用于确定患者牙齿正畸诊断分析的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及患者的牙齿正畸评估。更具体而言，本发明涉及一种用于在各个牙齿 成熟阶段确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和方法，其具有未来状况预测和/或治疗建 议。
【背景技术】
[0002] 为患者提供牙科护理是众所周知的。典型地，患者会到诊所向专业人员寻求护理。 专业人员例如可以是牙科医生、牙齿矫正医师或其它类型的口腔健康护理提供者。专业人 员会利用各种技术来检查患者。这些技术可以对口腔区域和/或颂骨进行成像和/或X射 线照射。在进行诊断之后，专业人员随后为忠者提供口腔矫治器以矫正患者的状况。除了 口腔矫治器外，专业人员可为患者提供佩戴口腔矫治器进行训练的说明。训练例如会使得 牙齿移动至矫正位置并且有助于矫正牙齿咬合不正。
[0003] 专业人员通常通过单次观察患者而做出诊断决定。专业人员会评估患者的齿列中 存在的状况。检查不需要更深入和/或更详细的研究。然而，检查的彻底性会严重影响患 者的未来状况。例如，决定患者的最好选择的个体可能对影响患者将来的健康结果的各种 问题的未来发展如何缺乏理解。各种重要的分析过程很少用于针对患者做出诊断。因此， 患者可能最终会遭受痛苦。典型的实例是牙弓长度分析。牙弓长度测量可以准确地预测是 否有足够的空间可用于拉直拥挤的牙齿和/或扭转的牙齿。然而，牙弓长度分析对于专业 人员而言是耗时的。因此，许多牙弓长度分析会提供不准确的评估。
[0004] 患者牙齿健康评估中另一重要的考虑因素是患者的年龄。例如，牙齿成熟度通常 分类为五个年龄组，其中四个组根据牙齿成熟阶段分隔。这四个阶段可以是全脱落齿列，从 约两岁或三岁至约五岁半或六岁。下恒切牙在约五岁半至六岁半萌出。成人切牙开始和结 束其完全萌出的阶段是约七岁或八岁，称为过渡阶段。下一个牙齿成熟阶段称为混合牙列 阶段，此时其他恒齿、例如犬齿、第一前磨牙、第二前磨牙和第二恒磨牙萌出就位。这一阶段 从约八岁持续至十二岁。下一个牙齿成熟阶段是恒齿，二十八颗恒齿完全萌出并且颂骨生 长仍然活跃，直至女性约十八岁和男性约二十岁。最后一个牙齿成熟阶段是在大部分颂骨 生长完成之后的恒齿阶段。虽然男性和女性在这一阶段后仍会略微生长，这一最小量生长 通常对于牙齿正畸治疗是不重要的。
[0005] 多数的牙齿正畸在混合阶段后期和恒齿早期进行，从约十一岁至十三岁。一些牙 齿正畸在上恒切牙和下恒切牙齿萌出之后的混合齿列期间进行。在恒齿萌出之前或期间很 少使用牙齿正畸。在过渡萌出阶段期间进行牙齿正畸具有的优势在于，牙齿在胶原纤维形 成之前对齐。牙齿正畸使复发倾向最小化，并且对于十一岁至十三岁患者的固定牙齿正畸 而言，使治疗长度缩减至平均消耗时间的约20%。
[0006] 在咬合不正治疗中，在六岁至八岁患者的过渡阶段、以及在两岁至六岁患者的更 早期，利用固定和/或可移除矫治器治疗是有益的。针对睡眠障碍呼吸问题，两岁至六岁患 者的早期阶段是推荐的。治疗会推进下颚和舌头或者会阻止下颂骨在睡眠时向后方移位。 治疗可教导患者通过鼻子来替代嘴呼吸，这可以矫正打鼾并且会改善由呼吸问题导致的行 为症状。
[0007] 可以通过在童年治疗来帮助具有突出下颚的儿童患者以减缓在成长年龄中可能 会发生的不利变化。改善呼吸的其它类型的矫正需要改善异常吞咽，矫正前开式咬合，矫正 上颚狭小以及改善语言问题。这些早期问题会对患者的未来健康和幸福具有重要影响。
[0008] 通常，利用头部测量法临床或放射地评估牙科、口腔手术、颂面部手术和/或牙齿 正畸、咬合不正。咬合不正的一种常见状况是覆咬合，其中患者的上牙和/或下牙不能正确 对齐。头部测量法分析是确定咬合不正类型的最准确的方式，这是由于这种分析包括骨骼 体、咬合面角度、面部高度、软组织评估和前牙角度的评估。头部测量射线成像中信息的各 种计算和评估允许临床医生客观地确定牙齿关系和/或骨骼关系并确定矫正计划。
[0009] 如果选择非手术能够产生可以与手术治疗达到的效果相比拟的结果，那么，专业 人员会考虑和/或向患者建议这种非手术方法。在一些情形中，非手术方法是专业人员和 /或患者的优先选择。
[0010] 例如，面部生长修改是解决正在成长的儿童的骨骼类型III型下颚差异的有效方 法。可以使用牙面整形外科矫治器。需要正颂外科手术结合牙齿正畸护理来矫正成人患者 的咬合不正。
