CN101553187A - 获得用于牙部件和物理牙模型的数据的方法和装置 - Google Patents

获得用于牙部件和物理牙模型的数据的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种获得用于制造牙部件和牙结构的至少一部分的物理牙模型(60、61、62)的数据的方法。该方法包括获得用于制造牙部件的第一数据记录，所述第一数据记录包含基于数字牙模型(50、51、52)的一部分的信息。而且，该方法包括获得用于制造物理牙模型(60、61、62)的第二数据记录，所述第二数据记录包含基于数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的信息。此外，公开了一种用于执行所述方法的计算机程序产品以及一种用于制造牙部件和物理模型的系统。

Description

获得用于牙部件和物理牙模型的数据的方法和装置
发明技术领域
本发明涉及用于获得用于制造牙部件和物理牙模型的数据的方法、系统和计算机程序产品。
相关技术的描述
牙修复体，例如牙桥、冠、高嵌体或嵌体，可以在将其安装在患者中之前被预制。牙修复体可以例如由牙科技师手工制作，或使用CAD/CAM(计算机辅助设计/计算辅助制造)程序制造。在Nobel
Figure A20078003974400061
的
Figure A20078003974400062
概念中提供了一种这样的CAD/CAM程序，其包括各种产品和程序。该牙修复体可以由形成框架例如陶瓷顶盖的牙部件以及镶面层构成。镶面层可以用瓷形成。CAD/CAM程序可以用于仅制造牙部件，或整个牙修复体。
不论牙修复体是手工还是借助于CAD/CAM程序完成，通常都进行下列步骤：
通过制备一颗或几颗要被修复的牙齿，提供预备体(preparation)；获取患者的上颌和下颌中的至少一个的印模，所述印模包括所述预备体；基于所述印模进行铸造，以提供患者牙结构的至少一部分、预备体和软组织的设计模型(study cast)；制造牙部件；并且使用石膏设计模型和咬合架调试和/或调节牙部件，以提供所述牙修复体。调试操作可以包括形成镶面层。如果将CAD/CAM程序用于形成镶面层，则手工调试操作可以包括磨制该镶面层，以提供精确的咬合。
为了获得患者的牙结构以及可能的邻近软组织的表面几何形状，将印模形成阴模。还可以取得咬合定位板，以记录患者的上颌中的牙齿和下颌牙齿的空间关系。对于获取印模的方法，可以使用印模托盘。当印模材料固化时，将石膏倾倒入该印模中，从而在该石膏固化时，提供牙结构和邻近软组织的阳模。
如果使用CAD/CAM程序，则可以将石膏设计模型切段，其中，将含有预备体的模型的设计模型的部分从所述设计模型的其它部分去除。可以使用探针扫描仪或光学扫描仪扫描该预备体模型，以提供含有其表面几何形状信息的数据记录。可以将该数据记录发送到用于制造牙部件的制造机构。
可以将上颌的模型和下颌的模型安装到要在调试操作过程中使用的咬合架中。可以将咬合定位板用于提供上颌和下颌的模型之间的空间关系，其对应于患者的上颌和下颌的牙齿之间的空间关系。当已经将设计模型适当地安装在使用咬合定位板的咬合架中时，调试操作可以开始。
当对牙部件添加镶面层时，可以将设计模型用于校验牙部件的准确度和/或用作用于形成镶面层的模具。设计模型还可以用于咬合调试和/或校验。在调试操作过程中，牙部件被安置在预备体模型上。
通常使用高精密度制造程序制造牙部件。因此，在扫描预备体的模型以产生用于牙部件的数据记录时，提供了牙部件的内表面和预备体模型的外表面之间的紧密相互关系。为了特别是(i.a.)避免牙修复体在预备体上最后安装以后破裂，准确度是重要的。
设计模型的制作相对耗时并且麻烦。操作石膏也不方便并且困难。此外，设计模型在咬合架中的安装麻烦而耗时。而且，石膏的固化时间难以控制。然而，已经认为，当在CAD生产以后必须调试牙部件以提供最终的修复体时，必须制备石膏模型。这是因为，例如，对患者的预备体和/或对一颗或几颗咬合牙齿的调试需要校核并且需要是精确的。由于使用同一模型进行扫描和调试操作，因此提供了准确度。
US-A-5,440,496公开了一种CAD/CAM程序，其描述了用于扫描石膏设计模型并且制造三维实体以形成用于一颗或几颗牙齿的人造替代物部分的各种技术。
US-A-2005/0177261描述了一种用于在不使用石膏模型的情况下处理牙齿的方法。该方法包括获取直接在口腔内取得的数字牙模型，以产生表示该数字牙模型的数据。使用表示该数字牙模型的数据以及立体光刻(stereo Lithography)设备制备物理牙模型。该物理牙模型然后被用作用于手工制备牙冠的模具，并且被用于准确度校核。尽管US-A-2005/0177261中所示的程序解决了与石膏模型的使用有关的一些问题，但是该方法没有提示冠的CAD/CAM制备。由于冠直接在物理牙模型上形成，因此提供了准确度。
发明概述
因此，本发明通过提供一种获得用于制造牙部件和物理牙模型的数据的方法、一种获得用于制造牙部件和物理牙模型的数据的系统以及一种用于执行该方法的计算机程序产品，优选旨在减轻、缓和或消除单独或任何组合的如以上确定的本领域中的一种或多种不足、缺点或问题。
根据本发明的一个方面，提供一种获得用于制造牙部件或牙结构的至少一部分的物理牙模型的数据的方法。该方法包括获得用于制造牙部件的第一数据记录，所述第一数据记录包含基于数字牙模型的一部分的信息。而且，该方法包括获得用于制造所述物理牙模型的第二数据记录。该第二数据记录包含基于所述数字牙模型的至少所述部分的信息。
根据一些实施方案，获得第一数据记录包括获得含有基于数字牙模型的预备体部分的信息的数据记录。而且，获得第二数据记录包括获得基于数字牙模型的至少所述预备体部分的信息。
根据一些实施方案，获得第一数据记录和获得第二数据记录包括获得数字牙模型的至少所述部分的表面几何形状的信息。
根据一些实施方案，该方法包括通过控制扫描仪装置，获得物理印模的一部分的至少一个数字印模。该物理印模的所述部分包括牙结构的一部分的印模。数字牙模型是基于数字印模而产生。
