CN101616637A - 利用矫正器治疗牙齿 - Google Patents

Abstract

一种在牙科治疗中用于移动(治疗)对象牙齿的方法，包括使用一个或者多个牙齿矫正器向着希望的位置移动(治疗)对象的牙齿。移动路径可以包括确定达到最终结构途中的许多中间移动位置。在选择移动路径时，可以约束一个或者多个方向上的移动。在治疗期间基于(治疗)对象牙齿实际位置的反馈可以用来更改治疗方法，包括移动路径和矫正器。

Description

利用矫正器治疗牙齿

相关发明的交叉参考

本申请要求于2005年4月29日提交的美国临时专利申请60/676,278的权益，其整个内容结合于此供参考。

本发明涉及以下专利申请：美国临时专利申请序列号60/676,546，由Huafeng Wen提交，标题为“牙弓模型部件的数字化(Digitization ofdental arch model components)”；和美国专利申请第11/205,496，由Huafeng Wen提交，标题为“用于组织牙齿矫正器的系统(System fororganizing dental aligners)”，这些专利申请的整个内容结合于此供参考。

本发明还涉及以下专利申请：美国专利申请序列第11/074,301号，由Liu等人于2005年3月7日提交，标题为“用于提供精确牙齿治疗的牙齿矫正器”；美国专利申请第11/074,297号，由Liu等人于2005年3月7日提交，标题为“产生用于牙齿治疗的起皱的牙齿矫正器”；美国专利申请第11/074,300号，由Huafeng Wen于2005年3月7日提交，标题为“液体可渗透的牙齿矫正器”；美国专利申请第11/074,298号，由Huafeng Wen于2005年3月7日提交，标题为“一次性的牙齿矫正器”；美国专利申请第11/050,051号，由Huafeng Wen于2005年2月3日提交，标题为“用于牙齿装置的存储系统”，这些专利申请的整个内容结合于此供参考。

本发明还涉及以下专利申请：美国专利申请系列第10/979,823号，由Huafeng Wen于2004年11月2日提交，标题为“用于制造和构造实际牙弓模型的方法和设备”；美国专利申请系列第10/979,479号，由Huafeng Wen于2004年11月2日提交，标题为“用于制造和构造牙齿矫正器的方法和设备”；美国专利申请系列第10/979,504号，由Huafeng Wen于2004年11月2日提交，标题为“制做可调整的实际牙弓模型”；美国专利申请系列第10/979,824号，由Huafeng Wen于2004年11月2日提交，标题为“制做用于实际牙弓模型的基底”，这些专利申请的整个内容结合于此供参考。

本发明还涉及如下美国专利申请：美国专利申请系列第11/013,152号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“用于实际牙弓模型的基底”；美国专利申请系列第11/012,924号，由Huafeng Wen于2004年12月142日提交，标题为“精确地制造用于实际牙弓模型的基底”；美国专利申请系列第11/013,145号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“制造与实际牙齿模型配合的基底”；美国专利申请系列第11/013,156号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“制造在基底上的无干扰牙齿模型”；美国专利申请系列第11/013,160号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“用于铸塑实际牙齿模型的系统和方法”；美国专利申请系列第11/013,159号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“制造用于精确接纳牙科牙齿模型的基底”；美国专利申请系列第11/013,157号，由Huafeng Wen于2004年12月14日提交，标题为“制造用于牙弓模型的基底”，这些专利申请的整个内容结合于此供参考。

技术领域

本发明一般涉及牙齿护理领域，特别涉及畸齿矫正领域。

背景技术

畸齿矫正是处理对象牙齿的实践，以提供更好的功能和外观。通常托架被结合于对象的牙齿并且用弓形的金属线连接到一起。托架和金属线的组合在牙齿上提供了力量使牙齿移动。一旦牙齿移动到期望的位置并且在适当的位置上保持一段确定的时间，身体就使骨骼和组织适应使牙齿保持在期望的位置上。对象可以安装保持架来帮助保持牙齿在期望的位置。

畸齿矫正师最初将他们的治疗基于对象的实际畸齿矫正结构的心理图像和用于该对象的所期望的实际畸齿矫正结构的心理图像，这可以借助于x射线和/或模型。基于这些心理图像，畸齿矫正师依靠他/她的经验将托架和/或带放置在牙齿上并且手工弯曲(即成形)金属线，这样力量被施加到牙齿上，以重定位牙齿到期望的实际畸齿矫正结构。当牙齿向着期望的位置移动时，畸齿矫正师对治疗的进展、治疗的下一步骤(例如金属线的新的弯曲，托架的重定位或者替换，head gear，等等)，和前一步骤的成效做出持续的判断。

通常畸齿矫正师基于他或她的专业经验对金属线做手工调整，和/或者替换或重定位托架。遗憾的是，在口腔环境中，由于人的视觉和人口腔的实际结构的限制，人类难以精确地开发出畸齿矫正结构的视觉三维图像。此外，难以(如果不是不可能)精确地估计三维金属线弯曲(精确度在几度内)并且手工为金属线施加这样的弯曲。此外，难以(或者不可能)确定理想的托架位置以达到基于心理图像的期望的畸齿矫正结构。也非常难以将托架手工放置到所估计的理想位置。因此，畸齿矫正治疗是需要多次金属线改变的反复的过程，而过程的成效和速度依靠畸齿矫正师的操作技能和诊断专业知识。多次改变金属线的结果是增加了费用和对象的不舒适。每个畸齿矫正师的治疗质量也是很不同的，治疗每个对象的时间也不同。

畸齿矫正的实践非常依赖畸齿矫正师的专业意见和判断。已经开发了很多创新来帮助畸齿矫正师和其他医学专业人员尝试排列牙齿。例如，Andreiko等人的美国专利第5,518,397号，提供了形成畸齿矫正钢丝套的方法。该方法包括获得对象牙齿的模型和期望的牙齿定位的方案。对象牙齿的外形由模型确定。计算对象牙齿的外形和所期望的定位，并且随后建立定制的托架用于容纳弓形金属丝以形成畸齿矫正钢丝套系统。美国专利第5,518,397号的装置将弓形金属丝以水平面上的累进的曲率和垂直面上基本线性结构放置在托架上。托架被定制以便提供牙齿的三维移动。Andreiko等人的美国专利第5,518,397号，以及所有在该说明中提到的专利和参考文献其整个内容通过参考结合于此。

其它涉及托架和托架放置的创新也已经被授予专利。例如，这样一些专利创新被公开于如下专利中：名称为“畸齿矫正托架和绑扎”(一种将弓形金属线绑扎到托架的方法)的美国专利第5,618,716号，名称为“用于确定畸齿矫正托架放置方法”的美国专利第5,011,405号，名称为“形成畸齿矫正钢丝套的方法”的美国专利第5,395,238号，名称为“畸齿矫正器具和因此的组合标准化托架以及制造、组装和使用该装置矫正牙齿的方法”的美国专利第5,533,895号。

Kuroda等人的(1996)Am.J.Orthodontics110：365-369描述了一种用于激光扫描石膏牙齿铸模以产生铸模的数字图像的方法。也见于转让给Ormco Corporation的美国专利第5,605,459号和美国专利第5,533,895号；5,474,448号；5,454,717号；5,447,432号；5,431,562号；5,395,238号；5,368,478号；和5,319,419号，其描述了用于设计畸齿矫正器具的牙齿的数字图像处理方法。

美国专利第5,011,405号描述了用于牙齿数字成像并确定用于畸齿矫正治疗的最佳托架定位的方法。牙齿铸模的激光扫描以产生三维模型公开在美国专利第5,338,198号中，美国专利第5,452,219号描述了用于激光扫描牙齿模型和轧制牙齿铸模的方法。牙齿外形的数字计算机处理公开在美国专利第5607305和5587912中。计算机处理的牙弓的数字成像公开在美国专利第5,342,202和5,340,309中。

其它感兴趣的专利包括美国专利第5,549,476号，5,382,164号，5,273,429号，4,936,862号，3,860,803号，3,660,900号，5,645,421号，5,055,039号，4,798,534号，4,856,991号，5,035,613号，5,059,118号，5,186,623号，和4,755,139号。

牙齿位置的现实模拟对于很多畸齿矫正治疗过程非常有用。畸齿矫正师可以使用上牙弓和下牙弓的石膏模型来建立一个可以被处理的结构来模仿牙齿起始和最后的位置。这样，牙齿可以被模拟来帮助消除猜测。托架可以被结合到每个牙齿模型为畸齿矫正师展示穿过托架狭缝以达到期望结果的金属线的几何形状。然后托架位置可以被转移到最初的咬合不正的模型。为了确保托架将被正确地结合到真实对象牙齿的这个位置，可以制造用于每个牙齿的小模片，所述模片适合托架和牙齿的相关部分，并且允许托架在对象牙齿上的可靠放置。可选地，可以通过放置每个单个的托架到咬合不正的模型上为每个牙弓制造转移盘，然后每个牙弓制造单个的转移盘，该转移盘覆盖所有托架和每个牙齿的相关位置。因此，转移盘可以使用间接结合帮助确保非常快可是非常精确的结合。

Andreiko等人的美国专利第5,431,562号描述了计算机处理的，器具驱动的畸齿矫正的方法，在该方法中获得牙齿的形状信息并且从形状信息中计算出目标牙弓形状。定制的托架狭缝的形状、托架基底，和畸齿矫正弓形金属线，根据数学推导的目标弓形形状计算。然而畸齿矫正师基本不与器具设计相互作用。

Align Technologies也提供了透明的、可拆除的矫正装置。在这个系统中，畸齿矫正师获得对象齿系的印痕模型并且将这个模型运送到远程的器具制造中心，在那里用CT扫描仪扫描这个模型。该齿系最终目标情形的计算机模型在该器具制造中心产生，并且可以通过国际互联网被畸齿矫正师可见。畸齿矫正师指出他或者她希望对单独牙齿位置做出的改变。随后，通过国际互联网提供另一个虚拟模型，畸齿矫正师可以检查这个修订的模型，并且指出任何更进一步的改变。多次这样的反复之后，对目标情形取得一致意见。一系列可拆除的矫正装置(或者牙套)随后被制造出来并且提供给畸齿矫正师。牙套(shells)在理论上将该对象的牙齿移动到期望或者(最终)的目标位置。

治疗(全部治疗过程)的不同步骤之间的配合通常包括来自从业者(例如医生、牙科技师等等)仅仅参考(治疗)对象初始牙齿排列而形成矫正器设计的早期输入。大多数治疗过程通过牙齿矫正器动态地与对患者正在进行的治疗相互作用。这样，或许难以使从业者和正在进行生产的矫正器之间的互相作用最优化。

Align Technology的美国专利第6,699,037号描述了从初始牙齿排列到最终牙齿排列的重定位牙齿的改进的方法和系统。重定位由包括一系列器具的系统完成，该器具被配置成在腔体中接纳牙齿、并且在一系列至少三个连续步骤中递增地重定位单个的牙齿。单个的器具优选的包括聚合物牙套，该牙套具有形成在那里的牙齿接纳腔体，通常通过立体平版印刷成型。每个单个的器具被配置成其牙齿接纳腔体具有对应于中间或者最终牙齿排列的几何形状供该器具使用。也就是说，当对象第一次戴上该器具时，某些牙齿相对于器具腔体无形变的几何形状不重合(misaligned)。然而该器具是有足够的回弹力适应或者符合不重合的牙齿，并且将施加足够的相反的回弹力于这样不重合的牙齿以便重定位牙齿到该治疗步骤期望的中间或者最终排列。

美国专利6,471,511和6,682,346号描述了Align Technology公司的立体平版印刷制造过程。然而多个困难存在于立体平版印刷过程中。立体平版印刷过程使用的材料可能对人的健康有毒并造成伤害。立体平版印刷一层一层地构造矫正器，当该矫正器被对象戴上时，这可能形成容易受微生物和细菌生长影响的空间。此外，Align Technology公司的立体平版印刷过程在每个不同的治疗阶段也需要不同的矫正器模具，这将产生很多废弃物并且是对环境不利的。这样，对于实际应用就需要有效并且有高效的方法来产生牙齿矫正器。

建立对象的牙齿模型，例如建立上牙弓或者下牙弓的模型(包括牙齿相互影响的方式)可能是在使用或者建立矫正装置的重要特点。对象的牙齿模型在畸齿矫正期间能够帮助引导对象的牙齿期望的移动。当经历牙齿重新排列时模型能够帮助避免对象牙齿之间的冲突。模型也能够为设计和制造牙齿矫正装置提供输入。这样，就需要精确和有效率地获得对象牙弓的模型，包括虚拟的和实际的模型。

使用矫正装置的畸齿矫正治疗的另一个挑战是在反复的治疗过程中精确地将对象的牙齿移动转换为治疗测量。当前的治疗技术不能定量地监视对象牙齿的移动并根据对象牙齿的移动精确地调整治疗。

使用可拆除矫正装置的畸齿矫正治疗的另一个挑战是精确地和最有效率地实施牙齿移动。当前的治疗技术通常不能估计对象牙齿真实的和最小阻力的移动，这导致想要的牙齿移动和/或不必要的治疗步骤数量。

通过跟踪上下牙弓中的牙齿的相对位置，可以设计并制造牙齿矫正器装置，以反映正在由畸齿矫正师或使用者在进行的治疗，以及对该对象的治疗效果。这样可以最终节省成本、治疗时间，并且还可以增强使用者的舒适感。

最后，可以设计牙齿治疗过程，以便能够根据该对象牙齿的移动修改治疗步骤。而且，需要优化的治疗过程，包括牙齿矫正器的制造。这里描述的是可以解决上述一些现有问题装置、系统和方法。

发明内容

本发明提供一种根据治疗对象的牙弓设计、制造和使用牙齿矫正装置的方法、系统和设备。这里描述的该方法、装置和系统的实施包括下述中的一个或多个。

这里的一般地描述的是移动治疗对象的牙齿(例如治疗一个对象)的方法，其中提供给治疗对象戴上一个或多个矫正器，以便该矫正器能够施加力以移动治疗对象的牙齿。矫正其可以设计成被戴上的一系列矫正器的一部分。该系列可以根据治疗对象的初始牙齿位置和来自使用者(例如诸如医生、畸齿矫正师、技术人员等的执业者)的输入(input)确定。在一些变化中，当一个或多个矫正器被戴上时，该治疗系列(因此该矫正器)可以根据来自治疗对象牙齿位置的反馈来设计。在一些变化中，使用者可以在治疗过程中修改该系列。在一些变化中，该系列根据一个或多个制约的移动方向(例如，单个牙齿的移动或旋转方向)来确定。提供了该装置、方法和系统的变化和例子。

这里描述的用于生产移动对象牙齿的牙齿矫正器的方法。一般而言，这些方法可以包括如下步骤：生产模拟对象牙齿之一的牙体的牙齿模型；对该牙齿模型附加一个或多个模拟该对象牙根的对齐(registration)特征；生产具有一个或多个接收特征的牙齿基底(base)，其被构造以接纳牙齿模型；以及利用连接于在该牙齿基底上的一个或多个接纳特征的牙齿模型制造牙齿矫正器。

