CN111588490A - 壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法。所述壳状牙齿矫治器的设计方法包括：数字化牙颌模型的获取、数字化牙颌模型的切割、矫治计划的虚拟设计、壳状牙齿矫治器数字模型的设计，其中，矫治计划的虚拟设计包括在中间数字化牙颌模型上设有配合矫治单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置的辅助矫治装置；壳状牙齿矫治器数字模型的设计包括设计壳状牙齿矫治器数字模型，使壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在位于不同数字化牙冠模型上的相邻辅助矫治装置上的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。

Description

壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法
技术领域
本发明属于牙齿矫治技术领域，更确切的说涉及壳状牙齿矫治器技术领域，尤其涉及一种壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法。
背景技术
牙齿正畸主要是用力量进行矫治，而矫治器是一种治疗错颌畸形的装置，其能够产生作用力，其中活动矫治器、功能矫治器与固定矫治器共同构成矫治技术的三大体系。
固定矫治器是正畸矫治器中的一个重要类型，这类矫治器是粘着或结扎而固定在牙齿上，固定矫治器具有固位良好，支抗充分，适于施加各种类型的矫治力，并有利于多数牙齿的移动，能有效地控制牙齿移动的方向等特点，因而固定矫治器在口腔正畸的治疗中，得到广泛的应用。固定矫治器种类很多，其中唇、舌弓矫治器、双弓矫治器是较早使用的固定矫治器。多带环矫治器已成为临床上广泛应用的固定矫治器，如方丝弓矫治器、细丝弓矫治器等。固定矫治器的施力部分是矫治弓丝，大都由不锈钢丝、合金钢丝组成。
活动矫治器是可由患者或医生自由摘戴，摘下时该矫治器完整无损；它靠卡环的固位和黏膜的吸附发挥矫治作用。医生根据需要可在矫治器上随意增减能产生矫治力的附件，以便达到纠正错颌的目的。
固定矫治器和活动矫治器各有优缺点，固定矫治器的优点包括：1)固位良好，支抗充足；2)能使多数牙齿移动；整体移动、转矩和扭转等移动容易；3)能控制矫治牙的移动方向；4)能矫治较复杂的错颌畸形；5)体积小，较舒适；6)不影响发音和口语训练；7)临床复诊加力间隔时间长；8)患者不能自行将矫治器摘下不戴，所以矫治器得以持续发挥。而固定矫治器的缺点包括：1)戴用固定矫治器需特别重视口腔卫生保健，如不能特别注意易引起龋、龈炎；2)固定矫治技术相对复杂，临床上椅旁操作时间较长，因此只能由有经验的医师来使用；3)如力量过大，患者不能自行取卸，有时容易引起牙周组织的损害，产生不良后果。而活动矫治器的优点包括：1)患者能自行摘戴，便于洗刷，能保持矫治器清洁和口腔卫生；2)避免损伤牙体牙周组织；施力过大疼痛时，患者可自行卸下，矫治力也可因矫治器离位而消除；3)不影响美观；如有外交、演出等场合需要，晚间戴即可；4)能矫治一般常见的错颌畸形。活动矫治器的缺点包括：1)支抗不足；2)作用力单一，控制牙齿移动能力不如活动矫治器，牙齿移动方式多为倾斜移动，整体移动难；3)影响发音；因为基托的关系，所以舌活动度受限；4)有异物感；5)剩余间隙处理难。综上可知，固定矫治器和活动矫治器各有优缺点，若能兼顾两者的优点而规避两者的缺点，对于特殊病例的治疗具有更好的矫治效果，具有重要的意义。近年来，活动矫治器中隐形牙齿矫治器由于摘戴方便，佩戴舒适越来越被广大正畸患者所接受。
但隐形矫治技术仍存在不足与短板，在纠正下列临床问题时，隐形牙齿矫治器发挥的作用较为有限，主要表现在：1、个别牙或组牙严重错合，如扭转、倾斜、唇舌向错位、垂直向低位等；2、整平Spee曲线并建立后牙咬合对接；3、拔牙病例前牙内收、后牙轴倾度控制及拔牙剩隙关闭。因此，将固定矫治与隐形牙齿矫治技术结合，解决上述技术问题，具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的是提供“壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法”，能够解决现有壳状牙齿矫治器存在的不足与短板。
本发明提供的技术方案如下：
一种壳状牙齿矫治器的设计方法，其包括如下步骤：
数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；
数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；
矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，所述中间数字化牙颌模型上设有配合矫治所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置的辅助矫治装置；
壳状牙齿矫治器数字模型的设计：设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在位于不同数字化牙冠模型上的相邻所述辅助矫治装置上的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述第二容置空间邻近所述辅助矫治装置的一侧与所述辅助矫治装置外表面配合以产生矫治作用。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述第二容置空间和所述第三容置空间间隔设置。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，所述第二容置空间的结构与所述辅助矫治装置的形状匹配。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述第三容置空间沿唇/颊舌侧向的截面设计为圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选地还包括：根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并根据所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及根据所述紧固件的形状、尺寸和数量所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。
优选地，所述紧固件和所述辅助矫治装置的连接通过所述辅助矫治装置上设置的通道实现，所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置基于所述紧固件的形状、尺寸及设置位置及所述辅助矫治装置上的所述通道的设置位置来确定。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述第二容置空间设计多个时，所述第二容置空间与第三容置空间形成的联通空间的两端还设有容纳并辅助所述紧固件固定的辅助紧固部。