根据一些实施方案，至少一个数据印模的获得包括在扫描物理印模的第一部分时，控制扫描仪装置以应用第一扫描分辨率。在扫描物理印模的第二部分时，应用第二扫描分辨率。第一扫描分辨率高于第二扫描分辨率。
根据一些实施方案，第二记录的获得包括对数字牙模型的至少一部分增加连接界面。
根据一些实施方案，获得第一数据记录包括获得包含基于数字牙模型的所述部分的信息的数据记录。该部分已经使用第一扫描分辨率产生。获得第二数据记录包括获得包含基于数字牙模型的至少所述部分的信息的数据记录。所述部分已经使用第二扫描分辨率产生。第二扫描分辨率低于第一扫描分辨率。
根据一些实施方案，获得第一数据记录包括在CAM设备上接收第一数据记录，并且基于第一数据记录制造至少牙部件。
根据一些实施方案，获得第二数据记录包括在自由形态制造设备上接收第二数据记录。而且，该方法包括基于第二数据记录制造物理牙模型。
根据另一个方面，一种计算机程序产品包含用于执行用于获得制造牙部件和牙结构的至少一部分的物理牙模型的数据的方法的计算机程序编码设备(means)，此时，所述计算机程序编码设备由具有计算机能力的电子装置控制。
根据另一个方面，提供一种获得用于制造牙部件和牙结构的至少一部分的物理牙模型的数据的系统。该系统包含适于获得用于制造牙部件的第一数据记录的数据记录产生单元。该第一数据记录包含基于数字牙模型的一部分的信息。而且，该系统适于获得用于制造物理牙模型的第二数据记录。该第二数据记录包含基于数字牙模型的至少所述部分的信息。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于获得第一数据记录，即包含基于数字牙模型的预备体部分的信息的数据记录。而且，数据记录产生单元适于获得基于数字牙模型的至少预备体部分的第二数据记录信息。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于获得数字牙模型的至少所述部分的表面几何形状的第一数据记录和第二数据记录信息。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于通过控制扫描仪装置，获得物理印模的一部分的至少一个数字印模。物理印模的第一部分包含牙结构的一部分的印模。而且，数据记录产生单元适于产生基于数字印模的数字牙模型。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于控制扫描仪装置，以在扫描物理印模的第一部分时应用第一扫描分辨率，并且在扫描物理印模的第二部分时应用第二扫描分辨率。第一扫描分辨率高于第二扫描分辨率。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于对数字牙模型的至少一部分增加连接界面。
根据一些实施方案，数据记录产生单元适于获得第一数据记录，即含有基于数字牙模型的所述部分的信息的数据记录。所述部分已经使用第一扫描分辨率产生。而且，数据记录产生单元适于获得第二数据记录，即包含至少基于数字牙模型的所述部分的信息的数据记录。所述部分已经使用第二扫描分辨率产生。第二扫描分辨率低于第一扫描分辨率。
根据一些实施方案，该系统包含适于接收第一数据记录的CAM设备。而且，该CAM设备适于基于第一数据记录制造至少牙部件。
根据一些实施方案，该系统包含适于接收第二数据记录的自由形态制造设备。而且，该自由形态制造设备适于基于第二数据记录制造至少物理牙模型。
根据另一个方面，数据存储装置包含第一数据记录和第二数据记录中的至少一种。
本发明的其它实施方案在从属权利要求中有规定。
应当强调的是，术语“包含(comprises)/包含(comprising)”在本说明书中使用时，用于规定所述的特征、整数、步骤或组件的存在，但是不排除另外的一种或多种其它特征、整数、步骤、组件或它们的组的存在。
附图简述
从对附图进行的下列详细描述、参考，本发明的实施方案的其它目的、特征和优点将显现，在所述附图中：
图1是用于制造牙部件和物理牙模型的系统的实施方案的示意图；
图2是印模托盘的实施方案的透视图；
图3a是当患者咬入印模材料时的图2的印模托盘的横断面视图；
图3b是具有物理印模的图2的印模托盘的横断面视图；
图4是扫描仪装置的实施方案的示意图；
图5是数字牙模型的透视图；
图6是数字牙印模的透视图；
图7是用于获得第一和第二数据记录的方法的实施方案的流程图；
图8a是咬合架的实施方案的透视图；
图8b是物理模型的实施方案的透视图；和
图9是数据记录产生单元的实施方案的示意图。
实施方案的详细描述
本发明的实施方案涉及用于制造患者的牙结构(图3a)的至少一部分的至少一个牙部件和物理牙模型80(图8b)的系统、方法和一种或多种设备。牙结构可以包括一颗牙齿、几颗牙齿和/或患者的口腔的软组织。牙部件可以例如包括框架，例如通过CAM程序制造的用于冠或桥的顶盖。可以将镶面层例如瓷手工添加给牙部件，以提供最终的牙修复体例如冠或桥。备选地，最终牙修复体由CAM程序制造。因此，牙部件可以是包含框架和通过CAM程序添加于其上的镶面层的最终的桥或冠。本发明的实施方案允许了使用高准确度CAM生产制造至少一种定制的牙部件以及在物理牙模型80上的随后调试。物理牙模型80以及牙部件可以基于数据记录而得以制造。该数据记录可以从扫描数据获得。扫描数据可以得自患者的牙结构的至少一部分的印模。所述部分可以是其上应当安装牙部件的预备体的至少一部分。
本发明的实施方案消除了制造石膏设计模型的需要。因此，与使用具有石膏设计模型的CAD/CAM程序的系统和/或包括手工制造牙部件的系统相比，根据本发明的实施方案的系统的效率得以提高。此外，用于牙部件的数据记录和用于物理牙模型80的数据具有相同的来源。该来源可以是从患者的牙结构的物理印模获得的数字牙模型50(图5)。因而，还提供了物理牙模型80和牙部件之间的准确度。
图1示例了根据本发明的一个实施方案的用于制造牙部件和物理牙模型80的系统。该系统包括印模获取构件1、扫描仪装置2、数据记录产生单元3、第一制造装置4、第二制造装置5、调试装备6和安装装备7。
