CN105078606A - 牙齿受力测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种牙齿受力测试装置，其包括至少一个牙冠模拟部件；以及与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器，其中，所述至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且所述传感器用于测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。在进行矫治力测试时，待测的牙齿矫治器被佩戴到牙列模型上，该牙齿矫治器施加给牙列模型上的牙齿的矫治力传导到传感器，从而对于矫治力的六维参数进行测量。本申请还提供了一种利用所述牙齿受力测试装置对牙齿受力进行测试的方法。

Description

牙齿受力测试装置及方法

技术领域

本申请涉及一种牙齿受力测试装置及方法，其能够对牙齿受力进行多维参数测量，从而对牙齿受力情况进行评估。

背景技术

为了对患者的牙齿进行医学矫正和治疗，目前已开发出多种牙齿矫治器械。传统的畸形矫治方法多采用粘接在牙齿上的固定托槽矫治器，托槽矫治器一般包括固定到单颗牙齿上的托槽支架和用于绑定托槽支架的弹性弓丝。

相对于传统的固定托槽矫治技术而言，新型的隐形矫治技术不需要托槽和钢丝，而是采用一系列隐形矫治器(也称为壳矫治器)。这种隐形牙齿矫治器由安全的弹性高分子材料制成，使矫治过程几乎在旁人无察觉中完成，不会影响日常生活和社交；由于患者可以自行摘戴，口腔卫生可以正常维护，整个矫治过程省时又省力。上述隐形牙齿矫治器是一组具有能够在内部容纳牙齿的空腔的聚合物壳体，它的容纳牙齿的空腔的几何形状和该矫治器所要达到的牙齿的修正后状态/排列相适应，因此能通过使用一系列的牙齿矫治器使得牙齿重新定位。

不管是传统的固定托槽矫治器，还是新型的隐形牙齿矫治器组，均需要在使用者的牙齿上佩戴一段时间，通过矫治器向牙齿施加力使得牙齿逐渐排列整齐。为了能优化矫治效果，希望能体外模拟矫治器对于牙齿的施力情况，并测量牙齿的受力参数，从而能优化矫治器的设计。

然而，目前还没有一种标准化的手段，能够在患者实际佩戴前在体外对牙齿矫治器的性能和预计治疗效果进行全方位的测试。尤其缺乏一种能同时、精确测量上牙颌和/或下牙颌中的多个牙齿受力情况的装置和相应方法。

发明内容

从上述需求出发，本申请提供了一种牙齿受力测试装置和方法，其能够对上颌和/或下颌的多颗牙齿同时、同步、精确地测量牙齿矫治器的力学参数，并实现多种错颌畸形的模拟分析，为改进医学矫治方案、探索新型矫治附件提供帮助，并能有效地评估不同材料和几何形状对牙齿矫治器的性能的影响。

相应地，根据本申请的一个方面，提供了一种牙齿受力测试装置，其包括：至少一个牙冠模拟部件；以及与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器，其中，所述至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且所述至少一个传感器用于测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

根据本申请的一种实施方式，所述牙齿受力测试装置还包括支撑底板，用于固定所述传感器。

根据本申请的另一实施方式，所述牙齿受力测试装置还包括底座，其中所述支撑底板被安装在所述底座上。

优选地，本申请所述牙齿受力测试装置采用的传感器可以是六维力传感器。该六维力传感器能够同时测量牙齿在空间笛卡尔坐标系内所受到的3个力分量和3个力矩分量。

根据本申请的一种实施方式，所述牙冠模拟部件包括冠部和支撑部，并且所述冠部和支撑部为一体式结构。优选的，所述支撑部包括杆部。作为替换的，所述支撑部包括杆部和连接部，或者所述支撑部包括连接部。

根据本申请的另一种实施方式，所述牙冠模拟部件包括冠部、杆部和连接部，并且所述冠部和杆部为一体式结构。

优选的，所述牙齿受力测试装置还包括数据采集器，用于采集所述传感器所检测的牙齿受力数据。

优选的，所述牙齿受力测试装置还包括数据处理装置，由所述数据采集器所采集的数据被传输至该数据处理装置以供进一步分析。

优选的，所述牙齿受力测试装置还包括传感器保护装置，所述传感器保护装置为位于牙列模型底部起支撑作用的直线往复运动执行元件。

根据本申请的一种实施方式，所述牙齿受力测试装置包括上下两个支撑底板，分别用于固定与上颌牙列模型相对应的一组传感器以及与下颌牙列模型相对应的一组传感器。

优选的，测试上下颌咬合力时，牙列模型包括上颌牙列模型和下颌牙列模型，由分别和上颌牙列模型与下颌牙列模型相对应的两组传感器测量所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的咬合力。

优选的，测试矫治器对于上下颌的咬合力的影响时，将牙齿矫治器佩戴于上颌牙列模型和下颌牙列模型上，由分别和上颌牙列模型与下颌牙列模型相对应的两组传感器测量所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的咬合力。

根据本申请的另一种实施方式，测试上颌或下颌的矫治力时，将牙齿矫治器佩戴于由所述至少一个牙冠模拟部件组合成的上颌或下颌的牙列模型上，由与所述上颌牙列模型或下颌牙列模型相对应的一组传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的矫治力。

优选的，所述牙齿矫治器包括托槽矫治器、隐形矫治器、带附件的隐形矫治器、带附件的托槽矫治器和具有特定厚度的隐形矫治器。优选的，所述附件包括开口、突起、凹陷和小孔中的至少一个。

根据本申请的另一个方面，提供了一种牙齿受力测试方法，其包括以下步骤：制备至少一个牙冠模拟部件；将所述至少一个牙冠模拟部件连接到传感器；以及通过所述传感器测量由所述至少一个牙冠模拟部件组合成的牙列模型中的牙齿所受到的力。

优选的，根据所述牙列模型制作一不带矫治功能的初始矫治器，将所述初始矫治器佩戴到牙列模型上，并通过所述传感器测量佩戴所述初始矫治器时的牙齿受力参数，以便利用该测量结果对测量初始值进行校准。

