CN109328042B - 对牙龈适应逐步正畸矫治的虚拟建模及相关器具制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于生成数字模型的系统和相关联的方法，所述数字模型考虑到适应患者的牙龈形状。该示例性系统使用患者牙龈的初始扫描作为基础模型，该基础模型考虑了牙齿的类型和形态，牙龈内部的牙根的形状、取向和移动以及其他因素，以用于在治疗的每一个步骤中都能更准确地预测牙龈形状的变化。尤其地，该系统前瞻性地确定将由矫正器覆盖的模型的区并防止对这些区的改变，同时改变模型在这些区之外的形状，以使模型的大小最小化并为矫正器的制造添加任何必要特征。

Description

对牙龈适应逐步正畸矫治的虚拟建模及相关器具制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月24日提交的美国临时申请US 62/340960号的优先权。

技术领域

本申请涉及一种用于生成数字模型的系统和相关联的方法，该数字模型考虑到适应患者的牙龈形状。

背景技术

正畸矫正器提供了针对传统支具的替代方案，传统支具通常使用由线连接的支架来重新排列牙齿。矫正器适用于牙齿轻度或中度拥挤或牙齿间距较小的患者。使用矫正器进行正畸治疗的患者定期用新的逐步不同的矫正器替换原矫正器，以使牙齿从第一位置逐渐移动到第二位置，并最终移向期望的最终位置。治疗过程可能持续数月至数年，这取决于牙齿错位的严重程度。矫正器可以由诸如丙烯酸的塑料材料制成，这种矫正器例如为由当前受让人，得克萨斯州的Round Rock的

制造的那些矫正器。

当前可用于生产在正畸治疗期间使用的塑料矫正器的技术主要基于以下操作：对患者当前牙列的3D扫描，通过在计算机系统中定义牙齿移动来规划治疗过程，打印未来或预期的对应于治疗的每个步骤的牙齿模型，并使用该模型通过热成型打印模型和/或经由其他制造技术(例如，3D打印)来制造塑料矫正器。

生成牙齿模型的最大挑战之一是针对治疗的每个步骤预测和包括患者牙龈(“齿龈”)的真实3D模型。当在计算机系统中在各个治疗阶段期间重新定位和移动牙齿时，牙齿的几何形状不会改变，因为它只是在有限的方向上移动的固态物体。然而，骨骼和牙龈确实会改变形状并在整个治疗过程中发展变化。塑料矫正器覆盖部分牙龈和牙齿；因此，为了能够创建恰当适配患者口腔的矫正器，在创建牙齿的3D模型时准确预测并生成牙龈的精确形状和大小至关重要。

当前存在有助于在移动牙齿以创建治疗计划时生成牙龈模型的各种软件技术。一些现有技术产生完全虚拟的牙龈形状，其表面没有褶皱和扭曲，但不能准确表示患者口腔中牙龈的真实形状；它既不是针对治疗的初始步骤也不是针对治疗的未来步骤。这种系统的范例包括加利福尼亚州圣何塞的Align Technology的

其他系统使用患者牙龈的实际形状作为治疗起点，这使得初始模型完美适配，但随着牙齿开始移动，对牙龈形状的更新并不准确，并且会导致牙龈形状的褶皱。这种系统的范例包括丹麦哥本哈根的

的Ortho Analyzer(正畸分析仪)。

这些已知的系统将牙龈和牙齿几何形状视为严格缝合并附接在一起的单个网格。因此，当牙齿重新定位时，这些系统以与患者口腔中的实际牙龈变化不匹配的方式更新牙龈形状。结果，即使来自治疗的最初步骤的矫正器恰当地适配，对牙龈形状的不准确更新也将导致矫正器在治疗的后续步骤中在适配方面逐步变差。

发明内容

当使用矫正器时，在正畸治疗中最重要的步骤之一是为治疗计划的每一个步骤预测和生成精确的3D牙齿模型。为了生成这样的模型，需要准确地预测牙齿的未来放置和适应牙龈的未来尺寸/形状。本发明的示例性实施例提供了用于生成数字模型的系统和相关联的方法，该数字模型基于治疗计划、患者记录和牙齿形态而考虑到适应患者的牙龈形状。该示例性系统使用患者牙龈的初始扫描作为基础模型，该基础模型考虑了牙齿的类型和形态，牙龈内部的牙根的形状、取向和移动以及其他因素，以用于在治疗的每一个步骤中都能更准确地预测牙龈形状的变化。尤其地，该系统前瞻性地确定将由矫正器覆盖的模型的区并防止对这些区的改变，同时改变模型在这些区之外的形状，以使模型的大小最小化并为矫正器的制造添加任何必要特征。