[0011] 因此，需要一种用于在各个牙齿成熟阶段确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和 方法，其具有未来状况预测和/或治疗建议。还需要一种利用计算机在各个牙齿成熟阶段 确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和方法，其具有未来状况预测和/或治疗建议。还需 要一种用于在各个牙齿成熟阶段确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和方法，其具有未来 状况预测和/或使用口腔矫治器的治疗建议。
【发明内容】
[0012] 本发明涉及患者的牙齿正畸评估。更具体而言，本发明涉及一种用于在各个牙齿 成熟阶段确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和方法，其具有未来状况预测和/或治疗建 议。
[0013] 为此，在本发明的实施方式中，提供了一种系统。该系统具有成像组件，其配置为 将界标定位在患者口中。成像组件定位界标并生成界标的成像数据。中央处理单元能够访 问具有与牙齿正畸状况相关联的信息的数据库。中央处理单元接收来自成像组件的成像数 据并生成与患者口中界标和齿列相关联的测量值。中央处理单元基于测量值和数据库中的 信息预测患者的牙齿正畸状况，并基于预测的牙齿正畸状况为患者推荐治疗方案。
[0014] 在本发明的另一实施方式中，提供了一种方法。提供了与患者发展齿列的特性相 关联的诊断程序。进行与患者发展齿列相关的患者初始评估。初始评估利用成像设备定位 患者口中的点并生成成像数据。成像数据传递至中央处理单元，其获得与患者口中选定点 相关联的测量值并基于测量值预测患者将来的牙齿正畸状况。为患者提供初始评估结果报 告，并基于结果提供治疗建议。
[0015] 在本发明的又一实施方式中，提供了又一方法。利用成像设备定位患者口中的点。 成像设备定位这些点并生成口中这些点的成像数据。成像数据传递至中央处理单元，其能 够访问具有与牙齿正畸状况相关联的信息的数据库。中央处理单元利用成像数据生成与患 者口中选定点和齿列相关联的测量值。中央处理单元基于测量值和数据库中的信息预测患 者的牙齿正畸状况。基于在成像数据和数据库中的信息的基础上预测的牙齿正畸状况为患 者建议治疗方案。
[0016] 本发明的特征和优势在本发明优选实施例的详细描述中进行描述，并且从其中以 及从附图中而变得显而易见。
[0017] 附图简述
[0018] 图1示出了根据本发明的系统的实施例的方框图。
[0019] 图2示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。
[0020] 图3示出了本发明实施例中齿列图的示意图。
[0021] 图4示出了本发明实施例中另一齿列图的示意图。
[0022] 图5示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0023] 图6示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0024] 图7示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0025] 图8示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0026] 图9示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0027] 图10示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0028] 图11示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0029] 图12示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0030] 图13示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0031] 图14示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0032] 图15示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0033] 图16示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0034] 图17示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0035] 图18示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0036] 图19示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0037] 图20示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0038] 图21示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0039] 图22示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
