通过修正牙齿位置而制造校准器的方法与流程

通过修正牙齿位置而制造校准器的方法
1.本申请是基于2016年2月23日提交的专利申请号为201680011695.0(pct/ib2016/000177)、名为“通过修正牙齿位置而制造校准器的方法”的申请(进入中国国家阶段日期：2017年8月23日)的分案申请。
2.交叉引用
3.本申请要求2015年2月23日提交的美国临时申请no.62/119,724和2015年2月23日提交的美国临时申请no.62/119,759的权利，上述两个专利申请分别通过引用以其全文而并入本文。


背景技术：

4.现有的用于校准牙齿的方法和设备至少在一些情况下可能不够理想。虽然牙箍(brace)能够用于使牙齿移动至校准，但是牙箍可能佩戴笨重，并且可能需要专业知识以将其放置在受试者上。而且，可能难以实现复杂的移动，并且正畸定位至少在一些情况下可能不能理想地解决几个牙齿的复杂移动。
5.透明壳体矫正器(appliance)已经成功地用于移动牙齿。例如，用户能够佩戴有一系列的透明壳体矫正器。系列壳体中的每个壳体可以对应于治疗的阶段。例如，一系列十个壳体中的第四个壳体可以对应于治疗的第四阶段。虽然能够使用透明壳体矫正器以成功的重定位牙齿，但是透明壳体矫正至少在一些情况下可能不能提供理想的结果。例如，诸如填充拔牙这样的牙齿的复杂移动可能难以利用透明壳体矫正器治疗。而且，至少在一些情况下，例如，当利用矫正器未充分移动牙齿并且用户停止治疗时，透明壳体矫正器的佩戴者可能不能完成治疗。另外，至少在一些情况下，随着治疗的实施可能需要重新评估治疗过程，这可能需要制造第二系列的透明壳体矫正器，以延长治疗时间。
6.现有的利用透明壳体矫正器校准牙齿的方法和设备可能依靠提供具有腔体的壳体，该腔体被成型至治疗阶段的最终期望的位置和朝向的牙齿轮廓。与实施例相关的产品表明，被成型为在治疗的阶段将牙齿定位于最终期望的位置和朝向的腔体可能不能提供理想的移动。虽然可以将附着体放置在牙齿上，以利用聚合物壳体矫正器辅助牙齿的移动，但是至少在一些情况下，得到的移动可能不够理想。例如，施加到牙齿的力可能随着牙齿朝向目标位置移动而减小。而且，牙齿的移动可能不一致，并且牙齿可能沿着一些维度比其他维度更加容易移动。例如，牙齿的移动能够沿着六个自由度发生，并且与目标移动相比的相对移动可能在牙齿的自由度之间不同。此外，牙齿的移动能够互相关联，使得第一牙齿的移动可能影响相邻牙齿的移动。
7.现有的使牙齿移动的矫正器可以在与治疗的各阶段结束时的牙齿的位置相对应的位置处设置牙齿收容腔体。该方法至少在一些情况下可能不够理想。
8.虽然与牙齿在治疗的各阶段结束时的目标位置相对应地制造矫正器能够是有效的，但是与实施例相关的产品表明，至少在一些情况下，施加到各个牙齿的力的量可能比理想情况小或大，并且牙齿的对应的移动可能不够理想。在施加的聚合物壳体矫正器的牙齿收容腔体的部位与牙齿的当前位置之间能够存在差异(discrepancy)。可以由置于牙齿上
的聚合物壳体矫正器的变形而产生力和力矩。当牙齿移动至靠近其在疗程的下一阶段的位置时，使用的聚合物壳体矫正器与牙齿之间的差异也能够变小。因此，由聚合物壳体矫正器施加的力也能够减小。当力足够小时，可能不能实现牙齿移动，直至使用具有新的、较大的差异的下一个聚合物壳体矫正器。另外，例如，由聚合物壳体矫正器产生的力和力矩能够来自牙齿的牙冠部分的差异，并且可以仅施加在牙齿牙冠上。然而，对于牙齿移动的生物反应能够通常集中在牙根上而不在牙冠上。因此，来自牙冠差异的力对于牙根移动可能不够理想。
9.鉴于以上，期望提供一种改进的方法和设备，用于利用聚合物壳体矫正器使牙齿移动至目标位置。理想地，这样的方法和设备会以减小的力使牙齿更精确地移动至目标位置。


技术实现要素：

10.本文描述了对于一组诸如聚合物壳体矫正器这样的矫正器产生修正的、过矫正的位置的系统和方法的实施例。通过过去的治疗病例的数据分析可以产生“实现(achievement)矩阵”，以产生修正的、过矫正的位置。作为替代或者组合，可以通过测量由于特定聚合物壳体矫正器与受试者的牙齿之间的差异而产生的力和力矩，以生成“力矩矩阵”。作为替代或者组合，转动分量可以添加到特定聚合物壳体矫正器的纯平移移动，以在牙齿移动的同时补偿倾斜效果。
11.通过阅读说明书、权利要求书和附图，本发明的其他目的和特征将变得清晰。
12.援引并入
13.在本说明书中提及的出版物、专利和专利申请，分别与以其被具体并单独指定为援引并入同等的程度，将该所有的出版物、专利和专利申请通过引用并入本文。
附图说明
14.在所附权利要求书中特别提出了本发明的新颖性特征。通过参考以下列举了利用本发明的原理的示例性实施例的具体实施方式以及附图，将获得对本发明的特征和优势效果的更好理解。在附图中：
15.图1示出根据多个实施例，在当前位置、期望目标位置、由于应用普通(plain)聚合物壳体矫正器而产生的实际结果位置、过矫正位置、以及由于应用本公开的聚合物壳体矫正器而产生的实际结果位置的牙齿的示意图；
16.图2示出根据多个实施例的具有过矫正的一组聚合物壳体矫正器的制造方法的流程图；
17.图3示出根据多个实施例的计划的牙齿路径与过矫正牙齿路径之间的差异的图；
18.图4示出根据多个实施例的在当前位置、下一计划位置、以及过矫正位置的牙齿的示意图；
19.图5示出根据多个实施例的具有过矫正的一组聚合物壳体矫正器的制造方法的流程图；
20.图6示出根据多个实施例的由聚合物壳体矫正器产生的转动牙齿移动的示意图；并且
