表示包括近似正畸托槽的类似物的牙弓的实体模型和制备实体模型的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备表示由患者牙弓的形状和一组类似物的形状构成的形状的 物理实体模型的方法。类似物近似或复制正畸托槽的形状。物理实体模型具体地表示托槽 的精确位置并有利于制造用于托槽的传送牙托。
【背景技术】
[0002] 正畸托槽用在正畸处理中，以用于在患者牙列中将一颗或多颗牙齿从初始位置 (有时也称为错位或咬合不正）移动到期望位置。例如，通过正畸处理，患者的牙齿可以移 动使得其唇侧彼此对齐，以实现或最大化美学上令人愉快的总体牙列外观。另外，在一些情 况下，一颗或多颗牙齿可以移动以校正咬合不正。牙齿的移动通常由预偏置弹性弓丝来实 现，所述预偏置弹性弓丝经由托槽附接到牙齿并在较长的时间段内朝期望的位置将力施加 至牙齿。
[0003] 托槽通常粘结到患者的牙齿，并且弹性弓丝连接至托槽。弓丝通常被成形用于在 牙齿的期望位置中与托槽的位置匹配，使得在牙齿的初始位置中弓丝仅在预张力下可以连 接至托槽。因此，弓丝一旦安装到托槽就在牙齿的初始位置中弹性地变形或预偏置，并且朝 弓丝的非变形形状的复位力导致牙齿朝期望的位置推动。
[0004] 所谓的处理计划系统已用于在任何实际处理之前确定牙齿在计算机模拟中的期 望位置。此类计划系统有助于例如在初始位置之外的牙齿位置中避免牙齿和托槽之间的碰 撞，并且还允许托槽和弓丝被设计成和布置成与多种临床表现匹配，例如与牙齿在初始位 置中、在期望位置中和在初始位置与期望位置之间的位置匹配。具体地，此类处理计划广泛 地用于舌侧托槽。舌侧托槽常常具有单个地用于每颗牙齿和每个患者的定制的设计，不同 于牙齿的唇面，舌面相对于彼此在形状上变化很大，使得"通用"托槽形状通常不可以使用。 一些处理计划系统也允许设计精确地匹配齿面和所要求的患者临床表现的此类定制的托 槽。因此，定制的托槽通常必须精确地放置在处理计划期间预定的牙齿上的位置处。为有 助于托槽在患者牙齿上的精确放置并作为正牙医生的参考，托槽经常被设置成预先定位在 复制患者牙齿的石膏模上。
[0005] 托槽放置在其上的此类石膏模有时用于正畸，以制备用于促进托槽在患者牙齿上 的放置的所谓的传送牙托。传送牙托通常适于将完整的一组托槽保持在预定的位置处并且 使托槽在一个步骤中被放置并被粘结在牙齿上。
[0006] 例如，美国7, 020, 963公开了一种通过初始地将隔离物材料放置在患者牙齿结构 的复制品上而制备的间接粘结设备。然后在隔离物材料上形成牙托并硬化。接着，隔离物 材料从牙齿复制品移除，并且正畸器具在期望的位置处放置在复制品上。基质材料放置在 牙托和复制品之间并使该基质材料硬化。然后牙托和托槽（被嵌入牙托的内壁）与石膏模 分呙。
[0007] 在如WO 01/80761中所公开的另一个示例中，处理计划软件将托槽虚拟地叠加在 牙齿上，以生成包括三维牙齿对象加上处于其预期位置的虚拟托槽的三维模型。此三维模 型供应至用于制造托槽叠加在其上的牙齿的塑性模型的立体光刻（SLA)器械。热塑性箔放 置在SLA模型上，并且该模型和箔放置在压力腔室内。该腔室被加压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] 虽然用于托槽的精确定位的多种不同解决方案可用，但是仍然期望提供一种帮助 最大化所述定位的精确性和最小化正畸处理的成本的解决方案。
【发明内容】
[0009] 在一个方面，本发明涉及一种制备根据权利要求1所述的物理实体模型的方法。 该物理实体模型表示由患者牙弓的正形状和一组类似物的正形状构成的形状。患者牙弓的 正形状和一组类似物的正形状优选地附加地叠加，例如无重叠且不直接相邻定位。牙弓和 一组类似物的形状优选地一起形成一个连续件，例如一方面不可从预处理的类似物组装并 且另一方面不可从预处理的牙弓组装。
[0010] 该方法包括以下步骤：
[0011] -提供复制患者牙弓的至少一部分的虚拟牙弓；
[0012] -提供用于所述虚拟牙弓的一组虚拟正畸托槽；
[0013] -提供一组虚拟类似物，每个类似物与一组虚拟托槽中的一个虚拟托槽相关联，其 中虚拟类似物中的一个或多个近似其相关联的虚拟托槽的形状；
