CN101394806B - 牙科产品和制造工艺相关数据的管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于管理在系统中的制造假牙所用的数据的系统和方法，所述系统具有连接到至少一个中心单元的多个扫描位点和多个加工位点。所述中心单元从所述扫描位点中的至少一个接收数据，并且将从所述扫描位点接收的所述数据分配到所述加工位点中的一个，然后将所分配的数据传输至所述加工位点。所述至少一个扫描位点和所述多个加工位点在地理上彼此远离并且都远离于所述中心单元，并且至少一个扫描位点和所述多个加工位点通过电讯和/或计算机网络连接到所述中心单元。

Description

牙科产品和制造工艺相关数据的管理系统和方法

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求序列号为60/755662的美国专利申请(提交于2005年12月30日)的优先权。

技术领域

本发明涉及制造假牙(例如桥体和牙冠)的系统和方法。具体地讲，本发明涉及一种新方法，该方法用于管理在具有多个加工装置的系统中的制造假牙所用的扫描或设计数据的处理。

背景技术

假牙通常用在牙科行业以代替或重组牙齿。一般来讲，这样的假牙可以为种植体、桥基、牙冠、桥体、填补物和镶嵌物的形式。由于这样的假牙必须精确设计以确保适当的贴合性，在设计和加工的精度方面，此类产品的制造方法必须满足某些标准。在本领域中已经认识到，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)可以是切实可行的选择，能在这样的假牙设计和制造过程中提供灵活性、简便性和精确性。

例如，美国专利No.6,287,121描述了用于确定要安装假牙的剩余牙区复制品形状的装置和用于制备假牙的布置方式。所述用于制备假牙的布置方式包括用于假牙实际制备的定形装置和加工装置，以及电子数据处理(EDP)装置。EDP装置将加工装置与定形装置相结合，并且还包括用于存储定形装置结果的存储器和用于控制加工装置的控制器。美国专利No.6,287,121主要涉及由定形装置、EDP装置和加工装置组成的三系列模块布置方式。所有的控制和监控都在EDP装置中进行，以使得定形装置和加工装置不必具有各自的EDP装置。这在EDP装置处提供了对整个假牙制备的中心控制和监控。这样的布置方式可以对仅需一个加工装置的情况有效。

WO01/37756公开了具有多个生产单元的制造牙科产品的系统的布置方式。该制造系统包括各种协调单元，这些装置接收并且记录来自不同客户的订单。协调单元将订单分配到生产单元。接合系统功能、系统应用和系统结构的变化，通过数据复制更新各种装置。包含在生产单元内的数据进入存储元件，该存储元件被布置成能在执行数据复制时能经由一个或多个接口访问程序内容。在所述布置方式中，具体的牙科产品的生产作业通过协调单元中的一个分配给具体的生产单元。然后数据从协调单元复制到该具体的生产单元。

WO98/44865涉及用于牙科产品生产和信息传输的布置方式和系统。操作位点用于装配独立设计的牙科产品(例如隔片、桥体等)。每个产品包括两个或更多个结构元件。操作位点具有计算机设备，其能够复制颚、牙质、种植体等的模拟模型以及应用于所述模型的结构元件。操作位点被配置成将数据整理到关于组件部分的查询概要文件中。包括有用于通过网络将查询概要数据传输到中心单元的部件。中心单元提供有关所考虑部分的信息。该信息被发送到操作位点或连接到中心单元的生产单元上以生产该部分。借记系统被配置成分别向中心单元或生产位点显示信息或生产已被支付。

EP-A-1 088 526涉及制造牙修复体的方法和装置。除本领域中已知的工序之外，牙修复体的制造方法包括在每个步骤记录有关修复体状态的信息这一步骤。用于执行本发明方法的制造装置可以包括：读取装置，其用于记录有关要制造的修复体的几何数据；设计装置，其用于创建修复体数字模型和/或模型的手工改型；计算装置，其用于计算模型的对应刀具轨迹；生产单元，其用于使用刀具轨迹的计算数据制备修复体；以及一个记录装置，用于记录每个装置关于一个具体修复体的操作的相关信息。

US2002/0102520涉及制备假牙的方法。为了克服假牙设计中的困难，测量中心将通过在患者口腔内取模或照相测量而测得的口内形状的三维坐标信息存储为数字信号并使用通信装置将取得的测量数据发送至设计中心；设计中心基于接收到的测量数据，采用三维图像将口内形状复制到图形显示装置上，设计假牙的形状并且将其存储为数字信号，然后使用通信装置将获得的假牙设计数据发送至数据处理中心；数据处理中心将接收到的设计数据传输至铣削工艺或将其作为处理命令传输并准备块状材料进行铣削处理以制备假牙。

