CN109124805B - 数字化镜像cad/cam临时牙的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，包括以下步骤：采集患者基础信息；利用面部微笑设计(DSD)对口内露齿前牙进行美学分析及设计；抠取对侧同名牙三维形态，获得镜像牙的三维形态；设计数字化镜像临时牙的CAD模型；设计种植体的位置进而确定临时牙舌面开孔位置；对设计有舌面开孔位置的数字化镜像临时牙的CAD模型进行加工制得数字化镜像CAD/CAM临时牙。本发明借助计算机图形图像处理技术，综合运用美学原则，进行可视化口腔美学分析设计的新方法，可有效解决传统制作方法中穿龈轮廓不可控，消毒抛光不易，椅旁时间操作时间长的问题。

Description

数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法

技术领域

本发明属于临时义齿模型技术领域，具体涉及一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法。

背景技术

理想龈缘形态的获得是种植美学修复的重点和难点。为了获得扇贝样外观的牙龈，利用临时牙进行牙龈塑形是临床中一个常用手段。传统的临时牙制作过程是这样的：取模，灌制出模型后，在模型上利用树脂手动堆塑出临时牙，抛光后戴入患者口内，再根据患者的牙龈形态，不断调整临时牙直至获得较为理想的穿龈形态。在这种传统的临时牙制作过程中，有诸多缺点：1)手动堆塑临时牙，穿龈轮廓不可控；2)椅旁时间操作时间长；3)通常会抛光不良，容易引起菌斑附着，诱发炎症；4)这种方式制作出的临时牙不易消毒，容易引发感染。在即刻种植即刻修复中，抛光和消毒不良的情况很有可能引起种植区愈合不良，甚至引发种植体早期炎症导致种植体失败。而穿龈轮廓不可控，则容易引起龈缘位置和形态不理想，难以获得良好的美学修复效果。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，该方法可有效解决传统制作方法中穿龈轮廓不可控，消毒抛光不易，椅旁时间操作时间长的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，包括以下步骤：

(1)采集患者基础信息，基础信息包括口内扫描STL数据、拍摄CBCT所生成的DICOM数据；

(2)获得患者面部微笑数字影像，对口内露齿前牙进行美学分析及设计，获得缺失牙齿形态和相关参数；

(3)根据患者DICOM数据，获取对侧同名牙三维形态，将对侧同名牙三维形态水平翻转，获得镜像牙的三维形态，并建立镜像牙CAD模型数据；

(4)将镜像牙CAD模型数据与口内扫描STL数据结合，参照对侧同名牙的位置与轴向，将镜像牙的三维CAD模型放置在口内扫描所生成的模型中缺失牙的位置上，以种植体植入深度减去临时基台的穿龈高度确定临时牙的截取位置，去掉该截取位置以上的牙根部分，保留截取位置以下的牙颈部与牙冠形态，获得数字化镜像临时牙的CAD模型；

(5)根据患者DICOM数据和口内扫描STL数据，确定二者数据中有三个及三个以上的相同的非共线特征标记点，利用该标记点通过三维点云数字拼接技术将DICOM数据与口内扫描STL数据进行完全重叠，获得第一个组合模型；

(6)参照对侧同名牙的切端位置与轴向将数字化镜像临时牙的CAD模型放置到第一个组合模型中缺失牙的位置上，形成第二个组合模型；

(7)在第二个组合模型上的缺失牙位置的理想龈缘根方3-4mm处虚拟放置种植体，调整种植体轴向，使其既能满足美学区种植体植入要求又能使种植体的中轴线从临时牙的舌面穿出，使数字化镜像临时牙能够做到舌面开孔，进行螺丝固位，并保存种植体的位置信息；

(8)将设计有舌面开孔位置的数字化镜像临时牙的CAD模型通过切削或3D打印设备进行加工，制得数字化镜像CAD/CAM临时牙。

进一步地，步骤(1)中基础信息还包括患者面部正面露齿微笑照片和口内露齿前牙黑背景照片，这两种照片中均包括上前牙右侧第一前磨牙到左侧第一前磨牙的8颗牙齿。

进一步地，步骤(2)具体过程为：获得患者面部微笑数字影像，将患者面部正面露齿微笑照片导入到可做DSD的软件中，在正面露齿微笑照片中描画出患者面部相关参数，然后用口内露齿前牙黑背景照片去重叠正面露齿微笑照片中的前牙，当二者完全重叠后，去掉正面露齿微笑照片，使得正面露齿微笑照片中的所有参数转移到口内露齿前牙黑背景照片中；再参照事先画好的参考线，根据美学标准，设计缺失牙齿形态和相关参数。