制造牙齿矫正器的步骤可以包括生产模拟该对象的牙齿的牙体的多个牙齿模型；在牙齿基底上组装实际的牙齿模型以形成实际的牙弓模型；以及利用连接于牙齿基底的实际的牙弓模型制造牙齿矫正器。实际牙齿模型上的对齐特征可以包括销或凸起，而接纳特征可以包括空穴、狭槽或孔。该接纳特征通常与对齐特征配合。在这里包括的一些变化中，接纳特征可以包括销或凸起，而对齐特征可以包括空穴、狭槽或孔。可以使用任何合适的对齐特征和接纳特征。

通过利用对象的牙齿印痕生产该对象的实际牙弓模型，并且将该实际的牙弓模型分开成一个或多个牙齿模型，可以生产牙齿模型。通过在连接于牙齿基底的牙齿模型上利用矫正器制造材料片来真空形成牙齿矫正器，或者通过CNC制造，或者通过铸塑，可以构建牙齿矫正器。

这里还描述的是用于移动对象的牙齿的系统，该系统可以包括：多个实际的牙齿模型，每个牙齿模型具有一个或多个对齐特征(其中该对齐特征模拟对象牙齿的牙根，并且其中每个牙齿模型包括用对象的牙齿模型形成的牙体)；包含一个或多个接纳特征的牙齿基底(牙齿基底构造成接纳多个牙齿模型，以形成对应于该对象的牙弓的目标结构的实际的牙弓模型)；以及利用连接于该牙齿基底的多个实际牙齿模型制造的牙齿矫正器，使得牙齿矫正器对应该对象的牙弓的目标结构。

这里描述的牙齿矫正器通常旨在将对象的牙齿从初始的结构移动到最终的结构。因此矫正器可以用于矫直牙齿或修正不闭合。这些牙齿矫正器可以通过转动和/或平移对象的牙齿而移动对象的牙齿。例如，当矫正器被对象戴上时，该牙齿矫正器可以沿着围绕其牙根的一个方向或多个方向转动该对象的至少一颗牙齿。具体说，牙齿矫正器可以沿着极方向、方位角方向以及自旋转方向的一个或多个围绕其牙根的方向转动该对象的至少一颗牙齿。牙齿矫正器可以沿着X方向、Y方向和/或Z方向平移对象的至少一颗(或多颗)牙齿。

用于治疗对象的牙齿的另一种方法包括如下步骤：确定对象牙齿的目标结构；根据该目标结构在牙齿基底上生产接纳特征(接纳特征构造成接纳实际的牙齿模型)；将该实际的牙齿模型组装在牙齿基底上以形成实际的牙弓模型；以及利用该实际的牙弓模型生产牙齿矫正器以将对象的牙齿移动为目标结构。在牙齿基底上生产接纳特征的步骤可以包括根据对象牙齿的目标结构在牙齿基底上确定接纳特征的位置，并且在该牙齿基底的确定的位置生产该接纳特征。

如上所述，在该牙齿基底上生产该接纳特征可以包括如下步骤：通过利用对象的牙齿印痕模制可塑的铸塑材料生产对象实际牙弓模型；在该对象实际牙弓模型上生产对齐特征；以及将该对象实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型。每个实际牙齿模型可以包括一个或多个对齐特征。

确定对象牙齿的目标结构可以包括如下步骤：确定对象牙齿的初始的构型；确定对象牙齿的最终构型，以及确定多个治疗步骤的每个治疗步骤的目标构型，该多个治疗步骤的每个治疗步骤用于将对象的牙齿从初始的形式移动到最终的构型。可以通过任意的适当的方法制造牙齿基底上的接纳和/或对齐特征，包括通过基于CNC的制造，或其他计算机控制的方法。在这里描述的一些方法、装置和系统中，基准标记(fiduciary mark)(例如接纳和/或对其特征)作为矫正器制造方法的一部分来制造。

这里还描述的是用于治疗对象的牙齿的方法，包括确定对象牙齿的初始构型；确定对象牙齿的最终构型；对于对象的一个或多个牙齿设计从初始的构型到最终构型的移动路径；将移动路径分成多个治疗步骤(每个治疗步骤具有对象牙齿的目标构型)；根据对象牙齿的目标构型在牙齿基底上生产接纳特征(该接纳特征构造成接纳实际的牙齿模型)；在牙齿基底上组装实际的牙齿模型以便形成目标构型的实际的牙弓模型；以及利用该实际的牙弓模型生产该对象的至少一个牙齿矫正器，以将该对象的牙齿移动为目标结构形式。

在牙齿基底上生产接纳特征的步骤可以包括根据对象牙齿的目标结构形式在牙齿基底上确定接纳特征的位置，并且在牙齿基底上的确定的位置生产接纳特征。而且，在牙齿基底上组装实际的牙齿模型的步骤可以包括从对象的牙齿模型生产实际牙齿模型，其中该实际牙齿模型包括对齐特征，该对齐特征构造成被连接于该牙齿基底上的接纳特征。

该实际牙齿模型可以通过如下方式组装在牙齿基底上：即通过利用对象的牙齿印痕模制可塑的铸塑材料生产对象的实际牙弓模型，在该对象实际牙弓模型上生产对齐特征，并且将该对象实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型，其中每个实际牙齿模型包括一个或多个对齐特征。通过利用基于CNC的制造可以生产实际牙齿模型，例如，或者它们可以被模制。一般来说，可以通过在实际牙弓模型上利用矫正器制造材料片真空形成牙齿矫正器，通过在铸塑腔中的实际牙弓模型上模制可塑的铸塑材料，或者通过利用基于CNC的制造，来生产牙齿矫正器。

这里还描述的是用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统。该系统可以包括存储装置，其被构造成存储对象牙齿初始的构型；对象牙齿最终的构型；对象的一个或多个牙齿的从初始的构型到最终构型的移动路径；以及沿着该移动路径的在该初始的构型和最终的构型之间的目标构型。该系统还可以包括牙齿基底，其具有对应于对象牙齿的目标结构形式的接纳特征；包括连接于在该基底上的接纳特征的实际牙齿模型的实际牙弓模型；以及利用该实际牙弓模型生产的牙齿矫正器，其构造成朝着目标构型移动该对象的牙齿。该存储装置可以是计算机，其可以构造成在根据该对象牙齿的目标构型的位置上控制在牙齿基底上的接纳特征的制造。

这里还描述的是用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统。该系统包括：计算机，其构造成存储对象牙齿目标构型；牙齿基底，其具有对应与存储在该计算机中目标结构形式的接纳特征；一个或多个实际牙齿模型，其构造成连接于该基底上的接纳特征；以及利用连接于该牙齿基底的一个或多个实际牙齿模型生产的牙齿矫正器。由于它是从连接于该牙弓的实际牙齿模型生产的，该矫正器构造成朝着该目标构型移动该对象的牙齿。该计算机可以构造成在对应该目标构型的位置控制在牙齿基底上接纳特征的制造。该计算机也可以构造成存储对象牙齿初始的构型，对象牙齿最终的构型，以及对应于从初始的构型到最终构型的治疗步骤中的多个目标构型。

这里还描述的是用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统。该系统可以包括：实际牙弓模型，其包括一个或多个实际牙齿模型，每个实际牙齿模型具有一个或多个对齐特征；具有接纳特征的牙齿基底，该接纳特征构造成接纳该实际牙齿模型的对齐特征，以形成实际牙弓模型；计算机系统，其构造成存储对象牙齿的目标构型并且控制在该牙齿基底上的接纳特征的制造；以及利用实际牙弓模型生产的牙齿矫正器，其构造成朝着目标构型移动对象的牙齿。

该计算机系统可以构造成根据该对象牙齿的目标结构形式确定该牙齿基底上的接纳特征的位置，以控制在该牙齿基底的确定位置的该接纳特征的制造。该计算机系统还可以构造成存储对象牙齿初始的构型和对象牙齿最终的构型，并且确定从该初始的构型到最终的构型的多个治疗步骤的目标构型。

这里还描述的是用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，该系统包括计算机系统，其构造成存储对象牙齿的目标构型；包括对齐特征的一个或多个实际牙齿模型；牙齿基底，其具有接纳该对齐特征的接纳特征；构造成构型在计算机系统的控制下根据该目标构型在该牙齿基底上制造该接纳特征的装置；以及在连接于该牙齿基底的实际牙齿模型上形成的牙齿矫正器；其中，该牙齿矫正器构造成朝着该目标构型移动该对象的牙齿。

这里还描述的是用于移动具有反馈的对象牙齿的牙齿治疗方法。该治疗牙齿的方法可以包括如下步骤：生产第一牙齿矫正器，用于朝着第一目标构型移动对象的牙齿；在对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后分析该对象牙齿的位置；根据该对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后该对象牙齿的位置确定第二目标构型；以及生产第二牙齿矫正器，用于朝着第二目标构型移动对象的牙齿。生产用于朝着第二目标构型移动对象的牙齿的第二牙齿矫正器的步骤可以包括生产具有接纳特征的(其中，该接纳特征对应于该对象牙齿的第二目标构型，该接纳特征构造成接纳实际牙齿模型)牙齿基底；将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上，以形成实际牙弓模型；以及用该实际牙弓模型形成第二牙齿矫正器。

该方法还包括从该对象的牙弓通过利用该对象的牙齿印痕生产模板实际牙弓模型，形成实际牙齿模型的步骤；将对齐特征加在该模板实际牙弓模型上，以及将该模板实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型，其中每个实际牙齿模型包括至少一个对齐特征。该方法还可以包括确定该对象牙齿的最终目标构型，其中该第一牙齿矫正器和第二牙齿矫正器朝着最终目标构型移动该对象的牙齿。在对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后分析该对象牙齿的位置可以包括在对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后产生该对象牙齿的印痕，并且利用该对象牙齿的印痕测量该对象牙齿的位置。

这里还描述的是用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，该系统包括第一牙齿矫正器，其构造成朝着第一目标构型移动对象的牙齿；测量装置，其构造成在对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后测量该对象的牙齿的位置；牙齿基底，其具有用于接纳实际牙齿模型的接纳特征；以及分析装置，其构造成帮助技术人员根据对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后该对象牙齿的位置确定第二目标构型(其中该分析装置还构造以形成该牙齿基底的接纳特征，以便它们对应该第二目标构型)。该测量装置可以时机械定位装置或光学扫描仪。该分析装置可以包括构造成操纵该对象牙齿的数字模型的计算机，其中该分析装置包括约束逻辑电路，其正如这里进一步描述的，指示对牙齿移动的约束。

这里还描述的是构建用于治疗对象的牙齿矫正器的方法，该方法包括确定该对象牙齿的初始的构型，从该初始的构型确定该对象牙齿的目标构型(其中在目标构型中的牙齿在至少一个自由度不移动的约束下从初始的构型移动)；以及生产该牙弓的实际模型，该牙弓的实际模型具有排列为该目标构型的实际牙齿模型。该初始的构型可以反映在该对象的牙弓中的牙齿的当前构型。确定目标构型的步骤可以包括人工确定目标构型，并且可以通过利用包括约束逻辑电路的分析装置的帮助，该约束逻辑电路指示对牙齿移动的约束。自由度通常从下面一组中选择：X方向、Y方向、Z方向、极方向、方位角方向、以及自旋方向。无移动的约束可能意味着沿着X方向、Y方向、Z方向没有平移移动，或牙齿在极方向、方位角方向、或自旋方向没有绕牙根的旋转。

这里还描述的是构建具有移动约束的牙齿矫正器的系统。该系统可以包括分析装置，其构造成允许操纵对象的牙弓模型从该初始的构型到牙齿的目标构型，其中该分析装置包括约束逻辑电路，其指示对该对象牙齿移动在一个或多个自由度移动的约束。该系统还可以包括多个实际牙齿模型，其构造以形成该对象的牙弓(具有对齐特征的实际牙齿模型，该对齐特征对应于该对象牙齿的根部)；具有接纳特征的牙齿基底，该接纳特征构造成接纳该实际牙齿模型，使得该实际牙齿模型排列为目标构型。

这种分析装置可以包括计算机装置，其构造成将该对象牙齿的移动分解成围绕该对象牙齿的牙根的转动和该对象牙齿的平移。如上所述，自由度可以从下面一组中选择：X方向、Y方向、Z方向、极方向、方位角方向，和自旋方向。

公开的装置、方法和系统可以提供牙齿矫正装置。这样获得的牙齿矫正装置对重新调整牙齿是有效的，并且在可以增强配戴时的舒适感。与现有的系统相比，该公开的装置、系统和方法可以明显地减少治疗时间和成本。在治疗步骤之间可以共享实际牙齿模型和牙齿基底。可以构造实际牙弓模型并且对于不同的治疗步骤可以重新构造。该实际牙齿模型在不同的治疗步骤中可以用于形成不同的牙弓模型，这可以明显减少每个治疗步骤需要的治疗成本和循环时间。牙齿基底可以包括多个目标构型，每个构型用于不同的治疗步骤。牙齿基底的成本可以在个各治疗步骤之间分担。可以利用该实际牙弓模型方便地并且廉价地构建牙齿矫正器。

在附图和下面的说明书内容中提出一个或多个实施例的详细情况。从下面说明和附图以及从权利要求中本发明的其他特征、目的和优点将变得更清楚。

附图说明

包含在本申请内并构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施方案，并且与该说明书一起用于说明本发明的原理。

图1A是根据本发明用于为治疗对象提供精确的畸齿校整治疗的流程图。

图1B是示出具有这里描述的反馈的牙齿治疗方法的另一种变化的流程图。

图2示出一种用于获得牙齿印痕的表面位置和对象的牙齿位置的示例的机械定位装置。

图3A示出对象的牙齿和移动的分解。

图3B示出能够模拟图3A的对象牙齿移动的牙齿模型。

图3C示出具有对齐特征的牙齿模型。

图4示出生产用于接受实际牙齿模型的牙齿基底上的接收特征的系统。

图5是牙齿基底的俯视图，包括用于接纳附加在实际牙齿模型上的接纳销的多个空穴。

图6示出实际的牙齿模型，包括使实际的牙齿模型能够插入牙齿基底上两个相应的空穴中的两个销。

图7示出利用牙弓模型制造牙齿矫正器的设置。

图8示出描述治疗方法的一种变化的流程图，该方法用于这里所述的治疗不重合的牙齿。

具体实施方式

下面的详细描述应当参考附图阅读。附图没有必要按比例绘制，它示出选择的实施例并不是想要限制本发明的内容。详细描述通过举例而不是限制的方式说明本发明的原理。该描述将清楚地使本领域的技术人员能够利用该发明，并且描述多个实施方案、修改、变化、替代和应用，包括据信是目前实施本发明最好的方式。

应当理解，除非另有说明，这里描述的该方法、系统和装置不需要限制在畸齿矫正的治疗的应用。作为本领域的技术人员阅读了本发明内容后应当理解，变化可以用在各种其他牙科应用中，例如用于牙冠、牙桥和矫正器的构建和或其治疗计划。牙齿模型也可以修改以支持研究和/或教学应用。而且，应当理解，这里描述的方法、装置和系统的变化可以与各种牙科诊断和治疗装置联合应用，以改善对象的牙齿状况。

