CN111666660A - 一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，所述方法包括：步骤1、获取成品侧面球的三维尺寸数据，并创建侧面球附着体的STL数据；步骤2、将STL数据安装到附着体数据库中；步骤3、使用牙科扫描仪扫描获取种植工作模型上的牙齿信息；步骤4、根据所述牙齿信息生成种植杆的外形结构和尺寸数据；步骤5、调出侧面球STL数据，分别在种植杆两侧安放并调整到与种植杆相配合的位置，形成种植杆和侧面球附着体；步骤6、利用牙科软件将种植杆和侧面球附着体合并生成为一个整体STL数据；步骤7、使用CAM软件对所述整体STL数据进行运算，并用机床切削成形，完成种植体两侧安放侧面球附着体的成品加工。

Description

一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法

技术领域

本发明涉及义齿种植修复技术领域，特别涉及一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法。

背景技术

牙齿缺失和牙齿缺损是人们日常生活中常见的一种口腔类疾病，这种口腔类疾病极大程度上影响了人们的口腔健康，使身体健康和生活质量大大折扣；此时需要对患者牙齿进行修复或者安放义齿来解决患者的口腔问题，增加患者的咀嚼能力。那么，义齿的固位稳定在牙齿修复过程中就尤为重要；现有的固定方式通常为在种植杆上通常利用金沉积技术制作一层厚度0.4毫米的金沉积冠，然后进行摩擦固位，这种固位方式的主要缺点是成本太高,技术难度大，牢固性较差并存在沉积失败的风险。

发明内容

本发明提供了一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，用以解决现有的义齿固定方式使义齿固位稳定性较差的问题，所采取的技术方案如下：

一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，所述加工方法的过程包括：

步骤1、使用精密千分尺测量成品侧面球的各部分三维尺寸数据，并根据三维尺寸数据建立侧面球附着体的图纸，利用三维设计软件根据图纸创建侧面球附着体的STL(StandardTemplateLibrary标准模版库)数据；

步骤2、将侧面球附着体的STL数据安装到牙科种植设计软件的附着体数据库中；

步骤3、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息；其中，种植工作模型为依据患者口腔拓得的反映患者口腔牙齿、牙龈以及种植体等结构信息的固体模型；

步骤4、使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形结构和尺寸数据；

步骤5、将侧面球STL数据从牙科软件附着体数据库调出，即调出侧面球模型，侧面球数量为两个；将两个侧面球按相同的就位方向分别在种植杆两侧安放并调整到与种植杆相配合的位置，形成种植杆和侧面球附着体；

步骤6、利用牙科软件将种植杆和侧面球附着体合并生成为一个整体STL数据；

步骤7、使用CAM软件对所述整体STL数据进行运算，并用机床切削成形，完成种植体两侧安放侧面球附着体的成品加工。

进一步地，步骤3所述获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息的过程包括：

步骤301、种植工作模型固定在模型载物台上，使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息；

步骤302、在所述种植工作模型上种植体位置上安装扫描杆，使用牙科扫描仪扫描安装好的扫描杆获得扫描杆信息；

步骤303、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的牙龈获得种植体的牙龈信息；

步骤304、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的对颌牙获得对颌牙信息；

步骤305、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的上下牙咬合形态获得咬合关系信息；

其中，所述余留牙齿的数量和位置信息、扫描杆信息、牙龈信息、对颌牙信息和咬合关系信息即为种植工作模型所体现的患者的牙齿信息。

进一步地，步骤301所述获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息的过程包括：

步骤3011、确定种植工作模型上的余留牙齿数量，如果余留牙齿个数为0，则直接进行步骤302，如果余留牙齿个数大于1，则进行步骤3012；

步骤3012、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描牙齿上表面，获取所有余留牙齿的上表面图像和余留牙齿的位置；

步骤3013、根据上表面图像判断预留牙齿是否有破损，如果余留牙齿中没有牙冠破损的牙齿，则将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转360°进行物体扫描获取余留牙齿整体模型；其中，

A_max为余留牙齿中体积最大的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为余留牙齿中体积最大的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；C_α为常熟，取之范围为