该方法生成并更新牙龈的尺寸/形状，得到更精确的牙龈模型。在正畸治疗期间考虑到适应牙龈形状的能力增强了矫正器的适配性，减少了对牙列的部分的再加工。

在本发明的系统中，将各个牙齿视为漂浮在牙龈内的单独物体。诸如牙齿的类型和放置、牙根的形态以及骨内牙根移动的类型之类的信息用于在牙根模型与牙龈之间创建力场向量。然后使用有限元分析方法来计算更新的牙龈形状。还评估统计数据并将其用于精细微调与牙根和牙龈之间定义的力相关的参数。结果，创建了牙齿移动如何影响牙龈尺寸/形状变化的真实模型。另外，根据这些模型中的每个模型生成的对应矫正器在治疗的初始步骤和后续步骤中都能够恰当适配。

本发明的示例性实施例的方面包括：a)接收口腔轮廓，所述口腔轮廓包括患者的牙齿和牙龈空间信息，b)根据所述口腔轮廓生成初始模具轮廓，其中，所述初始模具轮廓包括所述患者的所述牙齿和牙龈空间信息的数值表示，c)将多个牙齿控制点和多个牙龈控制点分配给所述初始模具轮廓，d)基于第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的相邻的控制点的移动来识别针对第一牙龈控制点的第一力场向量，其中，所述第一牙龈控制点是所述多个牙龈控制点的成员，e)重复步骤d)以基于所述第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的剩余控制点的移动来识别针对所述第一牙龈控制点的剩余力场向量，f)针对所述多个牙龈控制点中的剩余牙龈控制点重复步骤d)和e)，g)接收针对所述多个牙齿控制点的牙齿控制点移动，h)响应于所接收的牙齿控制点移动来执行有限元分析以计算所述多个牙龈控制点的移动，并且i)生成新模具轮廓。

检测并准确保存将由矫正器覆盖的牙龈的区，同时改变模型在该区之外的形状，以使模型的大小最小化并为矫正器的制造添加任何必要特征。在创建基本模型的不同的可能方法中，一种方法包括使用优化算法，选择使3D模型的体积最小化的算法，同时遵守模型的不同区中的基础高度的标准。这使得在3D牙齿模型的打印期间打印材料的消耗最少。

利用更准确的模型来预测正畸治疗期间牙龈形状的变化，能够制作这样的矫正器：其既覆盖牙龈的一些区又能恰当适配患者的口腔。这将得到结构鲁棒的矫正器，并在使用透明塑料矫正器进行正畸治疗时成功移动牙齿。

附图说明

图1示出了用于生成数字模型的系统的示例性实施例，该数字模型考虑到适应患者的牙龈形状；

图2是用于生成数字模型的方法的示例性实施例的流程图，该数字模型考虑到适应患者的牙龈形状；

图3图示了牙齿和牙龈轮廓的示例性横截面视图；

图4图示了使用图2中描述的方法制造的模具的透视图；并且

图5图示了示例性矫正器的主视图。

具体实施方式

本申请描述了用于生成数字模型的系统和方法，该数字模型考虑到在正畸治疗期间适应患者的牙龈形状。初始牙齿和牙龈轮廓是根据患者牙齿和牙龈复制品的三维扫描结果或患者牙齿和牙龈印模的CT扫描结果获得的。初始轮廓以及所期望的牙齿移动被发送到产生新牙齿和牙龈轮廓的软件。该软件基于收集的统计学数据和解剖学数据来分配多个牙龈控制点和牙齿控制点之间的力向量。每个力向量表示牙齿/牙龈控制点移动对邻近牙龈控制点的影响。通过将所期望的牙齿移动与初始轮廓相整合，软件能够产生包括所期望的牙齿移动和新牙龈拓扑结构的新轮廓。可以将新轮廓发送到3D打印机以制造新模具。

图1示出了用于生成数字模型的示例性系统100，该数字模型考虑到在正畸治疗期间适应患者的牙龈形状。系统100包括中央服务器102、数据库104、医师门户106、扫描计算机110以及打印计算机120。医师门户106可以连接到互联网108。系统100可以在多个计算机上实施或者被集成在一台计算机上。