所述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选，所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳附件的附件容纳部。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种壳状牙齿矫治器的制作方法，其将根据上述任一的壳状牙齿矫治器的设计方法得到的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作得到壳状牙齿矫治器。
所述的壳状牙齿矫治器的制作方法还优选，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后以在所述实体的牙颌模型上热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
所述的壳状牙齿矫治器的制作方法还优选，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种牙科矫治系统的设计方法，其包括如下步骤：
数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；
数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；
矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，并基于矫治计划在不同的所述中间数字化牙颌模型上设置辅助矫治装置，并使相邻所述辅助矫治装置共同容纳、支撑一紧固件，所述辅助矫治装置及所述紧固件使得安装有所述辅助矫治装置的所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置；
壳状牙齿矫治器数字模型的设计：设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在相邻所述辅助矫治装置的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使其包括：
一能够固定于牙齿表面的基准部，以及
由所述基准部向远离牙齿表面一侧延伸设置的且与所述壳状牙齿矫治器配合使用的矫正部，其中，
所述矫正部至少部分容置于对应所述矫正部设置的所述第二容置空间内，并且，
所述矫正部设置有至少一个可使所述紧固件通过并能够固定所述紧固件的通道，同时，所述矫正部的外轮廓与能够配合所述第二容置空间进行牙齿矫治的附件的外轮廓至少部分吻合，以使所述辅助矫治装置还具有与所述附件基本相同的矫治作用。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道与所述基准部不相交。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道为所述矫正部中沿近远中方向设置的内置穿孔和/或所述矫正部外表面上沿近远中方向设置的沟槽。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔设置的位置较所述沟槽设置的位置更邻近于所述基准部。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔沿唇/颊舌侧向的截面中心与所述沟槽沿唇/颊舌侧向的截面中心连线，与所述辅助矫治装置所固定的牙齿长轴不垂直。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述基准部为平面结构或与牙齿表面贴合的曲面结构。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为平面结构时，所述内置穿孔和/或沟槽与所述基准部沿近远中方向平行设置。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为与牙齿表面贴合的曲面结构时，所述基准部的弯曲弧度与所述内置穿孔和/或沟槽沿近远中方向的弯曲弧度吻合。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，并且设计所述壳状牙齿矫治器第二容置空间使其具有与所述倾斜曲面相匹配的倾斜面。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述辅助矫治装置临近咬合面一侧和/或邻近牙龈线一侧还设有容纳辅助矫治件的辅助容纳部。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述辅助容纳部为向所述辅助矫治装置中心凹陷设置的容纳槽。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，所述第二容置空间临近所述辅助矫治装置一侧与所述辅助矫治装置外表面配合以产生矫治作用。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，所述第二容置空间和所述第三容置空间间隔设置。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，所述第三容置空间唇/颊舌侧向的截面设计为圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选地还包括：根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并根据所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及根据所述紧固件的形状、尺寸和数量所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳附件的附件容纳部。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种牙科矫治系统的制作方法，其包括壳状牙齿矫治器的制作，其中所述壳状牙齿矫治器的制作是采用上述任一的牙科矫治系统中的设计方法设计出的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作得到壳状牙齿矫治器。
所述的牙科矫治系统的制作方法还优选，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后在所述实体的牙颌模型上热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
所述的牙科矫治系统的制作方法还优选，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
所述的牙科矫治系统的制作方法还优选，所述辅助矫治装置的材质为金属、树脂、单晶、陶瓷中的一种或几种的组合，所述辅助矫治装置采用增材制造的方法或铸造的方法制作。
