多个咬合配置的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及数字地设计用于患者的牙齿部件的系统和方法。更特别地，本发明涉及通过获得患者的颁的不同咬合配置设计牙齿部件。
【背景技术】
[0002]在牙科学中，咬合涉及当牙齿进行接触时牙齿的运动并且涉及模拟自然牙齿的人造牙齿的布置。例如参见“Oxford Dict1nary of Dentistry”(《牙科学牛津词典》)，2010年第一版，ISBN 978-0-19-953301-5:
[0003]articulat1n η.1.The jointed movement of the upper and lower teeth whenthey come into contact.2.The arrangement of artificial teeth to simulate thenatural dentit1n(咬合名词1.当上齿和下齿进行接触时它们的联接运动。2.模拟自然牙齿的人造牙齿的布置)。
[0004]并且也参见“Dorland，sillustrated medical dict1nary”(《道兰氏图解医学词典》),2012 年第 32 版，ISBN 978-1-4160-6257-8:
[0005]articulat1n[...]4.1n dentistry:(a)the contact relat1nship of theocclusal surfaces of the teeth while in act1n ； (b)the arrangement of artificialteeth so as to accommodate the var1us posit1ns of the mouth and to serve thepurpose of the natural teeth that they are to replace(咬合[…]4.在牙科学中:(a)在动作时牙齿的咬合面的接触关系；(b)人造牙齿的布置，以适应口的各种位置并且用于它们将代替的自然牙齿的目的)。
[0006]在设计修复物(如人造牙齿、牙冠、牙桥、假牙等)时，重要的是保持咬合。如果咬合不正确，则患者可能遭受不良咬合功能、不适和/或疼痛，而且，修复物可能破裂或断裂。
[0007]当手动地设计修复物时使用所谓的咬合架已很常见。咬合架以各种模型和设计出现，然而，它们全部的共同之处在于它们用于模拟咬合。咬合架包括上颁骨的模型附连在其上的上部部分和下颁骨的模型附连在其上的下部部分。上部和下部部分相对于彼此在一定限制内可移动。这样的限制或至少其中的一些在许多类型的咬合架中是可调节的，以便允许用户调节并且由此获得患者的咬合的更好模拟。常常被称为咬合架参数的可调节限制可以以许多不同的方式测量和获得。这样的咬合架参数的例子是咬合架轴线，上颁骨和下颁骨模型围绕所述咬合架轴线旋转并且其中常常使用面弓以将模型相对于该轴线正确地放置。其它这样的参数例如可以是髁导、贝内特角(Bennett angle)和贝内特移动。
[0008]然而，随着3D扫描器和3D打印机进入牙科诊所和实验室，使用CAD/CAM软件设计牙齿修复物变得很普遍。在许多应用中已引入模拟实体咬合架的虚拟咬合架；而且，描述了如何设置和确定虚拟咬合架参数的许多不同方法。
[0009]例如参见US 6，582，229，其公开了一种特别地使用计算机化虚拟图像，确定患者的上颁和下颁咬合的轴线并且对围绕这样的轴线的颁运动建模的方法和设备。
[0010]然而，诸如CAD/CAM软件的数字工具的引入允许以完全不同的方式确定咬合。因此，代替使用软件来建立咬合架参数以便在实体模拟器(实体咬合架)的数字模拟(虚拟咬合架)中模拟咬合，当前的描述涉及使用数字工具直接估计实际患者特定咬合和运动或其直接的模拟。
[0011]所谓的电子面弓也存在，其是附连到患者的面部并且记录颁的运动的设备。这样的电子面弓的例子是由zebris Dental GmbH生产的JMA系统，其使用超声来记录颁运动。
[0012]然而，这样的面弓常常设置起来耗时，并且它们的唯一应用是确定颁运动，因此制造它们是昂贵的。
[0013]因此，描述还涉及确定患者特定运动的替代方法，其容易应用和使用为了其它目的而使用并且在牙科诊所和实验室中变得越来越普遍的硬件。
【发明内容】
[0014]公开了一种设计患者的牙齿部件的方法，其中所述方法包括:
[0015]-获得患者的上颁的3D表示；
[0016]_获得患者的下颁的3D表不；
[0017]-在第一牙合中获得患者的颁的第一咬合配置的至少第一3D表示并且在不同于第一牙合的第二牙合中获得患者的颁的第二咬合配置的第二 3D表示；
[0018]-基于所述至少第一3D表示、所述第二 3D表示以及患者的上颁和下颁之间的接触，数字地确定患者的颁相对于彼此的牙合接触运动；以及
[0019]-基于患者的颁相对于彼此的牙合接触运动，数字地设计所述牙齿部件。
[0020]因此，有利的是基于至少两个咬合配置，能够估计患者的颁的物理或空间可能运动或移动。