图2示例了印模获取构件2的一个实施方案。在图2的实施方案中，印模获取构件包含其中可以涂敷印模材料的印模托盘10。印模托盘10的实施方案设计用于根据本发明的实施方案的系统。根据图2的实施方案的印模托盘10是三重印模托盘，其可以用于在患者咬紧印模材料时，在单个的步骤中获得上颌的至少一部分、下颌的至少一部分以及咬合定位板(bite index)的物理印模30(图3b)。根据图2的印模获取构件1属于由本申请的申请人在本申请的同一天提交的题目为“用于获得牙结构的印模的牙印模托盘”的分开的专利申请，所述分开的专利申请的全部内容通过参考而结合在此。
印模托盘10包括适于装填印模材料的托盘部分11。托盘部分11具有配合牙结构的至少一部分的轮廓(参见图3b)。印模托盘10进一步包含连接到托盘部分11或被改装/成型得连接到托盘部分11的柄12。柄12具有第一末端，在所述第一末端，所述柄12被连接到托盘部分11或被改装得连接到托盘部分11。当将柄连接到托盘部分时，柄12还具有作为相对于托盘部分的远端的第二末端。在一些实施方案中，柄12的第二末端具有背离托盘部分的边缘。在这样的实施方案中，在从背离托盘部分的侧面看时，该边缘可以形成明显的直线。直线的长度为至少30mm。在一些实施方案中，当从背离托盘部分的侧面看时，由边缘形成的直线的长度为至少60mm。在一些实施方案中，由边缘形成的直线可以具有至少80mm的长度。在本发明的一些实施方案中，可以将柄可拆装地固定到托盘部分。
在一些实施方案中，柄12可以包括两个分开的柄部12a、12b，所述柄部12a、12b适于彼此连接，使得分开的柄部12a、12b部分地但不是完全地彼此重叠。在其中柄包括分开的部分的这样的实施方案中，分开的柄部12a、12b可以适于通过由柄部12a、12b形成的扣接卡件(snap-on catch)而彼此连接。然而，连接还可以是除扣接连接以外的其它方式。在其中柄包含分开部分的实施方案中，分开部分12a、12b可以在形状上相同。其中分开的柄部在形状上不相同的实施方案也是可以的。
在其中柄12包括分开的柄部12a、12b的实施方案中，可以以使得柄12被锁接到托盘部分11的方式设计分开的柄部12a、12b的每一个，以与托盘部分11的互补部分13配合，只要将分开的柄部12a、12b彼此连接即可。
托盘部分11具有限定拥有内壁15的至少一个空腔14的形状。在一些实施方案中，印模托盘10还可以包含适应于托盘部分11的空腔14的至少一部分中的垫。在这样的实施方案中，内壁15可以提供有第一导向结构，并且所述垫可以提供有配合第一导向结构的第二导向结构。因而，可以将第一和第二导向结构以允许所述垫以由配合的导向结构所引导的运动在托盘部分中运动的方式彼此配合。第一导向结构可以包含形成轨道的凸出部，并且第二导向结构包含适于接收该第一导向结构的凸出部的凹槽。备选的可能是，例如，第二导向结构包含与内壁15中的凹槽相互作用的轨道。
所述垫可以由许多不同的材料制成。在一些实施方案中，所述垫由弹性材料制成。
在一些实施方案中，托盘部分11可以具有配合患者的上和下牙列两者的一部分的轮廓(参见图3a)，并且印模托盘10的外表面可以提供有可以在扫描操作中被检测的至少一个受托人标记16a、16b。这样的受托人标记16a、16b可以具有许多不同的形状并且可以以许多不同的途径实现。在一些实施方案中，这样的受托人标记16a、16b可以以无线电波不能透过的材料制成。这可以用于将印模托盘10用作射线照相导向器(guide)。
在一些实施方案中，印模托盘10可以提供有机器可读标识例如，诸如RFID标签。该机器可读标识还可以以其它的方式实现，例如作为条形码实现。机器可读标识的标识符可以被输入到第一数据记录和第二数据记录的至少一种中。
在下列中，还将提及物理印模30。物理印模30可以包含患者的牙结构的至少一部分的印模。该牙结构可以包含至少一颗牙齿、至少一个预备体、和/或软组织。每一个预备体可以包含单颗牙齿或几颗牙齿。预备体可以包含其上要安装牙冠、嵌体或高嵌体的一颗牙齿。备选地或另外地，预备体可以包含其上要安装牙桥的几颗牙齿。
图3a公开了图2的印模托盘10的横截面。印模托盘10的第一空腔17a和第二空腔17b填充有印模材料。第一空腔17a和第二空腔17b由隔板18分开。在图3a的实施方案中，患者咬紧印模托盘10以制成物理印模30。第一牙齿20已经进入第一空腔17a中。预备体21已经进入第二空腔17b中。软组织22a、22b已经进入第一空腔17a和第二空腔17b中。当印模材料已经固化时，可以将印模托盘10从患者移开，并且具有形成于其中的物理印模30的印模材料将保留在印模托盘10中。
图3b示例了物理印模30。在图3b的实施方案中，物理印模30包含第一物理印模31和第二物理印模32。第一物理印模31包含牙齿20和软组织22a的印模。第二物理印模32包含预备体21和软组织22b的印模。
扫描仪装置2可以用于产生用于数字牙模型50的数据。该用于数字牙模型50的数据可以是复制患者的牙结构的几何形状的表面数据。表面数据例如可以是基于3-D(三维)矢量的表面数据。
在一个实施方案中，扫描仪装置2包含光学扫描仪，例如激光扫描仪。根据本发明方法的实施方案，可以将软件用于控制扫描仪装置2。扫描仪装置2可以在物理印模30上运行。在物理印模30上运行的光学扫描仪可以以商品名D-250TM从丹麦的3Shape公司获得。在一些实施方案中，光学扫描仪是激光行扫描仪(laser line scanner)。在其它的实施方案中，光学扫描仪是利用激光三角测量的激光扫描仪。
图4示例了扫描仪装置2的实施方案。图4的扫描仪装置2包括光发射器40和光接收器41。由光发射器40发射的光可以由物理印模30反射并且被光接收器41接收。另外，扫描仪装置2包含可移动板42。可以将物理印模30安置在可移动板42上并且在扫描过程中移动，使得物理印模30对于光发射器40和光接收器41是可见的。
在另一个实施方案中，扫描仪装置2包括用于无印模扫描的口内扫描仪装置。口内扫描仪的一个实例可获自美国新泽西卡尔士达特的Cadent公司。因而，根据一些实施方案，提供了无印模产生牙部件和物理牙模型30。