在一些实施方式中，中央服务器102可以连接到数据库104、医师门户106、扫描计算机110以及打印计算机120。中央服务器102为其余系统提供恰当且安全地访问数据库104的接口。中央服务器102、数据库104、医师门户106、扫描计算机110以及打印计算机120可以在地理上被放置在相同的位置中。替代地，一些部件或所有部件可以经由虚拟专用网络远程通信。

在某些实施例中，医师门户106可以向外部用户提供用于向中央服务器102发送和接收数字文件的接口。医师门户106可以包括代理服务器或防火墙以调节远程访问并保护系统100免受敌对网络入侵。外部用户可以通过互联网108将数字文件传输到医师门户106。利用恰当的授权和认证，医师门户106可以授予某些外部用户对扫描计算机110和打印计算机120的有限访问权。

在示例性实施例中，数据库104可以存储在系统100内使用的数字数据。可以经由中央服务器102提供所存储的数据。数据库104可以为存储的数据实施本地和/或远程例程备份特征。

在一些实施例中，扫描计算机110可以连接到图像捕获设备112和图像输出设备114。图像捕获设备112可以扫描表示放置在定位器116上的患者牙齿和牙龈轮廓的复制品的模具118。图像输出设备114(例如，屏幕、监视器、显示器、投影仪或打印机)例如可以显示模具118的扫描图像。图像捕获设备112可以包括3D相机、两个或更多个2D相机、CT扫描器或X射线，也可以包括用于获得图像的其他设备。

在示例性实施方式中，定位器116包括视觉参考引导件，该视觉参考引导件包括位于定位器上或定位器内的线。视觉参考引导件可以用于跟踪定位器116内的模具的位置。

在某些实施方式中，打印计算机120可以连接到模具制造设备122和矫正器制造设备122。模具制造设备122和矫正器制造设备124可以例如是3D打印机。

图2是图示用于生成数字模型的示例性方法200的流程图，该数字模型考虑到在正畸治疗期间适应患者的牙龈形状，该方法可以用于生产正畸矫正器。中央服务器102首先从扫描计算机或远程源接收(202)患者的牙齿和牙龈轮廓。例如，扫描计算机110可以依赖于图像捕获设备112以照片摄影方式收集关于模具118的空间信息。在某些实施例中，扫描计算机110可以利用3D扫描器来捕获与模具118有关的空间信息。3D扫描器可以是基于接触的或基于光学的3D扫描器。替代地，扫描计算机110可以使用CT计算机断层摄影(CT)扫描器逐段扫描患者的牙齿和牙龈的印模。扫描计算机110将从CT扫描获得的多个X射线图像整合到患者的牙齿和牙龈轮廓的构造。在完成3D或CT扫描时，可以对扫描图像执行预处理以确保与中央服务器102兼容。

在其他实施例中，中央服务器102可以经由医师门户106从远程系统接收(202)数字格式的患者的牙齿和牙龈轮廓。可以由从患者直接提取轮廓的矫形牙医通过互联网108将轮廓发送到医师门户106。该轮廓可以被存储在数据库104上。替代地，中央服务器102可以从数据库104获得该轮廓。接收牙齿和牙龈轮廓数据的其他方法也是可能的。

在某些实施方式中，在接收患者的牙齿和牙龈轮廓之后，中央服务器102可以生成(204)初始模具轮廓。该初始模具轮廓包括足够的空间信息，其用于系统100根据需要而生产与表示患者的牙齿和牙龈轮廓的模具相同的再现模具。所生成的初始模具轮廓可以由系统100以数字方式存储在本地(在数据库104上)或远程。

图3图示了牙齿和牙龈轮廓300的示例性横截面视图。参考图2和图3，在一些实施例中，中央服务器102在初始模具轮廓的牙齿和牙龈上分配(206)多个控制点。每个控制点表示牙齿或牙龈表面上的空间点。为初始模具轮廓分配的控制点的数量可以是100、200、500、1000、2000、5000、10000、20000、50000或100000。其他数量的控制点也是可能的，这取决于具体的治疗和所期望的准确度。

在一些实施方式中，中央服务器102可以将牙龈控制点分配给牙龈306的内壁306a和外壁306b的表面。在其他实施例中，中央服务器102可以将牙龈控制点分配给牙龈306的内壁306a和外壁306b的表面以及牙龈306内的表面。