如果余留牙齿中存在牙冠破损的牙齿，则进行步骤3014；

步骤3014、确定破损牙齿的个数，如果破损牙齿为一个，则执行步骤3015内容；如果破损牙齿为多个，则执行步骤3016内容；

步骤3015、使工作模型载物台转动至牙齿破损面对准扫描头；使工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后将工作模型载物台顺时针旋转360°进行扫描采集余留牙齿的整体模型；其中，

B_max为破损牙齿的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为破损牙齿的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；D_max为破损牙齿的牙冠破损处的深度方向上最大值与宽度方向放上最大值的和值；C_β为常熟，取之范围为

步骤3016、将工作模型载物台进行转动，以靠近口腔内部的第一颗破损牙齿的起始扫描点依次向口腔外部的方向检测破损牙齿，将所述第一颗破损牙齿的破损面对准扫描头；将工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转180°扫描余留牙齿数据获得余留牙齿模型；以同样的方式按照有口腔内部到外部的方向依次扫描破损牙齿，直至所有破损牙齿扫描完毕后共获取n各余留牙齿模型，其中，n为破损牙齿的个数；最后，将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，使工作模型载物台顺时针旋转360°获取余留牙齿整体模型，将n各余留牙齿模型和余留牙齿整体模型叠加整合即获得带有多个破损余留牙齿的整体牙齿模型。

进一步地，步骤303所述获得种植体的牙龈信息的过程包括：

步骤3031、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描种植工作模型的上表面，获取牙龈上表面数据；

步骤3032、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3033、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3034、将所述牙龈上表面数据、牙龈内壁数据和牙龈内壁数据叠加整合即获得牙龈信息。

进一步地，步骤304获得对颌牙信息的过程包括：

步骤3041、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙内壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙内壁数据；

步骤3042、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙外壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙外壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙外壁数据；

步骤3043、将所述对颌牙内壁数据和对颌牙外壁数据叠加整合即获得对颌牙信息。

进一步地，步骤305所述获取咬合关系信息的过程包括：

步骤3051、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的内壁对向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对上下牙咬合的内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的内壁数据；

步骤3052、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的外壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台倾斜至上下牙咬合的外壁与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为45°——75°，然后，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的外壁数据；

步骤3053、将所述上下牙咬合的内壁数据和上下牙咬合的外壁数据叠加整合即获得咬合信息。

进一步地，步骤4所述使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形数据的过程包括：

步骤401、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体的种植杆安装槽的形状，设置种植杆底部椎体的形状，所述种植杆底部椎体的形状与所述种植杆安装槽的形状相配合；

步骤402、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈上造成的开口大小和开口边缘牙龈组织的高度，设置种植杆与牙龈接口处的杆体形状；

步骤403、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈内种植的方向，确定种植杆的安装方向；

步骤404、根据种植杆的安装方向和角度，从牙科种植设计软件的种植杆头部形状数据库中调取与当前种植杆方向相匹配的种植杆头部，并和种植杆与牙龈接口处的杆体配合安装为一体结构，自动生成种植杆头部的形状，其中，种植杆头部是指位于种植杆与牙龈接口处杆体上方的部分，裸露且凸出在牙龈外部；该部分用于安装侧面球；

步骤405、根据种植工作模型体现的患者口腔的牙龈宽度、对颌牙情况和咬合情况，调整种植杆头部的尺寸，所述种植杆头部尺寸范围为：长为3mm-3.5mm；为宽为2.5mm-3mm，高为3mm-4mm，倒脚角度为2°-4°；设置完种植杆头部尺寸后即完成了种植杆外形结构和尺寸数据的获取。

本发明有益效果：

本发明提出的一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法通过在种植杆上使用侧面球附着体技术有效提高了种植义齿的固位性和稳定性和义齿固定的整体效果，并且能够有效降低义齿固定的成本。

附图说明

图1为发明所述加工方法的流程图；

图2为发明所述获取患者牙齿信息的流程图；

图3为发明所述生成种植杆的外形数据的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出了一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，旨在利用数字化技术把侧面球附着体应用到种植杆上，实现种植杆上使用侧面球附着体的新固位方式，解决现有的义齿固定方式使义齿固位稳定性较差的问题。