从而，在不同的地理位置具有多个生产单元的环境下，需要更加灵活的假牙制造方法和系统。

发明内容

本发明提供用于制造假牙的系统和方法。本方法尤其适用于这样的制造工艺：其中多个扫描位点和多个加工装置位于在地理上不同的位置。

根据本发明的第一个方面，提供了用于管理数据的方法，该数据与牙科产品或用于制造假牙的牙齿状况信息有关(在此所用的术语“数据”也包括数据集)。该数据管理方法适用于这样的系统：其具有连接到一个或多个中心单元上的多个扫描位点和多个加工位点。该方法包括以下步骤：在中心单元处接收来自扫描位点中的至少一个的有关牙科产品或状况信息的数据；将在中心单元处接收到的来自扫描位点的数据分配到加工位点中的一个；然后将已分配的数据传输到所述加工位点进行处理。

在另一个实施例中该方法可包括以下步骤：在中心单元处接收来自扫描位点中的至少一个的有关牙科产品或状况的数据；将在中心单元处接收到的来自扫描位点的数据分配到加工位点中的至少二个；然后将已分配的数据传输到至少两个加工位点进行处理。此外，该方法还可以包括一个步骤：在中心单元中对从扫描位点中的至少一个接收到的数据进行处理。例如，这样的数据处理可以包括以下操作之一：添加数据(例如[…])、数据修改(例如[…])和从已接收数据中选择特定数据。

通常，数据传送(其含义是例如接收数据和传输数据)涉及数据加密。数据加密包括在接收或传输数据之前将数据加密，例如在数据传送之前可以将数据本身的至少一部分加密。这样的加密可以包括使用DES(数据加密标准)或三重DES，或任何其他适合的加密方法。数据加密可以进一步包括加密数据传输协议的使用，例如S-HTTP(安全超文本传输协议)或HTTPS(安全超文本传输协议)。

扫描位点和加工位点在地理上彼此远离并且都远离于中心单元。

通常，从扫描位点接收的有关牙科产品或牙齿状况的数据存储在中心单元的存储单元中。数据分配到加工位点后，在开始加工前，可以从中心单元存储器中检索数据并将其保存在加工位点的存储单元中。

每当加工位点空闲时(即不在假牙制造过程中)，它可以从中心单元提取出多个可用数据或数据集中的数据以进行进一步处理。

优选的是，从扫描位点接收的数据包括将所接收数据分配到该扫描位点优选的特定加工位点的指令。例如，扫描位点可以基于最低的价格、递送时间等来选择特定的加工位点。

一方面，数据在扫描位点和中心单元间进行交换，另一方面，数据在中心单元和加工位点间进行交换，上述交换优选使用电讯和/或计算机网络(例如因特网或通过电子邮件)完成。

该方法优选地包括这样的步骤：就向所选的加工位点进行的数据发送向该加工位点收取费用。由于中心单元从连接到中心单元的各种扫描位点收集数据和数据集，可以就这种数据/数据集收集以及对加工位点提供此类数据/数据集而向所述加工位点收取费用。本发明还涵盖：在加工位点制造修复体所需材料的销售中已经包括了此收费。如果中心单元由材料制造商操控，这将尤其有利。此外，本发明的概念并不仅限于扫描数据销售，而是可以施用到扫描和铣削位点处全部过程所需的任何商品上，例如铣削工具。

数据或数据集优选的是扫描数据、X射线数据、色调信息数据、口内图像数据、咬合对准数据或下颌关节信息数据。根据本发明，扫描数据或框架数据从扫描位点发送至中心单元，即，在CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)步骤之前的状态的数据。CAD/CAM步骤可以在加工位点执行，在此计算最终的加工顺序。

根据第二个方面，本发明提供管理有关牙科产品或牙齿状况的数据的中心单元，所述数据用于牙科制造系统中，该牙科制造系统具有连接到一个或多个这样的中心单元上的多个扫描位点和多个加工位点。该中心单元包括：接收单元，其用于从扫描位点中的至少一个接收数据；处理单元，其用于将在中心单元处加工位点中的一个分配给从至少一个扫描位点接收的特定数据或数据集；以及传输单元，其用于将已分配数据或数据集发送至所分配的加工位点进行处理。扫描位点和加工位点在地理上彼此远离并且都远离于中心单元。

