目标导向定位正畸托槽的间接粘接方法与流程

本发明涉及正畸领域，尤其涉及目标导向定位正畸托槽的间接粘接方法。

背景技术：

正畸矫治过程中，托槽的精确定位是获得理想矫治效果的必要保证。为了追求精确位置的托槽粘接，节省医生的椅位占用时间，现代矫治技术更加倾向使用托槽间接粘接技术。托槽间接粘接技术是一种预先确定托槽在患者牙齿表面的粘贴位置，并借助辅助装置将托槽按照确定好的位置精确转移到患者口内的粘接技术。

现有的托槽间接粘接技术可分为计算机辅助设计制造的托槽间接粘接技术和非计算机辅助设计制造的托槽间接粘接技术。

现有的非计算机辅助设计制造的托槽间接粘接技术方案为以下两种方案。第一种方案包括以下几个步骤：

第一步，制备标准石膏模型，涂布分离剂，在患者的牙列石膏模型上标记好粘贴位置；

第二步，将托槽粘接到标记好位置的牙列石膏模型上；

第三步，制备转移托盘，使用真空压膜机将压膜片包裹到粘接好托槽的牙列石膏上，通过适当修剪，将多余的塑料片去除；

第四步，托槽与石膏模型的分离，将包裹塑料压膜片的石膏模型浸泡到肥皂水或其它溶液中，使托槽与托盘从石膏模型上完整地脱离下来；

第五步，托槽的临床粘接：在患者齿面或者托槽网底涂上胶水，再把固定有托槽的托盘戴到患者口腔中，这样理论上托槽被粘接到预先确定的位置上。

第二种方案与第一种方案大体相同，最大的区别在于托槽粘接到标记好位置的牙列石膏模型后，第二种方案在该模型的唇侧面覆盖一层硅橡胶，再把压膜片包裹到石膏模型上。这样，托槽被固定在硅橡胶上，硅橡胶被固定在塑料膜片上。

这两种非计算机辅助设计制造的托槽间接粘接技术方案均由医生根据经验确定托槽的粘结位置，各行其是，没有严格的操作规范可循，因此导致治疗结果良莠不齐，不利于间接粘接技术的推广和利用。

常用的计算机辅助设计制造的托槽间接粘接技术是将患者的牙列石膏模型通过扫描技术转化成数字模型，再使用工程软件绘画托槽。随后将牙列数字化模型和托槽的数字化模型导入到同一个计算机软件中，然后，移动托槽到指定的牙列模型的牙齿唇颊面位置，即在计算机中完成托槽的位置摆放。最后，通过快速成型的方法将粘贴有托槽的数字石膏模型制造出来，在该模型上再用真空压模的方式制作一个完全覆盖患者牙列的托盘、托盘的唇侧具有与托槽一一对应的凹槽，托盘的舌侧理论上与患者的舌侧齿面贴合。实际操作时，先将托槽置入托盘的凹槽内，再将托盘从上向下地戴入患者口腔。这种托槽间接粘接方法最大的缺点在于无法判定托槽是否精确地定位于临床冠中心点，更无从得知此时的托槽定位对治疗结果造成多大影响，此外制作托盘的步骤繁多，制作过程过于复杂且系统误差较大，因此无法保证转移托槽定位过程的精确性。

综上所述，现有技术中托槽的定位和转移精准性不高，进而对治疗效果造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供目标导向定位正畸托槽的间接粘接方法和所使用的托槽转移托盘，主要解决现有技术中托槽的定位和转移精准性不高，进而对治疗效果造成影响的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