21.图7示出根据多个实施例的具有过矫正的一组聚合物壳体矫正器的制造方法的流程图。
具体实施方式
22.本公开提供了一种对一组诸如聚合物壳体矫正器这样的矫正器产生修正的、过矫正的位置的系统和方法。
23.在一个方面中，提供了一种利用牙科矫正器移动一个以上牙齿的系统。系统包括数据库，该数据库包括与如下中的一者以上相对应的数据：(1)牙齿的目标位置与响应于治疗的牙齿的所实现的位置之间的多个差异；(2)牙齿移动与由牙科矫正器施加的力系统之间的多个相互关系(correlation)；或者(3)响应于由牙科矫正器施加的力系统的实现的牙齿移动的多个临床结果。系统能够包括处理单元，该处理单元连接到数据库，其中，处理单元被配置为确定一个以上牙齿中的每个牙齿的最初位置、确定治疗计划中的一个以上牙齿中的每个牙齿的目标位置、并且确定利用响应于数据库中的数据而确定的过矫正牙齿收容腔体位置使一个以上牙齿中的每个牙齿从最初位置移动到目标位置的移动矢量。
24.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
25.在多个实施例中，数据对应于多个差异，该多个差异包括力系统、实现矩阵、或者临床知识中的一者以上的差异。
26.在多个实施例中，处理单元被配置为基于过矫正位置修正牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体几何结构。
27.在多个实施例中，移动矢量被构造为建立由牙科矫正器施加到各个牙齿的力系统，以利用过矫正牙齿收容腔体位置使牙齿从最初位置移动至目标位置。当由牙科矫正器施加时，力系统能够将牙齿从最初位置移动到比过矫正牙齿收容腔体位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩(a moment of a couple)中的一者以上。
28.在多个实施例中，移动矢量响应于最小顶点距离或者最大顶点距离中的一者以上而被进一步确定。
29.在多个实施例中，处理单元进一步被配置为确定与过矫正牙齿收容腔体位置相对应的过矫正牙齿收容腔体，该过矫正牙齿收容腔体包括三维形状轮廓以收容具有对应的三维形状轮廓的对应的牙齿，牙齿收容腔体的三维形状轮廓是相对于处于目标位置的对应的牙齿的对应的三维形状轮廓的转动或平移中的一者以上，从而限定过矫正牙齿收容腔体位置。
30.在多个实施例中，牙科矫正器包括聚合物壳体矫正器。
31.在多个实施例中，处理单元进一步被配置为根据本文中的实施例中的任意实施例而生成制造牙科矫正器的指令，其中，牙科矫正器包括具有过矫正牙齿收容腔体位置的牙齿收容腔体。当牙科矫正器定位于一个以上的牙齿上时，该牙科矫正器能够被成型为将一个以上的牙齿沿着移动矢量从最初位置朝向目标位置移动。
32.在另一个方面中，提供了一种用于确定用于移动一个以上牙齿的牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体位置的方法。该方法可以包括：提供数据库，该数据库包括与如下中的一者以上相对应的数据：(1)牙齿的目标位置与响应于治疗的牙齿的实现位置之间的多个
差异、(2)牙齿移动与由牙科矫正器施加的力系统之间的多个相互关系、或者(3)响应于由牙科矫正器施加的力系统的实现的牙齿移动的多个临床结果；确定一个以上牙齿的最初位置；确定治疗计划中的一个以上牙齿的每个牙齿的目标位置；以及响应于数据库中的数据而确定牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体的过矫正位置。
33.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
34.在多个实施例中，数据对应于多个差异，该多个差异包括力系统、实现矩阵、或者临床知识中的一者以上的差异。
35.在多个实施例中，方法还包括基于过矫正位置修正牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体的几何结构。
36.在多个实施例中，牙科矫正器被构造为将力系统施加到牙齿，以利用过矫正牙齿收容腔体位置使牙齿从最初位置移动至目标位置。当由牙科矫正器施加时，力系统能够将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
37.在多个实施例中，确定过矫正位置包括响应于最小顶点距离或最大顶点距离中的一者以上地限制过矫正位置。
38.在多个实施例中，方法还包括确定与过矫正牙齿收容腔体位置相对应的过矫正牙齿收容腔体，该过矫正牙齿收容腔体包括三维形状轮廓以收容具有对应的三维形状轮廓的对应的牙齿，牙齿收容腔体的三维形状轮廓是相对于处于目标位置的对应的牙齿的对应的三维形状轮廓的转动或平移中的一者以上，从而限定过矫正位置。
39.在多个实施例中，牙科矫正器包括聚合物壳体矫正器。
40.在多个实施例中，方法还包括根据本文中的实施例中的任意实施例而产生制造牙科矫正器的指令，其中，牙科矫正器包括具有过矫正牙齿收容腔体位置的牙齿收容腔体。当牙科矫正器定位于一个以上的牙齿上时，该牙科矫正器能够被成型为将一个以上的牙齿沿着移动矢量从最初位置朝向目标位置移动。方法还包括制造牙科矫正器。
41.在另一个方面中，提供了一种利用牙科矫正器移动一个以上牙齿的系统。该系统能够包括：数据库，其包括与牙齿的目标位置与响应于治疗的牙齿的所实现的位置之间的多个差异相对应的数据；以及处理单元，其连接到数据库。处理单元可以被配置为：确定一个以上牙齿中的每个牙齿的最初位置、确定治疗计划中的一个以上牙齿中的每个牙齿的目标位置、并且确定利用响应于多个差异而确定的过矫正牙齿收容腔体位置使一个以上牙齿中的每个牙齿从最初位置移动到目标位置的移动矢量。