通过本发明提供的壳状牙齿矫治器、牙科矫治系统的设计方法及制作方法，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本发明的牙科矫治系统的设计方法结合了隐形矫治和固定矫治，其中特别设置了辅助矫治装置，使其同时具备隐形矫治一般附件功能和固定矫治托槽功能，通过在辅助矫治装置上设置通道能够使得紧固件例如弓丝穿过，并且辅助矫治装置的外轮廓具有与一般附件外轮廓吻合的结构，使该辅助矫治装置在与隐形牙齿矫治器相互作用时，辅助矫治装置作为附件使用，与此同时，辅助矫治装置还可以作为固定技术的托槽而发挥作用，使得紧固件(如弓丝)穿过其上设置的通道(如内置穿孔和/或沟槽)实现固定矫治的效果。当患者牙齿需要联合固定矫治技术与隐形矫治技术进行矫治时，仅需将辅助矫治装置粘贴在牙齿上即可使其在矫治的不同时段分别发挥附件和托槽的功能，或相同时段同时具备附件和托槽的双重功能，避免了不同矫治需求导致的需在牙齿表面上多次粘贴附件和托槽的现象，从而减少对患者牙齿的损伤。
2、本发明的牙科矫治系统的设计方法还包括了紧固件的设计，可以在辅助矫治装置上设置的隧道和/或槽沟内穿插或入槽紧固件如片断弓丝，壳状牙齿矫治器包裹辅助矫治装置及紧固件，其中壳状牙齿矫治器与辅助矫治装置结合实现隐形矫治与固定矫治结合治疗，其中壳状牙齿矫治器包裹辅助矫治装置与紧固件，三者相互配合可以实现固定矫治与隐形矫治治疗效果的相互补偿，针对个别牙、组牙及局部牙列的错颌畸形纠正及支抗增效具有较佳的治疗效果。
3、本发明的牙科矫治系统的设计方法还包括在辅助矫治装置上下两端制作辅助容纳部，以便嵌入结扎圈或橡皮链，有效固定紧固件如弓丝，实现固定方向施力的矫治和移动效果。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明提供的壳状牙齿矫治器的设计方法的流程简图；
图2为本发明提供的壳状牙齿矫治器的结构示意图；
图3为本发明提供的一种辅助矫治装置的结构示意图；
图4为本发明提供的另一种辅助矫治装置的结构示意图；
图5为本发明提供的又一种辅助矫治装置的结构示意图；
图6为本发明提供的再一种辅助矫治装置的结构示意图；
图7a、图7b为本发明的辅助矫治装置沿通道剖开的俯视图；
图8a、图8b为本发明提供的牙科矫治系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本发明提供一种壳状牙齿矫治器的设计方法及制作方法，上述壳状牙齿矫治器是用于与辅助矫治装置和紧固件配合使用实现正畸矫治的，这种配合使用，能够对个别牙提供更大的矫治力，从而更适合于扭转、倾斜、唇舌向错位、垂直向低位等的矫治、以及整平Spee曲线并建立后牙咬合对接矫治、及拔牙病例前牙内收、后牙轴倾度控制及拔牙剩隙关闭等类型的矫治。
本发明提供的一种壳状牙齿矫治器的设计方法，优选地，请参见图1，包括如下步骤：
S1：数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；具体地，可以通过层析X射线扫描(CAT扫描)、数字化断层X线扫描(CT)、锥束CT扫描(CBCT)、核磁共振造像(MRI)、口内光学扫描等手段获得表示原始牙齿布局的数字模型；或者，可以先用常规手段制作患者牙齿的石膏铸件，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描该石膏铸件，获得表示原始牙齿布局的数字模型；
S2：数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；分割方法可以采用现有的任一种方法，例如采用如下步骤进行：
S200：选取待分割的数字化牙列模型上的第一类特征点，所述数字化牙列模型为三角面片模型。
S201：根据第一类特征点对所述数字化牙列模型中第二类特征点进行分类，确定各第二类特征点所属的牙齿。
S202：分别合并属于每颗牙齿的所述第二类特征点，获得数字化牙列模型分割后的各单颗牙齿的数字化牙齿区域；
上述的第一类特征点为基于数字化牙列模型选取的且用于对牙列中各单颗牙齿的分割进行导向的三角面片顶点，第二类特征点为基于数字化牙列模型选取的且用于表征数字化牙列模型整体形状的三角面片顶点；也即是，第一类特征点是用来对牙列的分割进行导向，而第二类特征点是具体分割牙列时的特征点；通过第一类特征点的分割导向，能将第二类特征点精确地分类到各个牙齿，进而提高牙列的分割精度；
通过在数字化牙列模型整体上选取第一类特征点，继而根据第一类特征点对数字化牙列模型上第二类特征点进行分类再集合，实现单颗牙齿的分割，由于两类特征点是基于数字化牙列模型整体选取的，特征点的分类信息涵盖了数字化牙列模型整体的分类特征，所以即使模型存在噪声数据，也会将噪声数据均摊至全局数据中，使得整个分割方法的容错率高，单颗牙齿得以分割得更为准确，确保每颗牙齿的完整性；
S3:矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，所述中间数字化牙颌模型上设有配合矫治所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置的辅助矫治装置；所述初始位置可以是正畸矫治开始前的牙齿原始布局，或者是矫治过程中的任一阶段，所述目标矫治位置为牙齿矫治后的任一阶段，可以是牙齿原始布局的后一阶段或者后几个阶段；
S4：壳状牙齿矫治器数字模型的设计：基于所述数字化牙颌模型设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在不同数字化牙冠模型上的相邻所述辅助矫治装置的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。
其中，壳状牙齿矫治器、辅助矫治装置和紧固件三者联合矫治有三种作用模式：
(1)辅助矫治装置作为附件的作用，壳状牙齿矫治器对应的第二容置空间与该辅助矫治装置相互作用产生矫治效果；
(2)辅助矫治装置作为托槽的作用，该辅助矫治装置与紧固件(例如弓丝)共同作用产生矫治效果，而壳状牙齿矫治器对不安装托槽的牙齿进行矫治；
(3)辅助矫治装置既有托槽的作用(与紧固件配合)又有附件(与壳状牙齿矫治器对应的第二容置空间配合)的作用，产生矫治效果的是该辅助矫治装置的托槽功能+附件功能，两种功能联合矫治实现协同作用矫治效果更佳的病例。
在优选的实施方式中，所述第二容置空间邻近所述辅助矫治装置的一侧与所述辅助矫治装置外表面吻合，进而更好的实现容置和相互配合作用，从而达到矫治效果。其中，外表面吻合指的是两者的形状能够匹配，和/或两者尺寸大致相同。