一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，如图1所示，所述加工方法的过程包括：

步骤1、使用精密千分尺测量成品侧面球的各部分三维尺寸数据，并根据三维尺寸数据建立侧面球附着体的图纸，利用三维设计软件根据图纸创建侧面球附着体的STL(StandardTemplateLibrary标准模版库)数据；

步骤2、将侧面球附着体的STL数据安装到牙科种植设计软件的附着体数据库中；

步骤3、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息；其中，种植工作模型为依据患者口腔拓得的反映患者口腔牙齿、牙龈以及种植体等结构信息的固体模型；

步骤4、使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形结构和尺寸数据；

步骤5、将侧面球STL数据从牙科软件附着体数据库调出，即调出侧面球模型，侧面球数量为两个；将两个侧面球按相同的就位方向分别在种植杆两侧安放并调整到与种植杆相配合的位置，形成种植杆和侧面球附着体；

步骤6、利用牙科软件将种植杆和侧面球附着体合并生成为一个整体STL数据；

步骤7、使用CAM软件对所述整体STL数据进行运算，并用机床切削成形，完成种植体两侧安放侧面球附着体的成品加工。

上述方案的工作原理包括：首先，通过测量成品侧面球尺寸获得其三维数据，然后将三维数据创建侧面球的STL数据，并将所述STL数据安装至牙科种植设计软件的附着体数据库中，使牙科种植设计软件中存在侧面球模型，方便后续利用牙科种植设计软件对种植体与侧面球结合进行设计；利用牙科扫描仪对依据患者口腔拓得的反映患者口腔牙齿、牙龈以及种植体等结构信息的固体模型进行扫描获取患者的牙齿信息，然后根据患者的牙齿信息，利用牙科种植设计软件设计种植体的形状结构，同时从附着体数据库中调出侧面球模型，根据患者的牙齿信息设置好侧面球在种植体头部的位置即可完成带有侧面球种植体的结构设计；然后将设计好的种植杆和侧面球附着体合并生成为一个整体STL数据，使用CAM软件对所述整体STL数据进行运算，并用机床切削成形，完成种植体两侧安放侧面球附着体的成品加工。其中，所述的牙科种植设计软件和牙科扫描仪均为根据设计需求使用的已有的牙科领域专用的设计软件和扫描仪。

上述方案的有益效果为：通过在种植杆上使用侧面球附着体技术有效提高了种植义齿的固位性和稳定性和义齿固定的整体效果，并且能够有效降低义齿固定的成本。

本发明的一个实施例，如图2所示，步骤3所述获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息的过程包括：

步骤301、种植工作模型固定在模型载物台上，使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息；

步骤302、在所述种植工作模型上种植体位置上安装扫描杆，使用牙科扫描仪扫描安装好的扫描杆获得扫描杆信息；其中，扫描杆信息即为获得扫描杆在口腔中的位置，由于扫描杆安装在种植体的位置上，那么获取了扫描杆的位置信息也就获得了患者口腔中种植体的位置信息；

步骤303、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的牙龈获得种植体的牙龈信息；

步骤304、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的对颌牙获得对颌牙信息；

步骤305、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的上下牙咬合形态获得咬合关系信息；

其中，所述余留牙齿的数量和位置信息、扫描杆信息、牙龈信息、对颌牙信息和咬合关系信息即为种植工作模型所体现的患者的牙齿信息。

上述方案的工作原理为：利用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获得患者口腔中余留牙齿的数量和位置信息、种植体位置信息、牙龈信息、对颌牙信息和咬合关系信息。

上述方案的技术效果为：通过牙科扫描仪能够准确的获取患者口腔中的各种信息，使种植杆和侧面求附着体的设计更符合患者口腔的实际情况，提高种植杆和侧面求附着体对义齿的固位稳定效果以及患者口腔修复的效果。

本发明的一个实施例，步骤301所述获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息的过程包括：

步骤3011、确定种植工作模型上的余留牙齿数量，如果余留牙齿个数为0，则直接进行步骤302，如果余留牙齿个数大于1，则进行步骤3012；

步骤3012、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描牙齿上表面，获取所有余留牙齿的上表面图像和余留牙齿的位置；其中，工作模型载物台就是牙科扫描仪下方的载物平台；