根据本申请的一种实施方式，基于以下步骤制造所述牙冠模拟部件：提供单个牙齿的数字模型，在单个牙齿的数字模型上增加杆部的数字模型以生成冠部和杆部的数字模型；根据所述冠部和杆部的数字模型制备冠部和杆部的一体式物理结构；以及将冠部和杆部的一体式物理结构和连接部相连接以组成牙冠模拟部件。

根据本申请的再一个方面，提供了一种牙冠模拟部件，包括：冠部，其模拟单个牙齿的形状；以及支撑部，其一端和所述冠部相连接，并且另一端放置于传感器上以和所述传感器相连接，其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

根据本申请的再一个方面，还提供了一种制备牙冠模拟部件的方法，包括：提供单个牙齿的数字模型，在单个牙齿的数字模型上增加支撑部的数字模型以生成牙冠模拟部件的数字模型；以及根据所述牙冠模拟部件的数字模型制备牙冠模拟部件，其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

最后，根据本申请的再一个方面，进一步提供了一种制备牙冠模拟部件的方法，包括：提供单个牙齿的数字模型，在单个牙齿的数字模型上增加杆部的数字模型以生成冠部和杆部的数字模型；根据所述冠部和杆部的数字模型制备冠部和杆部的物理结构；以及将冠部和杆部的物理结构和连接部相连接以组成牙冠模拟部件，其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

通过上面所述的牙齿受力测试装置及方法，能够方便、快速、同时地全方位测量牙齿的受力参数。尤其能测量牙齿矫治器对于牙齿的矫治力参数并对其进行评估、反馈和优化设计，例如，可以通过在体外模拟患者的真实牙齿状态，精确测量牙齿矫治力，从而对牙齿矫治器的预期矫治力施加效果等进行准确的分析，从而为改进矫治方案、提高矫治器性能提供可靠的依据。具体而言，本发明具有以下有益效果：

1、结合数字模型制造牙冠模拟部件，一方面能够最大程度减少在目前加工及生产水平条件下的加工误差，另一方面能够最大程度减少与隐形矫正单步移动量的偏差；

2、采用上下颌错颌畸形牙列的排布方式，可以实现上颌或/和下颌牙列中多颗牙齿的同时，同步力及力矩的测量；以及

3、通过灵活设计不同形态的牙列模型，实现多种错颌畸形模型的排列组合。

附图说明

本申请的上述及其他特征将通过下面结合附图及其详细描述作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别说明，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。

图1为根据本发明的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为根据本发明的一种具体实施方式的测力装置的结构示意图；

图3为根据本发明的一种具体实施方式的数据采集系统的结构示意图；

图4为根据本发明的一种具体实施方式的上颌牙列模型的结构示意图；

图5为根据本发明的一种具体实施方式的单冠测力部件的结构示意图；

图6为根据本发明的一种具体实施方式的牙冠模拟部件的结构示意图；

图7为根据本发明的一种具体实施方式的传感器保护装置的结构示意图；

图8为根据本发明的一种具体实施方式的咬合力测力装置结构示意图；

图9为图8的后视图；

图10为根据本发明的一种具体实施方式的传感器在支撑底板上的排布示意图；

图11为根据本发明的一种具体实施方式的下颌牙列模型和上颌牙列模型的组合状态示意图；

图12为图11的后视图；

图13为根据本发明的一种具体实施方式的牙齿受力测试方法的流程图；

图14为根据本发明的一种具体实施方式的矫治力测试方法的流程图；以及

图15为根据本发明的一种具体实施方式的咬合力测试方法的流程图。

其中：1、测力装置；2、数据采集系统；3、支撑底板；4、牙冠模拟部件；5、传感器；6、单冠测力部件；7、电源适配器；8、数据处理装置；9、上颌牙列模型；10、底座；11、传感器保护装置；12、咬合力测力装置；13、数据采集器；14、冠部；15、杆部；16、连接部；17、下颌牙列模型。

具体实施方式

以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性的目的，并非意图限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以理解，也可以采用许多其他的实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都包含在本申请中。

首先，在描述本发明的具体实施方式的装置和方法之前，对牙齿矫治器和牙齿之间的施受力的一般情况进行介绍。本发明所涉及的牙齿矫治器包括但不限于托槽矫治器、隐形矫治器、带附件的隐形或托槽矫治器，具有特定厚度的隐形矫治器等，在这里统称为矫治器。当将矫治器放置于牙齿上时，可以重新定位牙齿，从而使得牙齿排齐。以隐形矫治器为例，其一般由安全的弹性透明高分子材料制成，包含和上颌或下颌的牙齿形状相适应的多个腔洞。当将该隐形矫治器套到上颌或下颌的牙齿上时，其将向牙齿施力，使得牙齿按照所期望的位置移动，从而排齐牙齿。在这一过程中，因为牙齿形状、位置、高度，以及隐形矫治器的材料和厚度，或者隐形矫治器上的附件均会导致牙齿的受力情况发生变化。所以，如果能够在体外利用牙齿模型来测量隐形矫治器对于每一颗牙齿的力和转矩的大小和方向，就能优化隐形矫治器的设计。但是因为牙齿模型和矫治器的体积均很细小，精确测量存在难度。尤其很难同时同步地精确测量一个牙颌上的多个牙齿中的每一颗牙齿的受力参数。

因此，本发明提出了能同时精确测量牙颌上的多个牙齿中的每一颗牙齿的受力参数的装置、部件和方法。根据本发明，例如，由牙冠模拟部件和传感器组合成一单冠测力部件，然后将矫治器放置于由牙冠模拟部件组合而成的牙列模型上。从而施加于牙列模型中的每一颗牙齿上的矫治力就可以被进行六维测量(X、Y、Z三个坐标轴上的力和力矩分量)。