图5示例了数字牙模型50。数字牙模型50可以包含第一数字牙模型51和第二数字牙模型52。第一数字牙模型51可以是上颌的模型。而且，第一数字牙模型51可以包括至少一颗牙齿53、至少一个预备体(未示出)和/或软组织54。第二数字牙模型52可以是下颌的模型。而且，第二数字牙模型52可以包括至少一颗牙齿55、至少一个预备体56、和/或软组织57。第一数字牙模型51和第二数字牙模型52可以是患者的牙结构的咬合部分的模型，例如预备体及其对合牙的模型。
图6示例了数字印模60。数字印模60包含口腔结构的至少一个数字印模。在图6的实施方案中，数字印模60包含第一数字印模61和第二数字印模62。此外，在图6的实施方案中，第一数字印模61和第二数字印模62是牙结构的咬合部分的印模。
图7示例了用于获得数字牙模型50的方法的一个实施方案。在第一步骤100中，获得至少一个数字印模60。在一个实施方案中，获得对应于第一物理印模31的第一部分的第一数字印模61。此外，至少获得对应于第二物理印模32的第二部分的第二数字印模62。如果物理模型60应当包括牙结构的邻近和/或咬合部分，则可以获得第二数字印模62。第一数字印模61包含牙结构的预备体的至少一个数字印模。而且，第一数字印模61可以包含至少一颗邻近牙齿和/或软组织的数字印模。第二数字印模62可以包含至少一颗咬合牙齿和/或软组织的数字印模。第二数字印模62的每一颗咬合牙齿或多颗咬合牙齿可以与预备体和/或第一数字印模61的一颗牙齿或多颗牙齿咬合。第一数字印模51和第二数字印模62可以通过控制扫描仪装置2扫描物理印模30而获得。
扫描仪装置2的控制可以包括控制光发射器40和/或光接收器41。光发射器41的控制可以例如包括将光发射器/接收器41、42导向物理印模30的表面，控制光产生，和/或相对于光发射器/接收器41、42移动物理印模30，或反之亦然。备选地，控制光发射器/接收器41、42和/或物理印模30的移动。还可以控制与扫描仪装置2的通信，使得由数字记录产生单元3从扫描仪装置2接收通过扫描操作获得的数据。
扫描仪装置2的控制在一些实施方案中包括控制扫描仪装置2，以进行测量法。测量法包括测量参比点至物理印模30的表面的距离。测量法还包括基于测量数据获得物理印模30的几何形状并且由其形成数字印模60。
第一数字印模61和第二数字印模62的产生可以例如用于制造物理牙模型80的咬合部分。如此获得的物理牙模型80可以用于牙部件和/或牙修复体的咬合校核和准确度控制的至少一种。为了在第一数字印模61和第二数字印模62之间提供正确的咬合关系，可以使用根据图2的印模托盘10。根据一些实施方案，在扫描物理印模31、32时，通过印模托盘10支持物理印模31、32。然后，可以控制扫描仪装置2以扫描物理印模31、32以及印模托盘10。在步骤101中，将第一物理印模31与印模托盘10的至少一部分一起扫描。在步骤102中，将第二物理印模32与印模托盘10的所述部分一起扫描。第一物理印模31和第二物理印模32可以同时扫描，或在相继步骤中扫描。在相继步骤中的扫描允许使用单个的光发射器/接收器对。在步骤101中被扫描的印模托盘的所述部分与在步骤102中被扫描的印模托盘的所述部分相同。被扫描的印模托盘的所述部分可以包括不被印模材料覆盖的印模托盘10的外表面的至少一部分。被扫描的印模托盘的所述部分可以包括受托人标记16a、16b的至少一个。
基于在步骤101和102中获得的扫描数据，可以获得第一数字印模61和第二数字印模62。第一数字印模61和第二数字印模62包含被扫描的印模托盘的所述部分的数字化形式。在图6中，被扫描的印模托盘的所述部分的数字化形式包含受托人标记63。
在步骤103中，将第一数字印模61与第二数字印模62排列。通过排列印模的所述部分的数字化形式的至少一部分，可以排列第一数字印模61和第二数字印模62。被排列的印模托盘的数字化形式越多，排列可以越好。因为在各个数字印模61、62中的印模托盘10的所述部分的数字化形式具有相同的来源，因此将提供第一数字印模61和第二数字印模62之间的正确的咬合关系。因此，第一和第二数字印模61、62之间的空间关系将对应于第一和第二印模61、62所基于的牙结构之间的空间关系。
在一些实施方案中，排列操作可以包括在第一数字印模61的受托人标记63上添加数字标记，并且在第二数字印模62的相同的参照表面63上添加第二数字标记。通过控制例如光标来放置标记，可以由操作员手工地添加数字标记。数字标记可以指示印模托盘的数字化形式的所述部分的一个区域，在该区域排列操作应当开始。这可以缩短排列操作的处理时间。排列操作本身可以通过普遍已知的图像处理来进行。用于排列数字印模的一种方法例如获自所述的牙扫描仪D-250TM。
在一些实施方案中，控制扫描仪装置2对物理印模30的第一部分应用第一扫描分辨率，并且对物理印模30的第二部分应用第二扫描分辨率。第一扫描分辨率可以高于第二扫描分辨率。使用第一扫描分辨率扫描的部分可以是牙结构的预备体部分的物理印模。使用第二扫描分辨率扫描的部分可以是预备体部分的印模。此外，可以使用第二扫描分辨率扫描邻近预备体部分的牙结构的至少一部分。该邻近部分可以例如是邻近预备体部分的一颗或几颗牙齿、与预备体部分和/或邻近的一颗牙齿或多颗牙齿咬合的牙齿、和/或软组织。在已经进行使用第一和第二分辨率的扫描以后，将使用第一扫描分辨率获得的数据与使用第二扫描分辨率获得的数据合并或组合。用于合并数据的方法可获自所述的牙扫描仪D-250TM。
在一些实施方案中，使用单一的扫描分辨率。
可以将第一扫描分辨率设置得高得足以提供用于制造恢复牙模型的数字牙模型50的充分的分辨率。第二扫描分辨率可以高得足以制造物理牙模型80。对牙部件的准确度的需求通常高于对物理牙模型80的准确度。因而，仅以其为牙部件的基础的数字牙模型50的所述部分需要使用第一扫描分辨率获得。与较低的扫描分辨率相比，利用较高的扫描分辨率通常增加处理时间。因此，尽管具有对于恢复牙修复体以及物理牙模型80的充分的准确度，但是第一和第二扫描分辨率的使用缩短了总的处理时间。
