专利名称：上下颌模型的定位装置及上下颌模型扫描前的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描带有一定空间位置关系的上下颌模型的定位装置，和其应 用于对带有一定空间位置关系的上、下颌模型三维数据的获取及三维模型重建的 扫描方法。
背景技术：
单颌模型的三维数据采集方法有很多，各有其特点及应用领域。但目前对口腔
医学来说，上下颌的空间关系有着更进一步的口腔医学意义。日本学者T. Sohnmra 等2000年曾报道了高速激光扫描牙列模型及重建咬合三维模型的研究，应用日本 Minolta公司的VIVID700三维扫描仪对单个模型从4个角度进行扫描，通过测角 器的旋转角度及标志点进行配准拼合。上下颌模型分别扫描后，再进行配准标志点 的扫描，以建立咬合关系的坐标变换。完成一付上下咬合模型的扫描需要至少9次， 步骤较多，且标志点配准拼合的次数越多，误差累积也越大。2003年日本学者T. Kojima等通过扫描咬合记录实现了牙尖交错位模型的三维重建，使用日本ROLAND 公司的CAMM3线激光扫描仪，使用硅橡胶咬合材料制作下颌阴模的记录，先扫描上 颌模型，然后在上颌保持原位置不动，装上相应的咬合记录再进行扫描，从而得到 下颌模型数据，进而完成上下颌模型在牙尖交错位的模型扫描。其扫描方式单一， 通常会出现许多倒凹盲区，且咬合记录来代表下颌阴模，数据上会有缺失。此外通 过层析法也可以获得上下颌咬合模型的三维数据，其精度也优于多次空间扫描叠加 重构的精度，但其数据获取过程是破坏性的，设备也较复杂庞大。
口腔三维数据采集技术是口腔解剖形态的观察、测量与分析的基础，其结果与 口腔疾病诊断、治疗方案设计及治疗效果评价等密切相关。国内外有许多学者对牙 颌模型的三维测量方法进行了研究，获得了效果良好的三维牙颌模型的重建图形， 通常可以进行空间任意两点距离、任意角度、牙颌弓或任意曲线的弧长及曲面面积 等的测量。牙尖交错位、无牙颌正中关系位等都是口腔系统中非常重要的关系，但 目前，对于具有咬合关系的有牙颌模型及具有正中关系的无牙颌模型的采集方法， 国内外报道不多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于是提出一种准确、简单、高效、可行的上下颌 模型的定位装置，及其应用于对带有一定空间位置关系的上、下颌模型三维数据 的获取及三维模型重建的扫描前的处理方法，对于临床研究胎的形态、牙合面的接 触关系、牙与牙列的解剖学形态、无牙颌牙槽骨吸收情况及中性区义齿磨光面外 形有很好的辅助分析作用。
本发明所提供的技术方案是 一种上下颌模型的定位装置，包括有两个托盘和平 行定距装置，所述托盘为圆盘状，其上分布有通孔，且在其圆周边缘设有卡槽；两个
托盘对称设置，所述平行定距装置与两个托盘的卡槽匹配卡入，且设在两托盘之间。 为了清楚观察上下颌模型的情况，所述的平行定距装置为透明环。 进一步地，所述托盘设有四个内径相同的通孔，通孔中心与托盘中心的距离相同，
且均匀分布。
一种带有空间位置关系上下颌模型的扫描前处理方法，该方法包括以下步骤
a. 在具有空间位置关系的上下颌石膏模型上标出牙颌模型中线；
b. 将下颌石膏模型固定在上下颌模型的定位装置上，中线与定位装置的下托 盘的标志线对齐；
C.下托盘水平放置，将具有咬合关系的上颌石膏模型与固定好的下颌石膏模 型咬合匹配；
d. 透明环卡住下托盘的卡槽中，同时将上托盘的卡槽卡住透明环的另一端， 托盘和透明环的标志线对齐；
e. 从定位装置的通孔灌入熔融的蜡液，使上颌石膏模型与上托盘固位；
f. 将固定好上下颌石膏模型的定位装置固定在扫描仪上，进行扫描。 为了获得较理想的扫描结果，在上述步骤b中，将(1)模型的几何中心与托
盘中心基本重叠；(2)模型摆放不超出托盘的扫描范围；(3)模型的胎平面与 模型托盘平面基本平行。
本发明有如下优点这种带有空间关系的上下颌模型扫描方法是一种较新颖的 有独创性的扫描方式，只需简单、准确的几何变换就可完成数据转换。重建后的 三维图形分辨率高，牙体解剖形态(如龈缘、牙尖、沟窝点隙等细微结构)及口腔 解剖形态的临床解剖标志点清晰可辨，可充分满足临床医疗、教学、科研的需要； 仿真牙尖交错位咬合位置准确，在计算机中可通过三维透视效果观察咬合关系， 其三维效果直观清晰，可完成上下颌模型的联合测量分析。