目标导向定位正畸托槽的间接粘接方法，包括如下步骤：

S1、构建三维数字化牙合模型；

S2、构建虚拟托槽；

S3、进行排牙实验辅助托槽虚拟定位；

S4、将定位好托槽的三维数字化牙合模型恢复到初始咬合状态，并模拟矫治结果；

S5、评估矫治结果；

S6、根据矫治结果优化调整托槽定位至最佳位置；

S7、设计托槽转移托盘，利用3D打印技术和真空压膜技术加工该托槽转移托盘；

S8、将实体托槽安装于托槽转移托盘上，利用托槽转移托盘将托槽粘接于牙面上。

所述步骤S1中，三维数字化牙合模型包括牙冠、牙根信息。

所述三维数字化牙合模型是应用激光扫描的牙冠与锥形束CT重建的牙根和牙合骨信息进行整合而得。

所述步骤S2中，虚拟托槽根据真实托槽数据构建，该虚拟托槽利用工程软件依据真实托槽数据绘制的真实大小的托槽，外形尺寸均与真实托槽完全一致。

所述步骤S3中，进行排牙实验辅助托槽虚拟定位的过程包括如下步骤：

S31：根据正常牙合六项标准进行排牙实验，完全排齐整平上下牙列；

S32：在已排齐整平的牙合模型上标记每颗牙的临床冠中心点和临床冠长轴；

S33：将虚拟托槽槽沟中心与临床冠中心点完全重叠，并使托槽翼与临床冠长轴平行。

所述步骤S5评估矫治结果通过正畸目标评分系统的3项标准(边缘嵴高度、牙齿排齐、牙根平行度)评估模拟矫治后的矫治结果，并以此结果为导向调整托槽定位直至最佳位置。

所述托槽转移托盘的设计制作过程如下：

a1、将虚拟托槽定位在牙合模型的牙面上；

a2、利用已知虚拟托槽位置，设计相匹配的支架，支架直接跟牙面连为一个整体；

a3、去掉虚拟托槽，将支架和牙合模型3D打印出来，得到实体；

a4、将实体托槽安装在实体对应牙位的支架上；

a5、利用真空压膜机在步骤a4得到的整体结构上压膜得到托槽转移托盘。

所述支架紧贴每颗牙的唇颊面，支架包括分别用于紧贴托槽的远中边缘和龈方边缘并突出于牙面的远中边框和龈方边框，以及与远中边框连接并延伸出的横梁，所述横梁的大小与托槽槽沟相匹配；所述远中边框和龈方边框朝向牙面侧与牙面相连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明借助现代信息科技和自动化快速成形技术有效地避免传统间接托槽粘接技术中繁杂的实验室操作步骤。

(2)本发明通过计算机虚拟排牙试验帮助确定临床冠中心点及临床冠长轴，并充分利用牙根信息辅助定位不仅考虑了牙冠位置，还能兼顾牙根平行度和牙根在基骨中的位置的考量，不仅确保牙冠位置符合正常牙合的六项标准，还保证了矫治后的牙根能位于基骨中央，从而为托槽定位树立了规范的操作程序确保托槽定位就位的精确性，确保操作的可重复性。

(3)本发明利用软件模拟可以直接对托槽定位后的矫治效果进行预测，使矫治结果可视化，有利于对结果进行评价，并以评估结果为导向优化托槽定位，让治疗结果与最初的托槽定位挂钩，推动正畸治疗过程向标准程式化的方向发展。

(4)本发明托槽的定位信息存贮于计算机后，可以保证托槽的每次粘接都具有重复性，这样就可以避免临床上托槽脱落后对矫治时间的影响。

(5)临床上由于正畸治疗具有很明显的时段性，通过本发明，正畸医生可在合适的时间在计算机上确定出正确的托槽位置，再通过3D打印技术获得托槽粘接的个体化定位托盘，这将大大减少正畸医师在托槽粘接时的椅旁操作时间并降低操作难度。

(6)本发明结构简单，运用3D打印技术将事先设计好的转移托盘加工出来，快速准确，加工难度低，适用性强，并且便于正畸医生的操作。

附图说明

图1为本发明-实施例的流程图。

图2为本发明-实施例托槽转移托盘的设计制作流程图。

图3为本发明-实施例托槽粘接步骤的示意图。

图4为本发明-实施例托槽转移托盘的结构示意图。

图5为本发明-实施例支架的结构示意图。

图6为本发明-实施例将支架插入托槽槽沟的流程图。

其中，附图标记所对应的名称：

1-托槽，2-支架，21-远中边框，22-龈方边框，23-横梁，3-托槽转移托盘，4-牙合模型。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本实施例通过在数字化牙合模型基础上对托槽虚拟定位，在计算机辅助下模拟矫治结果，引入公认的正畸目标评分系统评价治疗结果并优化托槽定位，设计个体化托槽转移托盘，最后利用先进的3D打印技术可快速、准确地制造复杂实体的特点加工出该托盘。