可以使用下列程序设置扫描分辨率。首先，控制扫描仪，以获得至少物理印模30以及可能的印模托盘10的试验数据。该试验数据可以使用低于第一扫描分辨率的扫描分辨率提供。将该试验数据可视化，使得用户知道物理印模30和印模托盘10是可扫描的，即对于光发射器40和光接收器41可视。而且，用户可以选择要使用第一和第二扫描分辨率扫描的物理印模30的部分。通过控制光标并且在要使用第一和第二扫描分辨率扫描的部分周围画参比线，可以选择所述部分。然后，可以开始扫描操作。使用第一和第二扫描分辨率的扫描可以自动进行。通过选择要被扫描的区域，在扫描过程中省略任何不需要扫描的区域。因而，与扫描扫描仪装置2中的全部目标相比，可以缩短用于扫描扫描仪装置2中的目标的扫描时间。
在图5中，参比线58表示使用第一扫描分辨率已经扫描过的区域。参比线内部的区域形成第二数字印模62的预备体部分。该预备体部分可以包含预备体56以及软组织57。
数字印模60可以例如表示为点云。在步骤104中，可以基于数字印模61、62产生正的数字牙模型。负的几何形状至它的相应的正的几何形状的转化是普通已知的。用于此目的的方法例如可得自所述的牙扫描仪D-250TM。因此，在本文中将不再详细讨论数字印模6+向正的牙模型的转化。在一些实施方案中，将数字牙印模61、62在排列操作以前转化成数字牙模型51、52。因而，使用与用于排列第一数字印模61和第二数字印模62的程序相同的程序将第一数字牙模型51和第二数字牙模型52排列。用于排列第一数字印模61和第二数字印模62的方法也可得自关于所述的牙扫描仪D-250TM的3Shape。
根据一些实施方案，获得第一数据记录和第二数据记录。该第一数字记录和第二数字记录可以从单个的数字牙模型50获得。数字牙模型50至少包含意欲将牙部件供给于其的预备体56。
第一数据记录包含基于数字牙模型50的预备体部分的信息。该第一数字记录可以用于制造牙部件。
第二数据记录包含基于数字牙模型60的至少一部分的信息。所述部分至少是以下部分：第一数据记录是基于该部分。所述部分可以包含数字预备体56。此外，第二数据记录的信息可以基于第一数字牙模型51和/或第二数字牙模型52的任何其它部分。第二数据记录可以用于制造物理牙模型80。在一些实施方案中，第二数据记录仅包含基于数字预备体56以及可能的软组织576的信息，但是不包含基于邻近的一颗牙齿或多颗牙齿的信息。
获得第二数据记录可以包括对数字牙模型50增加连接界面。连接界面的信息被包括在第二数据记录中。物理牙模型80的连接界面可以用于将物理牙模型80连接到调试装备6。在另一个实施方案中，连接界面和调试装备作为整体单元提供。因而，还可以将数字调试装备加入到数字牙模型50，并且将基于该数字调试装备的信息包括在第二数据记录中。这允许了产生定制的调试装备。数字调试装备可以例如是数字咬合架。
第一数字牙模型51和第二数字牙模型52可以与虚拟参比面有关。在一些实施方案中，第一数字牙模型51的连接界面可以具有相对于虚拟参比面的第一空间关系。第二数字牙模型52的连接界面可以具有相对于所述参比面的第二空间关系。在一些实施方案中，用虚拟参比面排列数字牙模型51、52。因此，用连接界面排列数字牙模型51、52。第二记录可以包含第一表面和第二表面中的至少一个的信息。第一表面可以由至少部分的第一数字牙模型51及其相关的连接界面形成。第二表面可以由至少部分的第二数字牙模型52及其相关的连接界面形成。第一表面的信息和第二表面的信息可以分别包含第一表面和第二表面的几何形状。第一表面的信息和第二表面的信息可以是基于矢量的CAD信息，例如3D形状。
用于牙部件的数据的产生可以通过为此适用的数据产生方法来进行。数据产生方法可以例如通过CAD应用程序提供。
在下列内容中，将描述适用于产生用于第一数据记录的数据的数据产生方法。通过从数字牙模型50移去一部分，可以产生数字模型50的预备体56，即数字预备体56。在一些实施方案中，例如通过控制CAD应用程序的光标，通过标记数字牙模型50的某个区域，产生数字预备体56。该标记的区域可以被复制。备选地，该标记的区域可以被切掉。此外，至少预备体部分的数字预备体56可以在第一扫描分辨率中表示。因而，尽管取决于制造准确度，但是基于数字预备体56而制造的任何牙部件可以具有对应于扫描分辨率的准确度，所述数字预备体56又基于数字牙模型50。数字预备体56可以形成用于制造牙部件的基础。
可以对预备体部分增加数字预备体线。该数字预备体线可以用于限定牙部件应当终止的地方。牙部件的表面的几何形状可以对应于如由预备体线所界定的数字预备体56的几何形状。预备体线可以用于限定顶盖。如果预备体包含第一和第二预备体部分，则可以使用预备体部分形成牙桥顶盖。在一些实施方案中，数字预备体由许多线标记形成。预备体线通过用线将线标记连接而形成。通过控制光标和/或使用CAD应用程序的拖-放功能，可以定位线标记。
第一制造装置4可以基于TRM文件，即具有TRM文件格式的数据文件而运行。此外，数字预备体56可以由表面模型、例如表示基于矢量的3D模型的数据表示。该基于矢量的模型可以被转化成基于TRM的表示形式。当预备体部分处于基于矢量的表示形式时，可以通过扫描它的表面提供转化。可以利用虚拟径向扫描仪提供用于TRM文件的数据。预备体线提供了扫描应当终止或开始所处的线。TRM文件的数据包含共同形成虚拟表面例如3D表面的坐标的辐射状迹线(radial trace)。因此，TRM文件表示使用辐射状点信息的3D目标。在一些实施方案中，虚拟扫描仪测量数字预备体50的表面上从参比点至特定点的距离。这可以例如用于模拟探针扫描仪。
当已经使用虚拟扫描仪扫描数字预备体56时，将数字预备体56由第一数据组和第二数据组表示。该第一数据组可以是基于矢量的表示形式。该第二数据组可以是基于点的表示形式。在一些实施方案中，第一数据组和第二数据组被同时可视化。备选地或另外地，将第一数据组叠加在第二数据组上可视化，或反之亦然。而且，可以使用第一和第二颜色将第一和第二数据组可视化。因此，可以在视觉上验证第一数据组与第二数据组在它们的表面几何形状上相对应。可以将外部数据组半透明可视化，从而将易于验证对应性。备选地，第一和第二数据组交替地在彼此之上可视化。