以下，将示例性地阐述根据本发明的各具体实施方式。

图1-3为根据本发明的一种具体实施方式的整体结构示意图。如图1-3所示，测力装置1(也称为牙齿受力测试装置)包括由牙冠模拟部件4、传感器5组成的单冠测力部件6。优选的，测力装置1还包括底座10和支撑底板3。底座10上放置支撑底板3，每个单冠测力部件6固定(例如通过螺栓或粘结方式)在支撑底板3上，单冠测力部件6的数量为至少一个，至少一个的单冠测力部件6包括至少一个牙冠模拟部件4和相应的传感器5，在支撑底板3上排列形成(上颌或下颌)牙列模型。

如图1-2所示，底座10、支撑底板3之间由四根支撑立柱来支撑。当然，本发明并不局限于上述立柱结构，可通过另外的托架(图中未示出)来保持底座10和支撑底板3之间的相对位置。

在一种具体实施方式中，测力装置1包含至少一个单冠测力部件6。例如，在一个具体实施方式中，为了测量上牙颌或下牙颌的整个牙列的14颗牙齿的受力情况，测力装置1中需要包括14个单冠测力部件6，并且该14个单冠测力部件6将按照对应牙颌的牙弓曲线的形状排列组合在支撑底板3上。在另一个具体实施方式中，为了测量上牙颌或下牙颌的特定8颗牙齿的受力情况，测力装置1中需要包括8个单冠测力部件6，并且该8个单冠测力部件6将按照所需要的形状排列组合在支撑底板3上。

并且，可以通过设置各个单冠测力部件6之间的位置关系来由至少一个牙冠模拟部件4来组合以模拟各种牙列模型。在一种具体实施方式中，可以按照患者当前的牙齿状态来确定牙冠模拟部件4的数量并相应地排列各个牙冠模拟部件4。例如，可以借助取印模获得牙列排列状态，由此生成物理牙模。也可通过光学扫描、X光成像，超声成像，三维照相、三维摄像或医用CT扫描等方法直接获取牙齿、或者牙齿及其周边组织的图像，并在计算机中生成牙齿的虚拟模型，由此可得到牙齿在三维空间内的X、Y、Z坐标，从而根据该坐标来确定和每颗牙齿相对应的每个牙冠模拟部件4在支撑底板3上的位置，从而使得多个牙冠模拟部件4组合成和患者的牙齿排列相一致的牙列模型，并且进一步确定传感器5的数量和位置。

总之，可以根据需要，设置牙冠模拟部件4的数量以及各牙冠模拟部件4的排列位置以模拟各种患者的上牙颌或下牙颌的畸形牙列模型。当牙冠模拟部件4以及各牙冠模拟部件4的排列位置确定以后，可以选择和牙冠模拟部件4相连接的传感器5的数量，并且固定各个传感器5的位置。

优选的，所述测力装置1可包括与所述至少一个牙冠模拟部件4相连接的至少一个传感器5以组成至少一个的单冠测力部件6，并且用于测量所组合成的牙列模型中的每一颗牙齿所受到的力。当然，作为替换的，所述测力装置1也可以包括特定数量的传感器(该特定数量小于牙冠模拟部件的数量)，并且用于测量所述牙列模型中的一定数量的感兴趣的牙齿所受到的力。例如，虽然所述测力装置可包括14个牙冠模拟部件，但是具体测量时，可以只包括小于14的数量的传感器(例如5个)和其中5个牙冠模拟部件相连接，以用来测量某5颗牙齿所受到的力，而其余9个牙冠模拟部件可以和类似于传感器形状的支撑构件相连。

并且，作为替换的，虽然所述测力装置包括至少一个(例如14个)牙冠模拟部件和相应的传感器，但是也可以只用来测量某一颗或几颗特定牙齿所受到的力。本发明的范围既包括测量牙列模型中的所有牙齿的技术方案，也包括只测量牙列模型中的某些特定牙齿的技术方案，并且对于牙列模型的形状或者所包括的牙齿个数的技术方案的各种变形均属于本发明的范围，在此不再重复。

优选的，测力装置还可以进一步包括数据采集系统2，以将传感器5所测量的数据传输并存储到计算机设备中。数据采集系统2包含数据采集器13、和数据处理装置8。数据采集器13可采用国内外许多厂商生产的各种合适的数据采集板卡(或I/O板卡)，并且还可以在数据处理装置8(例如计算机或计算机组合)中为数据采集器13灵活地搭配数据采集软件，以实现灵活的、用户自定义的测力系统。而数据处理装置8则可通过具备分析及处理功能的专用或通用计算机来实现，以根据测得的数据值对牙齿矫治器的性能做进一步分析处理，例如判断矫治力是否达到要求，或者计算出矫治器的预期使用寿命。可选地，该数据处理装置8可具有输入/输出操作接口，例如小键盘和/或显示器，操作人员可通过该设备对测力装置进行操控，并直观地读取数据。

在一种具体实施方式中，数据采集系统2还可以包含电源适配器7以适配测力装置1和数据采集器13之间的电源配置。这里，传感器5连接电源适配器7，电源适配器7连接数据采集器13，数据采集器13连接数据处理装置8，并通过设置在数据处理装置8内的数据采集软件控制数据的采集或存储。虽然附图中示意了传感器5、电源适配器7、数据采集器13和数据处理装置8是通过数据线相连接，但是本发明并不局限于数据线连接方式，而是适用包括USB、有线网络、无线网络等的各种连接方式。

如图7所示，测力装置1还包括传感器保护装置11，传感器保护装置11为位于上颌牙列模型9和/或下颌牙列模型17底部起支撑作用的直线往复运动执行元件。

并且，虽然图1-2示出了单牙颌的测力装置的示意图，但是本发明也提供了双牙颌(全口牙)的测力装置。例如，图8-9为根据本发明的一种具体实施方式的咬合力测力装置结构示意图。在实际的牙齿状态中，如图11-12所示，不仅仅需要考虑同一牙颌的牙列中的各颗牙齿间的相互作用或者矫治力参数，还要考虑上下颌牙齿之间的相互作用，所以优选的，本发明还提出了利用双牙颌(全口牙)的测力装置来测量矫治器对于牙齿的施力参数以及上下颌牙齿的咬合力参数。

