布局到第一中间牙齿布局托槽沿牙弓曲线的运动范围。 [0049] 在一些实施方式中，可以通过人机交互界面，手动控制计算机修改表示原始牙齿布局的数字模型，以获得第一中间一体化数字模型。比如，参照托槽/弓丝的尺寸和方位，在安置托槽的牙面上添加相应尺寸的凸出体。 [0050] 在又一些实施方式中，可以利用计算机自动分析从原始牙齿布局到第一中间牙齿布局的过程中托槽/弓丝的运动轨迹，并据此自动产生第一中间一体化数字模型，使得安置在牙齿上的托槽和弓丝不影响基于第一中间一体化数字模型产生的第一联合矫治器的佩戴和摘除。 [0051] 请参图2A，其示意性地展示了本申请一个实施例中第一中间一体化数字模型所表示的阳模100。 [0052] 阳模100包括处于第一中间布局的牙列101，其中，牙齿103a、103b、103c、103d、103e以及103f上需要安置托槽。其中，安置在牙齿103a～103c上的托槽以第一弓丝连接，安置在牙齿103d～103f上的托槽以第二弓丝连接。 [0053] 在一些实施方式中，托槽可以安置在唇侧。在又一些实施方式中，托槽可以安置在舌侧，以达到美观的目的。 [0054] 在该实施例中，托槽是安置在舌侧，因此，阳模100包括位于舌侧的凸出体105a和105b。 [0055] 请参图2B，其示意性地展示了图2A所示阳模100在A-A处的横截面。凸出体105a在牙齿103a的舌侧面自托槽顶部处(图中未示)一直延伸到牙龈处。 [0056] 在19中，利用从第一中间一体化数字模型到目标一体化数字模型的N个逐次的数字模型，制作获得第一到第N联合矫治器械。 [0057] 以下仅以第一联合矫治器械的制作为例进行说明。 [0058] 在一些实施方式中，可以通过光固化方法或3D打印技术，利用第一中间一体化数字模型产生阳模100。然后，通过热压模成型法，以聚合物薄片材料在阳模100上形成阴模，经过修边获得第一联合矫治器械。 [0059] 在又一些实施方式中，可以通过3D打印技术，利用第一中间一体化数字模型直接打印获得薄壳状的第一联合矫治器械。 [0060] 请参图3，其示意性地展示了本申请一个实施例中利用第一中间一体化数字模型所产生的第一联合矫治器械200，该视图是从第一联合矫治器械200的开口处向牙尖方向的视图。 [0061] 第一联合矫治器械200包括容纳牙齿的空腔201以及容纳托槽/弓丝的空腔203a和203b。其中，其容纳牙齿的空腔201的几何形状与第一中间牙齿布局的几何形状基本吻合。 容纳托槽/弓丝的空腔203a和203b的几何形状使得其能够佩戴到安置有托槽以及弓丝的牙列上，并且能够从牙列上摘除。另外，容纳托槽/弓丝的空腔的几何形状足以允许托槽以及弓丝随着牙列从原始牙齿布局到第一中间牙齿布局的变化而运动。 [0062] 请参图4A，其示意性地展示了本申请一个实施例中第一联合矫治器械200佩戴在牙列301上的情况。 [0063] 牙列301中的牙齿303a、303b、303c、303d、303e以及303f上分别安置有托槽305a、305b、305c、305d、305e以及305f，其中，弓丝307a将托槽305a～305c连接在一起，弓丝307b将托槽305e～305f连接在一起。 [0064] 第一联合矫治器械200的容纳托槽/弓丝的空腔203a和203b足以容纳托槽305a～305f和弓丝307a、307b从原始牙齿布局到第一中间牙齿布局的运动轨迹。 [0065] 由于弓丝一般很难施加沿牙弓曲线的矫治力，为使牙齿303a和303b沿牙弓曲线相对运动，可以在托槽305a和305b上分别设置牵引钩309a和309b，再以皮筋311a连接牵引钩309a和309b，依靠皮筋311a的弹力使得牙齿303a和303b沿牙弓曲线相对运动。除了托槽 305a～305c和弓丝307a，空腔203a还能容纳牵引钩309a和309b以及皮筋311a。 [0066] 请参图4B，其示意性地展示了图4A所示的第一联合矫治器械200和牙列301在B-B处的截面图。 [0067] 空腔203a在垂直于牙面方向上的尺寸足以容纳托槽305a，并且足以允许第一联合矫治器械200佩戴到牙列301上以及从牙列301上摘除。 [0068] 以上示例性地描述了本申请一个实施例中第一联合矫治器械200的制作方法，第二联合矫治器械到第N联合矫治器械的制作方法与以上所描述的方法相似，不再赘述。 [0069] 传统的托槽/弓丝畸牙矫正方法大致可分为两个阶段。在第一阶段，先以较软的/弹性较好的弓丝完成位移较小的矫正；在第二阶段，以较硬的/刚性较大的弓丝完成位移较大的矫正。在这种矫正方法中，需要在几乎所有牙齿上安置托槽，托槽安置方位的设计比较复杂，并且实际操作比较繁琐。另外，托槽安置方位的设计对技术要求较高。再者，由于需要安置托槽的牙齿数量较多，对于牙齿清洁不利。 [0070] 在无托槽隐形矫正方法中，由于制作隐形矫治器的膜片材料刚性有限，以及其本身的矫正原理，对某些的病例的治疗效果比较受限。 [0071] 本申请的联合矫治器械使得可以将无托槽矫治方案和托槽/弓丝矫治方案进行结合同时进行，比如利用无托槽矫治器械将所需矫治量较小的牙齿矫正到目标位，利用本申请的联合矫治器械与托槽/弓丝组合将所需矫治量较大的牙齿矫正到目标位，这样只需要在少量的牙齿上安置托槽既可，可以在保障优秀的矫治效果的同时，简化托槽安置方位的设计以及矫治的实际操作，并且有利于牙齿的清洁。另外，由于托槽/弓丝能施加持续的矫治力，即使在进食或清洁牙齿时取下联合矫治器，也不会影响安置有托槽/弓丝的牙齿的矫治效果。 [0072] 尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。 [0073] 同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。 [0074] 除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。 |
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