应当指出，正如在说明书和权利要求中所用的，单数形式的“一个”和“该”包括涉及的多个事物，除非在上下文中另外清楚地指出。因此例如，术语“牙齿”意在指一颗牙齿或多颗牙齿的组合，“牙弓”意在指一个或多个牙弓(例如，上下牙弓)。还有，正如这里所用的，“计算”和“用公式表示”可以包括利用手工和/或计算机计算，例如用于建立对象的数字表示法(例如，数字模型)或测量牙齿位置的差别的计算和公式表示法。例如数字表示法可以包括存在计算机的文件，其中该文件包括表示牙弓的三维投影的数字。在另一种变化中数字表示法包括数据组，该数据组包括由计算机程序可利用以形成希望的对象的数字模型的参数。

这里描述的是用于治疗对象的不整齐的牙齿的治疗方法。图8示出治疗方法的图解概要。。该方法总的包括如下步骤：分析对象的牙弓801；用公式表示治疗计划803；开始治疗计划805；监视治疗计划807；必要时修订治疗计划809；以及继续治疗计划直到达到希望的终点811。

该治疗计划可以包括任何适当的治疗计划，但是通常包括设计和提供牙齿器械(也叫做牙齿矫正器)以改变对象的牙弓。该治疗计划可以包括如下步骤：分析对象的牙弓；建立牙弓的模型；设计由该对象戴上的牙弓以便以希望的形式改变该牙弓。该治疗计划还可以包括如下步骤：制备该对象的牙弓(例如通过提取、成形、修整，或另外改变对象的一颗或多颗牙齿)。最后该治疗计划可以包括如下步骤：设计一个或一系列牙齿矫正器，和构建一个或一系列牙齿矫正器。

下面提供的是治疗方法的实例，包括特定的步骤，该步骤可以作为治疗方法的一部分，或治疗方法的特征。具体说，描述了用作治疗方法一部分的牙齿矫正器。

治疗方法

这里描述的治疗方法包括构建一个或多个牙齿矫正器的各步骤。牙齿矫正器(多个牙齿矫正器)可以形成为在牙齿模型上模制的一系列聚合物牙齿矫正器。这个步骤通常包括：在对象牙弓模型上形成标准的牙科等级的聚合物(例如从RainTree Essix得到的牙科等级聚合物)片，该牙弓模型用该对象的真实牙齿的环氧树脂铸塑物形成，然后手工修正并抛光它们以便与对象的牙龈吻合。

独立的计算机化处理可以促进这个过程。例如，软件程序能够便于与牙科专业人员(例如畸齿矫正师、医生)的交流。对象的牙弓(例如牙齿模型)可以被扫描以记录牙齿位置，帮助技术人员或专业人员操作牙齿的三维模型，以用图解法表示牙齿的移动。在操作的三维模型上记录的牙齿位置然后指导CNC(计算机数字控制的)机器在基板上钻孔，为了成形，单个的环氧树脂铸塑牙齿可以放置在该孔中。这些计算机辅助方法加快矫正器批量生产过程，制造矫正器的核心作用。专业人员可以逐渐调整该环氧树脂牙齿排列以形成新的模型，在该新模型上热成形矫正器。形成牙齿矫正器的计算机辅助步骤和方法的进一步描述可以在同时待审的PCT申请中得到，名称是“计算机辅助畸齿矫正治疗计划”，申请人为huafeng WEN，Muhammad Ziaulah KhanCHISHTI，Frank Zhenhuan LIU，Kashif MOHAMMED，Syed WAsiMohsin Raza RIZVI，和Yasser BASHIR，其内容结合于此供参考。

专业人员可以传递其关于治疗方法的过程的指示和调整，使得用于单个对象的顺序的矫正器的制造在治疗过程中可以进行修改。而且，单个的对象信息(例如对治疗的响应)可以结合在牙齿矫正器的设计中，并且结合在整个治疗方法中。例如，书面指示和三维图形(例如数字牙齿模型)的操作可以用于修改牙齿矫正器的设计。这种交流使技术人员在矫正器的每个制造步骤中能够严格遵循牙科保健专业人员(或对象)的指示和意见。相反，其他的矫正器制造方法不为专业人员提供在连续的基础上调整矫正器(因此和治疗)的机会；而是计算机算法确定牙齿移动，而专业人员或对象一次接受若干年的牙齿矫正器治疗。

这里描述的治疗方法为专业人员提供回顾治疗(例如在治疗中的当前牙齿位置)的机会，并通过修改矫正器形状提供修改该治疗的机会，并且在适当时间(例如制造下一个矫正器之前)对牙弓起作用。

一种示例性的治疗方法从分析对象的牙弓开始。例如，专业人员(例如，诸如牙医的医生、畸齿矫正师、技术人员等)可以制作对象的牙齿和牙龈的印痕。通常取上下颌的印痕。该印痕可以用标准技术制备，例如，用聚乙烯硅氧烷(PVS)填充的牙托(tray)。除了具有该印痕的牙托之外，Panorex咬合对齐、口内部照片、口外部片相以及描述专业人人员希望的对象牙齿的再定位的书面说明可以用于制造对象牙弓的模型(或多个模型)，和帮助设计对象的治疗方案。正如所提到的，专业人员可以提供描述期望的牙齿排列的指示或观查(例如，处方)，或实现希望的牙齿排列的方式。这个处方可以基于专业人员对该对象牙齿位置的检查和其可能的改善。该方案可以以任何合适的形式传递，包括写在具有空白的用于识别那颗牙齿要被治疗，希望什么样的治疗的表格中。在一些变化中，该方案可以包括特定的点，例如，希望的邻间减少(inter-proximal reduction)(IPR)，并且可以包括检查，例如那颗牙齿表面修复(并且因此不接受锚定钮)，并且可以包括现有的闭合信息，可以指示什么位置需要进行提取，和/或可以指示待施加其他特定的治疗。来自专业人员的这种信息也可由专业人员在其办公室输入为计算机化的形式，并且经由另外专业人员或矫正器制造者观察可以在线得到。

可以分析这种牙齿印痕、图像和从该对象的牙弓收集的其他数据，以便做该对象牙弓的模型。例如，叫做MicroScribe的装置可以用于识别在上下印痕中的每个牙齿的位置和方向。然后这种位置信息可以用于(例如由CNC机器)形成用于做牙弓模型的“基板”。做牙弓模型的方法在下面和在前面结合的参考文献中详细地描述。这里总结这种方法的一种变化以说明治疗方法。一种基板可以用于形成牙弓的实际模型，这种牙齿拱形模型业用于形成牙齿矫正器。例如，基板可以具有对应于牙齿根部的位置和取向钻的孔。销可以设置在这些孔中，并且可以作为基准标记起作用，以及帮助建立该牙齿的移动和位置的模型。在一种变化中，销直径大约1.6mm并且从该基板向外延伸大约5mm。

然后对象的牙弓印痕(例如PVS印痕)可以与上述具有销插入其中的基板一道放置在的铸塑容器中。然后该印痕被铸塑(例如用硬环氧树脂型材料)，以形成该对象的牙齿的精确的复制品，其中金属销埋入每个牙齿内。环氧树脂硬化之后，铸塑件可以从印痕中取出，在其初始未治疗的位置形成对象牙齿(以及对象的牙龈)的阳模阳模。

在一些变化中，制造两个模型牙弓，一个为上牙弓，一个为下牙弓，并且用提供的PVS Bite连接在一起。可以测量在该两个牙弓上的已知点以确定两个牙弓之间的咬合关系。

然后可以从该阳模上取下该基板。该阳模被切割开，使得模型的每个部分包含一个单个的模型牙齿和相邻的牙龈。通常，具有其牙龈的每个模型牙齿具有从其伸出两个销。正如提到过的，这些销可以用作基准标记(示出该牙齿相对于彼此的取向)，并且可以表示该牙齿的“根”。

然后，每个模型牙齿用激光扫描器单个地扫描以生成该牙齿的三维计算机模型，其包括该模型牙齿暴露的表面，和从该牙齿延伸的两个销的位置和取向。牙弓的计算机模型根据该扫描数据重建。存储的销的位置和存储的虚拟模型牙齿用随机位置发生器组合以形成牙弓的数字模型。方便起见，这种数字牙弓在这里被称作“工作牙弓”。

在虚拟(例如工作)牙弓中的对象牙齿位置可以根据来专业人员的输入(例如提供的书面输入)处理成希望的位置。技术人员可以利用该数字模型以形成来自该工作牙弓的该牙弓的目标排列(通常，中间目标排列)。在一些变化中，处理实际牙弓以形成目标牙弓。该牙弓可以由技术人员或专业人员处理成目标牙弓。技术人员可以在形成该牙弓的目标排列时应用其自己的经验，并且根据该专业人员设置的标志线。正如在下面进一步描述的，在一些变化中，根据包含在对象牙齿移动中的移动约束，技术人员形成目标牙弓。由目标排列形成的数字模型在虚拟牙弓中，也可以称作虚拟牙齿位置的“处方视角”(或RxView)。

牙弓的目标排列也可以是最终目标排列，其中该牙齿排列为希望的最终位置，或它这可以是中间目标排列，其中该牙齿被朝着该最终目标排列移动。每个目标排列(中间和最终两者)可以与一个或多个牙齿矫正器相关。

因此，RxView通常是技术人员解释来自医生的处方的可视的说明。通常，RxView(数字牙弓模型)不用于制造矫正器。例如，这种数字牙弓模型可以具有反映治疗效果不好的小间隙，并且牙齿甚至可以相互重叠。，该RxView通常是不指向所用的正如下面所描述的该环氧树脂牙齿模型的实际设置以生成该矫正器的可见的引导。

RxView数据可以传递给专业人员。例如，经由在基于网络帐户上运行的软件。专业人员或者可以利用软件修改该数字牙弓模型(RxView)，或者可以发送建议进一步修改该目标牙弓模型的意见。技术人员可以整合这些意见。

例如，技术人员可以利用计算机程序处理在数字模型(或者最初的模型或者RxView模型)中的该对象牙齿的位置。该牙弓的牙齿可以处理成一个位置，以便形成为对应这个位置(“下一个器械位置”)的矫正器朝着希望的矫正移动该牙齿。因此在该第一关(pass)，牙弓模型将处于“当前位置”(反映该牙齿的当前为遏制)并且能够移动到“下一个器械”位置，该“下一个器械”位置是第一器械位置。在这个方法的一些变化中，Rx View可以被技术人员用作可视的参考，但是它通常不是在技术人员进行的处理中所用的数字信息源。而是，技术人员处理当前牙齿位置是根据技术人员的可见判断：当前牙齿位置与在Rx View中的可见表示的希望位置如何相关，并且根据在技术人员心中的将牙齿从当前位置朝着这些希望位置移动的最好路径。

在这个步骤中，软件可以对移动范围或作用于牙齿的力施加解剖学衍生的限制(约束)，例如，将移动限制在0.3mm或以下。当牙齿移动完成时，技术人员通常储存新的虚拟牙弓(具有对应于将要被下一个器械达到的牙齿位置的牙齿位置)。这些“下一个器械”数字模型可以包括模拟牙龈和牙根，该牙龈和牙根可以被附加在包含在虚拟模型牙齿中的该牙齿的暴露表面。

在利用装置制造矫正器之前，可以通知专业人员准备“下一个器械”模型，并且可以被检查。专业人员可以观察在其当前未治疗位置的虚拟模型牙齿的虚拟牙弓，在Rx View中的虚拟模型牙齿的虚拟牙弓，以及当它们将被将使用的矫正器定位时，虚拟的“下一个器械”模型牙齿的虚拟牙弓。正如在前面结合的参考专利申请中详细描述的，专业人员可以利用选择并移动牙齿的控制器修改Rx View牙齿位置和和用于下一个器械的牙齿位置。通常专业人员最终认可(例如通过计算机入口)该(潜在修改的)Rx View和下一个器械的(潜在修改的)虚拟牙弓牙齿位置。然后将制造该“下一个器械”。在一些变化中，同时制造多个(例如，两个)器械。因此可以建立中间的“下一个器械”和该“下一个器械”之后的器械的模型(数字地)，并且然后如上所述制造该器械。

正如在下面更详细地描述的，矫正器制造方法用于利用通过形成实际的(非数字)模型的数字模型生产一个或多个牙齿矫正器。一旦Rx View最终被专业人员批准，在用于第一器械的虚拟模型牙齿中的销的位置可以用编程该CNC机器，以在构架板(也称作基板)上对应于用于将应用的器械的模型牙齿的销的位置上钻孔。具有销的模型牙齿人工插入由CNC机器钻出的该构架板的孔中，在在将被形成的器械的位置中形成牙齿的实际的排列。

然后，可以利用“垂挂和成形”工艺，用牙科压力成形机，在定位于构架板上的模型牙齿上制造矫正器，并且可以修整该校正器。也可以制造具有专业人员要求的特定的特征的矫正器，例如扣和窗口，以帮助某些牙齿移动。例如，扣和窗口可以用来帮助将该矫正器固定于该牙弓，并且可以用于引导力以移动该牙弓的牙齿。例如，如果要求这种特征，可以在制造过程中将小的扣安装在模型牙齿上。制造模板塑料托架以帮助医生将该扣放置在对象的牙齿中。然后可以制造在每个规定的扣的位置上具有窗口(例如小切口)的矫正器。

制造之后，在该矫正器上可以做铸塑编号和对象的名字的标记(或以别的方式标签)，清洗、消毒以及包装以便运输。在一些变化中，小盒运送给该专业人员，该小盒包括两个塑料袋，该塑料袋包含在前述过程中形成的两组器械，加上扣的模板(如果有)。专业人员代表该对象检查该器械(“下一个矫正器”)以测试该配合。在制作牙齿印痕之后在第一次访问专业人员时，该“下一个器械”将是第一个器械。如果专业人员认为该矫正器将被正确配合，该对象可以带着当前的器械和下一个器械离开，并且每一个连续用三周。

在使用最近提供给该对象的器械6周时间中，技术人员可以处理该对象牙齿的“当前”位置(它们是用于产生最近提供给对象的器械的位置)，以技术人员相信应当由下一个器械完成的方式移动该牙齿。如上所述，这次提出的新位置可以做成专业人员同意采用或修改，并且可以用来以上面描述的方式形成下一个器械。

在配戴接受的两个矫正器中的每个适当的时间(例如三周)之后，该对象通常返回到专业人员。然后该专业人员可以监视该矫正器使用的效果，以确定该对象是否像预期的那样进展，或者该治疗计划是否需要修改。例如，专业人员可以取得该对象的附加的图像，或者可以取得该对象牙齿的附加铸塑件。对该对象的治疗的监视和分析可以发送给制造者(例如，为了制造该矫正器的技术人员使用)。如果没有必要修改，或者修改、认可的步骤以后，基本上如上所述重复该数字模型的进一步修改和新矫正器的制造。