优选的是，该中心单元进一步包括存储单元，该存储单元用于将有关牙科产品或状况的数据或数据集存储在中心单元的存储器中。

根据另一个优选的功能，中心单元将向此加工位点进行的数据或数据集发送借计加工位点的账户。进一步优选的是将数据集的接收、存储和传输借计扫描位点的账户。

根据另一个优选的功能，本发明的范围涵盖存储与某些假牙制造关联的任何数据直到在涉及的当事人、患者、牙医、实验室、扫描位点、加工位点、中心单元供应商以及可能的医疗保险之间的所有金融交易完成。例如，来自中枢的任何工艺信息都可以发送到医疗保险机构(在提供这样的数据为必需且合法的国家)。

根据本发明的另一个方面，提供一种系统，该系统管理用于制造假牙的，有关牙科产品或牙齿状况的数据或数据集。系统包括：至少一个中心单元；至少一个扫描位点，其具有配置成用于设计(使用扫描的人的牙齿区域状况的数字图像)假牙框架的数据处理器；以及多个加工位点，其用于制造假牙；其中至少一个所述扫描位点和多个加工位点在地理上彼此远离并且都远离于中心单元；并且其中至少一个所述扫描位点和多个制造位点通过电讯和/或计算机网络连接到中心单元。

在根据本发明的系统中，每个扫描位点包括至少一个工作站，该工作站具有配置成用于使用人的牙齿区域状况的数字图像设计假牙的数据处理器。优选的是，该扫描位点数据处理器被配置成生成加工数据，该加工数据含有用于提供加工路径(以在加工位点处形成框架)指令的内容。此外，该扫描位点包括至少一个扫描仪，该扫描仪用于制备人的牙齿区域状况的数字图像。扫描仪能通过直接扫描人的牙齿区域或通过扫描人的牙齿区域的工作模型，生成人的牙齿状况的数字图像。人的牙齿区域状况是指假牙应该放置于其中的人的牙齿区域。例如，在扫描工作模型的情况下，工作模型由牙医、牙科技师或其他客户提供。工作模型通常基于从人的牙齿区域得到的印模，其中该牙齿区域为应该放置假牙的位置。工作模型优选地放置在扫描仪内，在此通过工作模型生成数字图像。工作站的数据处理器接收代表工作模型的数字图像。优选的是，数据处理器以数字图像为基础，使用CAD/CAM建模软件设计假牙的框架，例如LAVA^TM系统(可从德国拜恩州3M-ESPE股份公司(3M-ESPE AG，SEEFELD，GERMANY)商购获得)。

此外，加工位点包括用于加工假牙框架的加工装置，该加工装置使用扫描位点中的至少一个工作站生成的加工数据将坯料加工成假牙框架。加工位点也可以包括采用积聚技术提供制备假牙框架的加工装置，该加工装置使用在扫描位点中的至少一个工作站处生成的加工数据加工假牙框架。每个加工装置包括数据处理器，该数据处理器具有用于存储加工数据文件的存储单元，并且优选地具有用于接纳多个材料单元的接纳单元。

加工位点可以包括任何适合的加工装置，其提供对坯料适当的加工以形成假牙框架。这样的加工装置可以包括铣削装置、研磨装置、激光装置等。如果采用积聚技术，这样的加工装置可以使用快速原型技术如立体光照型技术、三维打印成型技术、激光烧结成型技术、叠层实体制造技术或任何其他适合的技术。为了形成假牙，加工装置优选地配置为根据加工数据文件中的指令加工坯料。优选的是，加工装置配置为能够装载多个材料单元，并且在继续加工时可以将加工好的假牙材料单元移除。

优选的是，加工位点被配置成首先在加工装置的存储单元中保存加工数据文件，然后从其自身的存储单元读取加工数据进行坯料加工。这尤其有利，因为可以独立于中心单元存储器进行加工。例如，如果中心存储单元失效，坯料的即时加工过程不会受到影响。坯料加工完成后，优选地将相应的加工数据文件从中心单元存储器和加工装置的存储单元中删除。

对每个要设计和加工的假牙，要为假牙的框架加工建立加工作业。加工作业通过包含在加工数据文件或文件集(即数据集)内的加工数据以电子方式表现。加工数据指明分配到该加工作业的加工路径指令和材料单元。加工路径指令基于所需的假牙参数以及坯料的材料特性。可以使用CAD/CAM软件确定加工路径指令。

优选的是，中心单元将加工位点中的一个分配给从至少一个扫描位点接收到的特定数据或数据集。

同样优选的是，中心单元还包括用于存储从至少一个扫描位点接收的有关牙科产品或状况的用于制造假牙的数据或数据集的存储单元，其中在将数据或数据集分配到特定的加工位点后，加工位点被配置成从中心存储器检索加工数据或数据集。