下文中将以上颌牙列模型9为例，介绍本发明的一种具体实施方式的单冠测力部件6。图4为根据本发明的一种具体实施方式的上颌牙列模型的结构示意图，其是由14个单冠测力部件6组合而成的。而图5为根据本发明的一种具体实施方式的单冠测力部件6的结构示意图。如图所示，单冠测力部件6包括牙冠模拟部件4和传感器5。

多个牙冠模拟部件4可以如图4所示，按照患者牙列或者特定感兴趣的牙列的形态进行组合排列。并且相应地，根据牙冠模拟部件4的排列位置，和每个牙冠模拟部件相连接的每个传感器5可以如图10所示排列在支撑底板3上。

优选的，本发明中的传感器5采用六维力传感器，其也可以称为F/T传感器。目前已经开发出多种可同时测量3个力分量和3个力矩分量的六维力传感器，其可以通过电阻应变式、压电式、光学式、电容式、电感式等多种原理实现。例如，对于应用较为广泛的电阻应变式六维力传感器而言，其基本工作原理是：在外力作用下，弹性体结构发生形变，使得贴在弹性体上的应变片发生应变，从而引起电阻值的变化，再经电路将电阻值变化转换成电压或电流的变化。而在压电式六维力传感器中，在外部应力作用下使得压电材料产生电荷，当外力变化时，压电材料表面的电荷随之变化，导致输出电压信号的变化。采用六维力传感器能够很好地测量牙齿矫治器在三维立体空间中施加的作用力和转动力矩，从而对人体生理状态进行智能模拟。本发明中的传感器5可以采用多种六维力传感器中的任何一种。

根据本发明的牙冠模拟部件4包含冠部14。其中冠部14可以模拟患者的牙齿来变换形态，其它部件则为标准件，通过变换冠部14的形态可以实现多种错颌畸形的排列组合。

例如，根据本发明的一种具体实施方式，如图5-6所示，牙冠模拟部件4包含冠部14、杆部15和连接部16。连接部16包括至少一个的螺栓孔161。传感器5的相应位置包括相应的螺栓孔，以和上述连接部16的螺栓孔161相连通。通过将螺栓插入螺栓孔就能将连接部16和传感器5连接。例如，如图5所示，连接部16和传感器5通过3个螺栓相连接。应当注意的是，本发明并不局限于螺栓连接方式，还可以采用其它连接方式。

优选的，连接部16上还可以包括用于容纳定位销的定位孔162，相应地，传感器5上也包括用于容纳定位销的定位孔，以和上述连接部16的定位孔162相连通。通过定位销可以固定连接部和传感器的位置，从而防止安装位置的错误，以精确定位。

如附图6所示，杆部15呈长条形，其一端稍微垂直突起以和冠部14相连，另一端和连接部16相连。连接部16为矮圆柱体，其直径基本等同于传感器5的直径。

当测量矫治力时，待测矫治器将被佩戴在由多个牙冠模拟部件4的冠部14组成的牙列模型上，矫治器向牙列模型上的每一个冠部14施加力，应用到冠部14的力就传输到了杆部15，并且依次再传输到了连接部16，然后通过连接部16传输到了传感器5，传感器5感测到上述力导致的6个维度的变形后，将其转化为了相应的电信号，并且传输到数据采集器，数据采集器对此进行采集，记录并且传输到数据处理装置中进行存储和分析。

但是应当注意的是，本发明的杆部15和连接部16的形状可以根据设计需要多样化。附图只是示例性的实施例，其并不用于限制本发明的范围。例如，杆部15的形状可以包括但不局限于长方体、圆柱体或棱柱等；同样连接部16的形状也可以包括但不局限于长方体、圆柱体或棱柱等。并且杆部15和连接部16的尺寸也可以灵活设计，只要能保证多个冠部组合起来能模拟牙列即可。例如，根据本发明，连接部16的底面积也可以大于或者小于传感器5的底面积，或者杆部15和连接部16也可以按照一定角度倾斜连接，且杆部15和冠部14的连接角度也可以灵活设置，或者杆部15的一端也可以不需要突起而和冠部14直接连接。总而言之，杆部15和连接部16的各种尺寸、形状的变化，以及杆部15和连接部16的连接角度、杆部15和冠部14的连接角度变化、以及连接端的各种设计均包含于本发明的范围中。

并且，杆部14和连接部16可以统称为支撑部，其中支撑部可以只包括杆部，或者只包括连接部，或者既包括杆部又包括连接部。即，牙冠模拟部件4可以只包括冠部和杆部，或者只包括冠部和连接部，或者包括冠部、杆部和连接部。其中，当牙冠模拟部件4只包括冠部和杆部时，优选的，冠部和杆部为一体式结构，并且杆部的形状适于与冠部和传感器相连接；当牙冠模拟部件4只包括冠部和连接部时，优选的，冠部和连接部为一体式结构，并且连接部的形状适于与冠部和传感器相连接；当牙冠模拟部件4包括冠部、杆部和连接部时，优选的，冠部和杆部为一体式结构，或者冠部、杆部和连接部三者为一体式结构。总而言之，支撑部的各种设计均包含于本发明的范围中。

以下将详细介绍牙冠模拟部件4的制备方法。

首先获取患者当前的牙齿的数字模型。例如，可以借助取印模获得牙列排列状态，由此生成物理牙模，然后对此物理牙模进行三维扫描以获得数字模型。也可以通过光学扫描、X光成像，超声成像，三维照相、三维摄像或医用CT扫描等方法直接获取牙齿、或者牙齿及其周边组织的图像，并在计算机中生成牙齿的数字模型。即通过将患者的牙齿数字化以得到每颗牙齿的数字模型，即冠部14的数字模型。其中，既可以通过对获得的石膏模型用刀具、锯子、或者其他切割工具进行切割，以获得每颗牙齿的物理模型，并对此物理牙模进行三维扫描以获得每个冠部的数字模型；也可以在得到整个牙列的数字模型后，利用计算机操作对牙列进行切割以得到每个冠部的数字模型。