可以重复这些步骤直到专业人员和/或该对象停止该治疗。停止该治疗通常意味着治疗目的已经达到，治疗被终结，或专业人员或对象放弃该治疗。

这里描述的治疗方法的各步骤可以包括附加的步骤，或可以省去一些步骤。而且，可以使用任意合适的方法以进行所包含的不同步骤。例如，可以通过为该牙弓做模型，使用任何合适的方法或装置用来设计和形成牙齿矫正器。在一些变化中，矫正器通过第一次做该牙弓的模型来制成。

牙齿模型

可以由真实的图像、印痕或该对象的牙齿的复制品形成牙齿模型，或者，可以从对象或对象的代表物得出的测量或其他信息制造模型。正如这里所用的，除非上下文另外清楚地表明，术语“模型”、“牙科模型”、“牙齿模型”和“牙弓模型”可以指真实的(例如实际的)或虚拟的(例如数字的)模型。而且，这里所述的模型可以包括单个牙齿的全部或部分，多个牙齿的全部或部分，牙弓的全部或部分(包括牙龈、牙齿、牙根、颌等)。因此，这里所述的模型可以包括牙弓的有关的信息或牙弓任何特征的表示，特别是与牙齿的适当功能和外观相关的那些特征。例如，模型可以表示牙齿外观(例如，定位、尺寸、位置、颜色、形状、取向、质地等)、相互作用(例如，对另一个牙齿的接近度、下颌骨特征、动力学等)等。

正如这里所用的，“对象”可以包括其牙齿结构(例如牙齿、牙龈等)可以通过这里所述的装置、方法和系统做模型的任何对象(人或动物)，包括畸齿矫正病人。

对象牙齿的模型有许多用途。具体说，该模型可以用于了解并治疗该对象的牙齿矫正。该模型是可以处理的，以便对象牙齿的不同的矫正可以做模型。在一些变化中，模型可以包括对牙齿的移动的或排列的限制(约束)。这些约束可以是基于生理的约束，包括其他牙齿的取向，咬合对齐，以及在一个或多个方向移动真实的牙齿的难易程度。该可处理的模型可以是数字的(计算机处理的)或实际的模型。

1.产生牙齿模型

牙齿模型可以利用任何合适的方法形成。而且，该模型可是实际的模型或虚拟的模型。例如，模型可以由痕迹、模具、测量、图像或对象牙齿特征的测量构造。一个模型可以从另一个模型制造(推导出)。因此，实际模型可以从虚拟模型制造，而虚拟模型可以从实际模型制造。具体说，模型可以改变，并且然后可以从原来的模型产生一个或多个推导的模型。例如，模型的部件(单个牙齿)可以稍稍移动以形成第二个模型。因此模型可以表示对象牙齿的真实的排列或推导出的排列。不出现在对象牙齿上的特征(例如，牙冠、假牙等)可以包括作为该牙齿模型的部件。

在一个变化中，模型可以利用对象的上牙弓模具(例如，对象的上牙弓的阳模或阴模)和对象的下牙弓模具生成。此外，对齐装置(例如向下咬合对齐装置)也可以用于做该对象的咬合对齐的模型。基准的参考可以用于重合该模型的任何部件。

例如，在做模型过程的开始，实际的模型(例如，模具或铸塑件)可以用对象的上下牙弓制造。可以使用制造对象牙弓的铸塑件或模型的任何合适的方法。在一个变化中，用该对象的上下牙弓的全部(或部分)制造阴模。例如，被制造的牙齿铸塑件示出该对象的上下牙齿相对于彼此的排列。然后可以用这个阴模形成阳模复制品。正如上面提到的许多专利申请中所描述的，该阳模阴模也可以用于精确地做单个牙齿的相对于彼此的关系的模型。模制牙弓模型的其他例子公开在上面参考的美国专利申请序列号11/013,160(用于铸塑实际牙齿模型的系统和方法)和美国专利申请序列号10/979,823(用于制造和构造实际牙弓模型的方法和设备)中。

因此，可以制造对象牙齿的当前排列(或初始的排列)的牙齿模型。例如，该牙齿模型可以包括该实际牙弓的任何特征，或这些特征的子集合。例如，该牙齿模型可以包括牙齿的牙冠区、牙龈(牙龈)、牙根等。这些特征中一些可以是实际测量的或推导的。例如，牙齿根部的结构和定位可以从测量值进行计算(或计算机生成)，该测量值是从牙冠区或对象的牙齿的其他部分或嘴得到的，如由Huafeng Wen等人于2005年4月19日提交名称为“计算机辅助畸齿矫正治疗计划”的美国临时专利申请所描述的。

在一些变化中，牙齿模型可以通过直接扫描对象的牙齿制造。例如，口内的三维成像装置，如由

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可以用于使对象牙弓数字化。数字牙弓模型连续地分段成单个的牙齿，其包括该单个牙齿的牙冠部分的数字表示。在一种应用中，对象牙齿的扫描在牙医办公室进行。从扫描产生的数据，即，对象牙齿的数字表示，然后在计算机网络上被传送到接收计算机用于另外的处理。

实际牙齿模型也可以用于构造数字牙齿模型。例如，对象牙弓的阳模可以从该对象牙齿的阴的印痕建立。然后该阳模的牙齿被分段成单个单元(例如牙齿)并且数字化或用各种三维扫描技术进行扫描，并且重新构造以便数字化地表示该对象的上牙弓或下牙弓。可以用于建立数字模型的合适的扫描方法的例子在下面进一步描述。牙弓的实际模型也可以从数字模型制造。例如，上牙弓和/或下牙弓的实际模型可以用计算机数字控制(CNC)制造机(例如铣床、立体金属板印刷、激光加工)来制造。

有利的是在上下牙弓模型上包括对诸如基准参考物的标记。

2.基准参考物

基准参考物可以用于矫正牙齿以形成牙齿模型。对象的虚拟的任何标记、物体或物体的区域可以被识别作为用于矫正牙弓模型的基准参考物。基准参考物可以是可以用其识别牙弓模型或牙弓模型部件(例如单个牙齿)的取向和/或位置的立体参考标记。例如，基准参考物可以是刻画在牙弓模型上或该牙弓模型与其连接的物体上的点或一组点。

在一些变化中，模型包括可以是板(例如基板或牙板)的固定物，该固定物不是对象真实牙弓的部件，但是牙弓牙齿模型连接在其上。该固定物可以包括基准参考物。牙弓的部件(例如单颗牙齿模型)可以固定于该固定物，以便牙弓相对于该固定物不改变位置。因此，该基准参考物可以在牙弓上做标记，或者它可以标记在该固定物上，或者两者兼而有之。在一个变化中，该固定物包括连接或接收位置，其与牙齿模型上的基准部件配合以提供基准参考。因此，该固定物可以包括接合表面，以对齐(和/或固定)该牙齿模型的其他部件。

例如，牙齿模型可以包括可与牙板上接纳特征配合的对齐特征。可以使用的对齐特征的例子包括，但不限于销、凸起、柱、夹子等。在一些变化中，对齐特征可以做牙齿根部取向的模型。在如上所述的对齐系统中，单颗牙齿模型可以与不同的牙板一起使用以示出牙齿不同的排列。例如，如果牙齿要被移动以形成修改的牙齿模型，那么该模型可以容易通过移动该牙板上的接纳特征并且利用同一个牙齿模型构造。对齐特征另外的例子描述在下面的实施例部分。

基准标记的位置和取向可以由使用者(“使用者”可以指技术人员、制造商或者在一些情况下，专业人员)选择，或者自动选择(例如由计算机)。例如，该使用者可以在牙弓的扫描图像中指明每个牙齿上在哪里设置对齐特征(例如，销)牙弓。

基准参考物可以包括任意数量的标记。例如，单个的基准标记可以用于指示牙弓部件的位置和取向。基准参考物可以包括两个、三个或更多个单独的标记。在一些变化中，基准参考物是三维结构(例如，切口、凹点等)。在一些变化中，基准参考物是二维结构(例如标记)。在一些变化中，基准参考物可以包括区别于其他牙弓模型的颜色或纹理。

正如所描述的，对齐装置可以用于比较精确地为对象牙弓做模型。例如，可以用向下咬合对齐装置，并且其可以包括当对象向下咬合时与上下牙弓之间的空间吻合的材料(例如，蜡咬合)。可以使用另外的材料以形成牙齿模型，包括成像(扫描、X射线等)等。

扫描

可以对牙齿(例如牙齿模型)进行扫描或测量，以确定牙齿的位置。可以使用任何适当的方法测量牙齿的位置，包括手工测量、接触式扫描和非接触式扫描。接触式扫描包括通过实际(或计算机辅助的)测量，包括诸如微划线器(Microscibe)的机械定位装置。扫描可以用于从包含基准参考物的牙弓获得坐标(例如三维坐标)。

例如，微划线器是三维数字转换器，其能够用于从现有的三维物体产生数字化计算机模型。示例性的微划线器可以从Immersion andPhantom得到。接触式微划线扫描仪可以包括一个或多个机械臂，其与包含传感器的精确轴承具有机械连接。例如，微划线器可以在牙齿模型上移动记录针并记录该记录针接触点的精确的三维位置和角度信息。因此，该记录针可以接触(或被指向接触)牙齿、基板和任何基准参考物。该机械定位装置还可以包括附加的传感器(例如位于微划线器的记录针末端上的传感器)，用于特定的或自动检测该基准参考物。附加传感器的例子包括光学传感器、RF传感器等。

当扫描实际牙齿模型时，该模型可以被分成片(例如牙齿)，用于单个片的扫描。于是随后该单个的扫描被重新组装(，例如，利用基准标记)。而且，有利的是将模型(或模型片)安装或固定在扫描板(例如可以发生扫描的平面)。例如，该模型可以连接于扫描板，该板转动或移动到组装位置，以便它可以被精确地扫描。在一些变化中，该组件被固定于扫描板。

牙齿模型(或牙齿)也可以用非接触式方法扫描。三维非接触式扫描仪和扫描技术的例子包括但不限于激光扫描、光学扫描、破坏性扫描、CT扫描以及声波扫描。在一些变化中，图像(例如，X射线等)可以被分析，以确定牙齿部件的位置。该分析可以包括图像分析技术，例如，X射线断层摄影法。

扫描仪可以与用于控制该扫描的计算机通信，并且/或储存来自扫描的信息。能够获得、储存并分析位置和取向信息。计算机也可以用作控制器，并且可以控制该扫描过程的其他部分，包括扫描板。例如，该计算机可以允许用户输入并且还可以提供输出。

对于牙齿模型的每部分，基准参考物也可以作为单次扫描的一部分被扫描，并且牙齿(牙弓)的数字模型从这些扫描产生。每个数字模型可以具有其自己的坐标系统。在一些变化中。单个的牙弓可以以片或段的方式被扫描，并且随后重新构造以形成具有单个坐标的单个牙弓模型。

根据从扫描识别的位置信息，可以计算牙齿的相对位置，并且可以测量在治疗步骤之后或之中牙齿的移动。

矫正器

术语“牙齿矫正器”可以指用于产生校正的牙齿移动或用于矫正不整齐牙齿的装置。一个或多个牙齿矫正器可以戴在对象的牙齿上，使得戴上牙齿矫正器的对象通过该牙齿矫正器“推”(或“拉”)牙齿使其相对于牙齿，或牙龈(牙龈)逐渐地重新定位。

可以从此处所述的牙齿模型制造矫正器。制造牙齿矫正器的详细情况公开在上面参考的美国专利申请中，它们是：2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“用于制造和构造牙齿矫正器的方法和设备”，美国专利申请序列号为10/979,497；2005年3月7日由Liu等人提交的名称为“用于提供精确的牙齿治疗的牙齿矫正器”，美国专利申请序列号为11/074,301；2005年3月7日由Liu等人提交的名称为“用于生产用于牙齿治疗的折叠的牙齿矫正器”，美国专利申请序列号为11/074,297；2005年3月7日由Huafeng Wen提交的名称为“流体可渗透的牙齿矫正器”，美国专利申请序列号为11/074,300；以及2005年3月7日由Huafeng Wen提交的名称为“一次性使用的牙齿矫正器”，美国专利申请序列号为11/074,298。

可以用任何合适的制造方法来从牙齿模型制造牙齿矫正器。例如，可以通过在铸造腔中铸塑形成有塑性铸塑的材料制造牙齿矫正器。该模具可以包括至少一部分牙弓模型。该牙弓模型可以包括对象的实际牙齿的多个模型，该牙齿模型可以定位成用于特定的治疗步骤的目标构型。

该牙齿矫正器也可以通过基于计算机数字控制(CNC)的制造来制造。基于CNC的钻床或铣床能够接收数字矫正器模型作为输入，并且产生与在特定的治疗步骤中规定的目标构型相配合的牙齿矫正器。生产实际牙弓模型和相关基底的详细情况公开在上面参考并且共同转让的美国专利申请中，它们是：2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“用于制造和构造实际牙弓模型的方法和设备”，美国专利申请序列号为10/979,823；2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“用于制造和构造牙齿矫正器的方法和设备”，美国专利申请序列号为10/979,497；2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“生产可调整的实际牙弓模型”，美国专利申请序列号为10/979,504；2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“生产用于实际牙弓模型的基体”，美国专利申请序列号为10/979,824。

在一些变化中，该牙齿矫正器从牙齿模型通过真空成形制造。例如，矫正器制造材料片附着于片材保持器，并且然后升高接近加热元件。该片材用均匀分布的单一材料制造或者包括不同材的料多个层。在该矫正器制造材料被加热规定的时间之后，片材保持器被压在基板上的对象的牙弓模型上。真空泵除去在基板底部的空气，以使得变软的矫正器制造材料松弛并且围绕该对象牙弓模型合适地形成。这个矫正器制造过程叫做真空成形。

在一个实施方案中，对象的牙弓模型包括通孔，该通孔可以与附着于对象牙齿上的连接器配合。这种搭锁矫正器公开在2005年4月15日由Huafeng Wen提交的名称为“具有搭锁连接器的牙齿矫正器装置”的美国临时专利申请中，此处以其全文引作参考。

在每个牙齿治疗步骤可以为治疗对象提供一个或多个牙齿矫正器。每个矫正器可以戴一段时间，从几个小时到几周。由牙齿矫正器引起的牙齿移动通常与治疗计划的设计不完全相同。

一般而言，矫正器制造成使得它们施加力以移动牙齿，得到牙齿的重新排列。因此，矫正器通常用表示牙齿位置的牙齿模型制造，该位置已经沿着导向希望的矫正位置的方向稍稍偏移，以使牙齿趋向于朝着希望的位置移动。该牙齿最终位置的选择以及已将牙齿移动到希望位置的移动路径的选择可以由畸齿矫正师选择。

选择移动路径

牙齿模型可以用于确定矫正牙齿的最终位置。例如，畸齿矫正师可以处理牙齿模型以确定该牙齿的最终矫正位置。在一些变化中，畸齿矫正师可以利用计算机软件以确定牙齿的最终位置。该牙齿的最终位置可以用于确定移动路径，以便将对象的牙齿从第一位置(例如，初始位置或开始治疗过程之后的随后的位置)移动到最终位置。