中央服务器102可以提供坐标系而以数值方式表示每个控制点。示例性坐标系包括笛卡尔坐标、圆柱坐标和球面坐标。也可以使用其他坐标系。

仍然参考图2和图3，在示例性实施例中，中央服务器102识别(208)到与第一牙齿控制点t₁有关的第一牙龈控制点g₁的第一力场向量f(g₁,t₁)。第一牙龈控制点g₁靠近牙龈306的内壁306a。第一牙齿控制点t₁可以表示第一牙齿的下部表面上的空间点。替代地，第一牙齿控制点t₁可以表示第一牙齿的其他部分上的空间点。第一力场向量表示第一牙龈控制点g₁响应于第一牙齿控制点t₁的移动而进行的移动。例如，如果第一牙齿的上部向内(即，朝向模具的中部)移动302，则第一牙齿的下部可向外(即，远离模具的中部)移动304。因此，第一牙齿控制点t₁向外移动。第一牙齿控制点t₁的这种向外移动可以使第一牙龈控制点g₁向外移动。第一力场向量表示第一牙龈控制点g₁响应于第一牙齿控制点t₁的移动而进行的移动。在其他示例性实施例中，中央服务器102可以识别(208)到与不同的相邻的牙齿控制点(例如，牙齿控制点t₂、t₃或t₄)有关的第一牙龈控制点g₁的不同的力场向量。

仍然参考图2和图3，在一些实施例中，中央服务器102还可识别(208)针对第一牙龈控制点g₁的力场向量，其表示第一牙龈控制点g₁响应于相邻的牙龈控制点的移动而进行的移动。对于第一牙龈控制点g₁，中央服务器102可以识别与牙龈控制点g₂和g₃的移动有关的力场向量f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)，或者替代地，中央服务器102可以识别与牙龈控制点g₂、g₃和g₄的移动有关的力场向量f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)、f(g₁,g₄)。在第一种情况下，中央服务器102识别与牙龈306的内壁306a上的相邻的牙龈控制点有关的力场向量。在第二种情况中，中央服务器102识别与牙龈306的内壁306a和外壁306b上的相邻的牙龈控制点有关的力场向量。用于选择相邻的牙龈控制点的其他标准也是可能的。

如图2和图3所示，在某些实施方式中，中央服务器102可以识别(210)针对第一牙龈控制点g₁的更多力场向量。针对第一牙龈控制点g₁的示例性力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₂)、f(g₁,t₃)、f(g₁,t₄)、f(g₁,g₂)和f(g₁,g₃)。针对第一牙龈控制点g₁的另一示例性集合力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₂)、f(g₁,t₃)、f(g₁,t₄)、f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)和f(g₁,g₄)。针对第一牙龈控制点g₁的又一示例性力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₄)和f(g₁,g₃)。针对第一牙龈控制点g₁的又另一示例性力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₄)、f(g₁,g₃)和f(g₁,g₄)。针对第一牙龈控制点g₁的示例性力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₄)、f(g₁,g₂)和f(g₁,g₃)。针对第一牙龈控制点g₁的另外的示例力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₄)、f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)和f(g₁,g₄)。针对第一牙龈控制点g₁的另一示例性力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₂)、f(g₁,t₃)、……、f(g₁,t_N)、f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)和f(g₁,g₄)，其中，N是正整数。针对第一牙龈控制点g₁的又一示例力场向量的集合可以包括f(g₁,t₁)、f(g₁,t₂)、……、f(g₁,t_N)、f(g₁,g₂)、f(g₁,g₃)、……和f(g₁,g_M)，其中，M是可以与N相同或不同的正整数。针对该集合的其他组合也是可能的。