在所述的壳状牙齿矫治器的设计方法中，优选将容纳所述辅助矫治装置的所述第二容置空间和容纳所述紧固件的所述第三容置空间间隔设置，如图2所示，壳状牙齿矫治器200的容纳所述辅助矫治装置的所述第二容置空间201和容纳所述紧固件的所述第三容置空间202间隔设置，如此设置能够使得紧固件如弓丝连接于相邻两个或多个辅助矫治装置而达到矫正牙齿的效果。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选为，所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，该种结构的示例如图3、图4、图5的倾斜曲面305、405、505，倾斜曲面的结构设置使得与辅助矫治装置配合的壳状牙齿矫治器摘戴容易。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法优选为，所述第二容置空间的结构与所述辅助矫治装置的形状匹配，匹配的整体形状能够产生合适的固定和/或矫治力作用。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法中，用于容纳紧固件的所述第三容置空间沿唇/颊舌侧向的截面形状设计为与紧固件的截面形状一致或匹配，例如截面形状可以是圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。紧固件通常为弓丝，第三容置空间通常用于容纳弓丝，其形状可选择与弓丝一致，其截面尺寸可选择大于或略大于弓丝。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法中，所述紧固件和所述辅助矫治装置的连接通过所述辅助矫治装置上设置的通道实现，如图3-图6中所示的辅助矫治装置的通道303、403、404、503、504、603。所述通道用于使所述紧固件穿过并固定所述紧固件。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法，还包括：在步骤S3和S4中，根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并对应确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量的选择可以根据虚拟矫治计划进行选择，如虚拟矫治计划中针对右上侧切牙及尖牙进行扭转，通过垂直矩形附件解除牙齿扭转，具体地说，壳状牙齿矫治器需要和牙齿上粘贴的垂直矩形附件进行相互作用，具体的设计矫治方案为拔除右侧第一前磨牙，解除前牙拥挤及反颌，内收关闭拔牙间隙，在第二前磨牙使用垂直矩形附件，增强支抗，辅助前牙内收，在尖牙使用垂直矩形附件，解除扭转/控根及平移等问题。所述紧固件的形状、尺寸和数量的选择可以根据虚拟矫治计划进行选择，如虚拟矫治计划中针对牙齿错颌畸形严重的程度进行相应紧固件的选择，对于紧固件而言，可以为矫治用弓丝，其中，可以根据弓丝的横截面、直径的大小、材质进行选择，牙齿矫正弓丝的种类有很多种。从弓丝横截面形状分：有圆丝(横截面为圆形)、方丝(横截面为长方形或正方形)、麻花丝(由多股弓丝拧在一起合成，像麻花一样)。从圆丝的粗细来分有(单位：英寸)0.012、0.014、0.016、0.018和0.020。对于方丝的粗细常见的主要有以下几种(单位：英寸)：0.016*0.016，0.017*0.022，0.017*0.025，0.018*0.025，0.019*0.025，0.0215*0.028。从弓丝材料来分：常用的有不锈钢丝和镍钛丝。镍钛丝根据性能的差别，又可分为普通镍钛丝和热激活镍钛丝，另外还有一种β钛丝。不同厂家生产的弓丝性能不太一样。不锈钢丝的性能以进口的较好些，尤其是方丝。所述第二容置空间基于所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量来确定其形状、尺寸以及设置位置，所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置基于所述紧固件的形状、尺寸及设置位置以及辅助矫治装置上的通道的设置位置来确定。
为了使辅助矫治装置具有一般牙科矫治附件的功能，上述的壳状牙齿矫治器的设计方法还包括：将所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，如图3-如6所示的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
上述的壳状牙齿矫治器的设计方法还优选，所述壳状牙齿矫治器上的所述第二容置空间设计多个时，所述第二容置空间与第三容置空间形成的联通空间的两端还设有容纳并辅助所述紧固件固定的辅助紧固部。这是由于紧固件(如弓丝)贯穿于辅助矫治装置中，其在颊舌侧向能够相对固定，但是在近远中方向不易固定，因此在近远中方向采用的固定方式可以是通过辅助紧固部固定弓丝的两端，例如是，将弓丝的两端弯折，防止弓丝在近远中方向的相对滑动，辅助紧固部是用于容纳弯折后的弓丝的空间。另一种方式是，弓丝穿过辅助矫治装置后，对于弓丝两侧的自由端不做弯折处理，利用弓丝和辅助矫治装置上的通道之间的摩擦关系进行相对位置的固定，如辅助矫治装置上设置的内置穿孔的内表面和弓丝的外表面上设置能够增大摩擦力的结构，如磨砂结构或凸点结构等，增大内置穿孔内表面与弓丝外表面的摩擦力，实现近远中方向的固定，其中弓丝两侧的自由端凸出于辅助矫治装置的部分，对应的第二容置空间与第三容置空间形成的联通空间的两端具有辅助所述紧固件固定的辅助紧固部，能够容纳突出设置的弓丝。
在进行隐形牙齿矫治的过程中，通常还需要常规附件来辅助矫治，因此上述的壳状牙齿矫治器的设计方法还优选，所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳附件的附件容纳部。附件容纳部的形状、大小、位置和数量可以根据对应所选附件的形状、大小、位置和数量确定，而对应附件的形状、大小、位置和数量根据其在矫治过程中发挥的具体作用来确定。例如，针对拔除第一前磨牙病例，在尖牙上粘贴辅助矫治装置，治疗前期辅助矫治装置作为附件作用与壳状牙齿矫治器相互配合实现尖牙向远中方向移动，若需要加速尖牙向远中方向移动时，还可以在第二前磨牙上粘贴辅助矫治装置，并在尖牙和第二前磨牙上分别设置的辅助矫治装置中穿插紧固用的弓丝，还可协助使用橡皮链向远中方向牵引尖牙；之后在进行尖牙远移及前牙内收阶段时，在第一磨牙及第二磨牙上粘贴辅助矫治装置，将第二前磨牙、第一磨牙与第二磨牙上粘贴的辅助矫治装置使用弓丝穿插形成整体片段弓，防止后牙区的牙齿向近中方向倾斜(即发生轴向倾斜)；同时在前牙区牙齿上粘贴进行前牙内收时使用的常规附件，协助前牙牙齿进行内收矫治。
上述的壳状牙齿矫治器的制作方法包括，将上述壳状牙齿矫治器的设计方法得到的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到壳状牙齿矫治器。
上述的壳状牙齿矫治器的制作方法还优选，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后以在所述实体的牙颌模型上将膜片热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
上述的壳状牙齿矫治器的制作方法还优选，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
本发明还提供一种牙科矫治系统的设计方法，具体地，可以包括如下步骤：
数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；具体地，可以通过层析X射线扫描(CAT扫描)、数字化断层X线扫描(CT)、锥束CT扫描(CBCT)、核磁共振造像(MRI)、口内光学扫描等手段获得表示原始牙齿布局的数字模型；或者，可以先用常规手段制作患者牙齿的石膏铸件，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描该石膏铸件，获得表示原始牙齿布局的数字模型；