移动路径可以手工选择、自动选择或可以由使用者用计算机辅助系统选择。选择用于矫正对象牙齿的最终位置和/或移动路径的方法、装置和系统可以在前面参考的并通过参考引入的许多专利申请中得到，包括2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造与实际牙齿模型配合的基底”，美国专利申请序列号为11/013,145；2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“在基底上生产不干扰的牙齿模型”，美国专利申请序列号为11/013,156。

例如，软件可以用于帮助使用者选择对象牙齿的最终矫正。在一个例子中，从数字牙弓模型提供牙齿的数字表示形式。然后当在该牙弓内的一个或多个单颗牙齿的位置和取向被修改时，数字牙弓模型用于向使用者提供可视反馈。该对象牙弓内的牙齿的单个实际模型可以用于表示该牙弓。

在另一个变化中，在计算机上运行的软件产生用户界面，使用户能够显示并修改在该牙弓模型内的一颗或多颗牙齿。在该牙弓模型内单个牙齿的位置可以相对于该牙弓模型内的另一个牙齿选择地修改(例如，移动、旋转等)。该用户界面可以以并排的方式显示修改前的牙弓模型和修改后的牙弓模型。这种显示通过将修改的牙弓与原来的牙弓(开始的牙弓)进行比较，可以使用户能够确认该变化。用一个或多个牙齿的各种变化或调整提供同一个对象的三个或更多个数字牙弓模型。用户界面可以构造成时用户能够选择任何两个牙弓模型并且为了比较并排地显示它们。

在一些变化中，一旦牙齿的目标(或最终)矫正位置已经被确定，可以确定移动路径。该移动路径可以根据多个参数进行计算，包括牙齿移动的总距离、移动牙齿的难度(例如根据被移动牙齿的周围结构、类型和位置)以及能够提供的其他的对象特定数据。根据这类信息，软件可以生成适当数量的中间步骤(对应于一些治疗步骤或被制造的矫正器)。在一些变化中，用户可以指定步骤/矫正器的数目，并且软件相应地对不同的矫正器的构型作图。可选地，移动路径可以用使用者引导(或设置)。

在一个例子中，表示在矫正治疗计划过程中牙齿的目标位置的一系列九对不同的牙弓在使用者选择最终矫正位置之后由计算机产生。使用者可以选择在该治疗计划内的任何牙弓并且以并排的方式显示它们。允许使用者改变该牙弓内的牙齿。例如，一个窗口可以示出在未治疗状态中牙齿的牙弓。第二个窗口可以示出牙齿在其预定目标位置的牙弓。如果希望的话，使用者可以修改在窗口内的牙弓。然后根据在不同治疗阶段的牙弓的数字表示形式，可以根据在该窗口内修改的牙弓形成矫正器。

软件也可以设置成使用户能够转动牙弓，使得牙弓可以从不同的视角来检查该牙弓。在一个变化中，在左右窗口中的两组牙齿总是以相同的方向视角示出，使得如果使用者在右窗口转动修改后的牙弓，对应的修改前的牙弓也将沿着相同的方向并且以相同的量转动。如果在左窗口中修改前的牙弓被使用这转动，那么对应的修改后的牙弓也将以相同的量作相同的转动。在一个变化中，由计算机控制器(例如鼠标，接触板等)控制的光标可以用于拖动在用户界面中示出的牙弓的数字表示形式以转动该牙弓。选择地，可以在用户界面内提供表示选择的预定义的牙弓视角的图标，使得使用者通过选择图标能够显示所希望的视角。在一个变化中，通过单击图标，在不同窗口中显示牙弓将被改变，以示出该牙弓的选择的视角。

当选择最终牙齿构型并且当选定移动路径时，计算机软件可以模拟对移动的约束。例如，当通过使用者或者计算机程序修改牙齿位置时，牙齿的数字表示形式可以模拟牙齿之间的潜在的抵触。此外，可以预先定义边界条件以限制牙齿的移动(例如转动)量。例如，牙冠的转动可以在牙根末端引起大的位移，这能够引起相邻牙根的抵触。在一个变化中，计算机软件可以设置成当表示第一个牙根的边界参数越过表示第二个牙根的边界参数检测到抵触。该软件向使用者指示已经发生抵触，或可以直截了当地不允许将发生抵触的移动路径。在另一个变化中，一旦已经检测到抵触，该软件将不允许使用者进一步沿着抵触方向转动牙齿，并且可以开始寻找不同的移动路径以实现相同的(或相似的)最终矫正位置。在另一个例子中，每个牙齿(例如牙冠/牙根)由点网表示。当该表示第一牙齿的点网和表示第二牙齿的点网占据同一个空间时，这将表示两个牙齿已经发生抵触。

在另一个变化中，边界参数可以定义为模拟对象的嘴和颚中的生理条件，这种条件将限制牙齿的转动和/或移动。在一个例子中，软件利用边界参数防止牙齿的过度转动。例如，可以为每个牙齿定义边界条件以限制可以由使用者规定的转动和移动量。边界条件可以根据人类牙齿、牙龈和颚结构的人群样本数据产生。然后边界条件可以用于防止使用者向着不实际的条件引导牙齿的转动或移动。而且，可以对于不同的人口亚群确定边界条件。对于每个对象，可以确定来自与对象的身体参数匹配的适当人口亚群的边界条件可以用于提供对生理限制的较好的估计。在一些变化中，根据提供的数据(例如从X射线，模型等)对于每个单个专利可以确定边界条件。

专业人员(例如畸齿矫正师)可以手工确定(例如通过输入计算机)移动路径，或计算机可以产生建议的移动路径。在任何一种情况下，在制造矫正器之前，或者在对象已经开始戴上矫正器或一系列矫正器之后，使用者可以调整移动路径。这使畸齿矫正师在必要时能够修正处方。而且，使用者可以提供在形成移动路径和/或相应的矫正器时可以使用的意见或指示。因此，畸齿矫正师通过修改在牙弓的数字表示形式中的一个或多个牙齿，可以修改他的新矫正器的处方。

对移动的约束

如上所述，移动移动模型部件(例如牙齿)以构思移动路径或最终矫正可以通过各种因素约束。

牙齿模型可以描述为具有牙体和牙根。一般而言，牙齿移动可以分解成绕牙根的转动和牙根的平移。牙根的平移可以用坐标系统描述，例如由X、Y和Z轴定义的笛卡尔坐标。在一个变化中，可以认为牙根的移动是与牙齿的取向分开的牙齿中心的移动。牙齿的长轴L可以沿着极方向P、自转方向S和方位角方向A转动。沿着P、S和A的移动可以认为是取向移动。尽管存在移动的可选方案，但是牙齿移动的这种定义的优点在于将大的(转动)取向移动与小的(平移)移动分离开。由于牙根通常固定，因此在外力作用下牙齿300的主要移动是围绕牙根的转动，因而牙根的平移的值相对较小。因此，转动或取向移动可以看作绕牙齿转动的枢转点的移动。图3A和3B示出这些移动轴线(X、Y、Z)和(P、S、A)。

因此，牙齿模型的移动可以用坐标系来描述，该坐标系与用于对象的牙齿的坐标系相同。例如，牙根可以用如上所述的对齐特征模拟。该对齐特征的平移可以用基于X、Y和Z轴的笛卡尔坐标描述，而牙齿模型的转动可以用该牙齿模型的长轴L沿着极方向P′、自转轴方向S′和方位角方向A′的转动来描述。

在一些变化中，沿着一个或多个这些方向的移动被限制或约束。例如，当计划移动路径(或帮助使用者选择移动路径)时，软件或实际模型可以防止某些类型的移动(例如沿着被约束的方向)或可优选移动类型以便实现牙齿的最终矫正。在一些变化中，该软件可以不同地“加权”某些类型的移动，例如，对应于沿着一个或多个方向的移动难度。这些加权可以用于计算移动路径。在一些变化中，当已经选定沿着约束方向的移动时，软件可以告诉用户，或者软件可以直截了当地阻止技术人员或专业人员选择沿着这个方向的移动。

在一些变化中，由于对齐特征模仿对象牙齿的牙根，连接于牙齿基底的该牙齿模型能够最接近地模拟该对象牙齿目前或目标的构型。该对象牙齿的移动分解成大移动(即，绕对齐特征或牙根的转动)和小移动(即，对齐特征或牙根的平移)。因此牙齿矫正器可以设计成重点放在在每个治疗步骤的大移动上，这种移动通常涉及很小的牙根平移。因此牙齿矫正装置可以用在沿着移动路径上的各个点生成的牙齿模型来形成。可以生成具有多个位置(例如，初始或开始位置，第一次治疗位置、第二次治疗位置等，直至达到最终位置)的治疗系列。

在一些变化中，执业医师可以在对象还处在接受治疗的情况下调整治疗位置，或者根据使用者的喜好或者根据来自该对象的直到最近治疗的反馈。

2.形成移动路径过程中的反馈

如上所述，在对象的治疗期间可以调整移动路径。例如，在选择矫正路径并且在构造一个或多个矫正器之后，附加的对象数据(例如在治疗期间得到的牙齿测量值)可以用于精选或改变移动路径，并且因此重新设计移动路径，可能包括最终构型位置。在一些变化中，执业医师(例如，畸齿矫正师)在治疗期间可以精选治疗路径，包括最终位置。

在一些变化中，通过在治疗过程期间测量对象的真实牙齿位置可以修改治疗路径。例如，对象牙齿的测量可以用任何合适的方法进行，包括前面所述的扫描方法。在一个形式中，在对象已经戴上矫正器之后，在治疗期间在一些点制作对象牙齿的阴印痕。然后，从对象牙齿进行的测量可以与初始位置、最终位置以及任何中间治疗位置进行比较。这些测量值可以提供信息，反馈到下一个治疗步骤的设计。

在一些变化中，在治疗过程期间进行的测量可以提供关于对象如何响应治疗并且可以能够进一步定制该治疗的特定信息。例如，如果对象戴上第一个矫正器(对应于第一个重合位置)规定的时间，通过比较戴上第一矫正器之后该牙齿的真实位置和初始的第一次重合位置，可以确定牙齿从初始位置到第一次重合位置的移动。然后可以修改这个路径，以修正期望的第一矫正位置和真实的第一矫正位置之间的差。在一些情况下，可以对移动路径添加附加的矫正步骤，或者可以改变移动路径以指出前面未发觉的一些或全部牙齿移动的约束。

下面描述的是这里所述矫正装置、方法和系统许多不同部件的实施例。所述的任何步骤可以与任何一个其他步骤或一部分其他步骤组合使用。

实施例

实施例1：具有反馈的治疗方法

图1A示出一种利用反馈为对象提供畸齿矫正治疗的方法。首先，测量该对象牙弓的初始构型110。该对象牙齿的初始构型可以包括在治疗开始之前该对象牙齿的位置和取向。该对象牙齿的初始构型的分析可以包括制做该对象牙齿的上牙弓/下牙弓的牙齿印痕。然后可以制造该对象牙弓的数字模型。如上所述并且如在结合的参考文献中所述，可以测量该牙齿印痕的表面位置以确定该对象牙齿的位置和取向。例如，对牙齿印痕进行测量的详细情况公开在上面的参考的美国专利申请中：2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造用于精确地接纳牙科牙齿模型的基底”，美国专利申请序列号为11/013,159；2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造用于牙弓模型的精确的基底”，美国专利申请序列号为11/013,157。

专业人员可以确定该对象牙齿的目标构型。该目标构型可以是最终目标构型120(例如，在治疗终结时表示的该齿的最终构型)，或者它可以表示中间目标构型。专业人员可以通过处理实际或数字模型并提供处理的模型，或者通过提供关于该牙齿应当如何相对于其当前的位置(或其他参考物)或其一些组合定位的口头的或书面的指示，指示目标构型。

专业人员可以通过确定牙齿的目标排列(例如最终目标排列)设计治疗计划120。正如上面所提到的，最终目标排列不必在早期阶段明确地确定；治疗可以开始并且专业人员可以仅仅在看到该对象的牙齿如何响应治疗之后确定最终排列。一旦目标排列确定之后，可以确定移动路径130。该移动路径是当牙齿被矫正器或多个矫正器移动以达到其目标排列时牙齿所采取的路径。该矫正器通常逐渐地移动牙齿。如果移动路径需要牙齿移动多于预定的量(例如沿着X或Y平移0.3mm或以下)，那么移动路径可以分成多个步骤，其中每个步骤对应单独的目标排列140。该预定的量通常是对于每个治疗步骤在要求的时间(例如3周)内矫正器沿着特定的方向能够移动牙齿的量。对于每个这些治疗步骤可以制造牙齿矫正器150。

可以利用诸如计算机分析装置(例如计算机运行的逻辑电路)的分析装置的帮助以确定移动路径。例如，分析装置可以构造成包括如上所述指示对牙齿移动约束的约束逻辑电路。因此，移动路径可以包括由专业人员明确地指示，或者由分析装置建议并且由专业人员批准。在一些变化中，移动路径可以利用分析软件的帮助由技术人员产生(见下面的实例2)。计算机分析装置通常构造成存储对象牙齿的初始和目标构型(例如，最终和中间目标构型)，以及来自初始和目标构型的移动路径。该移动路经可以避免牙齿抵触和重叠，并且可以考虑到牙齿的移动约束，包括对牙齿在给定的治疗步骤可以移动多少的约束。

正如所提到的，移动路径可以分成多个连续的治疗步骤140。可以有例如10个到40个步骤。对于每个治疗步骤150可以制造一个或多个牙齿矫正器。对象戴上一个或多牙齿矫正器，以作为每个步骤的一部分160移动其牙齿。

可以如这里所述制造牙齿矫正器。在牙齿治疗的每个步骤可以为对象提供一个或多个矫正器。每个矫正器可以戴一段时间，从几个小时到几周(例如3周)。在一天中的一部分时间矫正器可以连续地戴。

正如所描述的，畸齿矫正治疗方法可以包括“反馈”，其允许在治疗期间根据牙齿对一个或多个牙齿矫正器如何响应而反复地调整该牙齿。因此，在作为进行的治疗的一部分当对象已经戴上牙齿矫正器之后，仅仅在分析该对象牙齿的排列之后，一个或多个矫正器可以构造成用于将来的治疗步骤。

由牙齿矫正器引起的牙齿移动与该治疗计划设计的移动通常不是完全形同的。因此，如上面所述，在戴上矫正器之后可以分析牙齿的移动170以确定它们在该牙弓中的位置，或者从开始前面的治疗步骤(或多个步骤)以来它们移动了多少。得到的移动可以因式分解成该治疗计划，特别是在附加矫正器的设计中。然后可以测量对象牙齿的位置和取向，该测量可以用作反馈，以调整治疗计划。