42.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
43.在多个实施例中，多个差异包括力系统、实现矩阵、或者临床知识中的一者以上的差异。
44.在多个实施例中，处理单元被配置为基于过矫正位置修正牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体几何结构。
45.在多个实施例中，移动矢量被构造为建立由牙科矫正器施加到牙齿的力系统，以利用过矫正牙齿收容腔体位置使牙齿从最初位置移动至目标位置。当由牙科矫正器施加
时，力系统可以将牙齿从最初位置移动到比过矫正牙齿收容腔体位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
46.在多个实施例中，移动矢量响应于最小顶点距离或者最大顶点距离中的一者以上而被进一步确定。
47.在多个实施例中，处理单元被构造为接收一个以上牙齿中的每个牙齿的最初位置和一个以上牙齿中的每个牙齿的最终位置作为输入；确定与将一个以上的牙齿从最初位置移动到最终位置的多个矫正器对应的多个阶段；确定各阶段的一个以上牙齿的每个牙齿的沿着移动路径的目标位置；以及确定各阶段的响应于沿着移动路径的目标位置的一个以上牙齿中的每个牙齿的过矫正位置。
48.在另一个方面中，提供了一种利用牙科矫正器移动一个以上牙齿的系统。系统可以包括：数据库，其包括牙齿移动与由牙科矫正器施加的力系统之间的多个相互关系；以及处理单元，其连接到数据库。处理单元能够被配置为：确定一个以上牙齿的最初位置、确定治疗计划中的一个以上牙齿中的每个牙齿的目标位置、并且确定响应于多个相互关系地利用与目标位置不同的过矫正牙齿收容腔体位置使一个以上牙齿中的每个牙齿从最初位置移动到目标位置的移动矢量。
49.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
50.在多个实施例中，处理单元被配置为基于过矫正位置修正牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体几何结构。
51.在多个实施例中，移动矢量被构造为建立由牙科矫正器施加到牙齿的力系统，以使牙齿从最初位置移动至过矫正位置。当由牙科矫正器施加时，力系统可以将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
52.在多个实施例中，移动矢量响应于最小顶点距离或者最大顶点距离中的一者以上而被进一步确定。
53.在多个实施例中，处理单元被构造为接收一个以上牙齿中的每个牙齿的最初位置和一个以上牙齿中的每个牙齿的最终位置作为输入；确定与将一个以上的牙齿从最初位置移动到最终位置的多个矫正器对应的多个阶段；确定各阶段的一个以上牙齿的每个牙齿的沿着移动路径的目标位置；以及确定各阶段的响应于沿着移动路径的目标位置的一个以上牙齿中的每个牙齿的过矫正位置。
54.在另一个方面中，提供了一种利用牙科矫正器移动一个以上牙齿的系统。系统可以包括：数据库，其包括与响应于由牙科矫正器施加的力系统的实现的牙齿移动的多个临床结果；以及处理单元，其连接到数据库。处理单元可以被配置为：确定一以上牙齿的最初位置、确定治疗计划中的一个以上牙齿中的每个牙齿的目标位置、并且确定利用响应于多个临床结果而确定的过矫正牙齿收容腔体位置使一个以上牙齿中的每个牙齿从最初位置移动到目标位置的移动矢量。
55.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
56.在多个实施例中，处理单元被配置为基于过矫正位置修正牙科矫正器的牙齿收容
腔体几何结构。
57.在多个实施例中，移动矢量被构造为建立由牙科矫正器施加到牙齿的力系统，以使牙齿从最初移动至过矫正位置。当由牙科矫正器施加时，力系统可以将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
58.在多个实施例中，移动矢量响应于最小顶点距离或者最大顶点距离中的一者以上而被进一步确定。
59.在多个实施例中，处理单元被构造为接收一个以上牙齿中的每个牙齿的最初位置和一个以上牙齿中的每个牙齿的最终位置作为输入；确定与将一个以上的牙齿从最初位置移动到最终位置的多个矫正器对应的多个阶段；确定各阶段的一个以上牙齿的每个牙齿的沿着移动路径的目标位置；以及确定各阶段的响应于沿着移动路径的目标位置的一个以上牙齿中的每个牙齿的过矫正位置。
60.在另一个方面中，提供了一种用于确定用于移动一个以上牙齿的牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体位置的方法。该方法可以包括：提供数据库，该数据库包括先前的治疗数据，其与牙齿的目标位置与响应于治疗的牙齿的所实现的位置之间的多个差异相对应；确定一个以上牙齿的最初位置；确定在治疗计划中的一个以上牙齿中的每个牙齿的目标位置；以及响应于先前的治疗数据而确定一个以上牙齿收容腔体的过矫正位置。
61.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
62.在多个实施例中，牙科矫正器被构造为向牙齿施加力系统，以使牙齿从最初移动至过矫正位置。当由牙科矫正器施加时，力系统将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