步骤3013、根据上表面图像判断预留牙齿是否有破损，如果余留牙齿中没有牙冠破损的牙齿，则将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转360°进行物体扫描获取余留牙齿整体模型；其中，

A_max为余留牙齿中体积最大的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为余留牙齿中体积最大的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；C_α为常熟，取之范围为

如果余留牙齿中存在牙冠破损的牙齿，则进行步骤3014；

步骤3014、确定破损牙齿的个数，如果破损牙齿为一个，则执行步骤3015内容；如果破损牙齿为多个，则执行步骤3016内容；

步骤3015、将工作模型载物台转动至牙齿破损面对准扫描头；使工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后将工作模型载物台顺时针旋转360°进行扫描采集余留牙齿的整体模型；其中，

B_max为破损牙齿的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为破损牙齿的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；D_max为破损牙齿的牙冠破损处的深度方向上最大值与宽度方向放上最大值的和值；C_β为常熟，取之范围为

步骤3016、将工作模型载物台进行转动，以靠近口腔内部的第一颗破损牙齿的起始扫描点依次向口腔外部的方向检测破损牙齿，将所述第一颗破损牙齿的破损面对准扫描头；将工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转180°扫描余留牙齿数据获得余留牙齿模型；以同样的方式按照有口腔内部到外部的方向依次扫描破损牙齿，直至所有破损牙齿扫描完毕后共获取n各余留牙齿模型，其中，n为破损牙齿的个数；最后，将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，使工作模型载物台顺时针旋转360°获取余留牙齿整体模型，将n各余留牙齿模型和余留牙齿整体模型叠加整合即获得带有多个破损余留牙齿的整体牙齿模型。

上述方案的技术原理为：通过调整工作模型载物台与牙科扫描仪的扫描头之间的角度以及载物台旋转方式来进行患者余留牙齿信息的采集；首先，对牙齿上表面进行扫描，判断余留牙齿的数量，然后根据余留牙齿是否有破损牙齿，如果余留牙齿中没有牙冠破损的牙齿，则将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度使工作模型载物台顺时针旋转360°进行物体扫描获取余留牙齿模型，上述α角度的设置范围和载物台的转动方向和角度设置，能够使牙科扫描仪的扫描区域全方位覆盖余留牙齿侧壁，同时，α角度的设置能够对余留牙齿上表面与侧壁边缘处的细节部分得以充分的准确扫描，既弥补上表面扫描时的边缘缺失，又减少了扫描仪对上表面其他区域位置的重复采集，在有效提高余留牙齿信息采集的精准度的同时，减少了后期数据处理的处理量，提高了种植体设计的效率。

如果余留牙齿中存在牙冠破损的牙齿，将工作模型载物台转动至牙齿破损面对准扫描头；使工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，该角度设置范围和载物台的转动方向和角度设置能够对余留牙齿上表面与侧壁边缘处的细节部分得以充分的准确扫描，既弥补上表面扫描时的边缘缺失，又减少了扫描仪对上表面其他区域位置的重复采集，并且使牙科扫描仪的扫描区域全方位覆盖余留牙齿侧壁和破损位置。

同时，当牙齿存在破损时，常规扫描方式往往无法一次性完整的采集到破损处内部的图像，往往需要反复多次调整扫描仪角度扫描破损处来获取破损处的完整图像，既增加了工作量、浪费时间，又存在因角度调整不到位导致细节图像采集缺失的情况，降低了余留牙齿信息采集的效率和准确度；而β角度的设置以及载物台旋转角度和方向的设置能够使扫描仪一次成形的扫描到牙齿破损面的全部细节图像，使带有破损情况的牙齿图像数据采集能够一次成形；既提高了余留牙齿信息采集的效率和准确性，也提高了种植杆设计的效率和准确度。

上述方案的技术效果为：通过对扫描顺序、工作模型载物台倾斜至与扫描头所成角度的设置以及载物台的转动方向和角度的设置能够一次成型的获取余留牙齿的图像信息，以及破损牙齿的破损区域的详细信息；有效提高了余留牙齿信息的采集效率和准确度，进而提高了种植杆设计的效率和准确度。