在对象已经戴上牙齿矫正器一段时间之后可以获得该对象牙弓的阴性印痕，并且如上所述进行测量用于确定分析该对象的牙弓的构型。图2示出一种用于确定对象的牙弓的构型的方法。对象的阴性牙齿印痕280能够用环氧树脂固定在容器290中。该容器290可以用定义该印痕280的坐标的一个或多个参考标记295进行标记。利用机械定位装置200测量该对象牙齿脱离该印痕的相对位置。机械定位装置的一个例子是微划线器，其可以从Immersion and Phantom得到。该微划线器是手持式三维数字仪(数字转换器)，其能够得到(develop)现有三维物体的数字计算机模型。该机械定位装置200可以包括具有一个或多个机械接头230的机械臂210、220。该机械接头230具有用于平滑地操作的精密轴承，和用于解码该机械臂1210、220的移动和旋转的内部数字光学传感器。末端部分是记录针240，该记录针能够被操作以接触保持在容器290中的牙齿印痕280上的点。该机械定位装置200可以固定在作为容器290的普通的平台上。记录针接触的点的精确三维位置和角度信息可以被解码并且在电子输出端口270输出。该位置和取向信息可以通过另外的解码器获得。另外的传感器可以设置在该记录针的末端，以测量该被测量物体的表面硬度。Immersion Corp.′sMicroScribe(微划线器)利用连接于CMM型装置的装有尖点的记录针，以产生0.009英寸的精度。

在从对象牙齿的印痕测量牙齿位置时，该MicroScribe数字仪安装在固定于基板的固定物上。该装置经由USB或串行端口能够与主计算机通信。然后使用者(例如技术人员或生产者)在该印痕中的每个牙齿位置选择感兴趣的点并且将该记录针放在感兴趣的点上。位置和角度信息被解码并且然后传输给计算机。然后计算并记录获得的点的笛卡尔XYZ坐标，用于对每个第一位置和取向(或可选地每个牙齿)取对数。

可以根据牙弓印痕保持在其中的容器腔建立新坐标系。这个坐标系通过在该容器的两侧上的两个点的读数以形成X轴来建立。该平面上另一个读数建立X-Y平面。然后在该X-Y平面上确定原点。Z轴将通过取X轴和Y轴的交点建立。

其次，使用者在对应于每个牙齿的牙弓印痕的表面上选择多个点。然后插值从印痕表面测量的三维点以形成表面并整体化成整个设计。

定义曲线的点的数目和曲线的数目取决于该模型的希望的分辨率。由该设计应用提供的表面函数用于形成并融合该模型表面。根据设计者的意图该模型可以被涂成阴影或提供，定义为固体或使之有动画。通过该记录针得到的所有读数可以实时地提供以使使用者能够看得见该数字牙齿模型。该坐标轴和点可以用不同颜色的圆柱/球在软件中提供，以便区别各值的不同含义。

通过光学扫描该牙齿印痕或用该牙齿印痕模制的牙齿模型也能够得到该牙齿位置。光学扫描系统可以包括具有牙齿印痕或牙齿模型安装于其上的扫描台。该扫描台可以由在计算机控制下的旋转机构旋转。当扫描台转动到一个角度位置时，一个或多个图像捕获装置能够捕获该牙齿印痕或模制的牙齿模型的图像。图像捕获装置的光轴可以是例如偏离竖直轴线(或该扫描台的顶表面)45度。

数字牙弓模型可以包括多个数字牙齿模型。根据第一特征位置和取向，或可选地通过机械定位装置获得的该实际牙齿模型的坐标，可以产生该数字牙齿模型。

分析该牙齿印痕或牙齿模型的图像。牙齿印痕上或牙齿模型的多个表面点的坐标利用捕获的图像数据通过三角测量计算。牙齿印痕或牙齿模型的表面通过插值该计算的表面上的点的坐标来构造。因此能够得到该对象牙齿的位置。对象牙齿的位置还可以通过激光跟踪系统和移动跟踪系统进行测量。在对象牙齿的印痕上测量位置信息的详细情况公开在上面参考的美国专利申请中：2004年12月14日由HuafengWen提交的名称为“制造用于精确地接纳牙科牙齿模型的基底”，美国专利申请序列号为11/013,159；2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造用于牙弓模型的精确的基底”，共同转让的美国专利申请序列号为11/013,157。

测量的对象牙齿的位置与在治疗计划中的该治疗步骤中的目标构型在步骤180中进行比较。如果该目标构型在规定的公差内实现，该治疗可以根据原来的设计继续进行。正如在步骤190中原来计划的那样可以制造用于下一个治疗步骤的一个或多个矫正器。

如果在步骤180中发现牙齿矫正器没有移动该对象的牙齿到希望的目标构型，根据在这个治疗阶段测量的该对象牙齿的当前牙齿位置和希望的位置，畸齿矫正师可以设计另一个牙齿矫正器。通常，畸齿矫正师利用计算机软件模拟牙齿移动到该对象牙齿的目标构型移动。该目标构型形式包括希望的牙齿位置和取向。该目标构型可以在原来的治疗计划中规定，用于这一个或下一个治疗步骤。而且，畸齿矫正师还可以根据该对象牙齿的移动动态地调整用于下一个治疗步骤的该目标牙齿构型。

正如所描述的，利用能够组装形成实际牙弓模型的实际牙齿模型的帮助可以制造牙齿矫正器。该实际牙弓模型可以在牙齿基底上形成。可以制造该实际牙齿模型并用于一个或多个治疗步骤。牙齿基底可以包括接纳牙齿模型的多个接纳特征。该牙齿模型可以包括与接纳特征配合的多个对齐特征。牙齿基底可以包括不同的构型，其每个对应于一个或多个治疗步骤。不同治疗步骤中利用的实际牙弓模型可以方便地并且廉价地制造牙齿矫正器。治疗步骤之间的实际牙齿模型和牙齿基底的共同使用明显减少治疗时间和成本。公开的治疗系统和方法的各步骤公开在上述参考并且共同转让的美国专利申请中，其内容结合于此供参考。

如果任何牙齿模型被磨损或损坏，在第一个治疗步骤之前可以制造实际牙齿模型，或在任何随后的步骤中再次产生。也可以一次制造多个牙齿模型以节省设立时间和处理成本。在一个例子中，实际牙齿模型可以用阴性印痕280在铸塑腔或容器290中。该容器290用由可塑的材料填充。容器290可以被密封。铸塑材料可以借助于加热、加压和/或紫外辐照固化。然后对象牙齿的实际牙弓模型可以分成多个牙齿模型。一个或多个参考标记295可以同时模制在实际牙弓模型上，使得该实际牙弓模型上的表面点精确地变回到该阴性牙弓印痕原来的坐标。模制实际牙弓模型的详细情况公开在上面参考的并且共同转让的美国专利申请中：2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“用于铸塑实际牙齿模型的方法和系统”，美国专利申请序列号是11/013,160；和2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名称为“用于制造和构造实际牙弓模型的方法和设备”，美国专利申请序列号为10/979,823，其内容结合于此供参考。

图3A示出包括牙齿体310和牙根320的对象牙齿300。根据本发明，牙齿移动可以分解为绕牙根320的转动和牙根320的平移。牙根320的平移可以用坐标系来描述，例如由X、Y和Z轴定义的笛卡尔坐标。牙齿300的纵轴L可以沿着极方向P、自转方向S和方位角方向A转动。虽然存在可选的移动描述，但是这里公开的牙齿移动的定义的优点在于将大移动(转动)和小移动(平移)分开。由于牙根向下锚定很深，因此牙齿300在外力作用下最容易的移动是绕牙根320的转动，因而牙根320的平移具有小得多的幅度。牙齿的牙根可以看作牙齿绕其转动的枢转点。

图3B示出牙齿模型350，其能够模拟图3A的对象的牙齿300的移动。该牙齿模型350可以包括牙齿模型主体360和一个或多个对齐特征370。该牙齿模型主体360可以模拟牙齿体310。根据本发明，该对齐特征370可以包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽、孔或能够连接于图5和图6所示的牙齿基底上的接纳特征的其他特征。

牙根320的对齐特征370的模拟可以通过对象牙齿的数字表示形式帮助，即，数字牙齿模型。包括牙根的对象牙齿的图像可以被沿着不同方向用X射线捕获。对象牙齿的三维数字模型可以从图像构造。牙齿模型也可以光学扫描或由定位装置测量以得到数字牙齿模型。该数字牙齿模型可以被外推以描述牙根。然后可以模拟对齐特征370使得该对齐特征370的端部相对于牙齿模型350就像牙根320相对牙齿300在同样的位置。

牙齿模型350的移动可以用坐标系描述，该坐标系可以是与在图3A中用于描述对象牙齿300的坐标系是同样的。对齐特征370的平移用基于X’、Y’和Z’轴的笛卡尔坐标系描述。牙齿模型350的转动可以用牙齿模型350的纵轴L’沿着极方向P′、自转轴方向S′和方位角方向A′的转动来描述。

图3C示出一般化的牙齿模型380，其具有牙体380和对齐销(模拟牙根)390。

在牙齿治疗的每个步骤，牙齿矫正器可以用连接于牙齿基底上的牙齿模型形成。由于对齐特征模仿对象牙齿的牙根，连接于牙齿基底上的该牙齿模型可以最精确地模拟对象牙齿当前的或目标构造形式。该对象牙齿的移动分解成大移动(即，绕对齐特征或牙根的转动)和小移动(即，对齐特征或牙根的平移)。因此牙齿矫正器可以将重点放在在每个治疗步骤的大移动上，这种移动通常涉及很小的牙根平移。因此生产的牙齿矫正产生更精确的对象牙齿的移动。

该公开的牙齿矫正器可以更有效移动对象的牙齿。现有技术的牙齿矫正器通常试图绕牙根上的点转动对象的牙齿，这经常造成不现实或不想要的移动。这种不想要的移动经常不得不在返工步骤中修正。该公开的系统能够减少修正或返工治疗步骤的数目，因此使总的治疗步骤最少。用于治疗时间和成本减少。

与现有技术的系统相比，该公开的系统和方法还简化了畸齿治疗的过程。绕对象牙齿的牙根的转动和牙根的平移之间的分解有助于将牙齿的移动重点放在主要移动上，即，绕牙根的转动。在许多情况下，在牙齿根部不需要或只需要很小的平移移动。

如上所述，牙弓部件(如牙齿)移动的约束也可以有助于确定从初始模型和最终(希望的)牙弓构型插值的中间数字(或实际)模型。具体说，约束牙齿的移动以便它们更精确地模拟(model)其根埋在齿龈和颚内的牙齿的移动，所述移动可能得到更精确更有效的矫正器设计。实现这种效果的一种方法是约束或限制沿X、Y和/或Z轴的移动，而更容易使移动绕牙根转动(例如，方位角和极方向的移动)。

在其他情况下，在特定的治疗步骤牙齿可以约束成只沿着极方向、自转轴方向和方位角方向的一个或两个转动。在其他情况下，在另外的治疗步骤牙齿可以约束成不沿着极X、Y和/或Z轴移动。对于转动约束有助于减少调整牙齿构型的自由度的可变度，这简化了治疗设计。

在一个方面，约束的牙齿移动减少相邻牙齿之间干扰的可能性。设计没有相邻牙齿之间的干扰的牙齿移动的详细情况公开在上面参考并共同转让的美国专利申请中：即由Huafeng Wen提交的名称为“在基底上生产不干扰的牙齿模型”，美国专利申请序列号为11/013,156。

在另一方面，在不同的治疗步骤中不同的约束的牙齿移动使得容易在整个治疗过程中监视牙齿移动。可以使治疗更有重点并且牙齿可以更直接地向该治疗计划的最终构型移动。简化的牙齿移动也减少不正确移动的机会，并且因此减少在治疗中的修正测量。结果可以减少治疗步骤的数目，其减少花费的成本和时间。

该对齐特征370可以在模制过程中通过将它们模制在可塑的铸塑材料上同时制造。例如，该对齐特征370可以是在可塑材料被固化前插入该可塑的铸塑材料中的销。可选地，该对齐特征370可以在制造实际牙弓模型之后并且在该实际牙弓模型被分成牙齿模型350之前在牙齿模型350中制造。例如，该对齐特征370可以包括由钻孔系统400在实际牙弓模型上钻出的空穴，如图4所示。获得具有对齐特征的实际牙弓模型和三维参考位置的详细情况公开在上面参考的2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造用于精确接纳牙科牙齿模型的基底”的美国专利申请中。

图3B所示的牙齿模型350可以包括牙齿模型主体360和一个或多个对齐特征370。该对齐特征370可以包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽、孔或能够连接于图5和图6所示的牙齿基底上的接纳特征的其他特征。在步骤185，该对齐特征可以通过将它们模制在可塑的铸塑材料上在模制过程中同时制造。例如，该对齐特征可以是销，在可塑材料被固化之前插入该可塑的铸塑材料中。可选地，该对齐特征370可以在制造实际牙弓模型之后并且在该实际牙弓模型被分成牙齿模型350之前在牙齿模型350中制造。例如，该对齐特征370可以包括由钻孔系统400在实际牙弓模型上钻出的空穴，如图4所示。获得具有对齐特征的实际牙弓模型和三维参考位置的详细情况公开在上面参考的2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名称为“制造用于精确接纳牙科牙齿模型的基底”的美国专利申请中。

在步骤186，用于接纳该牙齿模型上的对齐特征的接纳特征在牙齿基底上然后制造。该牙齿基底上的接纳特征与牙齿模型上的对齐特征互补并且配合。该接纳特征可以包括一个或多个销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔。如图4所示，牙齿基底410被保持在工作台415上。钻孔装置430安装在能够沿着三个方向移动该钻孔装置430的定位系统440上。该定位系统440在计算机420的控制下首先在牙齿基底410上定位参考点412。该参考点412精确地对应牙齿印痕280上的参考标记295。定位装置440可以根据牙齿基底410上的参考点定义坐标系。利用该参考标记295，牙齿基底410的坐标能够被定量地平移到该阴性牙齿印痕280的原来的坐标。计算机420储存待制造在牙齿基底410上的空穴的位置。该空穴的位置对应牙齿模型350上的对齐特征370(销)。空穴和对齐特征370两者可以由原来的参考标记295定义。例如，牙齿基底上接纳特征的位置至少取决于两个因素：第一，由最近一次的牙齿矫正器引起该牙齿移动之后该对象牙齿的测量位置；第二，该对象牙齿的希望的位置。

该定位系统440朝着储存在计算机420中的预定的空穴位置移动该钻孔装置430。该钻孔装置430可以利用机械钻头钻出该空穴或用任何合适的装置，例如高能激光束，通过熔烧形成它们。

可选地，牙齿基底410而不是钻孔装置430可以安装在定位装置上。该定位装置能够在牙齿基底410和钻孔装置430之间产生相对移动。根据参考点412得到的坐标系，其能够被定量地平移到基于牙齿印痕280上的参考标记的坐标系。牙齿基底410被移动到能够在预定位置钻出该空穴的位置。牙齿基底410上的牙齿位置之间的精确对齐确保牙齿模型350按照用于下一个治疗步骤的该牙齿的希望位置(或目标构型)精确地安装在该牙齿基底410上。