63.在多个实施例中，确定过矫正位置包括响应于最小顶点距离或最大顶点距离中的一者以上地限制过矫正位置。
64.在另一个方面中，提供了一种利用牙科矫正器移动一个以上牙齿的方法。方法可以包括：提供数据库，该数据库包括牙齿移动与牙科矫正器施加的力系统之间的多个相互关系；以及响应于多个相互关系而确定牙科矫正器的一个以上的牙齿收容腔体的一个以上的过矫正位置。
65.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
66.在多个实施例中，牙科矫正器被构造为向牙齿施加力系统，以使牙齿从最初移动至过矫正位置。当由牙科矫正器施加时，力系统将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
67.在多个实施例中，确定过矫正位置包括响应于最小顶点距离或最大顶点距离中的一者以上地限制过矫正位置。
68.在另一个方面中，提供了一种用于确定用于移动一个以上牙齿的牙科矫正器的一个以上牙齿收容腔体的位置的方法。方法可以包括：提供数据库，该数据库包括响应于由牙科矫正器施加的力系统的实现的牙齿移动的多个临床结果；以及响应于与由牙科矫正器施加的力系统所响应的实现的牙齿移动的多个临床结果，确定一个以上的牙齿收容腔体的过
矫正位置。
69.在多个实施例中，数据库包括患者的治疗历史、正畸疗法、正畸信息、或者诊断中的一者以上。
70.在多个实施例中，牙科矫正器被构造为向牙齿施加力系统，以使牙齿从最初移动至过矫正位置。当由牙科矫正器施加时，力系统将牙齿从最初位置移动到比过矫正位置更靠近目标位置的位置。力系统能够包括力、力的力矩、或者力偶矩中的一者以上。
71.在多个实施例中，确定过矫正位置包括响应于最小顶点距离或最大顶点距离中的一者以上地限制过矫正位置。
72.在另一个方面中，提供了一种用于移动患者的牙齿的方法。该方法能够包括：设置第一矫正器，其具有第一多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第一目标位置，第一过矫正牙齿收容腔体的位置以第一量不同于第一目标位置；以及设置第二矫正器，其具有第二多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第二目标位置，第二过矫正牙齿收容腔体的位置以第二量不同于第二目标位置；其中，第二量比第一量小。
73.在多个实施例中，第一量包括第一多个第一量，并且第二量包括第二多个第二量，第二多个第二量中的每个均小于第一多个第一量中的对应的第一量。
74.在多个实施例中，在第一过矫正之后提供第二过矫正。或者，能够在第一过矫正之前提供第二过矫正。
75.在多个实施例中，该方法还包括设置第三矫正器，该第三矫正器具有第三多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第三目标位置，第三过矫正牙齿收容腔体的位置以第三量不同于第三目标位置；其中，第三量比第一量和第二量小。能够在第二矫正器之前或者之后设置第三矫正器。
76.在另一个方面中，提供了一种用于移动患者的牙齿的系统。该系统能够包括：第一矫正器，其具有第一多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第一目标位置，第一过矫正牙齿收容腔体的位置以第一量不同于第一目标位置；以及第二矫正器，其具有第二多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第二目标位置，第二过矫正牙齿收容腔体的位置以第二量不同于第二目标位置；其中，第二量比第一量小。
77.在多个实施例中，第一量包括第一多个第一量，并且第二量包括第二多个第二量，第二多个第二量中的每个均小于第一多个中的对应的第一量。
78.在多个实施例中，该系统还包括第三矫正器，该第三矫正器具有第三多个过矫正牙齿收容腔体，以将牙齿移动至第三目标位置，第三过矫正牙齿收容腔体的位置以第三量不同于第三目标位置；其中，第三量比第一量和第二量小。
79.在另一个方面中，对于根据本文中的任意实施例的系统或方法，一个以上的牙齿包括多个牙齿，并且矫正器包括多个过矫正牙齿收容腔体。
80.在另一个方面中，对于根据本文中的任意实施例的系统或方法，各个过矫正牙齿收容腔体包括三维形状轮廓以收容具有对应的三维形状轮廓的对应的牙齿，牙齿收容腔体的三维形状轮廓是相对于处于目标位置的对应的牙齿的对应的三维形状轮廓的转动或平移中的一者以上，从而限定过矫正牙齿收容腔体位置。
81.在另一个方面中，对于根据本文中的任意实施例的系统或方法，过矫正牙齿收容腔体包括沿着所述一个以上牙齿的每个牙齿的牙齿收容腔体的六个自由度中的一个以上
的三维形状轮廓的过矫正。
82.在另一个方面中，对于根据本文中的任意实施例的系统或方法，矫正器包括聚合物壳体矫正器，并且聚合物壳体矫正器已经利用3d打印、立体光刻、或者熔融沉积成型中的一者以上而直接制造。
83.在另一个方面中，提供了一种用于移动一个以上牙齿的方法，包括提供根据本文中的任意实施例的系统。
84.在另一个方面中，根据本文的任意实施例的系统或方法还包括用于制造牙科矫正器的指令。