为了制造假牙，通常会使用坯料。坯料可以是任何适用于牙科修复应用的生物相容性材料。例如，适合的生物相容性材料可以包括聚合物基材料、贵重金属和钛。优选的是，坯料为预烧结陶瓷，例如分别为预烧结氧化锆或氧化锆。

从而，根据本发明，优选的是由牙科实验室或牙科诊所生成有关牙科产品或状况的数据或数据集，所述牙科实验室或牙科诊所通常仅具有带有关联工作站的扫描仪和用于设计虚拟假牙的可选设计软件。根据本发明，这样的牙科实验室能够访问中枢(即中心单元)，并且发送其数据到中心单元。这对牙科实验室是有利的，因为其独立于具体的铣削中心。另一方面，分散的铣削中心由各个公司运行，它们不一定配备有扫描设备，但能够访问中心单元数据或数据集的集合，以制造牙替换品。这有利于铣削中心，因为它们不必自己提供网络基础设施。因此，具体铣削中心处的积压就有可能避免，因为由牙科实验室下达的订单可以以均衡的方式分配到各个铣削中心。如果扫描位点和铣削位点的地理位置不同，这将会尤其有利。

优选的是由材料制造商提供中心单元。这将允许材料制造商对整个生产过程和涉及的各个当事人保持至少一定程度的约束。此外，因为整个过程都依赖于中心单元的有效性和可靠性，所以中心单元是整个工艺的关键部分。因为这个原因，为了保证全日制(即每周7天，每天24小时)有效性以接收扫描数据以及将其提供给铣削位点，优选的是由品牌拥有者经营中心单元。

加工位点和扫描位点通常由各个公司运行。这和已知的方法形成对比，在已知的方法中，铣削中心由设备和/或材料制造商自己运行。在这方面本发明是有利的，因为设备和/或材料制造商以及相应品牌或商标的拥有者不必运行铣削位点，这将允许有多个分散的铣削中心。

除非另外指明，如本文所用，“一个”“一种”是指“至少一个(种)”或“一个(种)或多个(种)”。此外，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数的指示物，除非内容另外明确指明。因此，例如，包含“化合物”的组合物这一表达方式包括两种或更多种化合物的混合物。如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外明确指明。

应当了解，除非另外指明，所有用于说明书和权利要求中的表示成分数量、特性量度(诸如对比率等)的数值在一切情况下均可被术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，上述说明书和附加权利要求中所述的数值参数是近似值，其可根据使用本发明教导内容的本领域内技术人员旨在达到的所需特性而变化。至少，并且没有将等同原则的应用限制于权利要求保护的范围的意思，最起码应该根据所报告的有效数字的位数并运用惯常的舍入技术来解释每一个数值参数。虽然，阐述本发明广义范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实施例中所列出的数值则尽可能精确地报告。然而，任何数值必然包括一定的误差，这些误差必定会由于各自测试测量中所存在的标准偏差而引起的。

参照本发明描述的不同方面，应该指出的是，方法步骤不必按优选实施例和附图中所描述的具体顺序进行。

附图说明

将通过以下具体实施方式和附图进一步描述本发明的一个优选实施例：

图1为根据本发明实施例的系统的图表。

具体实施方式

如图所示，使用本发明方法的系统通常包括至少一个中心单元100。多个扫描位点201、202、203、204和多个加工或铣削位点301、302连接到中心单元100形成网络。

每个扫描位点201、202、203、204优选地包括连接到处理系统(例如工作站或个人计算机221、222、223、224)的扫描仪211、212、213、214。

扫描仪211、212、213、214被配置成扫描代表人的牙齿区域的模型以形成该模型的数字图像，其中人的牙齿区域为假牙应该放置的位置。扫描仪优选的是非接触三维光学扫描仪。

每个工作站221、222、223、224通常包括电子数据处理器。优选的是，工作站为具有存储单元、数据处理器、监视器、键盘以及鼠标和/或触摸板等的计算机。工作站的数据处理器被配置成存储和处理接收自扫描仪或其他外部资源的数字图像。其他外部资源可以包括通过调制解调器、网络接收的或从外部存储媒体中读取的牙齿状况数字图像。使用CAD/CAM对数字图像进行处理以设计假牙和确定铣削数据。例如，可使用CAD/CAM建模软件设计假牙，例如Lava^TM系统(可从德国拜恩州3M ESPE股份公司(3M ESPE AG，Seefeld，Germany)商购获得)。对于每个要进行设计和铣削的假牙，要为假牙的框架铣削建立铣削作业。铣削作业通过包含在铣削数据文件或文件集内的铣削数据以电子方式表现。铣削数据文件指明分配到该铣削作业的铣削轨迹指令和坯料。铣削轨迹指令基于所需的假牙参数以及坯料的材料特性。优选的是，使用CAM软件确定铣削轨迹指令，例如LAVA^TMCALC软件(可从德国拜恩州3M-ESPE股份公司(3M-ESPE AG，Seefeld，Germany)商购获得)。