通过将第一数据组和第二数据组可视化，可以在视觉上确定是否由第一数据组形成的表面对应于由第二数据组形成的表面。
第一数据记录可以包含信息例如第一数据文件，所述第一数据文件包括描述要制造的牙部件的几何形状的数据。可以将第一文件格式用于第一数据文件。第一文件格式可以对应于由第一制造装置4使用的文件格式。此外，第一文件格式可以例如是TRM文件格式。
第一数据记录和/或第二数据记录可以包含患者信息。患者信息可以例如是识别数据。该识别数据可以是用户选择的标识符。备选地或另外地，识别数据可以是独特的标识符，例如UUID(通用唯一标识符)。患者信息还可以包含姓名、治疗ID和/或患者编号。识别数据还可以是印模托盘10的识别数据。
第二数据记录可以包含例如至少第二数据文件的信息，其包括描述要制造的物理牙模型80的几何形状的数据。第二数据记录可以包含用于要制造的第一物理牙模型81和第二物理牙模型82的分开的数据文件。备选地，单个的数据文件包含描述第一和第二物理牙模型61、62两者的几何形状的数据。可以将第二文件格式用于第二数据文件。第二文件格式可以对应于由第二制造装置5使用的文件格式。第二文件格式可以例如是STL(立体光刻)文件格式。
在一些实施方案中，获得第一数据记录包括在第一制造装置4接收第一数据记录。而且，获得第一数据记录可以包括从第一数据记录检索第一数据文件。然后，可以使用该第一数据文件控制第一制造装置4。利用描述几何形状的数据文件的这样的制造装置的控制是普通已知的，并且在本文中将不详细描述。
在一些实施方案中，获得第二数据记录包括在第二制造装置5接收第二数据记录。而且，获得第二数据记录可以包括从第二数据记录检索第二数据文件。然后，使用该第二数据文件控制第二制造装置5。
第一制造装置4可以包括自由形态制作装备(free form fabricationequipment)。自由形态制作装备可以例如包括CIM(计算机集成制造)系统。CIM系统可以例如包括SLA(立体光刻设备)、CNC(计算机数控)加工、EDM(放电加工)和瑞士自动加工系统中的至少一种。例如，如果使用SLA系统，则第二文件格式可以具有STL文件格式。利用描述几何形状的数据文件的这样的制造装置的控制是普通已知的，并且在本文中将不详细描述。
在已经制造了物理牙模型80和牙部件时，可以将调试装备6用于完成牙修复体。调试操作可以例如包括覆盖牙部件、磨制和/或咬合校核。
图8a示例了调试装备6的一个实施方案。调试装备6和物理牙模型80还属于在本申请的同一天提交的题目为“牙模型、咬合架及其制备方法”的分开的专利申请，并且所述分开的专利申请的全部内容通过参考而结合在此。
在图8a的实施方案中，调试装备6包含用于根据本发明的实施方案的系统而设计的咬合架70。咬合架6包含第一部分70a和第二部分70b。为了示意性的目的，第二部分70b用假想线显示。每一个部分包含阳/阴装置。每一个阳/阴装置包含至少两个分开的不连续元件71a、71b。在一些实施方案中，阳/阴装置包含三个分开的不连续元件71a、71b、71c。该不连续元件71a、71b、71c可以作为凸出部和凹进部形成。不连续元件71a、71b、71c的提供是为了调试操作和准确度校核而模拟患者的颌的自然运动。对不连续元件71a、71b、71c的尺寸和位置进行配置，从而在表面72、73接触时，分别在所述凸出部和凹进部的每一个的侧壁之间形成间隙。表面72、73被分别安置在咬合架70的第一和第二部分70a、70b的支持部分74a、74b上。
咬合架70包含用于将物理牙模型80(图8b)连接到咬合架70的连接界面。在图8a的实施方案中，连接界面包含啮合界面75。啮合界面75可以包含凸出部和凹进部中的至少一个。咬合架70的啮合界面75适于啮合与物理牙模型80整体成型的啮合界面76(图8b)。在此实施方案中，咬合架70的啮合界面75的形状与物理牙模型80的啮合界面76的形状互补。啮合界面76使得物理牙模型80能够快速锁定和快速释放。在图8a-8b的实施方案中，咬合架70的啮合界面75包含延长的凹进部。物理牙模型80的啮合界面76包含延长的凸出部。因而，有助于滑动啮合。在其它的实施方案中，啮合界面75、76形成锁合(snap-fit)界面。咬合架70和物理牙模型80之间的可释放的啮合界面允许使得咬合架70可以再使用。而且，可以保持物理牙模型80的材料最少化。
在一些实施方案中，使物理牙模型与咬合架成为整体(未示出)。于是，咬合架的啮合表面与物理牙模型整体成型。如果使物理牙模型与咬合架成为整体，则实现物理牙模型进入到咬合架中的精确和持久的定位。还可以使该定位极为坚固，例如在运输过程中经受住粗暴的处置。
图8b示例了物理牙模型80。物理牙模型80可以包含第一物理牙模型81和第二物理牙模型82。第一物理牙模型81可以是上颌的模型，并且可以包括至少一颗牙齿、至少一个预备体、和/或软组织。第二物理牙模型82可以是下颌的模型，并且可以包括至少一颗牙齿、至少一个预备体、和/或软组织。
在图8a的实施方案中，第一物理牙模型81包含预备体83的模型。第一物理牙模型81还包含邻近预备体83的牙齿84a、84b以及软组织85。第二物理牙模型82包含咬合牙齿86a、86b、86c以及软组织87。在一些实施方案中，提供了第三物理模型(未示出)。在第三物理模型上，在预备体83的模型的周围提供了凹进部。该凹进部被安置在当将牙部件安装在预备体83的模型上时该牙部件将终止的位置。该凹进部可以使用根据本发明的实施方案的CAD应用程序形成并且因而被包括在第二数据记录中。从而，可以使用第二制造装置5制造在修复体模型周围的凹进部。
在一些实施方案中，牙模型由可控制的可固化材料制成，其允许可以获得高的准确度和质量，而不论温度和湿度的变化。这样的可控制的可固化材料可以是自由形态制作技术例如快速原型制作技术中使用的任何材料。例如，如果使用SLA法，则可控制的可固化材料可以包含光致聚合物树脂。所述树脂可以通过控制紫外线激光的光束来固化。可控制的可固化材料，是指使用控制装置例如数据记录产生单元3可以固化的材料。