如图1-6所示，目标导向定位正畸托槽的间接粘接方法，包括如下步骤：

第一步：建立包括牙冠、牙根信息在内的三维数字化牙合模型。三维数字化牙合模型的构建过程如下：

a1、利用口内激光扫描仪于患者口内获得包含牙冠信息的数字化模型；

a2、利用三维数字化图像处理软件将锥形束CT牙合三维图像与步骤a1的数字化模型整合获得包含牙冠、牙根和牙合骨信息的三维数字化牙合模型。

第二步：构建虚拟托槽。具体方法为：

虚拟托槽根据真实托槽数据构建，该虚拟托槽利用工程绘图软件依据真实托槽数据绘制的真实大小的直丝弓托槽，外形尺寸均与真实托槽完全一致。

第三步：将三维数字化牙合模型导入专业正畸软件，利用专业正畸软件根据Andrews的正常牙合六项标准进行排牙实验辅助托槽虚拟定位。具体方法为：

S31：初步确定每颗牙的临床冠中心点(FA点)，然后确定通过大多数牙FA点的Andrews平面，根据Andrews平面的正常牙合六项标准进行排牙实验，协调上下牙列咬合，完全排齐整平上下牙列，建立个体最佳咬合，设定它为最终的矫治目标；

S32：在专业正畸软件中分别导入具有目标咬合的数字化牙合模型和直丝弓托槽，确定最终的每颗牙的FA点，并参考牙根平行度确定临床冠长轴，在已排齐整平的牙合模型上标记每颗牙的临床冠中心点(FA点)和临床冠长轴；

S33：将虚拟托槽槽沟中心与临床冠中心点完全重叠，并使托槽翼与临床冠长轴平行；

S34、根据牙齿唇面与托槽底面、临床冠长轴与托槽中心轴、临床冠中心点与托槽中心点相互匹配为约束条件将托槽定位于牙齿唇面，此时每个托槽都准确地定位在牙面上。

第四步：将定位好托槽的数字化牙合模型恢复到初始咬合状态，利用专业正畸软件模拟矫治过程，获得矫治结果。

第五步：评估矫治结果。通过美国正畸目标评分系统(American board of orthodontics-objective grading system,ABO-OGS)的3项标准(边缘嵴高度、牙齿排齐、牙根平行度)评估模拟矫治后的矫治结果。

第六步：根据矫治结果优化调整托槽定位至最佳位置。以第五步的矫治结果为导向通过对托槽进行平移、旋转等精细调整纠正托槽定位，多次重复这一过程，确保每颗托槽都安置在最精准的位置。

第七步：在初始咬合状态的数字化牙合模型上设计间接粘接转移的个性化托槽转移托盘，并利用3D打印技术和真空压膜技术加工该托盘。

如图2所示，托槽转移托盘的设计制作过程如下：

a1、将虚拟托槽定位在牙合模型的牙面上；

a2、利用已知虚拟托槽位置，设计相匹配的支架，支架直接跟牙面连为一个整体；

a3、在软件中去掉虚拟托槽，只保留具有临床牙冠部分的牙合模型4和支架2，利用3D打印技术快速成型用树脂材料打印出实体；

a4、将实体托槽安装在实体对应牙位的支架上；

a5、利用真空压膜机在步骤a4得到的整体结构上压膜得到托槽转移托盘3，如图4所示。

支架紧贴每颗牙的唇颊面，如图5所示，支架2包括分别用于紧贴托槽1的远中边缘和龈方边缘并突出于牙面的远中边框21和龈方边框22，以及与远中边框连接并延伸出的横梁23，所述横梁的大小与托槽槽沟相匹配；所述远中边框和龈方边框朝向牙面侧与牙面相连接。从图中可看出，横梁大小刚好嵌入托槽槽沟，从图中还可看出，边框结构可确定托槽在牙面的位置，横梁结构能固定好托槽。

第八步、将托槽安装于托槽转移托盘上，利用托槽转移托盘将托槽粘接于牙面上，可直接用于临床，如图3所示。

本实施例能改善托槽定位和转移的精确性：其一是将应用激光扫描的牙冠与锥形束CT重建的牙根和牙合骨进行整合，使三维数字化模型不仅包含牙冠，还包含了牙根，牙合骨等重要信息；其二是根据正常牙合六项标准进行排牙实验，寻找临床冠中心点辅助托槽定位；其三是计算机模拟矫治结果并以ABO-OGS为标准评价矫治结果，从而实现以目标为导向优化托槽定位的目的；其四是在牙面上设计固定托槽的支架装置，既简单易行，又有助于精确地转移托槽

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。