带翼固定修复体的优化方法及设备

本申请涉及口腔医学，尤其涉及一种带翼固定修复体的优化方法及设备。

背景技术：

1、带翼固定修复体通常采用陶瓷或树脂材料制成，用于临时或永久修复小范围牙列缺损。由于该修复体中的翼板面积较小，且在佩戴过程中无需对位于牙列的缺牙间隙两侧的自然牙进行磨切，因此具有良好的应用前景。

2、在实际应用中，修复体的翼板通常粘接于邻近缺牙间隙的自然牙的侧面。由于修复体的翼板主要由医生依靠个人经验设计，忽视了患者口腔内部的咬合特点，不利于修复体在口腔内部的长期稳定服役，影响远期修复治疗效果。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种带翼固定修复体的优化方法及设备，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种带翼固定修复体的优化方法，包括：建立修复体的翼板通过粘接剂粘接于牙列的三维有限元模型；向牙列加载咬合信息；咬合信息为从患者的口腔内部采集得到；对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的初始应力云图；初始应力云图用于表征翼板处于初始状态时，粘接界面各处的应力值；基于初始应力云图，确定粘接界面是否存在应力集中区域；应力集中区域为粘接界面上应力值大于或等于预设应力值的区域；在粘接界面存在应力集中区域的情况下，优化翼板的几何形状，以减小应力集中区域的面积或消除应力集中区域。

3、在一种实施方式中，优化翼板的几何形状，包括如下至少之一：在三维有限元模型中，优化翼板的面积；在三维有限元模型中，优化翼板的厚度。

4、在一种实施方式中，在三维有限元模型中，优化翼板的面积，包括：将翼板的面积增加预设面积，使翼板处于第1次优化状态；对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的第一应力云图；第一应力云图用于表征翼板处于第1次优化状态时，粘接界面各处的应力值；将第一应力云图与初始应力云图进行比较，确定应力集中区域是否减小；若应力集中区域的面积减小，则迭代增加翼板的面积；否则，迭代减小翼板的面积。

5、在一种实施方式中，该优化方法还包括：在第i次迭代增加或迭代减小翼板的面积后，对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的第i应力云图；第i应力云图用于表征翼板处于第i次优化状态时，粘接界面各处的应力值；i为大于等于2的整数；将第i应力云图与第i-1应力云图进行比较，确定应力集中区域是否减小；若应力集中区域的面积减小，则继续对翼板执行相应的迭代；否则，停止迭代并将翼板处于第i-1次优化状态时的几何形状作为目标翼板。

6、在一种实施方式中，若应力集中区域的面积减小，则继续对翼板执行相应的迭代，包括：若应力集中区域的面积减小，且翼板处于第i次优化状态时的面积位于预设面积范围内，则继续对翼板执行相应的迭代；预设面积范围为翼板处于初始优化状态时的面积的0.5倍～1.5倍。

7、在一种实施方式中，在三维有限元模型中，牙列具有缺牙间隙，修复体的翼板与牙列中邻近缺牙间隙的自然牙粘接；

8、增加翼板的面积包括：在自然牙的外表面上，将翼板的外周缘的至少部分区域向外延伸预设面积；和/或，减小翼板的面积包括：在自然牙的外表面上，将翼板的外周缘的至少部分区域向内缩减预设面积。

9、在一种实施方式中，在三维有限元模型中，优化翼板的厚度包括：将翼板的厚度增加预设厚度，使翼板处于第1次优化状态；对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的第一应力云图；第一应力云图用于表征翼板处于第1次优化状态时，粘接界面各处的应力值；将第一应力云图与初始应力云图进行比较，确定应力集中区域是否减小；若应力集中区域的面积减小，则迭代增加翼板的厚度；否则，迭代减小翼板的厚度。

10、在一种实施方式中，该优化方法还包括：在第i次迭代增加或迭代减小翼板的厚度后，对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的第i应力云图；第i应力云图为翼板处于第i次优化状态时，粘接界面各处的应力值；i为大于等于2的整数；将第i应力云图与第i-1应力云图进行比较，确定应力集中区域是否减小；若应力集中区域的面积减小，则继续对翼板执行相应的迭代；否则，将翼板处于第i-1次优化状态时的几何形状作为目标翼板。

11、在一种实施方式中，若应力集中区域的面积减小，则继续对翼板执行相应的迭代，包括：若应力集中区域的面积减小，且翼板处于第i次优化状态时的厚度位于预设厚度范围内，则继续对翼板执行相应的迭代；预设厚度范围为翼板处于初始优化状态时的厚度的0.5倍～1.5倍。

12、第二方面，本申请实施例提供了一种带翼固定修复体的优化设备，包括：处理器和存储器，存储器中存储指令，指令由处理器加载并执行，以实现上述任一种实施方式的优化方法。

13、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，上述各方面任一种实施方式中的方法被执行。

14、上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：通过向三维有限元模型中的牙列加载咬合信息，可以模拟患者口腔内部的牙列在进行咬合运动下修复体通过翼板粘接牙列的实际使用情况，这样在对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析时，可获得与实际使用情况更加适配的初始应力云图，进而在利用初始应力云图确定出粘接界面存在应力集中区域的情况下，通过对翼板的几何形状进行优化来减小粘接界面的应力集中区域的面积甚至消除粘接界面的应力集中区域，可使粘接界面的应力分布更加均匀，进而可有效避免因粘接界面断裂而引起修复失效的问题，有利于修复体在口腔内部的长期稳定服役，从而延长修复体的整体使用寿命，获得良好的远期修复效果。

15、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种带翼固定修复体的优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，优化所述翼板的几何形状，包括如下至少之一：

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，在所述三维有限元模型中，优化所述翼板的面积，包括：

4.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括：

5.根据权利要求4所述的优化方法，其特征在于，若所述应力集中区域的面积减小，则继续对所述翼板执行相应的迭代，包括：

6.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，在所述三维有限元模型中，所述牙列具有缺牙间隙，所述修复体的翼板与所述牙列中邻近缺牙间隙的自然牙粘接；

7.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，在所述三维有限元模型中，优化所述翼板的厚度，包括：

8.根据权利要求7所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括：

9.根据权利要求8所述的优化方法，其特征在于，若所述应力集中区域的面积减小，则继续对所述翼板执行相应的迭代，包括：

10.一种带翼固定修复体的优化设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器中存储指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。

技术总结
本申请提出一种带翼固定修复体的优化方法及设备，该优化方法包括：建立修复体的翼板粘接于牙列的三维有限元模型；向牙列加载咬合信息；对翼板与牙列的粘接情况进行有限元分析，获得翼板与牙列的粘接界面的初始应力云图；基于初始应力云图，确定粘接界面是否存在应力集中区域；应力集中区域为粘接界面上应力值大于或等于预设应力值的区域；在粘接界面存在应力集中区域的情况下，优化翼板的几何形状，以减小应力集中区域的面积或消除应力集中区域。本方案可有效延长带翼固定修复体的整体使用寿命，获得良好的远期修复效果。

技术研发人员：郭嘉文,范晓蕾,王焱,李雪铃,李润莉
受保护的技术使用者：中山大学附属口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27