图9示例了数据记录产生单元3的实施方案。图9的实施方案中的数据记录产生单元3包括可视化单元200、输入接口201、存储器202、控制器203和通信接口204。数据记录产生单元3可以例如包含计算机。
可视化单元200可以包含显示器。可视化单元200可以用于显示例如数字模型50、数字印模60、用于根据本发明的实施方案的方法的应用程序、和/或CAD应用程序。
输入接口201可以包含鼠标、键盘、触针垫、触摸垫和操纵杆中的至少一种。用户可以使用输入接口201将信息输入到数据记录产生单元3中。此外，用户可以使用输入接口201控制可视化单元200上显示的光标。
存储器202可以包含RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、闪存和非易失性存储器中的至少一种。存储器202可以用于存储从扫描仪装置2接收的任何信息。此外，可以将用于控制扫描仪装置2以及任何其它的装置或装备的软件存储在存储器202中。存储器202还可以存储用于实施根据本发明的实施方案的方法的软件。
控制器203可以包含处理单元，例如CPU(中央处理单元)和ASIC(专用集成电路)中的至少一种。控制器203可以适于运行用于控制扫描仪装置2的软件，通过通信接口204与第一制造装置4和/或第二制造装置5通信，和/或执行根据本发明的实施方案的方法。
通信接口204可以包含串行电缆接口、USB(通用串行总线)接口、WAN通信接口和LAN通信接口中的至少一种。
扫描仪装置2、第一制造装置4和第二制造装置5中的任何一种都可以包含对应于数据记录产生单元3的通信接口204。
可以将根据本发明的系统安置在一个或多个地理场所。例如，可以在第一场所例如在牙科医生处产生物理印模30。可以将扫描仪装置2安置在第一地理场所。备选地，可以将扫描仪装置2安置在第二地理场所，例如在牙科技师处。可以将数据记录产生单元3安置在牙科医生、牙科技师或制造机构处。可以将第一制造装置4和第二制造装置5安置在相同或不同的地理场所。根据本发明的系统的装备的任何一种可以通过连接接口连接。每一个连接接口可以包含连接线、LAN(局域网)和/或WAN(广域网)连接接口。
在物理牙模型30和牙部件的制造以后，可以将它们可能地经由分配中心载运到调试装备6的地理场所。该调试装备6的地理场所可以例如是牙科医生或牙科技师处。在调试操作以后，可以交付牙修复体，以使用安装装备7安装。安装装备7可以包含用于将牙修复体连接到患者的预备体上的粘固剂。
提供作为数据记录的用于制造牙部件和物理牙模型80的信息，这允许了定制的牙部件以及物理牙模型80的集中制造。这又允许规模化经济以及因而缩减成本。
根据本发明实施方案的系统是灵活的。此外，与利用石膏设计模型相比，石膏设计模型的排除允许了需要进行的步骤的数量的减少。例如，不需要石膏设计模型的切段和/或磨制。因而，与利用石膏设计模型的系统相比，根据本发明的系统的效率得以提高。根据本发明的实施方案的系统还比利用手工制作的任何系统更有效率，根据利用手工制作的任何系统，尽管没有通过利用石膏设计模型制造框架，但是在框架的基础上逐层构建牙部件。牙部件的手工制作固有地包括许多工作。由于牙部件和物理模型60是基于单个的数字模型和甚至数字模型50的相同表面，因此可以提供优异的准确度。因而，牙部件的内表面和模型的外表面可以具有非常紧密的配合。
可以将本发明的实施方案装入能够执行本文中所述的方法和功能的计算机程序产品中。当在具有计算机能力的系统中装载并运行该计算机程序产品时，可以实现本发明。上下文中的计算机程序、软件程序、程序产品或软件是指以任何编程语言、编码或符号的一组指令的任何表达，其意欲引起具有处理能力的系统立即或在转化成另一种语言、编码或符号以后，执行具体的功能。
可以将第一数据记录和第二数据记录的每一种存储在存储装置。第一数据记录和第二数据记录可以被存储在共同的存储装置。该共同的存储装置可以例如是数据记录产生单元3的存储器202。备选地或另外地，可以将第一数据记录和第二数据记录存储在分开的存储装置。该分开的存储装置可以例如分别是第一制造装置4和第二制造装置5的每一个的存储器。
以上已经通过参考具体实施方案描述了本发明。然而，除以上描述以外的其它实施方案同等地可以在本发明的精神和范围之内。在本发明的精神和范围之内，可以提供与上述那些通过硬件或软件进行本方法的方法步骤不同的方法步骤。可以以与所述的那些不同的其它组合将本发明的不同特征和步骤组合。本发明的范围仅由后附专利权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种获得用于制造牙部件和牙结构的至少一部分的物理牙模型(60、61、62)的数据的方法，所述方法包括：
获得用于制造所述牙部件的第一数据记录，所述第一数据记录包含基于数字牙模型(50、51、52)的一部分的信息；和
获得用于制造所述物理牙模型(60、61、62)的第二数据记录，所述第二数据记录包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第一数据记录包括获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的预备体部分的信息的数据记录，并且
获得所述第二数据记录包括获得基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述预备体部分的信息。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述第一数据记录以及获得所述第二数据记录包括获得所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的表面几何形状的信息。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过控制扫描仪装置(2)，获得物理印模(30、31、32)的一部分的至少一个数字印模(60、61、62)，所述物理印模(30、31、32)的所述部分包含所述牙结构的一部分的印模；和