本发明的一个实施例，步骤303所述获得种植体的牙龈信息的过程包括：

步骤3031、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描种植工作模型的上表面，获取牙龈上表面数据；

步骤3032、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3033、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3034、将所述牙龈上表面数据、牙龈内壁数据和牙龈内壁数据叠加整合即获得牙龈信息。

上述方案的工作原理为：按照牙龈上表面，牙龈内壁和牙龈外壁的扫描顺序，结合工作模型载物台与扫描头之间的倾斜角度设置以及工作台旋转角度和方向的设置对种植工作模型的牙龈部分进行扫描，并获取牙龈信息数据。

上述方案的技术效果为：扫描顺序、倾斜角度范围为25°——45°的设置以及载物台旋转方向和角度的设置能够使扫描仪能够对牙龈上表面与内外壁边缘处的细节部分得以充分的准确扫描，既弥补上表面扫描时的边缘缺失，减少了扫描仪对上表面其他区域位置的重复采集，又保证对牙龈内外侧壁的一次性扫描成形，有效提高牙龈信息采集的准确度和效率。

本发明的一个实施例，步骤304获得对颌牙信息的过程包括：

步骤3041、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙内壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙内壁数据；

步骤3042、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙外壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙外壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙外壁数据；

步骤3043、将所述对颌牙内壁数据和对颌牙外壁数据叠加整合即获得对颌牙信息。

上述方案的工作原理为：按照对颌牙内壁和牙龈内壁和对颌牙外壁的扫描顺序，结合工作模型载物台与扫描头之间位置关系以及工作台旋转角度和方向的设置对种植工作模型的对颌牙进行扫描，并获取对颌牙信息数据。

上述方案的技术效果为：上述扫描顺序、工作模型载物台与扫描头之间位置关系以及工作台旋转角度和方向的设置能够对对颌牙内外壁的细节部分进行充分的准确扫描，保证对颌牙内外壁的一次性扫描成形，有效提高牙龈信息采集的准确度和效率。

本发明的一个实施例，步骤305所述获取咬合关系信息的过程包括：

步骤3051、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的内壁对向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对上下牙咬合的内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的内壁数据；

步骤3052、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的外壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台倾斜至上下牙咬合的外壁与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为45°——75°，然后，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的外壁数据；

步骤3053、将所述上下牙咬合的内壁数据和上下牙咬合的外壁数据叠加整合即获得咬合信息。

上述方案的工作原理为：按照上下牙咬合内壁和上下牙咬合外壁的扫描顺序，结合工作模型载物台与扫描头之间位置关系以及工作台旋转角度和方向的设置对种植工作模型的上下牙咬合进行扫描，并获取对咬合关系信息数据。

上述方案的技术效果为：上述扫描顺序、倾斜角度范围为45°——75°的设置以及载物台旋转方向和角度的设置能够使扫描仪能够对上下牙咬合内外壁的细节部分进行充分的准确扫描，保证对上下牙咬合的内外侧壁的一次性扫描成形，有效提高咬合关系信息采集的准确度和效率。

本发明的一个实施例，如图3所示，步骤4所述使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形数据的过程包括：

步骤401、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体的种植杆安装槽的形状，设置种植杆底部椎体的形状，所述种植杆底部椎体的形状与所述种植杆安装槽的形状相配合；

步骤402、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈上造成的开口大小和开口边缘牙龈组织的高度，设置种植杆与牙龈接口处的杆体形状；

步骤403、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈内种植的方向，确定种植杆的安装方向；

步骤404、根据种植杆的安装方向和角度，从牙科种植设计软件的种植杆头部形状数据库中调取与当前种植杆方向相匹配的种植杆头部，并和种植杆与牙龈接口处的杆体配合安装为一体结构，自动生成种植杆头部的形状，其中，种植杆头部是指位于种植杆与牙龈接口处杆体上方的部分，裸露且凸出在牙龈外部；该部分用于安装侧面球；

步骤405、根据种植工作模型体现的患者口腔的牙龈宽度、对颌牙情况和咬合情况，调整种植杆头部的尺寸，所述种植杆头部尺寸范围为：长为3mm-3.5mm；为宽为2.5mm-3mm，高为3mm-4mm，倒脚角度为2°-4°；设置完种植杆头部尺寸后即完成了种植杆外形结构和尺寸数据的获取。