当然，虽然以患者的牙列为例进行了描述，应当注意的是，根据不同的实际需要，本发明中的牙列或冠部模型也可以是理想的牙齿的三维模型，或者某一矫正步骤后的牙齿的三维模型。本发明并不对此进行限制。

然后，设计虚拟支撑部(或称为支撑部的数字模型)。该三维的支撑部的数字模型可以是计算机辅助设计(CAD)模型，也可以是通过扫描仪扫描的模型。

接着，利用CAD等计算机软件(任何具有适宜图形用户界面的计算机或者工作站上适合观察和修改图像的软件)，将虚拟支撑部连接到每一个冠部的数字模型上，以制作支撑部和冠部的数字化模型，也就是牙冠模拟部件的数字模型。

需要注意的是，在一种具体实施方式中，可在得到整个牙列的数字模型后，利用计算机操作对牙列进行切割以得到每个冠部的数字模型，然后将虚拟支撑部连接到每一个冠部的数字模型上以得到牙冠模拟部件4的虚拟模型。在另一种具体实施方式中，也可在得到整个牙列的数字模型后，先将虚拟支撑部连接到牙列上的每一个冠部的数字模型上，然后利用计算机操作对牙列进行切割以得到单个牙冠模拟部件4的虚拟模型。并且，在再一种具体实施方式中，在将虚拟支撑部连接到牙列上的每一个冠部的数字模型上后，先不利用计算机对牙列进行切割，而是在制备了带支撑部的牙列的物理模型再进行切割。本发明对何时切割牙列，与切割数字或者物理牙列模型并无限制。

最后，可以通过快速成型处理，按照所述数字模型制备牙冠模拟部件的物理模型。快速成型技术可分为以下几种典型的成形工艺：激光快速成形(StereolithographyApparatus，SLA)、分层实体制造(LaminatedObjectManufacturing，LOM)、激光选区烧结(SelectedLaserSintering，SLS)、熔融沉积制造(FusedDepositionModeling，FDM)、三维打印制造(ThreeDimensionalPrinting，3DP)等。在成形材料上，目前主要是有机高分子材料，比如光固化树脂、尼龙、蜡等。其中激光快速成形SLA是采用激光逐点照射光固化树脂，诱导材料发生化学变化从而固化的方法成形，而分层实体制造LOM则是采用激光切割箔材(纸、陶瓷箔、金属箔等)，箔材之间靠热熔胶在热辊的压力和传热作用下实现粘接，一层层叠加成形；选择性激光烧结SLS是采用激光逐点照射粉末材料使得材料粉末熔融，或使得包覆于粉末材料外的固体粘接剂熔融实现材料的联接成形，而熔融沉积制造FDM是将热塑性成形材料连续地送入喷头后在其中加热熔融并喷出，逐步堆积成形。而三维打印制造SDP是采用类似喷墨打印的方法喷射熔融材料堆积成形或逐点喷洒粘接剂粘接粉末材料的方法成形。

在一具体实施例中，采用SLA方法制造牙冠模拟部件的模型(简称为牙冠模型)，具体而言，为了制造牙冠模型，以光敏树脂的聚合反应为基础，在计算机控制下的激光，沿着牙冠模型各分层截面轮廓，对液态树脂进行逐点扫描，使被扫描的树脂薄层产生聚合反应，由点逐渐形成线，最终形成牙冠模型的一个薄层的固化截面，而未被扫描到的树脂保持原来的液态。当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂，用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此循环往复，直到整个牙冠模型制造完毕。典型地，使用机械刀扫过光敏树脂表面，保证下一层为平坦的树脂层。在牙冠模型成形后，升降工作台提升并且牙冠模型从设备移除。典型地，该初步的牙冠模型随后在溶剂例如丙酮中清洗，该溶剂溶解未固化液态树脂并且不会溶解已经固化的固态介质。随后部件置于高强度紫外线照射下，以完成固化过程。就得到牙冠模型，即牙冠模拟部件的物理结构。

需要注意的是，虽然本发明中以激光快速成形SLA方法为例描述了本发明的快速成型处理步骤，但是本发明不仅仅局限于激光快速成形SLA方法，而是可以应用其它的快速成型方法来制造牙冠模型。

优选的，虚拟支撑部包括杆部15和连接部16的三维数字模型。从而通过快速成型处理制备一体化的包括杆部、冠部和连接部的牙冠模拟部件4。这样，可以最大程度地减少加工误差，提高测量的精确度。

当然，根据需要，虚拟支撑部也可以只包括杆部的三维数字模型。即设计虚拟杆部和冠部的数字化模型，并且通过快速成型处理制备一体化的杆部和冠部。对于连接部，可以通过特定连接方式连接在杆部的末端。并且杆冠部和连接部的材料可以相同也可以不相同。例如，杆冠部可以采用陶瓷等仿牙齿材料制备，而连接部则可采用不锈钢，并且两者通过粘结剂粘合。或者，杆冠部和连接部均可以采用不锈钢材料，并且两者通过粘结剂或焊剂方式连接。

而且，根据需要，虚拟支撑部也可以只包括连接部的三维数字模型。即设计虚拟连接部和冠部的数字化模型，并且通过快速成型处理制备一体化的冠部和连接部，即牙冠模拟部件也可以只包括冠部和连接部，但连接部的形状可以适于连接冠部和传感器。

或者，虚拟支撑部也可以只包括杆部的三维数字模型。即设计虚拟杆部和冠部的数字化模型，并且通过快速成型处理制备一体化的冠部和杆部，即牙冠模拟部件也可以只包括冠部和杆部，但杆部的形状可以适于连接冠部和传感器。

通过一体式地制备牙冠模拟部件，改变了通常采用支撑部和冠部独立的结构，使得减少连接步骤，从而降低加工误差，大大提高了测量的精确度。因为牙齿受力测试需要精度很高，不同于一般的工业测量，因此上述一体式结构具有显著效果。