产生基于所述数字印模(60、61、62)的数字牙模型(50、51、52)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述获得至少一个数字印模(60、61、62)的步骤包括控制所述扫描仪装置(2)，以在扫描所述物理印模(30、31、32)的第一部分时应用第一扫描分辨率，并且在扫描所述物理印模(30、31、32)的第二部分时应用第二扫描分辨率，所述第一扫描分辨率高于所述第二扫描分辨率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述第二记录包括对所述数字牙模型(50、51、52)的至少一部分增加连接界面。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中
获得所述第一数据记录包括：获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的所述部分的信息的数据记录，所述部分已经使用第一扫描分辨率产生；和
获得所述第二数据记录包括：获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的信息的数据记录，所述部分已经使用第二扫描分辨率产生，所述第二扫描分辨率低于所述第一扫描分辨率。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述第一数据记录包括在CAM设备上接收所述第一数据记录，并且基于所述第一数据记录制造至少所述牙部件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述第二数据记录包括在自由形态制造设备上接收所述第二数据记录，并且所述方法包括基于所述第二数据记录制造所述物理牙模型(30、31、32)。
10.一种包含计算机程序编码设备的计算机程序产品，所述计算机程序产品用于在通过具有计算机能力的电子装置运行所述计算机程序编码设备时，执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.一种获得用于制造牙部件和牙结构的至少一部分的物理牙模型(60、61、62)的数据的系统，所述系统包含数据记录产生单元(3)，所述数据记录产生单元(3)适于：
获得用于制造所述牙部件的第一数据记录，所述第一数据记录包含基于数字牙模型(50、51、52)的一部分的信息；和
获得用于制造所述物理牙模型(60、61、62)的第二数据记录，所述第二数据记录包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的信息。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述数据记录产生单元(3)适于：
为所述第一数据记录获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的预备体部分的信息的数据记录，和
为所述第二数据记录获得基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述预备体部分的信息。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的系统，其中所述数据记录产生单元(3)适于为所述第一数据记录和所述第二数据记录获得所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的表面几何形状的信息。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中所述数据记录产生单元(3)适于：
通过控制扫描仪装置(2)，获得物理印模(30、31、32)的一部分的至少一个数字印模(60、61、62)，所述物理印模(30、31、32)的第一部分包含所述牙结构的一部分的印模；和
基于所述数字印模(60、61、62)产生所述数字牙模型(50、51、52)。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述数据记录产生单元(3)适于控制所述扫描仪装置(2)，以在扫描所述物理印模(30、31、32)的第一部分时应用第一扫描分辨率，并且在扫描所述物理印模(30、31、32)的第二部分时应用第二扫描分辨率，所述第一扫描分辨率高于所述第二扫描分辨率。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的系统，其中所述数据记录产生单元(82)适于对所述数字牙模型(50、51、52)的至少一部分增加连接界面。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的系统，其中所述数据记录产生单元适于：
为所述第一数据记录获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的所述部分的信息的数据记录，所述部分已经使用第一扫描分辨率产生；和
为所述第二数据记录获得包含基于所述数字牙模型(50、51、52)的至少所述部分的信息的数据记录，所述部分已经使用第二扫描分辨率产生，所述第二扫描分辨率低于所述第一扫描分辨率。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的系统，所述系统包括CAM设备，所述CAM设备适于：
接收所述第一数据记录；和
基于所述第一数据记录制造至少所述牙部件。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的系统，所述系统包括自由形态制造设备，所述自由形态制造设备适于：
接收所述第二数据记录；和
基于所述第二数据记录制造至少所述物理牙模型(30、31、32)。
20.一种包含根据权利要求1的方法所述的第一数据记录和所述的第二数据记录中的至少一种的数据存储装置。
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