专利名称：定位夹具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种定位夹具及其制造方法，且特别涉及一种能够令矫正器精准定位
于待矫正牙齿的矫正位置的定位夹具及其制造方法。
背景技术：
目前齿列矫正技术种类繁多，其中最常见的齿列矫正技术，不外乎以矫正托架 (Orthodontic Bracket)直接黏附于牙齿的表面，之后再将一金属弓线(Archwire)依照矫 正托架上所设置的沟槽(slot)，而将金属弓线穿设于沟槽当中，以完成待矫正牙齿的矫正 作业程序。 然而，于矫正程序当中，关于上述矫正托架如何定位以及要定位于待矫正牙齿齿 面的哪一处，为整个牙齿矫正程序的重点所在，因此，便开始有如何将矫正托架精准定位于 待矫正牙齿齿面的相关技术。 请同时参阅图1及图2所示，其为美国专利公告号US6988889B2的技术示意图，于 此发明专利中，其披露一种关于矫正托架底部的加工，以符合待矫正牙齿齿面的方法。
此方法主要是在一计算机系统上，仿真出待矫正牙齿100齿面1000的3D影像，之 后再选用符合该齿面1000的矫正托架200，并依据齿面1000将矫正托架200的底部201以 精准的切割工具，例如机械加工的切割方式，将其底部201待切除的部分2010切除，并留下 一具有吻合齿面1000的切割面2012的保留部分2011，以将其加工成吻合待矫正牙齿100 齿面1000的外型，使其能够固合于待矫正牙齿100的齿面1000上，并通过矫正弓线穿固于 矫正托架200的沟槽202之间，以完成矫正作业程序。 然而通过机械加工的切割方式可能需要于矫正托架200上，依据齿面1000实际的 曲度，才能够加工出吻合的矫正托架200底部201，因此加工可能比较不易而导致影响牙齿 矫正作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定位夹具及其制造方法，用以供一齿列矫正器定位于 一待矫正牙齿的精确矫正位置上，以縮短矫正者齿列的矫正时间。 依据上述目的，本发明所述定位夹具的制造方法，其用以供齿列矫正器定位于矫 正者待矫正的牙齿上，此制造方法至少包括建立矫正者齿列矫正前的一第一齿列数字模 型、建立矫正者齿列矫正后的一第二齿列数字模型、依据该第二齿列数字模型的牙齿表面 及位置建构多个定位夹具数字模型、在这些定位夹具数字模型上分别设置一结合部以及将 所述多个定位夹具数字模型输出为定位夹具实体。 本发明另提供以上述方法所制造的定位夹具，其包括本体及结合部。本体具有与 待矫正牙齿齿面曲度一致的表面。结合部具有待矫正牙齿表面外型及位置信息且形成于本 体上，其可供矫正器精准的定位于待矫正牙齿的矫正位置，以縮短矫正者矫正疗程的时间。
综上述可知，本发明的有益技术效果在于，由于定位夹具的结合部具有待矫正牙
3齿于矫正后所需要的矫正角度及位置信息，因此使得矫正器能够通过定位夹具而精准的定 位于待矫正牙齿的矫正位置上，以大幅縮短矫正者矫正疗程的时间。
图1为美国专利公告号US6988889B2的技术示意图(一 )；
图2为美国专利公告号US6988889B2的技术示意图(二 )；
图3为本发明定位夹具制造方法的流程示意图；
图4为本发明矫正者齿列矫正前的形态； 图5为本发明依据矫正者矫正前的齿列模型，重新排列出矫正后的齿列模型的示 意图； 图6为本发明矫正后齿列数字模型的示意图，用以表示于此数字模型中，所欲撷 取的齿面外型； 图7A为由本发明图6矫正后齿列数字模型建构出定位夹具数字模型的示意图； 图7B为依据本发明图7A所取得的定位夹具数字模型，设计出结合部的示意图； 图8为本发明的定位夹具实体贴合于矫正者实际待矫正齿列的示意图； 图9为本发明图8待矫正牙齿的侧视示意图，用以表示定位夹具与矫正器的结合
关系； 图10为本发明于矫正器定位于待矫正牙齿齿面的精确矫正位置后，将定位夹具 拆卸移除的示意图；图11为矫正器定位于其分别待矫正的牙齿上，并串固有矫正弓线的示意图12为以直线形式表示齿列矫正前的示意图；以及