上述方案的工作原理为：根据扫描采集到的患者口腔内的牙齿信息，按照种植杆由下部到上部(种植杆底部椎体、种植杆与牙龈接口处的杆体和种植杆头部)的顺序，对种植杆的形状、结构及尺寸进行设计。

上述方案的技术效果为：通过上述设计顺序和设计方法，能够有效提高种植杆形状结构和尺寸与患者口腔牙齿实际情况的匹配度和种植杆设计的效率；同时，通过上述设计顺序和设计方法获得的种植杆与侧面球附着体结合后，通过带有侧面求附着体的种植杆固定义齿，能够有效提高义齿的位置固定性和稳定性，使义齿更加耐用，减少患者义齿的修复次数和使用效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种种植杆两侧安放侧面球附着体的数字化设计与加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

步骤1、使用精密千分尺测量成品侧面球的各部分三维尺寸数据，并根据三维尺寸数据建立侧面球附着体的图纸，利用三维设计软件根据图纸创建侧面球附着体的STL数据；

步骤2、将侧面球附着体的STL数据安装到牙科种植设计软件的附着体数据库中；

步骤3、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息；

步骤4、使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形结构和尺寸数据；

步骤5、将侧面球STL数据从牙科软件附着体数据库调出，即调出侧面球模型，侧面球数量为两个；将两个侧面球按相同的就位方向分别在种植杆两侧安放并调整到与种植杆相配合的位置，形成种植杆和侧面球附着体；

步骤6、利用牙科软件将种植杆和侧面球附着体合并生成为一个整体STL数据；

步骤7、使用CAM软件对所述整体STL数据进行运算，并用机床切削成形，完成种植体两侧安放侧面球附着体的成品加工。

2.根据权利要求1所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤3所述获取种植工作模型上所体现的患者的牙齿信息的过程包括：

步骤301、种植工作模型固定在模型载物台上，使用牙科扫描仪扫描种植工作模型，获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息；

步骤302、在所述种植工作模型上种植体位置上安装扫描杆，使用牙科扫描仪扫描安装好的扫描杆获得扫描杆信息；

步骤303、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的牙龈获得种植体的牙龈信息；

步骤304、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的对颌牙获得对颌牙信息；

步骤305、使用牙科扫描仪扫描种植工作模型上的上下牙咬合形态获得咬合关系信息；

其中，所述余留牙齿的数量和位置信息、扫描杆信息、牙龈信息、对颌牙信息和咬合关系信息即为种植工作模型所体现的患者的牙齿信息。

3.根据权利要求2所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤301所述获得种植工作模型上展示的患者口腔的余留牙齿的数量和位置信息的过程包括：

步骤3011、确定种植工作模型上的余留牙齿数量，如果余留牙齿个数为0，则直接进行步骤302，如果余留牙齿个数大于1，则进行步骤3012；

步骤3012、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描牙齿上表面，获取所有余留牙齿的上表面图像和余留牙齿的位置；

步骤3013、根据上表面图像判断预留牙齿是否有破损，如果余留牙齿中没有牙冠破损的牙齿，则将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转360°进行物体扫描获取余留牙齿整体模型；其中，

A_max为余留牙齿中体积最大的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为余留牙齿中体积最大的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；C_α为常熟，取之范围为

如果余留牙齿中存在牙冠破损的牙齿，则进行步骤3014；

步骤3014、确定破损牙齿的个数，如果破损牙齿为一个，则执行步骤3015内容；如果破损牙齿为多个，则执行步骤3016内容；

步骤3015、使工作模型载物台转动至牙齿破损面对准扫描头；使工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后将工作模型载物台顺时针旋转360°进行扫描采集余留牙齿的整体模型；其中，

B_max为破损牙齿的牙冠在宽度方向上的牙冠宽度最大值，单位为mm；h为破损牙齿的牙冠在高度方向上的牙冠高度最大值，单位为mm；D_max为破损牙齿的牙冠破损处的深度方向上最大值与宽度方向放上最大值的和值；C_β为常熟，取之范围为

