CN112535545A - 全口义齿的全流程数字化制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全口义齿的全流程数字化制作方法，包括获得全口无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案；将正中牙合托盘放入口内记录上下颌黏膜面的形态以及上下颌的相对位置关系，通过扫描获得正中牙合托盘的三维数据STL档案；获得戴着正中牙合托盘的无牙颌患者的螺旋CT或CBCT的DICOM档案等步骤；该方法具有的优点如下：1.利用四项数字化档案的拟合，构建了患者颌面部的三维空间，参考其解剖结构设置试戴义齿的牙合平面以及前牙形态和位置，提高试戴义齿的试戴效果。2.利用终印模扫描与复制技术，精准制作终义齿基托形态。3.终义齿则通过粘接剂粘接分开切削的不同颜色和高强度的树脂盘而得到基托与人工牙列，切削的精度高，树脂盘的强度高，人工牙耐磨耗性能好。

Description

全口义齿的全流程数字化制作方法
技术领域
本发明具体涉及一种全口义齿的全流程数字化制作方法。
背景技术
根据现有的临床经验，制作一副吸附性好的生物功能性全口义齿，传统的技术中，制作步骤包括：
S01：选取合适的成品托盘制取上下颌初印模，灌注初模型；
S02：用正中牙合托盘记录上下颌咬合关系，并转移关系到简易颌架上；
S03：在初模型上制作个性化托盘和蜡堤；
S04：在个性化托盘上安装哥特式弓描记装置；
S05：利用个性化托盘于口内制取终印模，并利用哥特式弓记录水平颌位关系，用蜡堤标记患者中线，笑线，尖牙线等信息；
S06：用颌叉进行机械面弓转移，记录患者的上颌相对于颌骨的位置关系；
S07：将终印模灌制为终模型，利用哥特式弓和颌叉将终模型转移到颌架上，用蜡制作试戴基托并进行试排牙制作临时义齿；
S08：患者试戴临时义齿，医生按照患者实际情况对临时义齿进行调改；
S09：将调改后的临时义齿进行装盒充胶，制作最终义齿；
S10：患者戴牙，调整咬合，定期复诊。
传统的步骤，患者就诊次数至少为4次；医生需要在临床进行哥特式弓描记，机械面弓转移等费时费力的操作；技师反复灌注模型，制作暂基托，个别托盘和蜡堤，安装哥特式弓，上颌架，排牙等操作，非常繁琐和耗费时间，同时，以装盒充胶来制作终义齿的方式存在变形和精度不足等问题。
随着计算机技术辅助设计与制造技术(CAD-CAM)、3D打印快速成型技术(3DPRINT)以及数控切削技术(CNC)在义齿加工领域的不断应用，如今全口义齿的数字化设计与制造技术已经趋于成熟，且丹麦3shape、加拿大Dentwings、德国Exocad等都有全口义齿软件设计模块，而3D PRINT和CNC技术也达到了更好的制作精度，满足全口义齿的生产需求。
授权公告号为CN110974461A的中国专利公开了一种整体式全口义齿数字化制作系统及方法，制作方法包括以下步骤：
S01：获得全口义齿三维数据STL档案；
S02：根据所述全口义齿三维数据STL档案进行齿腔侧数控CNC刀路运算并生成带有重复定位附件的全口义齿型腔盒STL档案；
S03：根据所述带有重复定位附件的全口义齿型腔盒STL档案打印出全口义齿型腔盒；
S04：将成品牙实物装入到所述全口义齿型腔盒中并灌入牙托胶，进行高温高压结合，获得全口义齿半成品毛坯；
S05：将所述全口义齿半成品毛坯依照附件位置关系安装到数控机床上实现重复定位；
S06：数控机床根据所述齿腔侧数控CNC刀路运算结果进行齿腔侧数控加工，获得整体式全口义齿。
但是，全口义齿的固位力与稳定性受到基托与黏膜面的贴合性以及边缘封闭效果的影响，而这种方法没有考虑全口义齿三维数据获取的准确性。义齿基托的黏膜面和边缘的形态尤为重要，这也对于全口义齿的数字化印模提出了更高的要求。制作试戴义齿用于取终印模时进行边缘整塑和获取功能运动下的黏膜形态的步骤不可省略。
另外，咬合关系的转移也是全口义齿的流程中重要的环节，咬合关系的正确性决定了人工牙排列的位置，也决定了义齿戴用后的稳定性。授权公告号为CN111743648A的中国专利公开了一种正中牙合托盘、使用方法及应用于数字化全口义齿制作方法，该正中牙合托盘能够在患者第一次就诊时，获得上下颌位置关系及牙合平面，后期制作的义齿用于验证咬合关系的正确性，不正确的情况下需要进行一系列的更正，流程较为复杂。