85.本文公开的方法、系统和设备能够以多种方式组合，并且可以包括已知的聚合物壳体矫正器中的一个以上构成部分。已知的重定位牙齿的壳体矫正器可以包括促进牙齿移动的可预见性的特征。例如，这样的特征可以包括从santa clara,ca的阿莱恩技术有限公司(align technology,inc.)的产品中可获得的“活动附着体”、“活动式牙床矫正器(activator)”、“压力点”、“咬合坡面”和“动力脊”。这样的特征可以依赖于向普通壳体矫正器和/或牙齿添加特征。例如，通过利用活动式牙床矫正器或者附着体的活动装接，能够产生更多转矩以转动犬齿或者前臼齿。动力脊可以用于产生转矩，以在颊侧
‑
舌侧方向上移动齿根。可以然后在装接或者添加到牙齿的特征附近，局部地修正聚合物壳体矫正器内表面。然而，聚合物壳体矫正器的大部分表面可以仍然在原来的位置(即，对于治疗的特征阶段的牙齿的期望位置)并且未改变。本申请将这样的聚合物壳体矫正器称为“普通聚合物壳体矫正器”。
86.如本文所使用的，术语“目标位置”和“计划位置”可以互换。
87.如本文所使用的，术语“患者”和“受试者”可以互换。
88.虽然参考了包括聚合物壳体矫正器的矫正器，但是本文公开的实施例也良好地适用于收容牙齿的很多矫正器，例如，不是聚合物或壳体中的一者以上的矫正器。例如，能够利用诸如金属、玻璃、强化纤维、碳纤维、复合材料、强化复合材料、铝、生物材料这样的多种材料中的一者以上以及它们的组合来制造矫正器。例如，能够以多种方式成型矫正器，诸如利用热成型或者直接制造，如本文所述。作为替代或者组合，能够利用机械加工制造矫正器，诸如利用计算机数字控制加工而由材料块制造矫正器。
89.适合于并入根据本公开的实施例的诸如聚合物壳体矫正器这样的矫正器的实例描述于2009年11月20日提交的美国申请序列号12/623,340、2010年6月3日以标题“包括参数化附着体的正畸系统和方法”公开为us 2010/0138025，以及2013年4月17日提交的美国申请序列号13/865,091、以标题“优化牙科校准器几何结构的方法和系统”公开为us 2013/0230818，这两个美国申请的全部公开内容通过引用而并入本文。
90.在多种情况下，以及对于多种移动，普通聚合物壳体矫正器可以良好的起作用。当存在诸如显著转动、挤出或者齿根移动这样的复杂移动时，能够添加特征。即使如此，普通聚合物壳体矫正器自身仍然能够产生大部分的力和力矩，以移动牙齿。
91.普通聚合物壳体矫正器的制造过程可以如下。首先，可以获取最初牙齿位置和最终牙齿位置，并且可以生成所有牙齿的移动路径。然后，可以将诸如附着体、凹陷和脊这样的附加特征添加到牙齿。然后可以使用3d打印机打印牙齿、颌和其它特征的物理模具。薄塑料板可以在模具上热成型。可以切出齿龈线，并且可以从模具移除聚合物壳体矫正器。最
后，可以清洁并且包装普通聚合物壳体矫正器。
92.在多个实施例中，处理器包括用户输入和显示器，用于使用户在治疗的各个阶段将多个牙齿定位并且定向在目标位置和朝向处。或者，用户可以在治疗的最终阶段将多个牙齿定位并且定向在目标最终位置和朝向处，并且处理器可以确定在治疗的多个中间阶段中的每个阶段的牙齿的位置和朝向。处理器可以接收牙齿的多个最初位置和最初朝向作为输入。处理器可以包括在多个治疗阶段中的每个阶段将矫正器的牙齿收容腔体定位在远离目标位置和朝向的位置的指令，从而为矫正器提供作动能量。处理器可以包括在多个阶段的每个阶段输入远离目标位置和朝向的牙齿收容腔体的位置的指令。处理器可以包括利用间接制造或直接制造而制造多个矫正器的指令，该间接制造包括热成型，该直接制造包括3d打印、立体光刻以及熔融沉积成型中的一者以上。在多个实施例中，处理器产生制造一个以上矫正器的指令，并且将指令传递到制造机，例如，该制造机被构造为利用直接制造或间接制造或其组合而制造矫正器。
93.普通聚合物壳体矫正器能够由从最初位置到最终位置的牙齿位置构成。在软件中，例如，能够考虑到以下原则而设计牙齿位置。牙齿在所有阶段均不能互相碰撞，否则治疗过程能够包括一个以上牙齿的部分的移除。另外，在一些实施例中，因为生物学上的限制，所以牙齿不能移动太快。
94.因此，对于治疗的各个阶段生成的牙齿移动路径能够与针对特定治疗阶段牙齿能够移动的极限相关联。然而，例如，聚合物壳体矫正器自身能够用于移动牙齿，而不用于限制牙齿移动。因为矫正器能够基于下一阶段治疗的牙齿定位，并且矫正器能够在治疗的现阶段放置于患者的整个齿列上，所以能够产生来自聚合物壳体矫正器的力。
95.在本公开中，提供了创建聚合物壳体矫正器的改进的方法。不是创建具有与牙齿在下一阶段的位置相对应的牙齿收容腔体的聚合物壳体矫正器，而是能够例如基于修正的、过矫正牙齿位置而创建矫正器。在该修正的牙齿位置中，可以产生力和力矩，以使齿根在期望的方向上移动，而不是将牙齿限制到下一个位置。图1示出了将齿根作为目标的修正的牙齿位置的示意图。
96.图1示出了牙齿在各种位置处的示意图，各种位置为：当前位置102(例如，当前位置102a)；期望目标位置104，其包括牙齿在治疗阶段结束时的计划部位(例如，下一个计划位置104a)；由于应用普通聚合物壳体矫正器而产生的实际结果位置106(例如，不具有过矫正的实现位置106a，其相对于下一个计划位置104a可能呈现平移的延迟和/或倾斜)；过矫正位置112(例如，过矫正位置112a，其相对于下一个计划位置104a可能呈现更大平移以创建更大的力和/或转动以补偿倾斜并且移动齿根)；以及实际的结果位置114，其源自本公开的被构造为过矫正的聚合物壳体矫正器的应用，如本文所述(例如，具有过矫正的实现的位置114a，其可以接近或者基本匹配下一个计划位置104a)。因为产生的力和力矩能够随着矫正器与牙齿的差异减小而减小，所以期望的目标位置104与实现的实际位置106之间可能存在差异。如箭头108所示，在牙齿的平移中可能存在延迟。如箭头110所示，可能存在从齿根的倾斜或者转动。根据本公开的实施例，聚合物壳体矫正器可以被构造为在与过矫正位置112相对应的部位处具有矫正器的牙齿收容腔体。与未矫正的矫正器相比，可以提供更多平移以产生更大的力。可以添加转动以补偿倾斜效果，并且移动齿根。产生的力和力矩随着矫正器与牙齿之间的差异减小而减小。然而，随着牙齿朝向目标位置移动，牙齿收容腔体的过