[0040] 图23示出了用于根据本发明的方法的实施例的图表。
【具体实施方式】
[0041] 本发明涉及患者的牙齿正畸评估。更具体而言，本发明涉及用于在各个牙齿成熟 阶段确定患者的牙齿正畸诊断分析的系统和方法，其具有未来状况预测和/或治疗建议。
[0042] 参照附图，其中相同的数字表示相同的部件，图1示出了本发明实施方式中的系 统10。系统10可用于诊断患者牙齿正畸需要和需求。系统10可用于帮助牙齿正畸从业 者。此外，系统10可允许患者齿列和/或状况的诊断。系统10可为用户提供指导。
[0043] 在实施方式中，系统10可利用计算机执行评估的某些部分。例如，2003年6月 24 日公布的标题为 "Dental diagnosis and dispensing apparatus and a system and a method for providing same" 的美国专利No.6,582,225 和 1999 年 3 月 16 日公布的 标题为"Computerized orthodontic diagnosis and appliance dispenser'，的美国专利 No. 5, 882, 192披露了在牙齿诊断中利用计算机。本申请的申请人与每篇参考文献相同并且 这些专利中的每一篇都以其全部内容在此通过引用合并在本发明中。
[0044] 系统10可具有多个组件。例如，系统10可具有中央处理单元20(下文中称为 "CPU"）。CPU 20可以是微处理器、计算机和/或其它类似物。CPU 20可评估由系统10的 各组件传送至CPU 20的数据。此外，CPU 20可控制系统10的各组件。CPU 20可由本领域 技术人员编程以评估数据以及控制系统10的各组件。
[0045] 此外，系统10可具有数据输入组件25 (下文中称为"DEC"）。DEC 25可具有用户 界面30(下文中称为"UI"）。UI 30允许用户在在系统10检查之前、期间和/或之后输入 由CPU 20处理的信息。这些信息可以是与患者相关的数据，例如，年龄、种族、性别和/或 类似的。UI 30例如可以是键盘，或者用于输入由CPU 20处理的字符、数据和/或信息的任 意其它装置。UI 30具有用于人工数据输入的多个字母和/或数字式输入键，和/或可以 是触摸屏或其它合适的设备。此外，UI 30可具有麦克风以允许用户通过语音输入数据和 /或命令。本领域技术人员可以在本发明的范围内选择用于UI 30的各种其他替选择。本 发明并不旨在限制于所给定的实例。
[0046] 系统10还可具有监视器35,其允许用户看到由用户输入到DEC 25中的信息。监 视器30可为用户提供高分辨率图像。监视器35可以是等离子显示器、LED显示器或IXD显 示器。监视器35可以将来自系统10的信息中继给用户。
[0047] 此外，监视器35可显示与系统10的正确使用相关的用户指令。例如，指令可给出 针对检查的纲要，从而需要用户在进行到检查的下一步之前完成检查的一步。纲要能够确 保检查以标准方式完成和/或执行。可以在后期重复连续检查并与先前检查相比较。因此， 来自先前检查的数据可以以直接关系与以相同方式进行的后期检查中采集的数据相比较。
[0048] 系统10还可具有成像组件40(下文中称为"1C")。1C 40可采集患者口腔内部一 部分和/或面部外侧的图像。1C 40可以通过摄像头或本领域技术人员公知的任意其它图 像捕获设备采集数字的、静止的、视频的、数字X射线等的图像。来自1C 40的图像可传递 至CPU 20以用于评估。
[0049] 系统10还可具有识别笔45,其用于与1C 40相结合。识别笔45可具有多种功能。 例如，识别笔45能够采集患者口腔内部的高分辨率图像。患者的齿列可由识别笔45可视化 地捕获。口腔可由识别笔45完全成像。识别笔45可采集齿列的图像并将图像传输至CPU 20 〇
[0050] 在初始检查期间，患者的齿列可由识别笔45进行数字化，其可围绕患者口部通 过。识别笔45可在牙齿的颊、唇、咬合和舌面以及牙龈线上通过。识别笔45还能通过牙齿 咬合的患者。患者齿列图像记录在监视器35上。可以从任意角度观察齿列的任一面。识 别笔45可用于获得患者面部的轮廓图和/或面部的前视图。识别笔45可用于获得用于结 合分析的张大嘴视图和/或大笑视图。利用识别笔45对齿列成像是非侵入式的并且需要 约2分钟至5分钟。识别笔45可为患者齿列提供一对一的图像。