接下来，参考图2和图3，中央服务器102可以识别(212)针对其他牙龈控制点的力场向量。例如，对于牙龈控制点g₂、g₃、g₄、……、g_M和牙齿控制点t₁、t₂、t₃、……、t_N，中央服务器102识别以下力向量：力向量f(g₂,t₁)、f(g₂,t₂)、f(g₂,t₃)、……、f(g₂,t_N)和到牙龈控制点g₂的力向量f(g₂,g₁)、f(g₂,g₃)、f(g₂,g₄)、……、力向量f(g₂,g_M)；f(g₃,t₁)、f(g₃,t₂)、f(g₃,t₃)、……、f(g₃,t_N)和到牙龈控制点g₃的力向量f(g₃,g₁)、f(g₃,g₂)、f(g₃,g₄)、……、f(g₃,g_M)；力向量f(g₄,t₁)、f(g₄,t₂)、f(g₄,t₃)、……、f(g₄,t_N)和到牙龈控制点g₄的力向量f(g₄,g₁)、f(g₄,g₂)、f(g₄,g₃)、……、f(g₄,g_M)；……以及力向量f(g_M,t₁)、f(g_M,t₂)、f(g_M,t₃)、……、f(g_M,t_N)和到牙龈控制点g_M的力向量f(g_M,g₁)、f(g_M,g₂)、f(g_M,g₃)、……、f(g_M,g_M-1)，其中，下标M和N是相同或不同的正整数。在其他实施例中，中央服务器102可以识别针对牙龈控制点的力场向量的子集，如上文所解释的。

对于每个牙龈控制点g₁、g₂、g₃、……、g_M，中央服务器102识别L个向量的集合，其表示每个牙龈控制点响应于牙齿控制点t₁、t₂、t₃、……、t_N和牙龈控制点g₁、g₂、g₃、g₄、……、g_M的移动而进行的移动，其中，L≤M+N。在某些实施例中，这些向量中的一些向量可以被表示为代数方程。其他数学表达式也是可能的。

在某些实施例中，可以使用存储在数据库104内的统计数据来识别力场向量。统计数据可以与先前的正畸操作、正畸研究数据、患者解剖记录和计算机模拟有关。

参考图2，在示例性实施方式中，中央服务器102接收(214)牙齿控制点t₁、t₂、t₃、t_N的牙齿控制点移动。牙齿控制点移动可以由操作者经由图形用户接口手动输入到中央服务器102中。用于中央服务器102接收(214)牙齿控制点移动的另一示例性方法是通过医师门户106从远程系统接收牙齿控制点移动。远程系统处的矫形牙医可以将所期望牙齿控制点移动输入到数字文件中。这些移动可以表示与初始牙齿和牙龈轮廓相关联的患者牙齿的期望位置。对于相同牙齿的任何两个牙齿控制点之间的距离可以保持恒定(即，每个牙齿作为固定的固态单元移动)。替代地，中央服务器102可以允许响应于牙齿控制点移动而发生牙齿形状的微小变化。

在某些实施例中，在接收到牙齿控制点移动之后，中央服务器102使用所识别的力场向量执行(216)有限元分析(FEA)。基于相关联的牙齿控制点和所识别的力场向量的个体移动，中央服务器102可以计算每个牙龈控制点的整体移动。通过使用FEA，中央服务器102可以基于牙龈上或牙龈内的控制点的移动来估计牙龈或牙龈的部分的移动。例如，中央服务器102可以使用牙龈控制点g₁、g₂和g₃的平均移动来近似内壁306a的移动。在另一范例中，中央服务器102可以使用牙龈控制点g₁和g₃的平均移动来近似内壁306a的第一部分在牙龈控制点g₁与g₃之间的移动。替代地，中央服务器102可以通过假设g₁与g₃之间的点根据g₁和g₃的加权平均值移动来估计内壁306a在g₁与g₃之间的第一部分。例如，假设x是从g₁到g₃的距离并且该点距g₁的距离为0.4x，则该点的移动可以是0.6(g₁的移动)+0.4(g₃的移动)。在又一范例中，由牙龈控制点g₁、g₃和g₄界定的牙龈306的第二部分的移动可以通过对g₁、g₃和g₄的移动求平均来近似。其他近似方法也是可能的。

现在参考图2、图4和图5，在执行对所分配的牙龈控制点的有限元分析之后，在示例性实施例中，中央服务器102生成(218)新模具轮廓，新模具轮廓包括牙齿和牙龈的移动。新模具轮廓可以用于生成新模具400，新模具400继而可以用于为与初始牙齿和牙龈轮廓相关联的患者生产新矫正器。如果患者佩戴新矫正器，则新矫正器可以将他/她的牙齿逐渐移动到与新模具轮廓中的牙齿位置相似的位置。完整的治疗计划可以包括5、10、20、50和100个矫正器。其他数量的矫正器也是可能的。

在示例性实施例中，中央服务器102可以将新模具轮廓发送到打印计算机120以用于生成新模具400。打印计算机120可以指示模具制造设备122基于新模具轮廓来生产新模具400。