下面结合附图来详细说明本发明。
图l为本发明的结构示意图2为图1中的A—A视图。
其中 1:上托盘 2:透明环 3:下托盘 4:通孔
11:上标志线 21:标志线 31:下标志线
具体实施例方式
如图l和2所示的一种上下颌模型的定位装置，包括有透明环和两个托盘上 托盘l、下托盘3，托盘为圆盘状，其上设有四个内径相同的通孔4，该四个通孔 4中心与托盘中心的距离相同，且均匀分布；该托盘的圆周边缘设有卡槽，透明环
2与卡槽可匹配地卡入。上托盘l、下托盘3对称，透明环2卡设在两托盘之间。
利用上述的上下颌模型的定位装置，对获取具有一定空间位置关系的上下颌 模型的扫描三维数据有很大的帮助，并在计算机中重建保持原有空间位置关系的 三维数字模型，并在此上下颌模型基础上进行口腔解剖形态的观察、测量与分析， 进行空间任意两点距离、任意角度、牙颌弓或任意曲线的弧长及曲面面积等的测 量。
一种带有空间位置关系上下颌模型的扫描前处理方法，该方法包括以下步骤
a. 在具有空间位置关系的上下颌石膏模型上标出牙颌模型中线；
b. 将下颌石膏模型固定在上下颌模型的定位装置上，中线与定位装置的下托 盘3的下标志线31对齐；其中，将(1)模型的几何中心与托盘中心基本重叠；
(2)模型摆放不超出托盘的扫描范围；(3)模型的胎平面与模型托盘平面基本 平行；可以获得较理想的扫描结果；
c. 下托盘3水平放置，将具有咬合关系的上颌石膏模型与固定好的下颌石膏 模型咬合匹配；
d. 透明环2卡住下托盘的卡槽中，同时将上托盘1的卡槽卡住透明环2的另 一端，上托盘1的上标志线11和透明环2的标志线21对齐；
e. 从定位装置的通孔4灌入熔融的蜡液，使上颌石膏模型与上托盘l固位；
f. 将固定好上下颌石膏模型的定位装置固定在扫描仪上，进行扫描。
权利要求
1、一种上下颌模型的定位装置，其特征在于包括有两个托盘和平行定距装置，所述托盘为圆盘状，其上分布有通孔，且在其圆周边缘设有卡槽；两个托盘对称设置，所述平行定距装置与两个托盘的卡槽匹配卡入，且设在两托盘之间。
2、 根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于所述的平行定距装置为透明环。
3、 根据权利要求l所述的定位装置，其特征在于所述托盘设有四个内径相同的 通孔，通孔中心与托盘中心的距离相同，且均匀分布。
4、 一种带有空间位置关系上下颌模型扫描前处理方法，该方法包括以下步骤a. 在具有空间位置关系的上下颌石膏模型上标出牙颌模型中线；b. 将下颌石膏模型固定在上下颌模型的定位装置上，中线与定位装置的下托 盘的标志线对齐；c. 下托盘水平放置，将具有咬合关系的上颌石膏模型与固定好的下颌石膏模 型咬合匹配；d. 透明环卡住下托盘的卡槽中，同时将上托盘的卡槽卡住透明环的另一端， 托盘和透明环的标志线对齐；e. 从定位装置的通孔灌入熔融的蜡液，使上颌石膏模型与上托盘固位；f. 将固定好上下颌石膏模型的定位装置固定在扫描仪上，进行扫描。
5、 根据权利要求4所述的带有空间位置关系上下颌模型扫描前处理方法，其特 征在于步骤b中，将(1)模型的几何中心与托盘中心基本重叠；(2)模型摆放 不超出托盘的扫描范围；(3)模型的胎平面与模型托盘平面基本平行。
全文摘要
本发明公开了上下颌模型的定位装置，包括有两个托盘和平行定距装置，所述托盘为圆盘状，其上分布有通孔，且在其圆周边缘设有卡槽；两个托盘对称设置，所述平行定距装置与两个托盘的卡槽匹配卡入，且设在两托盘之间。本发明结构简单、使用方便；在其应用于对带有一定空间位置关系的上、下颌模型三维数据的获取及三维模型重建的扫描前的处理方法，对于临床研究的形态、面的接触关系、牙与牙列的解剖学形态、无牙颌牙槽骨吸收情况及中性区义齿磨光面外形有很好的辅助分析作用。
文档编号A61B10/00GK101095630SQ200610090079
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月26日 优先权日2006年6月26日
发明者吕培军, 李忠科, 勇 王 申请人:北京大学口腔医学院