以下将具体阐述根据本发明的一种具体实施方式的力测试过程。图13为根据本发明的一个示例性实施方式所执行的矫治力的测试过程的流程图。

首先，在步骤S101中，提供至少一个牙冠模拟部件4。

优选的，牙冠模拟部件4参照上文描述来提供。简而言之，例如基于以下步骤制造所述牙冠模拟部件4：基于患者的错颌畸形状况产生患者牙列的数字模型，并由此产生单个牙齿的数字模型，在单个牙齿的数字模型上增加支撑部的数字模型以生成牙冠模拟部件的数字模型；根据所述牙冠模拟部件的数字模型一体成型地制备牙冠模拟部件，所述支撑部包括杆部和/或连接部。在另一种具体实施方式中，基于以下步骤制造所述牙冠模拟部件4：基于患者的错颌畸形状况产生患者牙列的数字模型，并由此产生单个牙齿的数字模型，在单个牙齿的数字模型上增加杆部的数字模型以生成冠部和杆部的数字模型；根据所述冠部和杆部的数字模型制备冠部和杆部的一体式物理结构；以及将冠部和杆部的一体式物理结构和连接部相连接以组成牙冠模拟部件。

在步骤S102中，将所提供的至少一个牙冠模拟部件4连接到至少一个传感器5上，具体而言，调整至少一个牙冠模拟部件4和传感器5的位置，使得由牙冠模拟部件4所排列组成的牙列模型的形态和待测牙列的形态基本一致，此时固定至少一个的传感器5的位置。

接着，在步骤S103中，通过将牙齿所受到的应力传导到传感器5，由传感器5(例如六维力传感器)测量得到在三个坐标轴方向上的力和力矩。

优选的，所测得到的力学参数可以被转换成电信号，由数据采集器13采集，并且由数据处理装置8进行存储、显示和/或分析。例如，可以根据测得的六维力学参数对牙齿受力情况进行评估。

优选的，上述牙齿受力测试方法可以用来测量牙齿矫治器所施加的矫治力参数。图14为根据本发明的一种具体实施方式的矫治力测试方法的流程图。如图14所示，为了测量和评估牙齿矫治器(例如隐形矫治器)对于牙齿的矫治力参数，在步骤S201中按照患者的错颌畸形状况提供相应于某一特定患者的牙齿状态的牙冠模拟部件4。

优选的，牙冠模拟部件4参照上文S101描述来提供，在此不再重复。

在步骤S202中，类似于上述步骤S102，将所准备的至少一个牙冠模拟部件4连接到至少一个传感器5上。并且由至少一个牙冠模拟部件4组成上颌和/或下颌的牙列模型。

其中，应当注意的是，本发明的牙列模型不仅可以是模拟患者的原始的治疗前的牙齿状态的牙列模型，也可以是模拟治疗后的牙齿状态的牙列模型。例如，可以基于患者按照治疗计划经过一个阶段的矫治后的牙齿状态取得另一牙列模型，该牙列模型代表了患者牙齿的当前状态，并由该牙列模型制作出待测的牙齿矫治器、例如由聚合物压制而成的无托槽透明牙套，其相对于患者牙齿的初始状态具有一定偏移量。当把由此制备的牙齿矫治器佩戴到代表患者牙齿初始状态的牙列模型上时，该牙齿矫治器将对牙列模型中的相应牙齿施加矫治应力。

接着，在步骤S203中，将牙齿矫治器佩戴于由至少一个牙冠模拟部件组合成的牙列模型上。如果为了测量某一个颌上佩戴矫治器后牙齿所受到的矫治力参数，可由至少一个牙冠模拟部件组合成某一颌的牙列模型(上颌牙列模型9或下颌牙列模型17)，并将一套矫治器佩戴在该牙列模型上进行测量。如果为了同时测量两个颌上佩戴矫治器后牙齿所受到的矫治力参数，可由两组至少一个牙冠模拟部件组合成上下两颌的牙列模型，并将相应的矫治器分别佩戴在上下两颌的牙列模型上进行测量。

在一种具体实施方式中，矫治器为隐形矫治器。优选的，隐形矫治器可根据患者的错颌畸形状况，参考本申请的申请号为201410006532.6的中国发明专利申请，设计矫正方案，并且加工制造。例如，基于代表患者牙齿原始状态的虚拟牙齿模型和对于患者牙齿的矫治目标，设定至少一个的矫治参数，由计算机系统按照该原始的虚拟牙齿模型和所设定的至少一个矫治参数自动地形成一系列逐步渐进的牙齿矫治状态(也可称为目标的牙齿排列模型或者是矫治后的牙齿排列模型)。所述一系列的牙齿矫治状态反映了对原始的牙齿模型进行一系列矫治步骤后的对牙齿结构或排列的有利改变。每一个牙齿矫治状态对应一个牙齿数字模型，因此可以由计算机系统获得并存储一系列的牙齿数字模型。在获得了一系列的牙齿数字模型之后，通过快速成型处理生成物理的牙齿模型(即牙齿矫治器的阳模)。接着可基于所述牙齿矫治器的阳模，借助热压成形设备，将由透明聚合物材料构成的矫治器膜片在上述牙齿模型上进行热压成形，以形成壳体，从而制得牙齿矫治器。

最后，在步骤S204中，通过将牙齿所受到的应力传导到传感器5，由传感器5(例如六维力传感器)测量得到牙列模型上的牙齿在三个坐标轴方向上的矫治力和力矩。这里，如上文所述，既可以测量牙列模型上的每一颗牙齿在三个坐标轴方向上的矫治力和力矩，也可以测量特定数量的某些感兴趣牙齿所受到的矫治力和力矩。

并且，根据本发明，在测得矫治力后，可以确定矫治器是否令人满意地执行矫正功能。从而将上述测量结果反馈，通过对数据的分析确定矫治器的作用效果，并进行矫治器的优化设计。

优选的，为了进行校准，可预先按照原牙列模型制作出另一不带矫治功能的初始矫治器(图中未示出)用于校准。由于该初始矫治器的形状与原来的牙列模型完全相符，当把其佩戴到牙列模型上时，应当不会对感兴趣的牙齿产生矫治应力。通过六维力传感器对该初始矫治器的测量，可以对传感器进行校准，例如将读数清零。

