提供牙齿矫治用附件的方法以及该附件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及一种提供牙齿矫治用附件的方法、该附件以及和该附件相配合使用的牙齿矫治器，其能够有效的实现牙齿的期望移动，从而提高矫治效率。
【背景技术】
[0002]为了对患者的牙齿进行医学矫正和治疗，目前已开发出多种牙齿矫治器械。传统的畸形矫治方法多采用粘接在牙齿上的固定托槽矫治器，托槽矫治器一般包括固定到单颗牙齿上的托槽支架和用于绑定托槽支架的弹性弓丝。
[0003]相对于传统的固定托槽矫治技术而言，新型的隐形矫治技术不需要托槽和钢丝，而是采用一系列隐形矫治器(也称为壳矫治器)。这种隐形牙齿矫治器由安全的弹性高分子材料制成，使矫治过程几乎在旁人无察觉中完成，不会影响日常生活和社交；由于患者可以自行摘戴，口腔卫生可以正常维护，整个矫治过程省时又省力。上述隐形牙齿矫治器是一组具有能够在内部容纳牙齿的空腔的聚合物壳体，它的容纳牙齿的空腔的几何形状和该矫治器所要达到的牙齿的修正后状态/排列相适应，因此能通过使用一系列的牙齿矫治器使得牙齿重新定位。
[0004]一般而言，为了能使牙齿实现期望的最大或最佳的移动，隐形牙齿矫治器通常会和添加(也可称为“接合”或者“佩戴”)在牙齿表面上的牙齿附件相配合使用。当然，对于简单的病例，可以只单独使用隐形牙齿矫治器，甚至附件也可以单独使用。
[0005]目前，在附件的设计和添加中，设计医师通常根据自己的经验选择是否添加附件以及附件的添加位置，并且目前使用的附件均为通用或标准附件。遗憾的是，事实证明，在一些情况下这样当前方法的疗效有限，因为所选择的附件的尺寸为固定尺寸，附件的选择及粘贴位置的确定更多的依赖设计医师的经验，调整过程耗时较长。
【发明内容】
[0006]从上述需求出发，本申请提供了一种用于提供牙齿矫治用附件的方法、附件、以及和该附件配合使用的牙齿矫治器，其能够将人工经验干预过程优化为软件判定的较自动方式，通过对牙齿矫治移动过程中旋转中心的分析来确定牙齿的移动参数，并基于移动参数来自动选择附件的添加位置，并且添加适合患者的牙齿形态的附件，还能调整和优化附件的形状和大小，从而优化附件的设计效率和应用效果。
[0007]相应地，根据本申请的一个方面，提供了一种用于提供牙齿矫治用附件的方法，其包括以下步骤:提供代表患者的初始牙齿状态的初始牙齿数字模型；提供目标牙齿数字模型，其代表初始牙齿状态经过矫治后的目标牙齿状态；计算特定牙齿从所述初始牙齿状态到所述目标牙齿状态的移动参数；以及根据所述移动参数，确定所述附件在所述特定牙齿上的添加位置，使得所述特定牙齿佩戴所述附件后能按照所期望的移动从初始牙齿状态移动到目标牙齿状态。
[0008]在一些【具体实施方式】中，所述计算特定牙齿的移动参数的步骤是由计算机自动执行的。
[0009]优选的，所述移动参数为满足牙齿移动方式时的所述特定牙齿的旋转中心。
[0010]相应的，所述计算特定牙齿的移动参数的步骤包括以下步骤:a)通过对比所述特定牙齿的初始牙齿状态、目标牙齿状态和移动路径，确定所述特定牙齿的初始旋转中心；b)判断所述初始旋转中心是否满足牙齿移动方式的需求；c)如果所述初始旋转中心满足牙齿移动方式的需求，则无需调整所述特定牙齿的初始坐标中心；并且如果所述初始旋转中心不满足牙齿移动方式的需求，则调整所述特定牙齿的初始坐标中心；并且d)基于调整后的坐标中心重新确定目标牙齿状态以确定调整后的旋转中心，并且判断调整后的旋转中心是否满足牙齿移动方式的需求，如果调整后的旋转中心满足牙齿移动方式的需求，则结束调整过程；否则的话，则重复步骤d)的调整过程，直至调整后的旋转中心满足牙齿移动方式的需求。
[0011]在一种【具体实施方式】中，所述初始坐标中心是由矫治设计软件初始识别并加人工调整确定的。
[0012]优选的，所述附件在特定牙齿上的添加位置是根据所述旋转中心所确定的期望形变量最大或最佳的位置。
[0013]具体而言，在一些【具体实施方式】中，所述附件在特定牙齿上的添加位置为牙冠上的距离所述特定牙齿的牙龈线2mm以上的区域。并且，所述附件在特定牙齿上的添加位置为牙冠上的距离所述特定牙齿的切缘2mm以上的区域。进一步，当所述特定牙齿位于上颌时，所述附件在特定牙齿上的添加位置为牙冠上的距离所述特定牙齿的近远中边缘Imm以上的区域；当所述特定牙齿位于下颌时，所述附件在特定牙齿上的添加位置为牙冠上的距离所述特定牙齿的近远中边缘0.5mm以上的区域。