图13为图12经由本发明矫正后的示意图。
其中，附图标记说明如下:100牙齿1000齿面200矫正托架201底部202沟槽2010待切除的部分2011保留部分2012切割面40矫正前的齿列410,420牙齿4100齿面50矫正后的齿列60齿面中点线70定位夹具700本体710结合部80矫正器810矫正弓线820沟槽S300取得齿列模型；S310建立齿列数字模型；S320建立牙齿表面中点的平面并撷取牙齿表面外型及位置信息，以建构出定位夹具数字模型； S330在定位夹具数字模型上设置结合部； S340将具有结合部的定位夹具数字模型定位至矫正前齿列的数字模型上；以及
S350输出定位夹具实体。
具体实施例方式
为使本发明的构造、特征、功效及目的能够有更详尽的了解，现配合附图将本发明 相关实施例详细说明如下。 请参阅图3所示，图3为本发明定位夹具制造方法的流程示意图。
如图3所示，定位夹具由以下方法所制成取得齿列模型(步骤S300)、建立齿列 数字模型(步骤S310)、建立牙齿表面中点的平面并撷取牙齿表面外型及位置信息，以建构 出定位夹具数字模型(步骤S320)、在定位夹具数字模型上设置结合部(步骤S330)、将具 有结合部的定位夹具数字模型定位至矫正前齿列的数字模型上(步骤S340)、输出定位夹 具实体(步骤S350)。 为了使上述的方法更容易理解，请依序配合图4至图8。首先请参阅图4，图4为 本发明矫正者齿列矫正前的形态。 由图4可知，其为位于矫正者舌侧的一矫正前的齿列40，此矫正前的齿列40具有 待进行矫正的两颗牙齿牙齿410与牙齿420，于此可先利用咬模材料取得矫正前的齿列 40，然后以石膏制出并取得其模型(步骤S300)。 请同时参照图5，图5为本发明依据矫正者矫正前的齿列模型，重新排列出矫正后 的齿列模型的示意图。 当矫正前的齿列40的石膏模型制成后，便可依据此石膏模型，将石膏模型上的牙 齿切割下来(包含待矫正的牙齿410与牙齿420)，并重新排列成另一组矫正后的齿列50的 石膏模型，此时牙齿410与牙齿420已经被排列整齐而成为矫正后的齿列50的理想形态， 之后将矫正前的齿列40与矫正后的齿列50利用3D扫描的方式，建立两组模型的齿列数字 模型(步骤S310)，其中所述矫正前的齿列数字模型亦可直接由电子扫描技术而于矫正者 口腔内直接扫描取得，并依据所取得的矫正前的齿列数字模型，于一计算机系统上仿真出 矫正后的齿列的数字模型。 再请依序参阅图6、图7A及图7B，图6为本发明矫正后齿列数字模型的示意图，用 以表示于此数字模型中，所欲撷取的齿面外型；图7A为由本发明图6矫正后齿列数字模型 建构出定位夹具数字模型的示意图；图7B为依据本发明图7A所取得的定位夹具数字模型， 设计出结合部的示意图。 如图6所示，当建立矫正前与矫正后的两组齿列数字模型后，即进入客制化的计 算机数字模型处理，即针对矫正者所待矫正的齿列，设计出量身订做的定位夹具阶段。主 要于矫正后的齿列50的数字模型中，建立通过矫正后的齿列50的齿面中点的平面的齿 面中点线60，并依据此齿面中点线60，撷取齿面外型的数字影像及位置信息，同时将此 齿面外型的厚度设定于0.2毫米(mm) 1毫米(mm)之间，之后再通过计算机辅助设计 (Computer-AidedDesign， CAD)技术建构具有表面曲度与待矫正牙齿齿面曲度一致的定位 夹具70的本体700的数字模型(步骤S320)，其中将此齿面外型的厚度设定于0. 2毫米 (mm) 1毫米(mm)之间，于后续定位夹具70输出成实体时，能够以较薄状的外型便于贴合 于矫正前的齿列40的齿面(牙齿410与牙齿420)。 接着，于本体700的数字模型中，由于其具有与待矫正牙齿齿面曲度致的表面，因 此依据此曲度以分别设计出形成于本体700上结合部710的位置(如图7B所示)(步骤S330)，其中，结合部710为方形通孔，且其带有配合托架种类以及型号的配置角度、位置等 信息。