[0014] -其中所述类似物中的一个或多个的形状各自不同于其相关联的托槽的形状；
[0015] -提供所述虚拟牙弓和一组虚拟类似物合并的虚拟实体模型；以及
[0016] -基于虚拟实体模型制造物理实体模型。
[0017] 本发明在用于托槽的传送牙托的制备中可以是有利的。具体地本发明优选地允许 提供一种传送牙托，其中托槽可以可移除地放置和定位而基本上不损坏该传送牙托。本发 明的有利之处还在于托槽能够优选容易地放置到牙托中。具体地，托槽一放置在适当的位 置，将托槽放置在牙托中的用户就可认识到可感受的"扣合"反馈。另外，通过使用本发明 制备的传送牙托优选地允许托槽的精确定位，但允许托槽以相对低的力移除。因此此类牙 托在用于将托槽粘结在患者口中之后可以容易地移除，由此可以最小化折断（脱粘）托槽 的风险。另外，可通过本发明的方法获得的物理实体模型通常允许由牙科医生或正牙医生 制备传送牙托。因此，可以不需要从牙科实验室获得传送牙托。这使得例如在托槽折断离 开患者牙齿的情况下能够重新制备牙托或部分牙托。另外，本发明允许提供一种物理实体 模型，其中提供托槽相对于牙弓的位置而无手动组装公差。因此，从实体模型复制的传送牙 托优选地适于相对于患者牙齿精确地定位托槽。本发明的特别有利之处在于其允许正牙医 生和托槽制造商之间的"数字工作流程"以用于托槽和传送牙托的制备。具体地，正牙医生 可以不需要向托槽制造商发送患者错位牙齿的物理石膏模。另外，物理实体模型的制备可 帮助最小化用于制备的时间，因为不需要用于手动地将类似物或托槽放置到牙弓的物理模 型的组装步骤。
[0018] 对于本说明书来说，术语"虚拟"是指优选地基于以数据形式且可由计算机处理的 三维形状的数学表示的一个对象的三维计算机表示。包括其可视化（例如线框架或数字渲 染）的呈数据形式的此类虚拟对象在计算机辅助设计（CAD)的领域中是众所周知的。
[0019] 对于本说明书来说，术语"一组"是指"多个"。在一个实施例中，一组虚拟类似物 中的一个或多个表示相关联的虚拟托槽的形状，而同一组虚拟类似物中的剩余的虚拟类似 物仅近似相关联的虚拟托槽的形状。在该实施例中，表示相关联的虚拟托槽的形状的类似 物的形状优选地在形状上基本完全对应于相应的相关联的虚拟托槽的形状。术语"基本上 完全"就这一点而言是指形状完全相同，除了可由制备类似物造成的公差的最终存在。另外 在该实施例中，近似相关联的虚拟托槽的形状的类似物的形状优选地在形状上不同于相应 的相关联的虚拟托槽的形状。优选地近似相关联的虚拟托槽的形状的类似物的形状在相关 联的虚拟托槽的形状的边界上延伸。
[0020] 在一个实施例中，该方法包括捕获患者牙弓的形状，从而提供虚拟牙弓。患者牙弓 的形状可通过口内地扫描包括牙齿的患者牙列的至少一部分或通过扫描患者牙齿的物理 模型，例如石膏模来捕获。允许以数据形式提供虚拟牙弓的扫描装置以名称Lava TMScan ST 和 Lava?Chairside Oral Scanner C.O.S(Lava?椅旁口内扫描仪）购自德国 3M 公司（3M Deutschland GmbH)〇
[0021] 在一个实施例中，该方法还包括相对于虚拟牙弓定位虚拟托槽的步骤。存在允许 通过计算机辅助相对于虚拟牙弓来设计和/或放置虚拟托槽的处理计划系统。此类系统例 如在美国7, 811，087中有所描述。虚拟托槽可以至少部分地从数据库设计和/或检索。每 个托槽可以相对于包括在虚拟牙弓中的虚拟牙齿自动地和/或手动地定位。
[0022] 在另一个实施例中，该方法包括修改至少一个虚拟托槽的形状以形成虚拟类似物 中的至少一个的步骤。此类修改优选地通过计算机辅助例如通过使用CAD技术来执行。因 此，本领域的技术人员将认识到用于修改形状的各种可能性，例如通过改变现有形状、添加 或移除形状、虚拟地复制、切割、延伸、减小或另一合适的技术。任何修改的虚拟托槽的初始 形状优选地存储在计算机中。因此，初始虚拟托槽可用于制造物理托槽。
[0023] 通过假设改变的虚拟托槽和未改变的虚拟托槽以形成一组类似物，通过提供任何 改变的托槽的虚拟复制品并假设任何未改变的虚拟托槽作为类似物，或者提供改变的虚拟 托槽和未改变的虚拟托槽的虚拟复制品以产生类似物，可以提供所述一组类