数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；分割方法可以采用现有的任一种方法，例如
采用如下步骤进行：
S100：选取待分割的数字化牙列模型上的第一类特征点，所述数字化牙列模型为三角面片模型。
S101：根据第一类特征点对所述数字化牙列模型中第二类特征点进行分类，确定各第二类特征点所属的牙齿。
S102：分别合并属于每颗牙齿的所述第二类特征点，获得数字化牙列模型分割后的各单颗牙齿的数字化牙齿区域。
上述的第一类特征点为基于数字化牙列模型选取的且用于对牙列中各单颗牙齿的分割进行导向的三角面片顶点，第二类特征点为基于数字化牙列模型选取的且用于表征数字化牙列模型整体形状的三角面片顶点；也即是，第一类特征点是用来对牙列的分割进行导向，而第二类特征点是具体分割牙列时的特征点；通过第一类特征点的分割导向，能将第二类特征点精确地分类到各个牙齿，进而提高牙列的分割精度。
通过在数字化牙列模型整体上选取第一类特征点，继而根据第一类特征点对数字化牙列模型上第二类特征点进行分类再集合，实现单颗牙齿的分割，由于两类特征点是基于数字化牙列模型整体选取的，特征点的分类信息涵盖了数字化牙列模型整体的分类特征，所以即使模型存在噪声数据，也会将噪声数据均摊至全局数据中，使得整个分割方法的容错率高，单颗牙齿得以分割得更为准确，确保每颗牙齿的完整性。
矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，并基于矫治计划在不同的所述中间数字化牙颌模型上设置辅助矫治装置，并使相邻所述辅助矫治装置共同容纳、支撑一紧固件，所述辅助矫治装置及所述紧固件使得安装有所述辅助矫治装置的所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置；
壳状牙齿矫治器数字模型系列的设计：设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在相邻所述辅助矫治装置的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。其中，壳状牙齿矫治器数字模型为一系列的虚拟模型，制备成实体模型后，佩戴在患者口内，使得患者口内的牙齿从初始位置逐渐变化至目标矫治位置，其中，第一容置空间的设计方式为根据实际每个单颗数字化牙冠模型的矫治方案中涉及的阶段目标矫治位置，进行第一容置空间的形状设计；第二容置空间的设计方式可以根据虚拟的矫治计划进行设计，其中一种方式为第二容置空间与辅助矫治装置相互接触并产生相应的矫治效果；另一种方式为第二容置空间与辅助矫治装置互相接触但两者不产生相应的矫治效果，而是辅助矫治装置与紧固件相互作用产生矫治效果。上述两种方式的第二容置空间的设计均与虚拟矫治计划相吻合。第三容置空间的设计方式可以根据虚拟的矫治计划进行设计，也可以根据第二容置空间的设计进行相对设计，其中虚拟矫治计划中对于设置辅助矫治装置及对应紧固件的相对位置均有指示，紧固件对应的第三容置空间可以根据设于牙齿上的并穿插在辅助矫治装置之间的紧固件进行对应设置；另外一种方式为在第二容置空间设置好之后，对应的第三容置空间在相邻两个第二容置空间之间设置即可。
其中，壳状牙齿矫治器、辅助矫治装置和紧固件三者联合矫治有三种作用模式：
(1)辅助矫治装置作为附件的作用，壳状牙齿矫治器与该辅助矫治装置相互作用产生矫治效果；
(2)辅助矫治装置作为托槽的作用，该辅助矫治装置与紧固件(例如弓丝)共同作用产生矫治效果，而壳状牙齿矫治器对不安装托槽的牙齿进行矫治；
(3)辅助矫治装置既有托槽的作用(与紧固件配合)又有附件(与壳状牙齿矫治器配合)的作用，产生矫治效果的是该辅助矫治装置的托槽功能+附件功能，两种功能联合矫治实现单纯一种无法实现矫治的病例。
以图3为例，所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，设计所述辅助矫治装置300使其包括：
一能够固定于牙齿表面的基准部301，以及
由所述基准部301向远离牙齿表面一侧延伸设置的且与所述壳状牙齿矫治器配合使用的矫正部302，其中，
所述矫正部302至少部分容置于对应所述矫正部设置的所述壳状牙齿矫治器的第二容置空间内，并且，
所述矫正部302设置有至少一个可使所述紧固件通过并能够固定所述紧固件的通道303，同时，所述矫正部302的外轮廓与能够配合所述第二容置空间进行牙齿矫治的一般隐形矫治附件的外轮廓至少部分吻合，以使所述辅助矫治装置还能够提供与所述一般隐形矫治附件基本相同的矫治作用。
其中，所述矫正部与所述附件容置部之间相互配合完成相应的矫治作用，对于所述矫正部的外轮廓与一种能够配合所述附件容置部进行牙齿矫治的附件的外轮廓之间的关系进行说明，其中所述矫正部的外轮廓可与进行牙齿矫治的附件的外轮廓吻合，以实现与所述附件相同的矫治效果；也可以为所述矫正部的外轮廓与所述附件的外轮廓的其中一部分是吻合的，且吻合部分为与壳状牙齿矫治器相互作用产生相应矫治力；也可以为所述矫正部的外轮廓与所述附件的外轮廓吻合，以使所述辅助矫治装置还具有与所述附件基本相同的矫治作用，如所述附件为矩形附件其外轮廓与所述矫正部的外轮廓吻合，矩形附件与壳状牙齿矫治器相互作用产生的矫治效果之外，所述矫正部还可以与壳状牙齿矫治器相互作用产生固位效果，因此所述矫正部与所述附件的矫治作用是相似或基本相同的；也可以为所述矫正部的外轮廓与所述附件的外轮廓的其中一部分是吻合的，以使所述辅助矫治装置还具有与所述附件相同的矫治作用，如所述附件为矩形附件，与壳状牙齿矫治器相互作用产生矫治效果的仅为其中的一表面，所述辅助矫治装置具有与产生相应矫治效果的相同一面，但是其余部分与所述附件的外轮廓不同，也可实现相同的矫治效果。
仍以图3为例，在本实施例中，所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道303与所述基准部301不相交，若通道与基准部相交则会导致紧固件(如弓丝)在穿过通道时与牙齿表面接触，导致牙齿表面受到磨损且直接受到弓丝施加的矫治力，口感不适性增加，并且，若两者相交后所述基准部上就会产生通道穿孔或凹槽，使得基准部与牙齿表面的接触面积减小，降低了辅助矫治装置的牢固性。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道为所述矫正部中沿近远中方向设置的内置穿孔和/或所述矫正部外表面上沿近远中方向设置的沟槽。以图3、图4、图5为例，其中图3中的所述通道303为内置穿孔，图4中的所述通道为内置穿孔403和沟槽404，图5中的所述通道为内置穿孔503和沟槽504。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔设置的位置较所述沟槽设置的位置更邻近于所述基准部。在图4中，内置穿孔403的位置较沟槽404的位置更邻近于基准部401。在图5中，内置穿孔503的位置较沟槽504的位置更邻近于基准部501。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔沿唇/颊舌侧向的截面中心与所述沟槽沿唇/颊舌侧向的截面中心连线，与所述辅助矫治装置所固定的牙齿长轴不垂直。在图4中可见，内置穿孔403沿唇/颊舌侧向的截面中心与沟槽404沿唇/颊舌侧向的截面中心连线A，与所述辅助矫治装置所固定的牙齿长轴B不垂直。在图5中可见，内置穿孔503沿唇/颊舌侧向的截面中心与沟槽504沿唇/颊舌侧向的截面中心连线C，与所述辅助矫治装置所固定的牙齿长轴D不垂直。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，在一些实施例中，设计所述辅助矫治装置使得：所述基准部为平面结构或与牙齿表面贴合的曲面结构。