由于这些结合部710依据待矫正牙齿齿面曲度所设计，因此具有每颗待矫正牙齿分 别所需要的矫正角度与方向位置信息，而皆有其不同特定角度的方向形成于定位夹具70 本体700的曲度上，并配合其所对应的矫正器种类及型号等信息，而能够依照此结合部710 的角度定位，以驱使矫正前的齿列40朝向理想的位置矫正。 为能进一步确认定位夹具70与矫正前的齿列40数字模型的齿面形状的吻合度， 得将这些具有结合部710的定位夹具数字模型定位至矫正前齿列的数字模型上(步骤 S340)，以核对定位夹具70是否能够吻合矫正前的齿列40数字模型的齿面形状，以将后续 定位夹具70可能多余的部分预先在计算机系统上修正切除。 请同时参阅图8、图9及图10，图8为本发明的定位夹具实体贴合于矫正者实际待 矫正齿列的示意图；图9为本发明图8待矫正牙齿的侧视示意图，用以表示定位夹具与矫正 器的结合关系；图10为本发明于矫正器定位于待矫正牙齿齿面的精确矫正位置后，将定位 夹具拆卸移除的示意图。 于上述步骤S340与矫正前的齿列40的数字模型形状比对吻合后，即可将此定位 夹具70的数字模型通过如立体打印机(3D printer)设备，将其输出制成金属实体(步骤 S350)，定位夹具70实体的材质为金属或高分子。当取得定位夹具70的实体后，即能够通 过上胶的方式，将定位夹具70贴合于如图8矫正者实际待矫正的牙齿410与牙齿420的齿 面上，然后依据结合部710的曲度信息，选用如图9中的分别对应的矫正器80的种类及型 号，并通过具有矫正信息的结合部710，由于其为一通孔状，使得矫正器80能够定位于如图 9待矫正牙齿410牙齿齿面4100精确的矫正位置，并于图10定位后，即可将定位夹具70拆 卸移除，之后将一矫正弓线810穿固于矫正器80的沟槽820之间。 请参阅图ll，图11为矫正器定位于其分别待矫正的牙齿上，并串固有矫正弓线的 示意图。 于图11中，须特别注意的是，由于待矫正的牙齿410与牙齿420的矫正器80已经 依据其分别具有的矫正信息的结合部710而黏贴于牙齿410与牙齿420的齿面上，因此牙 医师仅需将矫正弓线810穿固好，即可自然地驱使待矫正的牙齿410与牙齿420朝理想的 位置矫正(如图11中的箭头所示)，而令其于短时间内快速达到矫正位置的效果。
请参阅图12及图13，图12以直线形式表示齿列矫正前的示意图；图13为图12经 由本发明矫正后的示意图。 为了使本发明齿列矫正前与齿列矫正后能看出其明显的差异，于图12中以直线 方式来更清楚的说明。由图12中可清楚地看出矫正前的齿列40其具有待矫正的牙齿410 与牙齿420，其中经由定位夹具70的结合部710由于其具有牙齿所分别需要的矫正角度与 方向信息，配合上述其相对应的矫正器80 (图未示)的类型与型号，因此能够令矫正器80 分别定位于牙齿410与牙齿420的精准的矫正位置上(即结合部710的位置)，之后搭配每 颗牙齿矫正弓线的相互联结(图中以虚线表示)，经由矫正弓线的施力，致使矫正前的齿列 40能够快速达到直线矫正的效果(将齿列拉直)，即达到矫正后的齿列50的位置。
由上述可知，本发明的特点归纳如下 1.有别于现有矫正托架是利用其底部经由机械加工方式可能会有加工不易的情 形，本发明以不一样的定位夹具技术，将其直接由立体打印机输出成形，因此可以输出与数
6字影像上完全一样的实体出来，而可同样地通过定位夹具辅助矫正器定位于待矫正牙齿的 齿面。 2.由于定位夹具的通孔具有矫正所需的矫正信息与位置，因此可供矫正器定位于 待矫正牙齿真正所该定位的矫正位置，而达到所谓直线矫正的功效。 3.通过定位夹具通孔上的矫正信息，因此可供矫正器定位于待矫正牙齿的精准矫 正位置，克服传统牙医师需要依靠经验而将矫正器定位于牙齿所产生的矫正误差，以大幅 縮短齿列矫正时间。 4.通过客制化的定位夹具本体，由于其呈薄状的形态且具备牙齿齿面的型态，因 此特别适用于舌侧的齿列矫正，以取代传统颊侧齿列矫正技术，达到隐藏式的矫正，以提升 矫正者于齿列矫正期间的自信心。 综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方式或 实施例而已，并非用来限定本发明的实施的范围。即凡与本发明的范围相符，或依本发明的 范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明的范围所涵盖。