并且，根据本发明的另一种具体实施方式，所述测力装置还可以被用来测量附件和矫治器厚度对于牙齿的矫治力的影响。

例如，在实际应用中可以设定代表隐形矫治器的三维形状的数字模型，使得每个牙齿的矫治器的厚度不一样；例如，为了增加矫治过程中对于希望移动的牙齿所施加的力，减少对应的矫治器部分的厚度，使得该部分矫治器的刚度减小，而弹性增大，从而使得在矫治过程中，该牙齿易于移动。而对于矫治过程中，不希望移动的牙齿，可以增加对应的矫治器部分的厚度，使得该部分的矫治器的刚度加大，而弹性减小，从而使得在矫治过程中，该牙齿不易于移动。相应地，为了能精确测量矫治器厚度对于矫治力的影响，可以将具有特定厚度的隐形矫治器佩戴在牙列模型上，以测量具有特定厚度的隐形矫治器对于牙齿的矫治力参数。

同样，矫治器上可以包括各种附件，附件可包括凹陷、小孔、开口和/或突起中的至少一个。

例如，在一种具体实施例中，在隐形矫治器薄壁的内侧形成微突起(其也可称为矫正侧梗)，以用于产生侧向矫正力，调整矫治力分布。矫正侧梗的位置一般在矫治器上对应于两颗牙齿交界处或者磨牙侧面有起伏处的附近区域，侧梗的作用力是通过两颗牙交界处和磨牙侧面起伏处牙颌(主要是牙齿)的侧面凸凹和侧梗内面与牙齿侧面之间的摩擦力实现的。在另一种具体实施例中，在矫治器薄壁的外侧形成微突起(其也可称为矫治牵引钩)，现有的牵引装置通常附着在一颗或者少数几颗牙齿上，是一种不甚合理的支抗形式。而本发明的矫治牵引钩可以设置在牙齿矫治器的薄壁上，且与矫治器一体成形。牵引钩的设计除了按照常规的牵引钩设计方法能满足牵引的要求外，还要充分考虑使用状态下牵引钩上牵引力的反作用力使矫治器产生附加的弹性形变产生的附加矫正力和矫治器的回弹力对于牵引装置影响所产生的附加牵引力。实际上起矫正和牵引作用的是这些力的耦合作用，恰当地利用这两种附加力可以形成更好的支抗分布和更合理的矫正力和牵引力分布，从而得到更好的矫治效果。

在再一种具体实施例中，在矫治器薄壁的外侧形成突起而内侧形成相应的凹陷，或者在矫治器薄壁的内侧形成突起而在外侧形成相应的凹陷，或者仅在矫治器薄壁的内侧形成小孔，或者仅在矫治器薄壁的外侧形成小孔，以形成“容器”区域。优选的，在矫治器上还可以形成开口，用于调整矫治力的分布。开口的形状、位置和大小根据矫正力的分布要求设计确定。一般来说，开口大多位于矫治器侧壁上的在使用状态下产生弹性形变相对较小，或者根据治疗需要应该产生较小或者不产生矫正力的区域，也可以位于矫治器的咬合面，开口的大小和形状根据相应区域的大小和形状而定。

合理选择上述的突起、凹陷、开口以及小孔的形状，使得其在不影响牙齿矫治器的佩戴和与牙齿相“吻合”的前提下，起到调整矫正力的分布作用或者起到容纳作用。所以，为了精确评估这些附件对于矫治力的影响，可以将带有附件的矫治器佩戴在牙列模型上以测量牙齿上所受到的矫治力参数。

另外，上述测力装置还可以用于上下颌咬合力的测试。利用双颌测力装置12，其中该双颌测力装置12包含上下颌各多个(例如14个)单冠测力部件6，上颌和下颌的错颌畸形牙列模型组合模拟牙齿的咬合状态，进行咬合力的测量。既可以测量上颌和/或下颌佩戴矫治器后的咬合力，也可以测量没有佩戴矫治器时的咬合力。

图15为根据本发明的一种具体实施方式的咬合力测试方法的流程图。如图15所示，在步骤S301中按照患者的错颌畸形状况提供相应于某一特定患者的上下颌牙齿状态的牙冠模拟部件4。

优选的，牙冠模拟部件4参照上文S101描述来提供，在此不再重复。

在步骤S302中，类似于上述步骤S102，将所准备的至少一个牙冠模拟部件4连接到至少一个传感器5上。

并且，在S303中，由两组至少一个牙冠模拟部件4分别组成上颌牙列模型9和下颌牙列模型17。

接着，在步骤S304中，通过调节上下支撑底板的位置，使得上颌牙列模型9和下颌牙列模型17进行咬合模拟，通过将上颌牙列模型9和下颌牙列模型17中的牙齿所受到的应力传导到上下两组传感器5，由传感器5(例如六维力传感器)测量得到的牙齿在三个坐标轴方向上的咬合力和力矩，其中利用与人口腔内的咬合力相同或相似大小的力参数进行所述咬合模拟。这里，如上文所述，既可以测量牙列模型上的每一颗牙齿在三个坐标轴方向上的咬合力和力矩，也可以测量特定数量的某些感兴趣牙齿所受到的咬合力和力矩。

而且，上述矫治力测试方法和咬合力测试方法还可以结合起来，例如，可由两组至少一个牙冠模拟部件组合成上下两颌的牙列模型，并在上下两颌的牙列模型上均佩戴矫治器，或者只在上或下颌的牙列模型上佩戴一矫治器，并使得上颌牙列模型9和下颌牙列模型17进行咬合模拟，以测量佩戴矫治器后的咬合力。

综上所述，根据本发明的牙齿受力测试装置及方法，能够方便、快速、同时地全方位测量牙齿的受力参数，例如可以测量各种牙齿矫治器对于牙齿的矫治力参数并对其进行评估、反馈和优化设计。例如，可以通过在体外模拟患者的真实牙齿状态，精确测量牙齿矫治力，从而对牙齿矫治器的预期矫治力施加效果、抗老化程度、使用寿命等进行准确的分析，从而为改进矫治方案、提高矫治器性能提供可靠的依据。并且还可以测量上下颌的咬合力。