在图3-图5中，基准部301、401、501均为曲面结构，但曲率有大有小。在图6所示的辅助矫治装置中，基准部601为平面结构。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为平面结构时，所述内置穿孔和/或沟槽与所述基准部沿近远中方向平行设置。在图6中可见，基准部601为平面结构，其内置穿孔603与基准部在近远中方向平行。
所述的牙科矫治系统的设计方法还优选，在一些实施例中，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为与牙齿表面贴合的曲面结构时，所述基准部的弯曲弧度与所述内置穿孔和/或沟槽沿近远中方向的弯曲弧度吻合，具体参见图7a、图7b所示的沿内置穿孔或沟槽的横向剖视图，在图7a中，基准部701与沟槽704的弯曲弧度吻合，在图7b中，基准部701与内置穿孔703的弯曲弧度吻合。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，在一些实施例中，设计所述辅助矫治装置使得所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，详见图3-图5中所示的倾斜曲面305、405、505，并且设计所述壳状牙齿矫治器第二容置空间使其具有与所述倾斜曲面相匹配的倾斜面。相互配合的倾斜面的设置使得壳状牙齿矫治器摘戴容易。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，在一些实施例中，设计所述辅助矫治装置使得：所述辅助矫治装置临近咬合面一侧和/或邻近牙龈线一侧还设有容纳辅助矫治件如橡皮链的辅助容纳部。优选地，所述辅助容纳部设计为向所述辅助矫治装置中心凹陷设置的容纳槽。图3-图6所示的辅助矫治装置均设置了容纳槽。在图3的辅助矫治装置中，上下表面设有对称的容纳槽306、307，在图4的辅助矫治装置中，上下表面设有不对称的容纳槽406、407，在图5的辅助矫治装置中，上下表面设有不对称的容纳槽506、507，在图6的辅助矫治装置中，上下表面设有对称的容纳槽606、607。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，在一些实施例中，所述第二容置空间临近所述辅助矫治装置一侧与所述辅助矫治装置外表面配合以产生矫治作用，进而更好的实现容置和相互配合作用，从而达到矫治效果。其中，外表面配合指的是两者的形状能够匹配，和/或两者尺寸大致相同。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，所述第二容置空间和所述第三容置空间间隔设置，如图2所示，如此设置能够使得紧固件如弓丝连接于相邻两个或多个辅助矫治装置而达到矫正牙齿的效果。
所述的牙科矫治系统的设计方法还包括，在一些实施例中，用于容纳紧固件的所述第三容置空间沿唇/颊舌侧向的截面形状设计为与紧固件的截面形状一致或匹配，例如截面形状可以是圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。紧固件通常为弓丝，第三容置空间通常用于容纳弓丝，其形状可选择与弓丝一致，其截面尺寸可选择大于或略大于弓丝。
所述的牙科矫治系统的设计方法，还包括：在步骤S3和S4中，根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并对应确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量的选择可以根据虚拟矫治计划进行选择，如虚拟矫治计划中针对右上侧切牙及尖牙进行扭转，通过垂直矩形附件解除牙齿扭转，具体地说，壳状牙齿矫治器需要和牙齿上粘贴的垂直矩形附件进行相互作用，具体的设计矫治方案为拔除右侧第一前磨牙，解除前牙拥挤及反颌，内收关闭拔牙间隙，在第二前磨牙使用垂直矩形附件，增强支抗，辅助前牙内收，在尖牙使用垂直矩形附件，解除扭转/控根及平移等问题。所述紧固件的形状、尺寸和数量的选择可以根据虚拟矫治计划进行选择，如虚拟矫治计划中针对牙齿错颌畸形严重的程度进行相应紧固件的选择，对于紧固件而言，可以为矫治用弓丝，其中，可以根据弓丝的横截面、直径的大小、材质进行选择，牙齿矫正弓丝的种类有很多种。从弓丝横截面形状分：有圆丝(横截面为圆形)、方丝(横截面为长方形或正方形)、麻花丝(由多股弓丝拧在一起合成，像麻花一样)。从圆丝的粗细来分有(单位：英寸)0.012、0.014、0.016、0.018和0.020。对于方丝的粗细常见的主要有以下几种(单位：英寸)：0.016*0.016，0.017*0.022，0.017*0.025，0.018*0.025，0.019*0.025，0.0215*0.028。从弓丝材料来分：常用的有不锈钢丝和镍钛丝。镍钛丝根据性能的差别，又可分为普通镍钛丝和热激活镍钛丝，另外还有一种β钛丝。不同厂家生产的弓丝性能不太一样。不锈钢丝的性能以进口的较好些，尤其是方丝。所述第二容置空间基于所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量来确定其形状、尺寸以及设置位置，所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置基于所述紧固件的形状、尺寸及设置位置以及辅助矫治装置上的通道的设置位置来确定。
所述的牙科矫治系统的设计方法中，为了使辅助矫治装置具有一般隐形矫治附件的功能，所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
所述的牙科矫治系统的设计方法中，为了正畸矫治的目的，还可以包括：在所述中间数字化牙颌模型上设置一般隐形矫治附件，并且所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳上述一般隐形矫治附件的附件容纳部。
利用本发明提供的设计方法设计出的牙科矫治系统，请参见图8a和图8b，本实施例还提供壳状牙齿矫治器的具体结构1000，用于配合所述辅助矫治装置实现矫治目标，所述壳状牙齿矫治器1000上至少设有两个容纳上述任一的辅助矫治装置12的第二容置空间1001和容纳紧固件13的第三容置空间1002。在图8a、图8b所示的壳状牙齿矫治器1000上，设有三个第二容置空间1001。此外，附件容置部的数量还可以选择其他任何合适的数量和位置。相邻的所述第二容置空间1001与所述第三容置空间1002之间连通设置。在图8a、图8b中，设置两个第三容置空间1002。