进一步地，面部相关参数包括面中线、牙中线、瞳孔连线、上下笑线以及牙齿比例。

本发明提供的数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，具有以下有益效果：

(1)数字化镜像CAD/CAM临时牙可以精准复制对侧同名牙颈部形态，精确把握临时牙穿龈形态与大小，有利于维持现有龈缘位置的稳定，能更好的保存软组织的位置与形态。

(2)术前制作数字化镜像CAD/CAM临时牙，可以在术中即刻戴入临时牙，大大节约了椅旁时间，提高临床操作效率。

(3)术前制作的数字化镜像CAD/CAM临时牙是通过CAD/CAM切削设备来进行切削的，术中无需修改穿龈形态，可以使穿龈部分达到高度抛光，减少菌斑堆积，有利于软组织的健康与稳定。

(4)术前制作的数字化镜像CAD/CAM临时牙在术前进行消毒，可以避免术中消毒困难等问题。

(5)本发明借助计算机图形图像处理技术，综合运用美学原则，进行可视化口腔美学分析设计的新方法，主要应用于缺失牙齿的临时修复。

具体实施方式

实施例1

一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，包括以下步骤：

(1)采集患者基础信息

基础信息包括口内扫描STL数据、拍摄CBCT所生成的DICOM数据，还包括患者面部正面露齿微笑照片和口内露齿前牙黑背景照片，这两种照片中均包括上前牙右侧第一前磨牙到左侧第一前磨牙，共8颗牙齿。

(2)获得患者面部微笑数字影像，利用面部数字化微笑设计(DSD)对口内露齿前牙进行美学分析及设计，获得缺失牙齿形态和相关参数，具体过程如下：

获得患者面部微笑数字影像，将患者面部正面露齿微笑照片导入到可做DSD的软件中，如PPT，在正面露齿微笑照片中描画出患者面部的面中线、牙中线、瞳孔连线、上下笑线以及牙齿比例等参数，然后用口内露齿前牙黑背景照片去重叠正面露齿微笑照片中的前牙，当二者完全重叠后，去掉正面露齿微笑照片，这样正面露齿微笑照片中的所有参数便转移到了口内露齿前牙黑背景照片中。

参照事先画好的参考线，根据美学标准(如上颌中切牙、侧切牙、尖牙的牙冠宽度比应为1.618:1:0.618；上颌中切牙牙冠的宽长比应在0.75-0.8之间；微笑时上颌中切牙切端应露出上唇下缘2-4mm；侧切牙龈缘顶点与牙龈平面的关系等)，在口内露齿前牙黑背景照片中设计出最适合患者的缺失牙齿的形态、长宽比等，这期间医生和患者之间需实现有效沟通，设计出患者也满意的结果。然后再根据美学区种植体植入要求，即种植体应位于理想龈缘根方3-4mm处，来确定种植体的植入深度。

(3)抠取对侧同名牙三维形态，获得镜像牙的三维形态

将患者的DICOM数据导入到SimPlant软件中，在每一层含有对侧同名牙信息的CBCT图像中沿着牙周膜外层抠取保留该牙形态，去掉周围组织信息，分层抠取完成后便可获得对侧同名牙的三维形态，这个过程只保留对侧同名牙的信息，其他周围组织信息全部去掉，然后以近中为边水平翻转，获得镜像牙的三维形态，保存该信息并建立镜像牙CAD模型文件。

(4)设计数字化镜像临时牙的CAD模型

将镜像牙的CAD模型文件与口内扫描STL数据同时导入到3SHAPE软件中，参照对侧同名牙的位置与轴向将镜像牙的三维CAD模型放置在口内扫描所生成的模型中缺失牙的位置上，以种植体植入深度(该深度为种植体顶端肩部到理想龈缘的距离)减去临时基台的穿龈高度来确定临时牙的截取位置，去掉该截取位置以上的牙根部分，保留截取位置以下的牙颈部与牙冠形态，从而获得数字化镜像临时牙的CAD模型。

(5)设计种植体的位置

因临时牙是要在术前制作出来，为了使临时牙能够在术中准确的给患者戴上，那么就需要对种植体的位置进行设计，进而确定了临时牙舌面开孔位置，才能使得临时牙在术中可以精准的戴入患者口中，这样避免了对临时牙进行修改的时间，也减轻了患者疼痛时间。设计种植体位置的具体操作过程如下：

将患者的DICOM数据导入到3SHAPE软件中，确定DICOM数据与口内扫描STL数据中有三个及三个以上的相同的非共线特征标记点，利用该标记点通过三维点云数字拼接技术将上述的DICOM数据与口内扫描STL数据进行完全重叠，从而获得第一个组合模型。