在一些实施例中，新模具轮廓可以被存储在数据库104中。替代地，系统100可以经由医师门户106将新模具轮廓发送到远程系统。

由系统100的模具制造设备122使用新模具轮廓生产的新模具400可以包括牙齿和牙龈的复制品。在一些实施方式中，牙龈可以从牙龈线402延伸2毫米。替代地，牙龈可以从牙龈线402延伸1毫米、3毫米、5毫米、10毫米或15毫米。

现在参考图5，系统100可以利用新模具400通过使用矫正器制造设备124来生产新矫正器。在一些实施例中，可以使用新模具400生产第一矫正器502。其中，第一矫正器包括成型边缘502a。替代地，可以使用新模具400生产第二矫正器504，其中，第二矫正器包括冲洗边缘504a。在另一范例中，第三矫正器506可以由系统使用新模具400生产，其中，第三矫正器包括延伸边缘506a。针对矫正器边缘的其他设计也是可能的。

已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，如果所公开的技术的步骤以不同的顺序执行，如果所公开的系统中的部件以不同的方式组合，或者如果部件被其他部件替换或补充，也可以实现优选的结果。本文描述的功能、过程和算法可以由硬件执行或者由硬件执行的软件执行，这些硬件包括计算机处理器和/或可编程电路，其被配置为运行程序代码和/或计算机指令以执行本文描述的功能、过程和算法。另外，可以在与所描述的模块或硬件不同的模块或硬件上执行一些实施方式。因此，其他实施方式也可以在要求保护的范围内。

Claims (20)

1.一种用于生成数字模型的计算机实施的方法，包括：

a)由计算机系统从扫描计算机或另一源接收口腔轮廓，所述口腔轮廓包括患者的牙齿和牙龈空间信息；

b)由所述计算机系统根据所述口腔轮廓生成初始模具轮廓，其中，所述初始模具轮廓包括所述患者的所述牙齿和牙龈空间信息的数值表示；

c)由所述计算机系统将多个牙齿控制点和多个牙龈控制点分配给所述初始模具轮廓，其中：

所述多个牙龈控制点被散布在所述初始模具轮廓的牙龈表面附近，并且

所述多个牙齿控制点的第一部分被设置在所述初始模具轮廓的第一牙齿上，

d)由所述计算机系统基于第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的相邻的控制点的移动来识别针对第一牙龈控制点的第一力场向量，其中，所述第一牙龈控制点是所述多个牙龈控制点的成员；

e)由所述计算机系统重复步骤d)以基于所述第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的剩余控制点的移动来识别针对所述第一牙龈控制点的剩余力场向量；

f)由所述计算机系统针对所述多个牙龈控制点中的剩余牙龈控制点重复步骤d)和e)；

g)由所述计算机系统接收针对所述多个牙齿控制点的牙齿控制点移动，其中，所述多个牙齿控制点的所述第一部分中的任何牙齿控制点与所述多个牙齿控制点中的所述第一部分中的每一个其他牙齿控制点之间的距离保持不变；

h)由所述计算机系统响应于所接收的牙齿控制点移动来执行有限元分析以计算所述多个牙龈控制点的移动；并且

i)由所述计算机系统生成新模具轮廓。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述新模具轮廓来生产模具。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述模具包括距所述患者的牙龈线2毫米的牙龈。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括使用所述模具来生产矫正器，其中，所述矫正器包括距所述患者的牙龈线至少2毫米的延伸边缘。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述口腔轮廓还包括从远程计算机接收所述口腔轮廓。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述口腔轮廓还包括3D扫描所述患者的初始模具。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括重复步骤a)至i)至少六次以生产六个不同的模具轮廓。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

根据所述六个不同的模具轮廓来生产六个模具，并且

根据所述六个模具来生产六个矫正器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述有限元分析还包括通过以下操作来估计所述患者的牙龈的部分的移动：

计算与所述患者的牙龈的所述部分毗邻的牙龈控制点的集合的移动，其中，所述多个牙龈控制点包括牙龈控制点的所述集合，并且

对牙龈控制点的所述集合的所述移动求平均。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述有限元分析还包括通过以下操作来估计所述患者的牙龈的部分的移动：