[0021]特别有利的是估计牙合接触运动，原因是在设计修复物和其它牙齿部件时该运动特别与保持相关以便避免患者的疼痛和不适。可以有利地记录牙合接触运动。这允许以后回放以便可视化运动或使用它以便设计牙齿部件。
[0022]咬合配置不必需要覆盖上颁和下颁的整个咬合。有利地，实际咬合的仅仅一部分用于咬合配置的相应3D表示。这节省时间并且当使用口内扫描器时是尤其有利的。在本文中将进一步论述当前方法与口内扫描器一起应用。
[0023]咬合配置的相应3D表示可以用于对准患者的上颁的3D表示和患者的下颁的3D表示。因此，当已确定颁的牙合接触运动时，它可以用于在监视器上使运动可视化。
[0024]这样的对准在本领域中是公知的。典型地它由初始对准提供，然后接着是优化，例如通过使用ICP(迭代最近点)算法。为了更多信息例如参见“Method for registrat1nof 3-D shapes，，，Paul J.Besl 和 Neil D.McKay, Proc.SPIE 1611，Sensors Fus1nIV:Control Paradigms and Data Structures，586(1992 年 4 月 30 日)。
[0025]特别地，这是有利的，原因是可以基于上颁和下颁相对于彼此的被确定的牙合接触运动设计牙齿部件(例如修复物或正牙矫治器)。
[0026]这可以在一个实施例中在设计牙齿部件时通过使用患者颁的3D表示的牙齿作为设计引导而完成，原因是牙齿部件应当被设计成使得当牙齿部件已插入患者中时保持被确定的牙合接触运动。
[0027]例如，在牙合接触运动期间患者的颁的3D表示的牙齿可以被使用以限定基准，例如通过跟踪表面或限制，其限定可以设计牙齿部件而不影响牙合接触运动的边界，并且因此即使在修复工作之后也保持患者特定运动。同时通过播放接触运动并且调节修复物以保证运动期间修复物的正确接触和功能，牙合接触运动可以用于设计部件(如牙齿修复物)的正确接触和功能。
[0028]例如设计者可以设计牙齿部件使得至少一个接触区域设在牙齿部件和基准之间。以该方式当插入患者的口中时获得牙齿部件和相对的牙齿或修复物的牙合接触。这可以用于设计良好的咬合功能，其中牙齿部件(如修复物)支持动态咬合。
[0029]在替代实施例中运动自身可以用作边界。例如，如果牙齿部件布置在下颁中，则上颁可以被看作实物，其在播放牙合接触运动期间基本上从牙齿部件切掉或挖掉防止正确地播放牙合接触运动的重叠材料。替代地，这样的重叠材料可以被识别，例如用红色标记它，由此设计者能够决定该区域是否应当被去除或重新设计。
[0030]词语“牙合接触运动”意指颁的运动，其中上颁(上颁骨)的牙齿和下颁(下颁骨)的牙齿之间的至少一个接触区域被保持。这常常也被称为动态牙合。
[0031]可能需要超过两个(如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个等)不同的咬合配置以便确定或估计患者的颁相对于彼此的牙合接触运动。
[0032]可以使用口内3D扫描器(如3Shape的TR1S扫描器)记录咬合配置。牙科医生将让患者将他的或她的上颁和下颁咬合在一起，并且当患者在第一配置中咬合在一起时，牙科医生将借助于口内扫描器执行患者的牙齿的扫描以获取第一 3D表示。然后牙科医生将让患者再次将他的或她的上颁和下颁咬合在一起，并且当患者在第二配置中咬合在一起时，牙科医生将借助于口内扫描器执行患者的牙齿的扫描以获取第二 3D表示。如果期望或需要更多的咬合配置以便确定颁相对于彼此的牙合接触运动，则牙科医生将让患者第三、第四、第五次等咬合在一起并且针对每次咬合执行扫描。
[0033]在一个实施例中，数字地确定牙合接触运动包括在相应牙合中的患者的颁的咬合配置的至少两个3D表示的连续序列。
[0034]通过在连续序列中取这样的咬合配置的序列，能够直接获得真实运动而没有任何估计或咬合配置之间的内插。
[0035]当患者在牙合接触运动中移动颁时，可以通过例如保持扫描器(如上述的TR1S扫描器)抵靠患者的牙齿获得这样的咬合配置的序列。然后设置TR1S以在牙合接触运动期间记录3D扫描的序列。每个3D扫描然后可以用于对准上颁骨和下颁骨，其后上颁骨和下颁骨可以以它们的相应对准显示在对应于该序列的序列中，其中在3D扫描的记录序列期间获得咬合配置。
[0036]因此，在一些实施例中方法包括使用口内扫描器获得患者的颁的咬合配置的多个3D表示。
[0037]这在如先前所述的实施例中是特别有利的，其中将咬合配置的多个3D表示记录为帧的连续序列。帧例如可以用于生成显示颁的运动的动画，帧可以有利地是3D帧，S卩，其中上颁和下颁已与它们的相应咬合配置对准，由此上颁和下颁的3D表示可以旋转。然而，帧可以替代地是2D图像。
[0038]特别地，在一个实施例中，咬合配置的3D表示的多个或连续序列可以用于直接确定牙合接触运动，如果它们以足够短的间隔被获得以便生成具有对于指定应用足够高的分辨率的牙合接触运动。
[0039]因此，3D表示的牙合接触运动适合于作为视频流被播放。
[0040]而且，在一个实施例中，当例如通过在虚拟环境中显示上颁和下颁相对于彼此移动而播放牙合接触运动时，速度可以改变，例如以慢动作显示它。
[0041]如上面所述并且如将要进一步阐释，如本文中所述的方法因此特别有