具体而言，本发明包括但不限于以下有益效果：牙冠模拟部件采用一体式结构，一方面能够最大程度减少在目前加工及生产水平条件下的加工误差，另一方面能够最大程度减少与隐形矫正单步移动量的偏差；采用上下颌错颌畸形牙列的排布方式，可以实现上颌或/和下颌牙列中多颗牙齿的同时，同步力及力矩的测量；以及通过灵活设计不同形态的牙列模型，实现多种错颌畸形模型的排列组合。

尽管在此公开了本申请的各个方面和实施例，但其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的发明并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。

除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。

Claims (30)

1.一种牙齿受力测试装置，其包括：

至少一个牙冠模拟部件；以及

与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器，

其中，所述至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且所述传感器用于测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

2.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置还包括支撑底板，用于固定所述传感器。

3.如权利要求2所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置还包括底座，其中所述支撑底板被安装在所述底座上。

4.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述传感器是六维力传感器。

5.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙冠模拟部件包括冠部和支撑部，并且所述冠部和支撑部为一体式结构。

6.如权利要求5所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述支撑部包括杆部。

7.如权利要求5所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述支撑部包括杆部和连接部。

8.如权利要求5所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述支撑部包括连接部。

9.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙冠模拟部件包括冠部、杆部和连接部，并且所述冠部和杆部为一体式结构。

10.如权利要求1至9项中任一项所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置还包括数据采集器，用于采集所述传感器所检测的牙齿受力数据。

11.如权利要求10所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置还包括数据处理装置，由所述数据采集器所采集的数据被传输至所述数据处理装置以供进一步分析。

12.如权利要求1至9项中任一项所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置还包括传感器保护装置，所述传感器保护装置为位于牙列模型底部起支撑作用的直线往复运动执行元件。

13.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿受力测试装置包括上下颌两套支撑底板，分别用于固定与上颌牙列模型相对应的一组传感器以及与下颌牙列模型相对应的一组传感器。

14.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，测试上下颌咬合力时，牙列模型包括上颌牙列模型和下颌牙列模型，由分别和上颌牙列模型与下颌牙列模型相对应的两组传感器测量所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的咬合力。

15.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，将牙齿矫治器佩戴于上颌牙列模型和下颌牙列模型上，由分别和上颌牙列模型与下颌牙列模型相对应的两组传感器测量所述牙齿矫治器对于所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的咬合力的影响和/或咬合力对于所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的矫治力的影响。

16.如权利要求1所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，测试上颌或下颌的矫治力时，将牙齿矫治器佩戴于由所述至少一个牙冠模拟部件组合成的上颌或下颌的牙列模型上，由与所述上颌牙列模型或下颌牙列模型相对应的一组传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的矫治力。

17.如权利要求15或16所述的牙齿受力测试装置，其特征在于，所述牙齿矫治器包括托槽矫治器、隐形矫治器、带附件的隐形矫治器、带附件的托槽矫治器和具有特定厚度的隐形矫治器。

18.一种牙齿受力测试方法，其包括以下步骤：

提供至少一个牙冠模拟部件；

将所述至少一个牙冠模拟部件连接到传感器；以及

通过所述传感器测量由所述至少一个牙冠模拟部件组合成的牙列模型中的牙齿所受到的力。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述牙冠模拟部件包括冠部和支撑部，并且所述冠部和支撑部为一体式结构。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，当测试矫治力时，将牙齿矫治器佩戴于由所述至少一个牙冠模拟部件组合成的上颌和/或下颌的牙列模型上，由所述传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的矫治力。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，测试上下颌咬合力时，牙列模型包括上颌牙列模型和下颌牙列模型，由分别和上颌牙列模型与下颌牙列模型相对应的两组传感器测量所述上颌和下颌牙列模型中的牙齿所受到的咬合力。

22.如权利要求18所述的方法，其还包括：根据所述牙列模型制作一不带矫治功能的初始矫治器，将所述初始矫治器佩戴到牙列模型上，并通过所述传感器测量佩戴所述初始矫治器时的牙齿受力参数，以便利用该测量结果对测量初始值进行清零。

23.如权利要求19所述的方法，其中基于以下步骤制造所述牙冠模拟部件：

提供单个牙齿的数字模型，

在单个牙齿的数字模型上增加支撑部的数字模型以生成牙冠模拟部件的数字模型；

根据所述牙冠模拟部件的数字模型一体成型地制备牙冠模拟部件。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述支撑部包括杆部。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述支撑部包括杆部和连接部。

26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述支撑部包括连接部。

27.如权利要求18所述的方法，其中基于以下步骤制造所述牙冠模拟部件：

提供单个牙齿的数字模型，

在单个牙齿的数字模型上增加杆部的数字模型以生成冠部和杆部的数字模型；

根据所述冠部和杆部的数字模型制备冠部和杆部的一体式物理结构；以及

将冠部和杆部的一体式物理结构和连接部相连接以组成牙冠模拟部件。

28.一种牙冠模拟部件，包括：

冠部，其模拟单个牙齿的形状；以及

支撑部，其一端和所述冠部相连接，并且另一端放置于传感器上以和所述传感器相连接，

其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

29.一种制备牙冠模拟部件的方法，包括：

提供单个牙齿的数字模型，

在单个牙齿的数字模型上增加支撑部的数字模型以生成牙冠模拟部件的数字模型；以及

根据所述牙冠模拟部件的数字模型制备牙冠模拟部件，

其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。

30.一种制备牙冠模拟部件的方法，包括：

提供单个牙齿的数字模型，

在单个牙齿的数字模型上增加杆部的数字模型以生成冠部和杆部的数字模型；

根据所述冠部和杆部的数字模型制备冠部和杆部的物理结构；以及

将冠部和杆部的物理结构和连接部相连接以组成牙冠模拟部件，

其中，在进行牙齿受力测试时，由至少一个牙冠模拟部件组合成牙列模型，并且由与所述至少一个牙冠模拟部件相连接的传感器测量所述牙列模型中的牙齿所受到的力。