矫正位置112与实现的实际位置114之间可能留存差异。源自过矫正的结果位置114能够更加匹配治疗过程中的期望目标位置104。
97.诸如聚合物壳体矫正器这样的矫正器能够以一种以上的方式构成，其中，以过矫正的牙齿收容腔体移动一个以上的牙齿，如本文所述。牙齿包括诸如三维形状轮廓这样的牙齿轮廓，并且聚合物壳体矫正器的牙齿收容腔体可以包括对应的内部三维形状轮廓，以收容牙齿。能够与牙齿的下一个计划位置相关地，过矫正聚合物壳体矫正器的牙齿收容腔体的形状轮廓的位置。作为替代或者组合，能够与牙齿的下一个计划朝向相关地，过矫正牙齿收容腔体的三维形状轮廓的朝向。
98.能够沿着六个自由度中的一个以上的自由度而提供牙齿收容腔体的三维形状轮廓的过矫正。能够沿着两个以上的自由度而提供过矫正，例如沿着一个平移自由度和一个转动自由度。能够沿着三个以上的自由度而提供过矫正，例如沿着两个平移自由度和一个转动自由度。例如，能够响应于临床数据而确定沿着各个自由度的过矫正的量。能够过矫正牙齿收容腔体的额外的自由度以使牙齿向计划位置和朝向移动。
99.矫正器能够被构造为利用如本文所述的多个治疗阶段的每个阶段处的多个过矫正的牙齿收容腔体而移动多个牙齿。多个过矫正的牙齿收容腔体中的每个牙齿收容腔体能够被构造为使多个牙齿中的对应的牙齿向计划的目标位置移动。
100.参考图2，创建聚合物壳体矫正器的示例性方法可以如下。在步骤202中，可以获取受试者的牙齿的初始位置并且输入到处理器。在步骤204中，可以确定在治疗过程的结束时的受试者的牙齿的最终期望位置并输入到处理器。在步骤206中，可以设计各个牙齿的移动路径。可以设计移动路径，使得在治疗的各个阶段处，牙齿可以不互相碰撞，并且可以以受限的速度(例如，0.25mm/治疗阶段，治疗阶段可以为例如2周)移动。在步骤208中，可以获取从当前阶段到下一个阶段或下几个阶段的牙齿移动。在步骤210中，可以修正下一个阶段的牙齿位置，以创建充足的力(即，从当前阶段到下一个阶段的差异足够大)，以使得牙齿靠近期望目标位置地移动。能够以多种方式中的一种以上的方式利用过矫正进行步骤210的修正。例如，可以如本文所述地过矫正牙齿位置。在步骤212中，例如，可以利用牙齿收容腔体的一个以上的位置或朝向的过矫正，而添加更大的齿根移动以补偿在移动期间牙齿齿根的延迟。在步骤214中，例如，可以利用牙齿收容腔体的一个以上的位置或朝向的过矫正，而添加转动以在牙齿整体平移(例如，用于间隙闭合治疗)的同时补偿并且克服倾斜效果。在步骤216中，例如，可以利用牙齿收容腔体的一个以上的位置或朝向的过矫正，而应用其他改变以提高施加的力或力矩。在步骤218中，可以创建处于修正的矫正器(即，过矫正聚合物壳体矫正器)牙齿位置的所有牙齿和颌的模型。可以添加诸如附着体和动力脊这样的其他特征。可以利用例如3d打印技术而创建模具。在步骤220中，薄塑料板可以热成型至模具，以创建校准器(aligner)或矫正器。在步骤222中，从模制的板切出齿龈线，并且从模具移除校准器或矫正器。在步骤224中，可以清洁和包装校准器或者矫正器。作为替换或者组合，能够例如利用矫正器的3d打印、立体光刻或者熔融沉积成型中的一者以上而直接制造矫正器。
101.虽然以上步骤示出了根据多个实施例的以改进的方式生成过矫正以移动牙齿的一组聚合物壳体矫正器的方法200，但是本领域普通技术人员基于本文描述的教导可以认识到各种变形。可以以不同的顺序实施这些步骤。可以添加或者删除步骤。一些步骤可以包括子步骤。只要有助于治疗，多个步骤可以尽可能地重复。
102.可以利用如本文所述的电路元件，例如，计算机或者计算机化系统中的处理器或者逻辑电路中一者以上，而执行方法200中的一个以上的步骤。可以对电路进行编程，以提供方法200的一个以上的步骤，并且程序可以包括例如存储在计算机可读存储器中的程序指令或者逻辑电路的可编程步骤。
103.本公开的方面提供了几种方式以修正校准器或者聚合物壳体矫正器的牙齿位置，如此处或如下所论述。可以单独地、以各种组合地、或者以他们的构成步骤或部分的各种组合，而应用修正牙齿位置的方法。
104.1.基于实现统计(achievement statistics)修正牙齿位置
105.可以利用实现统计而确定适当的过矫正。实现统计描述了用于治疗后(或者治疗中)病例的所实现的牙齿移动与计划的牙齿移动之间的关系。牙齿能够被认为是刚性体，并且其移动能够以6个自由度(dof)或者3个平移以及3个转动自由度来描述。或者，实现统计提供了如下数据：其对应于牙齿响应于治疗的实现的位置与计划的目标位置之间的差异。
106.在治疗之后，牙齿移动至靠近计划的最终位置的新的位置，然而不会与计划的最终位置完全相同。从最初牙齿位置到该新的位置的移动可以被称为所实现的移动。该所实现的移动能够通过制造新的印模并且将其与最初的印模比较而测得。作为替代或者组合，能够使用除了印模之外的其它类型的数据，诸如牙齿的扫描或图像。
107.能够利用被称为计划
‑
实现关系的统计关系而描述计划的移动与实现的移动之间的关系。
108.实现统计能够示出计划的移动与实现的移动之间的关联，并且项目之间的交叉关联能够用于设计聚合物壳体矫正器。