[0051] 识别笔45还可采集患者咬合面的图像。此外，识别笔45可采集患者口腔外部的 图像。识别笔45可将图像传送至CPU 20。CPU 20可处理齿列图像以生成患者口腔内部的 虚拟模型。虚拟模型可显示在监视器35上。CPU 20可处理患者咬合面和口腔外部的图像 以生成患者的其它虚拟模型。CPU 20可将齿列图像与具有患者口腔外部的咬合面图像相结 合以增强虚拟模型和/或提供更多细节。
[0052] 此外，系统10可在患者口中定位界标。例如，系统10可利用识别笔45结合CPU 20来定位患者口中的界标。识别笔45可将某些界标的测量值传送至CPU 20。
[0053] 在一个实施例中，系统10可定位约五十个独立界标，大部分界标位于患者齿列 上，而一部分界标位于患者面部上。界标可包绕上前牙的宽度以及下前牙的宽度。牙齿可 以是乳牙或恒牙。界标可指示上牙弓和/或下牙弓中牙齿的前部可用空间和/或后部可用 空间。界标可指示直覆咬合和/或开式咬合、水平覆牙合和/或下颂前突、息止间隙和最大 开颂。
[0054] 此外，界标可指示对未萌出的牙齿和/或萌出恒牙的牙齿宽度的评估。利用多个 乘法因数和下恒中切牙的近中颂-远侧宽度来计算该评估。下恒中切牙与口中萌出或未萌 出的其它恒齿的尺寸高度相关。因此，可以确定针对正在萌出或已萌出到口中的各个恒齿 尺寸所需的空间。因而，还可以确定将来拥挤的评估。
[0055] 系统10还可以利用乘法因数从犬齿至犬齿的牙弓宽度中确定下牙弓和上牙弓的 曲率。CPU 20可沿牙弓曲率线测量，连同明显的断裂触点和/或组织下方隐藏的断裂触点 一起，以获得牙弓曲率的读数。牙弓曲率可用于评估位置和尺寸而不管严重程度和位置不 正，特别是过度切缘前突情形中的上切牙的位置和尺寸。断裂触点和/或旋转的评估允许 CPU 20预测拥挤。
[0056] 从各个界标中可获得息止间隙和最大开颂。如果存在的话，也可获得牙龈退缩。可 以观察牙龈组织的颜色。颜色可以是正常或红色，其指示患者的牙周问题。
[0057] 通过利用界标，可以确定拥挤和/或间隙、以及上和下牙弓的切部和前部以及牙 弓上段和下段后部的牙弓长度分析数据、拥挤程度。此外，界标可指示是否存在足够的空间 可用于矫正拥挤，或者是否需要其它设备，例如唇挡、牙齿矫正器、扩张矫治器和/或全固 定牙齿正畸以得到成功的结果。CPU 20还指示保持的预期成功和/或将来可能发生复发的 数量。CPU 20可访问数据库55中的信息，以将预测建立在用于矫正的各种矫治器治疗结果 的统计学数据的基础上。
[0058] 此外，CPU 20可以通过处理界标和/或齿列的测量值来利用界标进行计算，以预 测患者口腔内部的齿列和/或口腔状况的将来的尺寸。例如，CPU 20可利用测量值和/或 界标来评估在计算患者的一颗牙齿和/或多颗牙齿的合适尺寸方而进行诊断所需的放大 或减小的程度。
[0059] 此外，CPU 20可以以这一过程可精确复制的方式进行牙弓长度分析。这样做对于 患者的成功治疗是有帮助的。在几个月治疗之后重复这一过程能够准确地确定患者是否从 该治疗中取得了足够的进步。
[0060] 此外，用户可将信息输入到DEC 25的UI 30。UI 30将数据传送至CPU 20。系统 10可将数据和/或指令传送至监视器35从而与系统10的用户通信。在用户已经提供了必 要信息之后，CPU 20可将信息传送至识别笔45和/或1C 40以得到患者口腔和牙齿的各 种数字图像。如果需要的话，CPU 20定期询问问题和/或指导用户如何获得准确的视频图 像。可利用监视器35和/或DEC 25的UI 30进行通信。
[0061] 来自1C 40的图像、测量值和/或界标可通过识别笔45得到，并且可由CPU 20进 行处理。系统10另外收集的信息可由CPU 20进行处理。CPU 20具有数据输出组件50 (下 文中称为"DOC"）。以电子方式或者通过DOC 50传送信息、图像、测量值口 /或界标。DOC 50可传输图像和/或数据至另一位置，例如，通过网络、电子邮件或其它方式，用于由另一 系统或者诸如医生、牙医、牙齿正畸医生等的个人进行评估。DOC 50可由本领域技术人员来 执行，从而使DOC 50例如通过网络、电话、卫星或其它方式传输图像和/或数据。此外，DOC 50可生成针对患者的文档。
[0062] 在一实施例中，1C 40和/或识别笔45可传输表示患者口腔和/或齿列的图像的 数字和/或模拟信号至CPU 20。CPU 20基于图像、编程信息和/或可由用户输入的任意其 它信息进行计算和/或诊断。在完成诊断之后，CPU 20可指导患者有关针对特定牙齿正畸 状况的治疗。
[0063] 在一