在优选的实施方式中，所述附件容置部1001设置多个时，所述第二容置空间1001与所述第三容置空间1002形成的连通空间的两端还设有容纳及辅助所述紧固件固定的辅助紧固部。这是由于紧固件(如弓丝)贯穿于辅助矫治装置中，其在颊舌侧向能够相对固定，但是在近远中方向不易固定，因此在近远中方向采用的固定方式可以是如图8a所示将弓丝的两端弯折，防止弓丝在近远中方向的相对滑动，辅助紧固部1003就是容纳弯折后弓丝的空间。或者，辅助紧固部的另一种实施方式是，如图8b所示，弓丝穿过辅助矫治装置后，对于弓丝两侧的自由端不做弯折处理，利用弓丝和辅助矫治装置上的通道之间的摩擦关系进行相对位置的固定，如辅助矫治装置上设置的内置穿孔的内表面和弓丝的外表面上设置能够增大摩擦力的结构，如磨砂结构或凸点结构等，增大内置穿孔内表面与弓丝外表面的摩擦力，实现近远中方向的固定，其中弓丝两侧的自由端凸出于辅助矫治装置的部分，对应的第二容置空间与第三容置空间形成的联通空间的两端具有辅助所述紧固件固定的辅助紧固部1004，能够容纳突出设置的弓丝。
本发明提供的一种牙科矫治系统的制作方法，包括壳状牙齿矫治器的制作，所述壳状牙齿矫治器是采用上述任一的牙科矫治系统中的设计方法设计出的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作得到的。
所述的牙科矫治系统的制作方法还优选，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后在所述实体的牙颌模型上热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
所述的牙科矫治系统的制作方法还优选，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
所述的牙科矫治系统的制作方法中，所述辅助矫治装置的材质可以为金属、树脂、单晶、陶瓷中的一种或几种的组合，所述辅助矫治装置可以采用增材制造的方法或铸造的方法制作。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (35)

1.一种壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；
数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；
矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，所述中间数字化牙颌模型上设有配合矫治所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置的辅助矫治装置；
壳状牙齿矫治器数字模型的设计：设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在位于不同数字化牙冠模型上的相邻所述辅助矫治装置上的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。
2.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述第二容置空间邻近所述辅助矫治装置的一侧与所述辅助矫治装置外表面配合以产生矫治作用。
3.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述第二容置空间和所述第三容置空间间隔设置。
4.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，所述第二容置空间的结构与所述辅助矫治装置的形状匹配。
5.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述第三容置空间沿唇/颊舌侧向的截面设计为圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，还包括：根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并根据所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及根据所述紧固件的形状、尺寸和数量所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。
7.根据权利要求6所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述紧固件和所述辅助矫治装置的连接通过所述辅助矫治装置上设置的通道实现，所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置基于所述紧固件的形状、尺寸及设置位置及所述辅助矫治装置上的所述通道的设置位置来确定。
8.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
9.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述第二容置空间设计多个时，所述第二容置空间与第三容置空间形成的联通空间的两端还设有容纳并辅助所述紧固件固定的辅助紧固部。
10.根据权利要求1所述的壳状牙齿矫治器的设计方法，其特征在于，所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳附件的附件容纳部。
11.一种壳状牙齿矫治器的制作方法，其特征在于，将根据权利要求1-10中任一项所述壳状牙齿矫治器的设计方法得到的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作得到壳状牙齿矫治器。
12.根据权利要求11所述的壳状牙齿矫治器的制作方法，其特征在于，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后以在所述实体的牙颌模型上热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
13.根据权利要求11的壳状牙齿矫治器的制作方法，其特征在于，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
14.一种牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
数字化牙颌模型的获取：获取一数字化牙颌模型，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型及数字化牙龈模型；
数字化牙颌模型的切割：将所述数字化牙颌模型分割为独立的数字化牙龈模型和单颗数字化牙冠模型；