图5是牙齿基底500的顶视图，其包括用于接纳牙齿模型上的多个短柱的多个空穴510、520。该空穴510和520的位置通过该对象牙弓的初始牙齿位置，或者在畸齿矫正治疗过程中的牙齿位置确定。该基底500可以是图5所示的包括多对空穴510、520的板的形式。每对空穴510、520适于接纳与实际牙齿模型连接的两个销。每对空穴包括在牙弓模型内的空穴510和在牙弓模型外的空穴520。

图6示出用两个销615固定的牙齿模型610。牙齿基底620包括能够与销615对齐的空穴625。该空穴625适于接纳两个销615，以使牙齿模型610能够与牙齿基底620组装。由于空穴625和销615根据同样的坐标系制造，它们能够精确地对齐以使它们能够组装在一起。在步骤187中牙齿模型610安装在牙齿基底620上，以形成牙弓模型。

在步骤188中牙齿矫正器可以利用该牙弓模型方便地制造。图7示出利用该牙弓模型制造的牙齿矫正器的设置。矫正器制造材料片710附着在片材保持器并且然后升高接近加热元件。该片可以用单一材料的均匀分布制造，或者包括不同材料的多层。在校正器制造材料被加热规定的时间之后，片材保持器被压紧在在该基板上的该对象的牙弓模型上。真空泵除去在基板底部的空气，以使得变软的矫正器制造材料松弛并且围绕该对象的牙弓模型合适地形成。这个矫正器制造过程叫做真空成形。

该对象的牙弓模型可以包括对齐点412，在真空成形期间其能够被复制在该矫正器制造材料片710上。复制的对齐标记720形成在矫正器750上。数字牙弓模型捕获该对象牙齿模型的形状信息和关于对齐标记的信息。该数字牙弓模型可以进一步规定待产生在该对象牙齿上的该特征的位置，以接纳能够使牙齿矫正器被搭锁在该对象牙齿上的该通孔。

如这里所述得到的矫正器可以是特别设计的以在治疗过程的当前阶段朝着希望的位置移动该对象牙齿。在步骤160对象戴上该矫正器。可以重复从步骤160到步骤180的过程。

实际牙齿模型和牙齿基底可以在不同的治疗步骤之间共享。对于不同的治疗步骤可以构造并且再构造个实际牙弓模型。牙齿矫正器可以利用该实际牙弓模型方便地并且廉价地制造。

实例2：移动路径和中间目标构型的人工确定

在一个变化中，生产可除去的畸齿矫正器具(矫正器)的方法依靠技术人员初始设置中间目标构型(治疗步骤)。如上所述，该矫正器用透明塑料制造并且模制成以紧贴地配合在对象的牙齿上。

总的来说，治疗系统包括一系列矫正器，每个矫正器具有稍稍不同于该对象牙齿的未治疗位置的构型。每个矫正器对该对象的牙齿施加压力，迫使该牙齿与该矫正器的构型吻合。待该对象的牙齿已经与该矫正器的构型吻合时。该对象继续新的矫正器。一般来说，当对象的牙齿已经达到该治疗临床医师希望的构型时，该治疗过程结束。

图1B示出这种治疗方法的一种变化所进行的步骤。该治疗过程以由专业人员提供的对象信息开始1010。这种信息通过由专业人员对该对象的检查由该专业人员收集，并且包括该对象的上下牙齿的牙齿印痕，“蜡咬合”(即，通过由该对象咬进蜡制品中形成的该对象牙齿的印痕)、对象牙齿的X射线照片、对象脸部的照相以及处方。制造实体利用这种信息以制造为每个对象定制的该矫正器。

对象牙齿的实际模型用由制造实体1020提供的信息制造。对象牙齿的印痕和X射线照片用于形成像牙齿的实际模型。实际模型的这种形成通过以下步骤完成。首先，技术人员检查该牙齿印痕和X射线照片以确定该对象牙齿的每个牙齿的取向。通过看牙齿的印痕和X射线照片，该技术人员能够确定每个牙齿的z轴，即该牙齿所指向的方向。该“z轴”信息输入三维数字仪中。如上所述，该三维数字仪是空间测量工具，用于确定在物体表面上的点的x、y和z轴坐标。在这种情况下，三维数字仪用于确定在该对象牙齿印痕的表面上的点的x、y和z轴坐标。该“z轴”信息通常用三维数字仪(例如，MicroScribe)计算以得到在牙冠上的多个坐标。然后这些坐标用于估算该对象的每个单个牙齿的牙根的位置。

其次，计算机控制的(CNC)铣床用于在塑料板(基板)上钻一系列的孔，这些孔对应于估算的牙根的位置。对每个牙齿钻两个孔并且销插入该孔中。每个销的长度大于每个孔的深度，使得一旦插入之后，每个销从该基板部分地伸出。形成两个基板，一个用于该对象的上牙弓，一个用于对象的下牙弓。

然后模制材料注入该对象的牙齿印痕中，并且基板配合于该牙齿印痕以便从基板伸出的销伸进该液态的模制材料中。当模制材料硬化时，该销变成被埋入该材料中，形成具有从每个牙齿伸出的两个销的牙齿模型。包括销的牙齿模型从牙齿印痕和基板取出。最后，这些模型被分开，例如切割开以形成各对象牙齿的单个牙齿。

然后产生对象牙齿(数字模型)的数字图像以帮助引导治疗方案。对象牙齿的模型、对象牙齿的牙根的估算位置、以及执业医师的处方用于形成该对象牙齿的规定位置的数字图像。这个过程通过下述步骤完成。首先，各对象牙齿的模型安装在称作“扫描板”的另一个基板上，一次一个(或在一些变化中，一组)。该扫面板可以用与用在上述模制过程中的基板的同一种材料制造，但是给出不同的名称，以表示在该过程的不同点使用，并且用于不同目的。

每个牙齿模型一旦被安装在扫描板上之后，用激光扫描该每个牙齿模型以获得表示其三维几何图形的数据。这些数据与估算的牙根位置和开业医生的处方组合，用于形成该对象牙齿的处方位置的数字图像，即根据开业医生的处方定位的该对象牙齿的图像。该数字图像称作“处方视角图像”，即RxRiew。该处方视图图像是在数据格式中编码的计算机图形图像。在处方视图图像中获得的数据足以形成该对象牙齿的可视表示形式，但是，根据其自身，它可能不足以提供制造实际矫正器的基础。

处方视图通常是对象牙齿的整体图像，包括在齿龈线以下的牙齿部分。齿龈线以上的牙齿部分的处方视图用从该模型牙齿的激光扫描得到的数据产生。齿龈线以下的牙齿部分的处方视图是根据表示的牙齿类型的近似，例如，臼齿的图像是基于臼齿的形状的，而两尖齿的图像是基于该两尖齿的形状的。该处方视图可以经由计算机提供给开业医师以被认可。该开业医师利用已知的计算机程序检查该处方视图，使该开业医师能够提供指示和治疗修改。一旦该开业医师已经看过该方案视图，该开业医师可以同意该处方视图，或者修改处方视图。

开业医师确定可以接受的方案视图已经形成之后，技术人员(例如制造公司的部门)开始单个地制做矫正器，一次同时输送两组。“一组”矫正器包括用于对象上部牙齿的矫正器和用于对象下部牙齿的矫正器，除非该对象试图专门治疗他的上牙或下牙。在这种情况下，在他的“一组”矫正器将由单个矫正器构成。

矫正器的实际制造可以利用第三个计算机程序，该程序利用从单个模型牙齿的激光扫描得到的数据和该对象牙齿的牙根的估算位置，以形成该对象牙齿的当前位置的数字图像1040。然后技术人员看这个数字图像，并且利用软件手工将该牙齿的位置调整到第一修改位置1050。技术人员通常利用软件依靠调整和经验手工调整该牙齿的位置，以便利用单个矫正器使必要的移动能够实现将牙齿的位置从当前位置改变到第一修改位置。在进行这种调整时，技术人员可以只参考处方视图作为可视指导，很多技术人员看牙齿的实际模型作为指导。来自处方视图的数据不是必须用于建立这些中间治疗步骤的模型(该牙齿的中间目标构型)。在一些变化中，由于建立这些中间目标构型的模型的软件可以对技术人员移动牙齿的能力施加约束。例如，技术人员可能被限制他能够将牙齿绕该牙根转动或沿着x、y和z轴平移移动多远，如上所述。技术人员用于修改中间目标构型的软件可以由于限制允许每个牙齿的移动的范围导致的误差而防止该技术人员的错误。例如，能够阻止技术人员将牙齿定位在不希望的或不可能的取向，例如重叠取向。

一旦调整完成之后，从第一中间目标构型(上面描述的“第一修改位置”)制造牙齿矫正器1060。计算机控制的(CNC)铣床用于在称之为“构架板”的基板上钻一系列的孔，这些孔对应于“第一修改的”牙根的位置。该构架板与上述铸塑和扫描板是同样的，但是给出不同的名称，以表示它在该过程中被用于不同的点。技术人员将每个实际牙齿模型插入该“第一修改的”构架板中其对应的一对孔中。这样形成该对象牙齿的第一修改目标位置的实际模型。然后技术人员通过在这个实际模型上热成形聚合物片来形成矫正器。

在一些变化中，可以立即形成第二修改目标位置(即第二中间目标构型)，从该第二修改目标位置可以制造矫正器。如上所述，技术人员用软件看第一修改位置的数字图像，并且利用其判断和经验将第一修改位置手工调整到第二修改位置。然后，计算机控制的(CNC)铣床用于在构架板上钻一系列的孔，这些孔对应于“第二修改的”目标牙根位置。技术人员将该模型牙齿插入新的构架板孔，并且在该实际模型上模制第二矫正器。

通常可以同时制造两个矫正器，跨约六周的治疗期，并且直接提供给该对象，或者提供该开业医师给戴该矫正器的对象1070。这些矫正器可以戴例如21天。两组矫正器同时送给该开业医师。该对象戴该两组矫正器的时间，42天(6周)称作“治疗周期”。两组矫正器提供给该开业医师之后，该开业医师接收询问该开业医师是否对该治疗进行调整的信息，并与技术人员进行商量，或让技术人员再设计并制造两个矫正器。

当治疗阶段进行时，当该对象从一个矫正器向另一个矫正器接着进行时，开业医师可以观察最近修改的牙齿位置并向技术人员提供反馈和输入，改变治疗路径(例如治疗过程)。随着治疗过程的进展，开业医师不断的输入并修改治疗，通过重复这些过程，可以形成随后的矫正器。

每个治疗周期开始之后大约四周(留下两周时间制造下两组矫正器)，开业医师有能力进行下两组矫正器的调整。根据临床医生检查的对象牙齿的当前状态，这种交互作用过程确保每对矫正器能够提供重定位。

正如这里所描述的，牙弓(牙齿)的实际移动可以反馈到该治疗。例如在该对象已经戴一个或多个矫正器之后，牙齿的位置可以用于计划下一个(或下几个)治疗步骤。在一些变化中，在该对象已经戴一个或多个矫正器之后，开业医师向技术人员(制造者)提供关于该对象牙齿构型的信息1080。该制造者(或开业医师)可以确定单个牙齿的位置变化1090，并且因此可以调整下一个目标构型1050。如果一个或多个牙齿被证明对移动特别具有抵抗性，开业医师可以由下一个(多个)矫正器增加施加在那个牙齿上的力的量，或者改变该牙齿被矫正器移动方式。在一些变化中，如上所述，在戴上最近的矫正器之后，该对象牙齿的实际位置能够用作确定下一个目标构型的起点，而不是用作前面的确定的预定目标构型。

在这个例子中，同时输送具有包装的两组矫正器给开业医师，该包装被设计为使技术人员能够选择合适的组给该对象而不需要在该矫正器上放置标记或指示。例如，每组单个地包装并且该包装是一个重叠在另一个上面，使得该上面的一组必需首先移开，留下下面的一组原封不动并且附着于该包装，以在该治疗周期下半个周期使用。该制造者可以继续制造并提供矫正器直到开业医师通知他该治疗已经完成为止。

在一些变化中，钮与该治疗一起使用。钮是实际连接于该对象牙齿的小结构。可以制造矫正器使得它们包括“窗口”，即这些钮通过它伸出的孔。当具有窗口的矫正器用钮安装在牙齿上时，该矫正器能够对选择的牙齿施加附加的或不同的力，允许产生更积极或更专门的牙齿移动。开业医师可以指示该对象是否需要钮，并且如果需要，该开业医师指示什么地方应当设置钮。根据这种处方，开业医师形成一个模板，开业医师用于将该钮附着，即胶结于该对象的牙齿。

因此，在上面提供的一个实例中，对象牙齿的中间目标位置用技术人员的判断和经验确定，而不是通过任何数学算法或公式确定。但是应当清楚，形成中间目标位置时，技术人员可以通过帮助建立牙齿移动模型的(例如，反映牙齿之间的现实的交互作用和沿着某些方向移动的困难等)软件引导或帮助。

虽然在附图中已经示出并且在前面的详细说明中已经描述了本发明的具体实施方案，但是应当理解本发明不限于专利描述的具体实施方案，而是能够在许多方面再设置、修改和替代而不脱离本发明的内容。下面的权利要求旨在包含所有这些修改。

这里提供的所有参考文献通过参考接合于此用于各种合理的目的，并且其内容旨在当作全部公开的一部分。

虽然本发明的实施方案已经在附图中示出并且在前面的详细说明中描述，但是应当理解本发明不限于这里描述的具体实施方案，而是能够在许多方面再设置、修改和替代而不脱离本发明的内容。下面的权利要求旨在包含所有这些修改。

Claims (76)

1.一种具有反馈的移动对象牙齿的牙齿治疗方法，该牙齿治疗方法包括：

生产第一牙齿矫正器，用于朝着第一目标构型移动对象的牙齿；

在对象已经戴上该第一牙齿矫正器之后分析该对象牙齿的位置；

响应该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后该对象牙齿的位置，确定第二目标构型；

通过下列步骤，生产第二牙齿矫正器，用于朝着第二目标构型移动对象的牙齿：

生产具有接纳特征的牙齿基底，其中该接纳特征对应该对象牙齿的第二目标构型；该接纳特征构造成接纳实际牙齿模型；

将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上，以形成实际牙弓模型；以及

用该实际牙弓模型形成第二牙齿矫正器。

2.根据权利要求1的方法，其中该实际牙齿模型包括对齐特征，其构造成连接于该牙齿基底上的接纳特征。

3.根据权利要求2的方法，其中该对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

4.根据权利要求1的方法，还包括：

通过以下步骤从该对象的牙弓形成实际牙齿模型：

利用该对象牙齿的印痕制作模板实际牙弓模型；

将对齐特征加入到该模板实际牙弓模型上；以及

将该模板实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型，其中每个实际牙齿模型包括至少一个对齐特征。

5.根据权利要求1的方法，其中该牙齿基底上的接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

6.根据权利要求1的方法，还包括确定该对象牙齿的最终目标构型，其中该第一牙齿矫正器和第二牙齿矫正器朝着该最终目标构型移动该对象的牙齿。

7.根据权利要求1的方法，其中在该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后分析该对象牙齿位置的该步骤还包括：