[0014]根据一些【具体实施方式】，如本申请所述的方法还包括以下步骤:根据所期望的移动方式，检索数据库中存储的附件标准模型集，以选择与期望的移动方式相适应的附件标准模型。
[0015]并且，如本申请所述的方法还包括以下步骤:基于有向包围盒算法，由软件自动判定附件的添加位置，并且，手动或者由软件基于有向包围盒算法自动将所选择的附件标准模型添加到所述特定牙齿上。
[0016]进一步，如本申请所述的方法还包括以下步骤:根据患者的初始牙齿状态、目标牙齿状态、所期望的移动的方向和大小等调整附件的形状和/或尺寸。
[0017]根据一些【具体实施方式】，所述期望的移动为正轴移动，并且所述添加到所述特定牙齿上的附件的数量为2，并且按照牙齿的旋转方向，选择与之相对应的正轴移动附件。
[0018]进一步，如本申请所述的方法还包括以下步骤:利用矫治力模拟测试平台，基于所述患者的初始牙齿状态的物理模型和附件的物理模型，模拟并测试所述特定牙齿佩戴所述附件后的受力参数，并根据所测得的受力参数调整所述附件在所述特定牙齿上的添加位置、所述附件的尺寸、形状以及数量中的至少一个。
[0019]作为替换的，如本申请所述的方法还包括以下步骤:利用矫治力模拟测试平台，基于所述患者的牙齿状态的物理模型和附件的物理模型，模拟并测试所述特定牙齿佩戴所述附件后的受力参数，并根据所测得的受力参数调整所述附件在所述特定牙齿上的添加位置、所述附件的尺寸、形状以及数量中的至少一个，所述牙齿状态选自从所述初始牙齿状态到所述目标牙齿状态的一系列牙齿状态。
[0020]根据本申请的另一个方面，还提供了一种牙齿矫治用附件，其用于添加在患者的特定牙齿上，使得所述特定牙齿佩戴所述附件后能按照所期望的移动从初始牙齿状态移动到目标牙齿状态，其中所述附件在所述特定牙齿上的添加位置是根据特定牙齿从初始牙齿状态到目标牙齿状态的移动参数而确定的。
[0021]优选的，所述移动参数为所述特定牙齿的旋转中心。
[0022]并且，优选的，所述附件在特定牙齿上的添加位置是根据所述旋转中心所确定的期望形变量最大或最佳的位置。
[0023]根据一些【具体实施方式】，所述附件来自于数据库中存储的附件标准模型集中的附件标准模型，其中不同的移动方式对应于不同的附件标准模型。
[0024]并且，所述附件的形状和/或尺寸进一步根据患者的初始牙齿状态和/或目标牙齿状态被调整。
[0025]优选的，添加到所述特定牙齿上的附件的数量为大于等于I。
[0026]在一些【具体实施方式】中，所述附件具有1/4球形的形状。进一步，所述附件上具有凹槽，当所述附件和牙齿矫治器配合使用时，使得所述牙齿矫治器的对应部分嵌入凹槽中间的空间。
[0027]根据本发明的再一个方面，还提供了一种牙齿矫治器，其包括选定几何形状的将患者的牙齿从初始牙齿状态逐次定位到目标牙齿状态的容纳牙齿的空腔，其中，所述牙齿矫治器的形状设计为进一步能容纳添加在患者的特定牙齿上的附件，使得所述患者佩戴所述牙齿矫治器后，能协同特定牙齿上所添加的附件以按照所期望的移动从初始牙齿状态移动到目标牙齿状态，其中所述附件在所述特定牙齿上的添加位置是根据特定牙齿从初始牙齿状态到目标牙齿状态的移动参数而确定的。
[0028]在一些【具体实施方式】中，所述附件具有1/4球形的形状。进一步，所述附件上具有凹槽，当所述附件和牙齿矫治器配合使用时，使得所述牙齿矫治器的对应部分嵌入凹槽中间的空间。
[0029]综上所述，本申请的技术方案至少提供以下有益效果:
[0030]1、如本申请所述的附件有效实现了牙齿的期望移动，例如正轴移动，并且还提升了移动的效率；
[0031]2、如本申请所述的附件具有导向容差、固位性好、减少牙齿矫治器的应力集中，易于摘戴的特性；
[0032]3、如本申请所述的附件设计方法能基于牙齿旋转中心确定附件在牙齿上的添加位置，不仅提升了附件添加位至区域判断的准确性，还有效提升了附件的生成，添加和调整的自动化程度及效率；以及
[0033]4、如本申请所述的附件设计方法能进一步利用生物力学模拟测试平台测试和验证附件的有效性并优化附件的设计。
[0034]5、如本申请所提供的附件和牙齿矫治器相配合使用能最大程度地实现所期望的牙齿移动，从而大大提高矫治的效率。
【附图说明】
[0035]本申请的上述及其他特征将通过下面结合附图及其详细描述作进一步说明。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。除非特别说明，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。
[0036]图1A和图1B分