109.能够通过大量治疗病例的数据分析而估计计划
‑
实现关系。在一些实施例中，可以使用线性回归。
110.根据治疗后病例而评估的计划
‑
实现关系能够代表牙齿的完整移动，即，从牙齿的初始位置到牙齿的最终位置。当已知阶段数量时，可以根据完整的计划
‑
实现关系而计算对于单个阶段的计划
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实现关系(可以被称为阶段计划
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实现关系)。能够根据计划
‑
实现关系而计算过矫正。根据计划
‑
实现关系，能够得知牙齿的期望的最终位置利用普通校准器或聚合物壳体矫正器不能完全实现。可以使用过矫正，以扩大并且矫正移动。
111.然而，能够更多地调整过矫正移动，以解决复杂的牙齿移动。一种考虑可以是将过矫正与计划的移动混合。在一些实施例中，当开始治疗时，因为大于所需的过矫正可能对齿根施加过大的力，并且导致患者疼痛和/或不适，所以过矫正应当不太大。在几周之后，由于生物响应，牙齿可能开始移动并且导致靠近齿根的骨头可能变软。然后，能够添加进一步的过矫正。在一些实施例中，当治疗到达最终阶段时，过矫正能够减小至使得牙齿靠近最终位置地移动，而不具有较大的过矫正位置。
112.例如，能够以线性回归拟合来自临床研究的数据，以确定实现矩阵的参数以及r2值。
113.在图3的过矫正图400中示出了过矫正的改变。图400示出了对于多个治疗阶段，例如，0(治疗之前的最初阶段)、1、2等至n，其中n是最终阶段，受试者的一个以上牙齿的计划的牙齿路径402以及过矫正的牙齿收容腔体路径404。图400包括计划牙齿路径402的线，其能够与过矫正牙齿路径404比较。与较后的阶段408相比，在早期阶段406可以具有更大的过
矫正。各个阶段具有受试者的计划牙齿位置以及矫正器的牙齿收容腔体的对应的过矫正牙齿位置，如例如阶段1和2的虚线所示。一个阶段的矫正器的多个牙齿收容腔体中的每个牙齿收容腔体能够通过参考牙齿位置而被过矫正，如本文所述。最终阶段的牙齿收容腔体可以或可以不过矫正，并且矫正器可以留在牙齿上较长的时间，以确保牙齿已经移动至最终目标位置。
114.如本文所述的处理单元能够被配置为具有指令以接收一个以上牙齿的每个牙齿的最初位置和一个以上牙齿的每个牙齿的最终位置作为输入。处理单元能够被配置为具有指令，以确定使一个以上的牙齿从最初位置移动到最终位置的、与多个矫正器对应的多个阶段。例如，处理单元能够被配置为确定各个阶段的沿着计划移动路径的一个以上的牙齿的每个牙齿的最终位置，并且确定各个阶段的响应于沿着移动路径的目标位置的、一个以上的牙齿收容腔体中的每个牙齿收容腔体的过矫正位置。
115.过矫正可以随着治疗过程接近完成而逐渐减小至零。例如，可以设置过矫正的这样的减小，以使得患者的软组织能够开始固定。
116.本公开提供了通过应用这样的逐渐减小的过矫正而移动牙齿的改进的方法和系统。矫正器的牙齿收容腔体的位置能够位于对牙齿提供过矫正力矢量的位置处。例如，如果当前阶段的牙齿的目标位置位于距离刚好之前的阶段的位置0.2mm的位置处，则例如，牙齿收容腔体能够位于距离之前阶段的位置0.3mm的位置处，用以提供具有期望的力矢量的过矫正。第一过矫正力矢量可以施加在牙齿上，以利用第一矫正器的第一过矫正牙齿收容腔体而使牙齿向第一目标位置移动。第一过矫正力矢量可以具有第一过矫正，该第一过矫正指向为使得牙齿向与第一目标位置不同的第一过矫正位置移动。第二过矫正力矢量可以然后施加在牙齿上，以利用第二矫正器的第二过矫正牙齿收容腔体而使牙齿向第二目标位置移动。第二过矫正力矢量可以具有第二过矫正，该第二过矫正指向为使得牙齿向与第二目标位置不同的第二过矫正位置移动。第二过矫正可以比第一过矫正小，并且可以在第一过矫正之后施加。第三过矫正力矢量可以施加在牙齿上，以利用第三矫正器的第三过矫正牙齿收容腔体而使牙齿向第三目标位置移动。第三过矫正力矢量可以具有第三过矫正，该第三过矫正指向为使得牙齿向与第三目标位置不同的第三过矫正位置移动。第三过矫正可以比第一过矫正和第二过矫正小。首先，具有第一、第二、和/或第三多个牙齿收容腔体的第一、第二、和/或第三壳体矫正器例如可以被设置并构造为对牙齿施加第一、第二、和/或第三过矫正力矢量。本领域的普通技术人员应当认识到过矫正的顺序、时间或量中的一者以上的变化。
117.另一个调整可以包括最小牙冠移动和最大牙冠移动。在一些实施例中，为了移动牙齿，应当对牙齿施加足够的力而不是太大的力。对于校准器或者聚合物壳体矫正器，创建的力能够与校准器或矫正器与牙齿之间的差异相关。能够如下并且如本文所述地修正过矫正移动。
118.能够测量所有的牙冠表面点的从当前位置到过矫正位置的最大移动距离。该最大顶点距离能够大于一个数值，例如0.2mm。该距离能够小于另一个数值，例如0.50mm。如果距离过大或者过小，则乘以移动矢量的过矫正移动能够增大或减小。
119.图4示出了牙齿位置的示意图，并且是处于当前位置502、计划目标位置504、和过矫正目标位置506的牙齿的实例。能够看出过矫正目标位置506能够包含比计划目标位置
504大的移动，特别是对于齿根部508。较大的移动可能是因为齿根通常难以移动，因此，能够将校准器或聚合物壳体矫正器制造为使齿根部508移动得更多。