在该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后，制作该对象牙齿的印痕；和

利用该对象牙齿的印痕测量该对象牙齿的位置。

8.根据权利要求1的方法，其中用该实际牙弓模型形成第二牙齿矫正器的步骤包括：

利用矫正器制造材料片在该实际牙弓模型上真空形成该第二牙齿矫正器。

9.根据权利要求6的方法，还包括：

计算该对象牙齿的第一目标构型和在该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后该对象牙齿的位置之间的差别。

10.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

第一牙齿矫正器，其构造成朝着第一目标构型移动对象的牙齿；

测量装置，其构造成在该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后确定该对象牙齿的位置；

牙齿基底，其具有用于接纳实际牙齿模型的接纳特征；以及

分析装置，其构造成帮助技术人员根据该对象已经佩戴该第一牙齿矫正器之后该对象牙齿的位置确定第二目标构型，其中该分析装置还构造以形成该牙齿基底的接纳特征，以便它们对应该第二目标构型。

11.根据权利要求10的牙齿治疗系统，其中该测量装置是机械定位装置或光学扫描仪。

12.根据权利要求10的牙齿治疗系统，其中该分析装置包括计算机，其构造成处理该对象牙齿的数字模型，其中该分析装置包括约束逻辑电路，其指示对牙齿移动的约束。

13.一种为对象制造牙齿矫正器的方法，包括：

确定该对象牙齿的初始构型；

从该初始构型确定该对象牙齿的目标构型，其中在目标构型中，牙齿在不移动的约束下以至少一自由度从初始构型移动；以及

制作该牙弓的实际模型，该牙弓的实际模型具有以该目标构型排列的实际牙齿模型。

14.根据权利要求13的方法，其中该初始的构型反映在该对象的牙弓中牙齿的当前构型。

15.根据权利要求13的方法，其中确定目标构型的步骤包括人工确定目标构型。

16.根据权利要求15的方法，其中确定目标构型的步骤还包括利用包括约束逻辑电路的分析装置，该约束逻辑电路指示对牙齿移动的约束。

17.根据权利要求13的方法，其中该自由度选自X方向、Y方向、Z方向、极方向、方位角方向以及自旋方向。

18.根据权利要求13的方法，其中该不移动的约束包括牙齿没有沿着X方向、Y方向或Z方向的平移，或牙齿没有在极方向、方位角方向或自旋方向的绕牙根的旋转。

19.根据权利要求13的方法，还包括：

利用矫正器制造材料片在该牙弓的实际牙齿模型上真空形成该牙齿矫正器。

20.根据权利要求13的方法，其中制做该牙弓的实际模型的步骤包括制做具有接纳特征的牙齿基底，其中该接纳特征构造成与实际牙齿模型配合，以制作该牙弓的实际模型，该实际模型具有以该目标构型排列的实际牙齿模型。

21.一种制造牙齿矫正器的牙齿治疗系统，包括：

分析装置，其构造成能够将对象的牙弓的模型从该初始构型处理为目标构型，其中该分析装置包括约束逻辑电路，其指示沿着一个或多个自由度的方向对该对象牙齿移动的约束；

多个实际牙齿模型，其构造以形成该对象的牙弓，该模型具有对应该对象牙齿的根部的对齐特征；以及

具有接纳特征的牙齿基底，其构造成接纳该实际牙齿模型，使得该实际牙齿模型以目标构型排列。

22.根据权利要求21的牙齿治疗系统，其中该自由度可以从下面组中选择：X方向、Y方向、Z方向、极方向、方位角方向，和自旋方向。

23.根据权利要求21的牙齿治疗系统，其中分析装置包括计算机装置，其构造成将该对象牙齿的移动分解成围绕该对象牙齿的牙根的转动和该对象牙齿的平移。

24.一种制造移动对象牙齿的牙齿矫正器的方法，包括：

制做模拟该对象牙齿之一的牙体的牙齿模型；

在该牙齿模型上附加模拟该对象牙齿根部的一个或多个对齐特征；

制做具有一个或多个接纳特征的牙齿基底，其构造成接纳该牙齿模型；和

利用连接于该牙齿基底上的一个或多个接纳特征的该牙齿模型制造牙齿矫正器。

25.根据权利要求24的方法，其中制造牙齿矫正器的步骤包括：

制做模拟该对象牙齿的牙体的多个牙齿模型；

将该实际牙齿模型组装在牙齿基底上，以形成实际牙弓模型；以及

利用连接于牙齿基底的实际牙弓模型制造牙齿矫正器。

26.根据权利要求24的方法，其中该实际牙齿模型上的对齐特征包括销。

27.根据权利要求24的方法，其中该接纳特征包括空穴、狭槽或孔。

28.根据权利要求24的方法，其中制做牙齿模型的步骤包括：

利用该对象牙齿的印痕制做该对象牙齿的实际牙弓模型；和

将该实际牙弓模型分开成一个或多个牙齿模型。

29.根据权利要求24的方法，其中制造牙齿矫正器的步骤包括：

利用矫正器制造材料片在连接于牙齿基底的牙齿模型上真空形成该牙齿矫正器。

30.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

多个实际牙齿模型，每个具有一个或多个对齐特征，其中该对齐特征模拟个对象牙齿的牙根，并且其中每个牙齿模型包括从对象的牙齿模型形成的牙体；

包含一个或多个接纳特征的牙齿基底，该牙齿基底构造成接纳多个牙齿模型，以形成对应该对象牙弓的目标构型的实际牙弓模型；以及

利用连接于该牙齿基底的多个实际牙齿模型制做的牙齿矫正器，使得牙齿矫正器对应该对象牙弓的目标构型。

31.根据权利要求30的牙齿治疗系统，其中该牙齿矫正器构造成当该对象佩戴该矫正器时，沿着一个或多个方向绕其牙根转动该对象牙齿的至少一个牙齿。

32.根据权利要求30的牙齿治疗系统，其中该牙齿矫正器构造成沿着极方向、方位角方向，和自旋方向中的一个或多个方向绕其牙根转动该对象的至少一个牙齿。

33.根据权利要求30的牙齿治疗系统，其中该牙齿矫正器构造成沿着x方向、y方向，和z方向中的一个或多个方向平移该对象的至少一个或多个牙齿。

34.根据权利要求30的牙齿治疗系统，其中该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱中的一种或多种。

35.根据权利要求30的牙齿治疗系统，其中该牙齿基板上的接纳特征包括空穴、狭槽、孔。

36.一种用于治疗对象的牙齿的方法，包括：

确定对象牙齿的目标构型；

响应该目标构型，在牙齿基底上制做接纳特征，该接纳特征构造成接纳实际牙齿模型；

将该实际牙齿模型组装在牙齿基底上以形成实际牙弓模型；以及

利用该实际牙弓模型生产牙齿矫正器以将该对象的牙齿移动至目标构型。

37.根据权利要求36的方法，其中在牙齿基底上制做接纳特征的步骤包括：

响应该对象牙齿的目标构型，确定该接纳特征在该牙齿基底上的位置；和

在该牙齿基底上的确定的位置制做该接纳特征。

38.根据权利要求36的方法，其中该实际牙齿模型包括对齐特征，该对齐特征待连接于该牙齿基底上的接纳特征。

39.根据权利要求38的方法，其中该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

40.根据权利要求36的方法，其中在牙齿基底上制做接纳特征的步骤还包括：

通过利用该对象牙齿的印痕模制可塑铸塑材料制做对象实际牙弓模型；

在该对象实际牙弓模型上制做对齐特征；以及

将该对象实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型，其中每个实际牙齿模型包括一个或多个对齐特征。

41.根据权利要求36的方法，其中确定该对象牙齿的目标构型的步骤包括：

确定该对象牙齿的初始构型；

确定该对象牙齿的最终构型；以及

确定多个治疗步骤的每个治疗步骤的目标构型，用于将该对象的牙齿从初始构型移动到最终构型。

42.根据权利要求36的方法，其中在牙齿基底上生产接纳特征的步骤包括：

利用基于CNC的制造方法生产该实际牙齿模型。

43.根据权利要求36的方法，其中在牙齿基底上的该接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

44.根据权利要求36的方法，其中制做牙齿矫正器的步骤包括：

利用矫正器制造材料片在该实际牙弓模型上真空形成该牙齿矫正器。

45.根据权利要求36的方法，其中制做牙齿矫正器的步骤包括：

在铸塑腔中在实际牙弓模型上模制可塑的铸塑材料，以形成该牙齿矫正器。

46.一种用于治疗对象的牙齿的方法，包括；

确定该对象牙齿的初始构型；

确定该对象牙齿的最终构型；

对于对象的一个或多个牙齿设计从初始构型到最终构型的移动路径；

将该移动路径分成多个治疗步骤，每个治疗步骤具有该对象牙齿的目标构型；

响应对象牙齿的目标构型，在牙齿基底上生产接纳特征，该接纳特征构造成接纳实际牙齿模型；

将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上，以便形成目标构型的实际牙弓模型；以及

利用该实际牙弓模型制做至少一个牙齿矫正器，该牙齿矫正器构造成将该对象牙齿移动至目标构型。

47.根据权利要求46的方法，其中在牙齿基底上制做接纳特征的步骤包括：

确定该接纳特征在该牙齿基底上的位置，该接纳特征的位置适应该对象牙齿的目标构型；和

在该牙齿基底上的确定的位置制做该接纳特征。

48.根据权利要求46的方法，其中将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上的步骤包括：

从该对象的牙齿模型制做实际牙齿模型，其中该实际牙齿模型包括对齐特征，该对齐特征构造成连接于该牙齿基底上的接纳特征。

49.根据权利要求48的方法，其中该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

50.根据权利要求46的方法，其中将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上的步骤包括：

通过利用该对象牙齿的印痕模制可塑的铸塑材料制做对象实际牙弓模型；

在该对象实际牙弓模型上制做对齐特征；以及

将该对象实际牙弓模型分开成多个实际牙齿模型，其中每个实际牙齿模型包括一个或多个对齐特征。

51.根据权利要求46的方法，其中将该实际牙齿模型组装在该牙齿基底上的步骤包括：

利用基于CNC的制造方法生产该实际牙齿模型。

52.根据权利要求46的方法，其中在牙齿基底上制做接纳特征的步骤包括：制做该接纳特征，所述接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

53.根据权利要求46的方法，其中制做至少一个牙齿矫正器的步骤包括：

利用矫正器制造材料片在该实际牙弓模型上真空形成该牙齿矫正器。

54.根据权利要求46的方法，其中制做至少一个牙齿矫正器的步骤包括：

通过在铸塑腔中在实际牙弓模型上模制可塑的铸塑材料，制做该牙齿矫正器。

55.根据权利要求46的方法，其中制做至少一个牙齿矫正器的步骤包括：

利用基于CNC的制造方法生产该牙齿矫正器。

56.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

存储装置，其构造成存储对象牙齿的初始构型，对象牙齿的最终构型，对象的一个或多个牙齿从初始构型到最终构型的移动路径，以及沿着该移动路径在该初始构型和最终构型之间的中间目标构型；

牙齿基底，其具有对应该对象牙齿的目标构型的接纳特征；

包含连接于在牙齿基底上的接纳特征的实际牙齿模型的实际牙弓模型；以及

利用该实际牙弓模型制做的牙齿矫正器，其构造成朝着目标构型移动该对象牙齿。

57.根据权利要求56的牙齿治疗系统，其中该存储装置包括计算机。

58.根据权利要求57的牙齿治疗系统，其中该计算机构造成响应该对象牙齿的目标构型的位置处控制在该牙齿基底上的接纳特征的制造。

59.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

计算机系统，其构造成存储对象牙齿的目标构型；

牙齿基底，其具有对应储存在该计算机中的目标构型的接纳特征；

一个或多个实际牙齿模型，其构造成连接于该牙齿基底上的接纳特征；以及

利用连接于该牙齿基底的一个或多个实际牙齿模型制做的牙齿矫正器，该牙齿矫正器构造成朝着该目标构型移动该对象牙齿。

60.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中该计算机构造成响应该目标构型的位置处控制在该牙齿基底上的位置制造接纳特征。

61.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中该实际牙齿模型包括对齐特征，该对齐特征构造成与该牙齿基底上接纳特征配合。

62.根据权利要求61的牙齿治疗系统，其中在该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

63.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中该计算机构造成存储该对象牙齿的初始构型和最终构型，和对应于从初始构型到最终构型的治疗步骤的多个目标构型。

64.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中该实际牙齿模型利用基于CNC的制造技术来生产。

65.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中在该牙齿基底上接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

66.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中在该牙齿矫正器包括在实际牙弓模型上真空形成的成形的矫正器制造材料片。

67.根据权利要求59的牙齿治疗系统，其中该牙齿矫正器包括在铸塑腔中在实际牙弓模型上用可塑的铸塑材料模制的模制结构。

68.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

实际牙弓模型，其包括一个或多个实际牙齿模型，每个实际牙齿模型具有一个或多个对齐特征；

具有接纳特征的牙齿基底，其构造成接纳该实际牙齿模型的对齐特征，以形成实际牙弓模型；

计算机系统，其构造成存储该对象牙齿的目标构型并且控制在该牙齿基底上的接纳特征的制造；以及

利用该实际牙弓模型制做的牙齿矫正器，其构造成朝着该目标构型移动该对象牙齿。

69.根据权利要求68的牙齿治疗系统，其中该计算机系统构造成响应该对象牙齿目标构型，确定在该牙齿基底上的接纳特征的位置，以控制在该牙齿基底上确定位置处的该接纳特征的制造。

70.根据权利要求68的牙齿治疗系统，其中在该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

71.根据权利要求68的牙齿治疗系统，其中该计算机构造成存储该对象牙齿的初始构型和最终构型，并且确定多个治疗步骤从初始构型到最终构型的目标构型。

72.根据权利要求68的牙齿治疗系统，其中在该牙齿基底上接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

73.一种用于移动对象牙齿的牙齿治疗系统，包括：

计算机系统，其构造成存储对象牙齿的目标构型；

一个或多个实际牙齿模型，其包括对齐特征；

牙齿基底，其具接纳该对齐特征的接纳特征；

一种装置，构造成在该计算机系统的控制下响应该目标构型在该牙齿基底上制造该接纳装置；以及

在连接于该牙齿基底的实际牙齿模型上形成的牙齿矫正器，其中该牙齿矫正器构造成朝着该目标构型移动该对象牙齿。

74.根据权利要求73的牙齿治疗系统，其中该计算机系统构造成响应该对象牙齿的目标构型，确定该牙齿基底上接纳特征的位置，以控制在牙齿基底上确定的位置处该接纳特征的制造。

75.根据权利要求73的牙齿治疗系统，其中在该实际牙齿模型上的对齐特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

76.根据权利要求73的牙齿治疗系统，其中在牙齿基底上的该接纳特征包括销、凸起、短柱、空穴、狭槽和孔中的一种或多种。

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