假牙的坯料典型地为生物相容性材料。适合的材料包括陶瓷、贵重和非贵重金属或金属合金、树脂或基于树脂的复合材料(包括纤维增强复合材料)。优选的是，坯料由预烧结陶瓷材料构成。最优选的是，坯料由预烧结氧化锆构成。坯料可以是用于铣削的任何适合的形式。例如，坯料可以是圆柱形实心块的形式。

加工或铣削位点301、302优选地包括至少一个加工或铣削装置341、351、342、352。一个或多个铣削装置通过本地网络(例如总线361、362)连接到工作站或计算机331、332。如图所示，每个铣削位点301、302也可以可选地包括用于扫描代表人的牙齿区域的模型的扫描仪311、312，如上所述，其中人的牙齿区域是假牙应该放置的位置。扫描仪311、312通过工作站或计算机321、322连接到本地网络。

为了形成假牙框架，加工或铣削装置341、351、342、352对坯料进行铣削。铣削装置典型地被配置为接纳多个坯料，例如在填塞区或类似位置。每个铣削装置具有数据处理装置，包括用于存储铣削数据文件的存储单元和用于读取坯料识别码的读取装置。铣削数据文件包含用于铣削装置的铣削轨迹指令。

下面将描述根据本发明的一个优选方法。在此优选的实施例中，由扫描仪211、212、213、214和工作站221、222、223、224生成的铣削数据文件发送并且存储在如图所示的中心单元100中。例如，中心单元100可以为网络连接服务器或类似装置。每个铣削中心301、302能够访问设备100，从而能够在中心单元100的存储器中保存、检索或删除文件。铣削位点301、302被配置成一旦某个铣削装置341、351、342、352空闲(能接收新的铣削作业)，便访问中心单元100，以从中心单元100获得新的铣削数据文件。随后当从中心单元100读取铣削数据文件时，铣削装置341、351、342、352将坯料铣削成假牙框架。假牙框架铣削完成后，优选的是将铣削数据文件从中心单元100中删除。本发明的这方面尤其有利，因为：铣削数据文件不必预先在扫描位点201、202、203、204处分配到具体的铣削位点301、302。

作为另外一种选择，铣削位点301、302被配置成首先在相关工作站的存储单元中保存铣削数据文件，然后在从其自身的存储单元中读取铣削数据文件时铣削坯料。这尤其有利，因为铣削的执行独立于中心单元100。坯料铣削完成后，优选的是将相应的铣削数据文件从中心单元100和铣削位点301、302的存储单元中删除。

在本说明书中提出的各种实施例的使用是为了描述和阐明本发明，因此不应该将其解释为将本发明限制在这样的范围之内。此外，本发明是通过权利要求的特征结构及其任何显而易见的修改形式得以实现的。

Claims (3)

1.一种用于管理在基于网络的系统中的制造假牙所用的数据的计算机实现的方法，该系统具有连接到至少一个基于处理器的中心单元的多个扫描位点和多个加工位点，所述方法包括以下步骤：

在所述中心单元处从所述扫描位点经由网络电子地接收扫描数据集，所述扫描数据表示在对应的扫描位点处获得的患者的口内图像数据，以及接收与所述扫描数据集相关联的指令，所述指令识别所述加工位点中的优选的加工位点以针对对应的扫描数据集制作假牙；

将在所述中心单元处从所述扫描位点接收的所述扫描数据集分配到所述加工位点，其中所述分配包括所述中心单元针对所述扫描数据集中的每一个扫描数据集电子地执行以下步骤：

选择要被分配的扫描数据集；

确定所述加工位点中的哪一个是空闲的且可接受所选择的扫描数据集；

如果所述加工位点中的优选的加工位点是空闲的，则将所选择的扫描数据集分配给所述优选的加工位点；

如果所述优选的加工位点并不空闲，则将所选择的扫描数据集分配给能够接受所选择的扫描数据集的所述加工位点中的不同的一个加工位点；并且

向所分配的加工位点收取所分配的扫描数据集的费用；并且

将所分配的扫描数据集从所述中心单元经由网络电子地传输到所分配的加工位点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分配步骤进一步包括：将从所述扫描位点接收的所选择的扫描数据集分配到至少两个加工位点并且将所分配的扫描数据集发送到所述至少两个加工位点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输步骤进一步包括对所分配的扫描数据集进行加密。

Images