权利要求
一种定位夹具的制造方法，用以供一齿列矫正器定位于一待矫正牙齿上，该方法至少包括建立矫正者齿列矫正前的一第一齿列数字模型；建立矫正者齿列矫正后的一第二齿列数字模型；依据该第二齿列数字模型的牙齿表面及位置建构多个定位夹具数字模型；在所述多个定位夹具数字模型上分别设置一结合部；以及将所述多个定位夹具数字模型输出为定位夹具实体。
2. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中该第一齿列数字模型利用咬模材料 取得矫正者的齿列形状，然后用石膏制做出一矫正前齿列模型，并使用3D扫描手段将该矫 正前齿列模型扫描成该第一齿列数字模型。
3. 依据权利要求2所述定位夹具的制造方法，其中，在制做出该矫正前齿列模型后，该 制造方法还包含将该矫正前齿列模型切割，并重新排列出一矫正后齿列模型，再使用3D扫描手段将该 矫正后齿列模型扫描成该第二齿列数字模型。
4. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中该第二齿列数字模型可直接依据该 第一齿列数字模型在计算机上建立。
5. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中所述多个定位夹具数字模型于该第 二齿列数字模型建立通过牙齿表面中点的平面，以撷取牙齿表面外型及位置信息，再通过 计算机辅助设计技术，建构出该定位夹具数字模型。
6. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中该结合部为一通孔。
7. 依据权利要求6所述定位夹具的制造方法，其中该通孔呈方形。
8. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中该定位夹具实体由一立体打印机所 输出制成。
9. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中该定位夹具实体的材质为金属或高 分子。
10. 依据权利要求l所述定位夹具的制造方法，其中该定位夹具实体的厚度介于 0. 2mm 1. 0mm之间。
11. 依据权利要求1所述定位夹具的制造方法，其中在将所述多个定位夹具数字模型 输出为定位夹具实体之前，该制造方法还包含有将所述多个具有该结合部的定位夹具数字 模型，定位至其分别所对应的该第一齿列数字模型的齿面上的步骤。
12. —种如权利要求1所述定位夹具的制造方法所制造的定位夹具，包括 一本体，具有一表面，该表面的曲度与该待矫正牙齿齿面曲度一致；以及 一结合部，形成于该本体上。
13. 依据权利要求12所述的定位夹具，其中该本体的材质为金属或高分子。
14. 依据权利要求12所述的定位夹具，其中该本体的厚度介于0. 2mm 1. 0mm之间。
15. 依据权利要求12所述的定位夹具，其中该结合部为一通孔。
16. 依据权利要求15所述的定位夹具，其中该通孔呈方形。
全文摘要
本发明揭示一种定位夹具及其制造方法，用以供齿列矫正器定位于矫正者待矫正的牙齿上，此制造方法包括建立齿列矫正前及矫正后的数字模型；依据矫正后齿列数字模型的牙齿表面及位置建构多个定位夹具；在定位夹具上设置结合部；将这些具有结合部的定位夹具输出为定位夹具实体。定位夹具实体包括有本体及结合部，本体具有与待矫正牙齿齿面曲度一致的表面；结合部具有待矫正牙齿表面外型及位置信息且形成于本体上，其可供矫正器精准的定位于待矫正牙齿的矫正位置。
文档编号A61C7/00GK101744663SQ20081018596
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者吴庆财, 陈志宇 申请人:财团法人金属工业研究发展中心;陈志宇