矫治计划的虚拟设计：将所述单颗数字化牙冠模型进行虚拟设计，以使所述单颗数字化牙冠模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置，得到一系列中间数字化牙颌模型，并基于矫治计划在不同的所述中间数字化牙颌模型上设置辅助矫治装置，并使相邻所述辅助矫治装置共同容纳、支撑一紧固件，所述辅助矫治装置及所述紧固件使得安装有所述辅助矫治装置的所述单颗数字化牙颌模型由初始位置逐渐变化至目标矫治位置；
壳状牙齿矫治器数字模型的设计：设计壳状牙齿矫治器数字模型，使所述壳状牙齿矫治器包括容纳数字化牙冠模型的第一容置空间、容纳所述辅助矫治装置的第二容置空间、容纳连接在相邻所述辅助矫治装置的紧固件的第三容置空间，所述第一容置空间、第二容置空间和第三容置空间相互连通。
15.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使其包括：
一能够固定于牙齿表面的基准部，以及
由所述基准部向远离牙齿表面一侧延伸设置的且与所述壳状牙齿矫治器配合使用的矫正部，其中，
所述矫正部至少部分容置于对应所述矫正部设置的所述第二容置空间内，并且，
所述矫正部设置有至少一个可使所述紧固件通过并能够固定所述紧固件的通道，同时，所述矫正部的外轮廓与能够配合所述第二容置空间进行牙齿矫治的附件的外轮廓至少部分吻合，以使所述辅助矫治装置还具有与所述附件基本相同的矫治作用。
16.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道与所述基准部不相交。
17.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：所述通道为所述矫正部中沿近远中方向设置的内置穿孔和/或所述矫正部外表面上沿近远中方向设置的沟槽。
18.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔设置的位置较所述沟槽设置的位置更邻近于所述基准部。
19.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：当所述辅助矫治装置同时设有所述内置穿孔和所述沟槽时，所述内置穿孔沿唇/颊舌侧向的截面中心与所述沟槽沿唇/颊舌侧向的截面中心连线，与所述辅助矫治装置所固定的牙齿长轴不垂直。
20.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：所述基准部为平面结构或与牙齿表面贴合的曲面结构。
21.根据权利要求20所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为平面结构时，所述内置穿孔和/或沟槽与所述基准部沿近远中方向平行设置。
22.根据权利要求20所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：当所述基准部为与牙齿表面贴合的曲面结构时，所述基准部的弯曲弧度与所述内置穿孔和/或沟槽沿近远中方向的弯曲弧度吻合。
23.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得所述辅助矫治装置邻近牙龈线一侧的下端面向咬合面一侧延伸的轮廓为平滑过渡的倾斜曲面，并且设计所述壳状牙齿矫治器第二容置空间使其具有与所述倾斜曲面相匹配的倾斜面。
24.根据权利要求15所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：所述辅助矫治装置临近咬合面一侧和/或邻近牙龈线一侧还设有容纳辅助矫治件的辅助容纳部。
25.根据权利要求24所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，设计所述辅助矫治装置使得：所述辅助容纳部为向所述辅助矫治装置中心凹陷设置的容纳槽。
26.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，所述第一容置空间临近所述辅助矫治装置一侧与所述辅助矫治装置外表面吻合。
27.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，所述第二容置空间和所述第三容置空间间隔设置。
28.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，所述第三容置空间唇/颊舌侧向的截面设计为圆弧形、半圆弧形、椭圆弧形、半椭圆形、多边形中的一种。
29.根据权利要求14-28所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，还包括：根据矫治计划的虚拟设计选择所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量以及所述紧固件的形状、尺寸和数量，并根据所述辅助矫治装置的形状、尺寸和数量确定所述第二容置空间的形状、尺寸以及设置位置，及根据所述紧固件的形状、尺寸和数量所述第三容置空间的形状、尺寸及设置位置。
30.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，所述辅助矫治装置的外轮廓形状选择为牙科矫治附件的外轮廓形状，所述第二容置空间设置为配合该辅助矫治装置的附件形状的容置腔。
31.根据权利要求14所述的牙科矫治系统的设计方法，其特征在于，所述壳状牙齿矫治器上还设有容纳附件的附件容纳部。
32.一种牙科矫治系统的制作方法，其特征在于，包括壳状牙齿矫治器的制作，其中所述壳状牙齿矫治器的制作是采用权利要求14-31中任一项所述的牙科矫治系统中的设计方法设计出的壳状牙齿矫治器数字模型采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作得到壳状牙齿矫治器。
33.根据权利要求32所述的牙科矫治系统的制作方法，其特征在于，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制作方法包括：基于所述数字化牙颌模型及一系列中间数字化牙颌模型进行3D打印，制作出实体的牙颌模型，之后在所述实体的牙颌模型上热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙科器械，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙科器械上沿牙龈线或邻近牙龈线处切割得到能够容纳牙齿的壳状牙齿矫治器。
34.根据权利要求32所述的牙科矫治系统的制作方法，其特征在于，当采用增材制造的工艺制作时，具体的制作工艺为采用3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器数字模型进行打印制作。
35.根据权利要求32所述的牙科矫治系统的制作方法，其特征在于，所述辅助矫治装置的材质为金属、树脂、单晶、陶瓷中的一种或几种的组合，所述辅助矫治装置采用增材制造的方法或铸造的方法制作。
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