步骤3016、将工作模型载物台进行转动，以靠近口腔内部的第一颗破损牙齿的起始扫描点依次向口腔外部的方向检测破损牙齿，将所述第一颗破损牙齿的破损面对准扫描头；将工作模型载物台倾斜至与扫描头成β角度，然后使工作模型载物台顺时针旋转180°扫描余留牙齿数据获得余留牙齿模型；以同样的方式按照有口腔内部到外部的方向依次扫描破损牙齿，直至所有破损牙齿扫描完毕后共获取n各余留牙齿模型，其中，n为破损牙齿的个数；最后，将工作模型载物台倾斜至与扫描头成α角度，使工作模型载物台顺时针旋转360°获取余留牙齿整体模型，将n各余留牙齿模型和余留牙齿整体模型叠加整合即获得带有多个破损余留牙齿的整体牙齿模型。

4.根据权利要求2所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤303所述获得种植体的牙龈信息的过程包括：

步骤3031、水平放置承载种植工作模型的工作模型载物台，将牙科扫描仪的扫描头与所述载物台平行并扫描种植工作模型的上表面，获取牙龈上表面数据；

步骤3032、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3033、转动工作模型载物台，使种植工作模型的牙龈内壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台向扫描头方向倾斜至与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为25°——45°；将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取牙龈内壁数据；

步骤3034、将所述牙龈上表面数据、牙龈内壁数据和牙龈内壁数据叠加整合即获得牙龈信息。

5.根据权利要求2所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤304获得对颌牙信息的过程包括：

步骤3041、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙内壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙内壁数据；

步骤3042、转动工作模型载物台，使种植工作模型的对颌牙外壁面向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对颌牙外壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取对颌牙外壁数据；

步骤3043、将所述对颌牙内壁数据和对颌牙外壁数据叠加整合即获得对颌牙信息。

6.根据权利要求2所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤305所述获取咬合关系信息的过程包括：

步骤3051、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的内壁对向牙科扫描仪的扫描头；倾斜工作模型载物台直至对上下牙咬合的内壁正对牙科扫描仪的扫描头，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的内壁数据；

步骤3052、转动工作模型载物台，使种植工作模型的上下牙咬合的外壁对向牙科扫描仪的扫描头；将工作模型载物台倾斜至上下牙咬合的外壁与扫描头成倾斜角，所述倾斜角度范围为45°——75°，然后，将工作模型载物台顺时针旋转180°进行物体扫描，然后将工作模型载物台复位回原始位置，再将工作模型载物台逆时针旋转180°进行物体扫描获取上下牙咬合的外壁数据；

步骤3053、将所述上下牙咬合的内壁数据和上下牙咬合的外壁数据叠加整合即获得咬合信息。

7.根据权利要求1所述数字化设计与加工方法，其特征在于，步骤4所述使用牙科种植设计软件根据所述牙齿信息生成种植杆的外形数据的过程包括：

步骤401、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体的种植杆安装槽的形状，设置种植杆底部椎体的形状，所述种植杆底部椎体的形状与所述种植杆安装槽的形状相配合；

步骤402、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈上造成的开口大小和开口边缘牙龈组织的高度，设置种植杆与牙龈接口处的杆体形状；

步骤403、根据种植工作模型体现的患者口腔中种植体在患者牙龈内种植的方向，确定种植杆的安装方向；

步骤404、根据种植杆的安装方向和角度，从牙科种植设计软件的种植杆头部形状数据库中调取与当前种植杆方向相匹配的种植杆头部，并和种植杆与牙龈接口处的杆体配合安装为一体结构，自动生成种植杆头部的形状，其中，种植杆头部是指位于种植杆与牙龈接口处杆体上方的部分，裸露且凸出在牙龈外部；该部分用于安装侧面球；

步骤405、根据种植工作模型体现的患者口腔的牙龈宽度、对颌牙情况和咬合情况，调整种植杆头部的尺寸，所述种植杆头部尺寸范围为：长为3mm-3.5mm；为宽为2.5mm-3mm，高为3mm-4mm，倒脚角度为2°-4°；设置完种植杆头部尺寸后即完成了种植杆外形结构和尺寸数据的获取。

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