参照对侧同名牙的切端位置与轴向将数字化镜像临时牙的CAD模型放置到第一个组合模型中缺失牙的位置上，形成第二个组合模型。

在第二个组合模型上的缺失牙位置的理想龈缘根方3-4mm处虚拟放置种植体(此处的种植体是医生与患者沟通后所选择采用的种植体)，调整种植体轴向，使其既能满足美学区种植体植入要求又能使种植体的中轴线从临时牙的舌面穿出，从而使数字化镜像临时牙能够做到舌面开孔，进行螺丝固位，保存种植体的位置信息。

(6)CAD/CAM切削制作数字化镜像CAD/CAM临时牙

对种植体位置进行了设计以后，就确定了临时牙舌面开孔位置，可以将设计有舌面开孔位置的数字化镜像临时牙的CAD模型通过CAD/CAM切削制作生成数字化镜像CAD/CAM临时牙，该临时牙在术中可以精准的戴入患者口内，大大节约了椅旁时间，提高临床操作效率。

Claims (4)

1.一种数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采集患者基础信息，基础信息包括口内扫描STL数据、拍摄CBCT所生成的DICOM数据；

（2）获得患者面部微笑数字影像，对口内露齿前牙进行分析及设计，获得缺失牙齿形态和相关参数；

（3）将患者的DICOM数据导入到SimPlant软件中，在每一层含有对侧同名牙信息的CBCT图像中沿着牙周膜外层抠取保留对侧同名牙形态，去掉周围组织信息，分层抠取完成后便可获得对侧同名牙的三维形态，这个过程只保留对侧同名牙的信息，其他周围组织信息全部去掉，然后以近中为边水平翻转，获得镜像牙的三维形态，保存该信息并建立镜像牙CAD模型文件；

将镜像牙的CAD模型文件与口内扫描STL数据同时导入到3 SHAPE软件中，参照对侧同名牙的位置与轴向将镜像牙的三维CAD模型放置在口内扫描所生成的模型中缺失牙的位置上，以种植体植入深度减去临时基台的穿龈高度来确定临时牙的截取位置，去掉该截取位置以上的牙根部分，保留截取位置以下的牙颈部与牙冠形态，从而获得数字化镜像临时牙的CAD模型；其中，种植体植入深度为种植体顶端肩部到理想龈缘的距离；

（4）将镜像牙CAD模型数据与口内扫描STL数据结合，参照对侧同名牙的位置与轴向，将镜像牙的三维CAD模型放置在口内扫描所生成的模型中缺失牙的位置上，以种植体植入深度减去临时基台的穿龈高度确定临时牙的截取位置，去掉该截取位置以上的牙根部分，保留截取位置以下的牙颈部与牙冠形态，获得数字化镜像临时牙的CAD模型；

（5）根据患者DICOM数据和口内扫描STL数据，确定二者数据中有三个及三个以上的相同的非共线特征标记点，利用该标记点通过三维点云数字拼接技术将DICOM数据与口内扫描STL数据进行完全重叠，获得第一个组合模型；

（6）参照对侧同名牙的切端位置与轴向将数字化镜像临时牙的CAD模型放置到第一个组合模型中缺失牙的位置上，形成第二个组合模型；

（7）在第二个组合模型上的缺失牙位置的理想龈缘根方3-4mm处虚拟放置种植体，调整种植体轴向，使其既能满足美学区种植体植入要求又能使种植体的中轴线从临时牙的舌面穿出，使数字化镜像临时牙能够做到舌面开孔，进行螺丝固位，并保存种植体的位置信息；

（8）将设计有舌面开孔位置的数字化镜像临时牙的CAD模型进行加工，制得数字化镜像CAD/CAM临时牙。

2.根据权利要求1所述的数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，其特征在于，步骤（1）中基础信息还包括患者面部正面露齿微笑照片和口内露齿前牙黑背景照片，这两种照片中均包括上前牙右侧第一前磨牙到左侧第一前磨牙的8颗牙齿。

3.根据权利要求1所述的数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，其特征在于，步骤（2）具体过程为：获得患者面部微笑数字影像，将患者面部正面露齿微笑照片导入到可做DSD的软件中，在正面露齿微笑照片中描画出患者面部相关参数，然后用口内露齿前牙黑背景照片去重叠正面露齿微笑照片中的前牙，当二者完全重叠后，去掉正面露齿微笑照片，使得正面露齿微笑照片中的所有参数转移到口内露齿前牙黑背景照片中；再参照事先画好的参考线，根据美学标准，设计缺失牙齿形态和相关参数。

4.根据权利要求3所述的数字化镜像CAD/CAM临时牙的制作方法，其特征在于，所述面部相关参数包括面中线、牙中线、瞳孔连线、上下笑线以及牙齿比例。