计算与所述患者的牙龈的所述部分毗邻的牙龈控制点的集合的移动，其中，所述多个牙龈控制点包括牙龈控制点的所述集合，并且

使用牙龈控制点的所述集合的所述移动来计算牙龈的所述部分内的采样点的加权平均移动。

11.一种非瞬态计算机可读介质，其具有存储在其上的指令，其中，所述指令在由处理器运行时令所述处理器：

a)接收口腔轮廓，所述口腔轮廓包括患者的牙齿和牙龈空间信息；

b)根据所述口腔轮廓生成初始模具轮廓，其中，所述初始模具轮廓包括所述患者的所述牙齿和牙龈空间信息的数值表示；

c)将多个牙齿控制点和多个牙龈控制点分配给所述初始模具轮廓，其中：

所述多个牙龈控制点被散布在所述初始模具轮廓的牙龈表面附近，并且

所述多个牙齿控制点的第一部分被设置在所述初始模具轮廓的第一牙齿上，

d)基于第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的相邻的控制点的移动来识别针对第一牙龈控制点的第一力场向量，其中，所述第一牙龈控制点是所述多个牙龈控制点的成员；

e)重复步骤d)以基于所述第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的剩余控制点的移动来识别针对所述第一牙龈控制点的剩余力场向量；

f)针对所述多个牙龈控制点中的剩余牙龈控制点重复步骤d)和e)；

g)接收针对所述多个牙齿控制点的牙齿控制点移动，其中，所述多个牙齿控制点的所述第一部分中的任何牙齿控制点与所述多个牙齿控制点中的所述第一部分中的每一个其他牙齿控制点之间的距离保持不变；

h)响应于所接收的牙齿控制点移动来执行有限元分析以计算所述多个牙龈控制点的移动；并且

i)生成新模具轮廓。

12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括这样的指令：所述指令当由所述处理器运行时令所述处理器从远程计算机接收所述口腔轮廓。

13.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括这样的指令：所述指令当由所述处理器运行时令所述处理器从所述患者的初始模具的3D扫描接收所述口腔轮廓。

14.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括这样的指令：所述指令当由所述处理器运行时令所述处理器重复步骤a)至i)至少六次以生产六个不同的模具轮廓。

15.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括这样的指令：所述指令当由所述处理器运行时令所述处理器通过以下操作来估计所述患者的牙龈的部分的移动：

计算与所述患者的牙龈的所述部分毗邻的牙龈控制点的集合的移动，其中，所述多个牙龈控制点包括牙龈控制点的所述集合，并且

对牙龈控制点的所述集合的所述移动求平均。

16.根据权利要求11所述的计算机可读介质，还包括这样的指令：所述指令当由所述处理器运行时令所述处理器通过以下操作来估计所述患者的牙龈的部分的移动：

计算与所述患者的牙龈的所述部分毗邻的牙龈控制点的集合的移动，其中，所述多个牙龈控制点包括牙龈控制点的所述集合，并且

使用牙龈控制点的所述集合的所述移动来计算牙龈的所述部分内的采样点的加权平均移动。

17.一种用于生成数字模型的计算机实施的方法，包括：

a)由计算机系统在初始模具轮廓内分配被散布在牙龈表面附近的多个牙龈控制点和被散布在第一牙齿上的多个牙齿控制点；

b)由所述计算机系统基于第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的第一相邻的控制点的移动来识别针对第一牙龈控制点的第一力场向量，其中，所述第一牙龈控制点是所述多个牙龈控制点的成员；

c)由所述计算机系统重复步骤b)以基于第一组相邻的牙龈控制点和牙齿控制点中的第二相邻的控制点的移动来识别针对所述第一牙龈控制点的至少一个额外的力场向量；

d)由所述计算机系统针对所述多个牙龈控制点中的至少第二牙龈控制点重复步骤b)和c)；

e)由所述计算机系统接收针对所述多个牙齿控制点的牙齿控制点移动，其中，所述多个牙齿控制点中的任何牙齿控制点与所述多个牙齿控制点中的每一个其他牙齿控制点之间的距离保持不变；

f)由所述计算机系统响应于所接收的牙齿控制点移动来执行有限元分析以计算所述多个牙龈控制点的移动；并且

g)由所述计算机系统生成新模具轮廓。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括使用所述新模具轮廓来生产模具。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述模具包括距患者的牙龈线2毫米的牙龈。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括使用所述模具来生产矫正器，其中，所述矫正器包括距患者的牙龈线至少2毫米的延伸边缘。

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