120.图5示出了利用如此处和前文所述的“实现矩阵”而创建聚合物壳体矫正器的方法600的流程图。在步骤602中，可以收集各种患者的治疗后病例。在步骤604中，可以在治疗之前和之后制造各种患者的齿列的印模，以评估实现的牙齿移动。在步骤606中，可以匹配印模，以评估实现的牙齿移动。作为代替或者组合，除了印模之外的其它类型的数据也可以使用，诸如在治疗之前和之后的齿列的扫描或者图像。在步骤608中，可以利用各种实施例中的评估出的实现的牙齿移动而建立实现矩阵。可以利用诸如线性回归这样的数据分析建立实现矩阵。在步骤610中，实现矩阵可以转化以生成过矫正矩阵。实现矩阵能够用于响应于一个以上的差异而矫正牙齿移动。在步骤612中，可以通过获取各个治疗阶段的计划移动矢量并且乘以过矫正矩阵，而生成用于各个治疗阶段的过矫正移动。在步骤614中，可以调整过矫正移动，使得牙冠的最大顶点移动不太小也不太大(例如，大于0.2mm并且小于0.5mm)。在步骤616中，过矫正移动可以应用到当前治疗阶段，以获得修正的牙齿位置。在步骤618中，可以根据所有牙齿的修正的牙齿位置而创建校准器或者聚合物壳体矫正器。
121.虽然以上步骤示出了根据多个实施例的以改进的方式生成过矫正以移动牙齿的一组聚合物壳体矫正器的方法600，但是本领域普通技术人员基于本文描述的教导可以认识到各种变形。可以以不同的顺序实施这些步骤。可以添加或者删除步骤。一些步骤可以包括子步骤。只要有助于治疗，多个步骤可以尽可能地重复。
122.可以利用如本文所述的电路元件，例如，计算机或者计算机化系统中的处理器或者逻辑电路中一者以上，而执行方法600中的一个以上的步骤。可以对电路进行编程，以提供方法600的一个以上的步骤，并且程序可以包括例如存储在计算机可读存储器中的程序指令或者逻辑电路的可编程步骤。
123.2.基于临床和/或力学知识修正牙齿位置
124.生成过矫正的另一种方法可以是使用基于利用校准器或者聚合物壳体矫正器以使牙齿移动的治疗的多个病例的历史的临床和/或力学知识。临床和/或力学知识能够提供关于牙齿移动与由牙科矫正器施加的力系统之间的相互关系的信息，以及响应于由牙科矫正器施加的力系统而实现的牙齿移动的临床结果。
125.例如，当使用校准器或聚合物壳体矫正器以治疗前臼齿拔出的病例时，当缝隙闭合时可能存在犬齿的不期望的倾斜效果。当犬齿远侧平移时，力能够大多施加至牙冠，这可能使犬齿朝向臼齿倾斜。在治疗完成之后，犬齿齿根可能是直的，并且不与其它牙齿良好地对齐。为了更好地使犬齿齿根变直并且对齐，附着体可以设置于犬齿，以增加更多的转矩，并且补偿倾斜。作为替代或者组合，可以利用一些转动或者转矩而修正牙齿位置。
126.参考图6，为了创建这样的修正位置，可以首先判定前臼齿拔出或者间隙闭合治疗是否适当。对于犬齿1002，齿根尖可以向远侧(绕着牙冠基的x轴)转动，如箭头1004所示，并且向舌侧(绕着牙冠基的y轴)转动，如箭头1006所示。从而能够补偿由于如箭头1008所示的远侧平移以及如箭头1010所示的舌侧移动而产生的倾斜。对于第二前臼齿1012的作动，齿根尖能够向近中侧(绕着齿冠基的x轴)转动，如箭头1014所示，并且第二臼齿能够同时向远侧平移，如箭头1016所示。
127.参考图7，生成过矫正的聚合物壳体矫正器的方法1100能够如下。首先，在治疗过
程中牙齿的最初位置和最终位置可以在步骤1102中确定。然后，可以基于例如避免牙齿碰撞的临床限制和速度(例如，0.25mm/2周)而定义牙齿移动路径。根据第一牙齿移动路径，第二牙齿移动路径可以在步骤1106中创建，并且用于在步骤1108中生成校准器或者聚合物壳体矫正器。在第二路径中的牙齿排列的限制能够比第一路径中的大。例如，可以允许牙齿碰撞，并且速度能够大于每两周0.25mm。
128.能够根据各种来源得到用于生成第二牙齿移动路径或者排列的知识。在步骤1110中，例如，可以对过去的治疗病例进行数据分析。在步骤1112中，例如，可以在实验室中测量各种校准器或者聚合物壳体矫正器的力学性能(即，产生的力/转矩)。在步骤1114中，例如，过矫正可以起因于诸如动力脊等的牙齿的附着体。如果使用了附着体，则因为附着体可能已经帮助接合并且产生力，所以过矫正能够是小的。在步骤1116中，可以应用之前的临床知识。在步骤1118中，从第一牙齿路径到第二牙齿路径的过矫正或修正可以在治疗的最初和中间阶段较大，而当治疗接近完成时变小，使得最终牙齿排列接近最终位置。
129.在步骤1120中，响应于如上所述的一个以上的差异而生成过矫正的矫正器。
130.虽然以上步骤示出了根据多个实施例的以改进的方式生成过矫正以移动牙齿的一组聚合物壳体矫正器的方法1100，但是本领域普通技术人员基于本文描述的教导可以认识到各种变形。可以以不同的顺序实施这些步骤。可以添加或者删除步骤。一些步骤可以包括子步骤。只要有助于治疗，多个步骤可以尽可能地重复。
131.可以利用如本文所述的电路元件，例如，计算机或者计算机化系统中的处理器或者逻辑电路中一者以上，而执行方法1100中的一个以上的步骤。可以对电路进行编程，以提供方法1100的一个以上的步骤，并且程序可以包括例如存储在计算机可读存储器中的程序指令或者逻辑电路的可编程步骤。
132.虽然本文已经示出并且描述了本发明的优选实施例，但是对本领域的技术人员显而易见的是，这些实施例仅以实例的方式提供。在不背离本发明的情况下，本领域的技术人员可以进行各种变形、改变和替换。应当理解的是，可以在实施本发明时采用对本文描述的本发明的实施例的各种替换。期望的是，由随附的权利要求书限定本发明的范围，从而涵盖在这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。