总之，目前的技术还有待完善全口义齿的全流程数字化的制作细节，以提高终义齿的戴用效果。需要设计新的方法获取口腔黏膜面形态和初步的咬合关系，找到正确的颌位，并制作垂直距离、唇侧丰满度、前牙暴露量和牙合平面正确的试戴义齿，利用试戴义齿制取终印模以及咬合关系的验证，最终复制终印模的形态成为义齿基托部分，试戴义齿作为最终义齿数字化排牙的参考，以保证最后的修复效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全口义齿的全流程数字化制作方法，该全口义齿的全流程数字化制作方法可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种全口义齿的全流程数字化制作方法，该全口义齿的全流程数字化制作方法包括如下步骤：
S1：获得全口无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案；
S2：将正中牙合托盘放入口内记录上下颌黏膜面的形态以及上下颌的相对位置关系，通过扫描获得正中牙合托盘的三维数据STL档案；
S3：获得戴着正中牙合托盘的无牙颌患者的螺旋CT或CBCT的DICOM档案；
S4：获得戴着正中牙合托盘和不戴正中牙合托盘的无牙颌患者的3DMD面部扫描的STL档案；
S5：将无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案、正中牙合托盘的三维数据STL档案、CT的DICOM档案和3DMD面部扫描的STL档案在数字化设计软件中进行拟合，获得具有颌面部软组织形态、骨组织形态、口腔粘膜面以及上下颌相对位置关系的三维数据档案；
S6：根据所述的三维数据档案，设计有上下颌前牙牙列和添加哥特式弓的试戴义齿，将设计完成的试戴义齿导出存为STL档案；
S7：数控机床根据试戴义齿的STL档案进行数控加工，获得试戴义齿；
S8：将试戴义齿戴入患者口内，制取终印模，验证牙合平面的正确性和前牙的美观效果，利用哥特式弓进一步调节垂直距离以及确定水平颌位关系，记录咬合关系；
S9：将终印模和咬合关系进行扫描获得记录了咬合关系的终印模的STL档案；
S10：将记录了咬合关系终印模的STL档案导入数字化设计软件，基托的黏膜面和黏膜转折处形态复制终印模的形态，人工牙的数字化排列参考试戴义齿所确定的平面以及前牙形态和位置，最终生成牙列和基托分开的两项STL档案；
S11：将牙列和基托的STL档案分别通过数控机床切削的加工方式制作，再通过粘接牙列和基托的方式获得全口义齿的终义齿；
S12：病人临床佩戴最终义齿。
该全口义齿的全流程数字化制作方法具有的优点如下：
1.利用四项数字化档案的拟合，构建了患者颌面部的三维空间，参考其解剖结构设置试戴义齿的牙合平面以及前牙形态和位置，提高试戴义齿的试戴效果。
2.利用终印模扫描与复制技术，精准制作终义齿基托形态。
3.终义齿通过粘接剂粘接分开切削的不同颜色和高强度的树脂盘而得到基托与人工牙列，切削的精度高，树脂盘的强度高，人工牙耐磨耗性能好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的流程示意图。
图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者口内扫描的STL档案示意图。
图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的正中牙合托盘的STL档案示意图。
图4示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者戴着正中牙合托盘拍摄螺旋CT或CBCT的高清DICOM档案示意图。
图5示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者戴着正中牙合托盘进行面部扫描的STL档案示意图。
图6示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者面部处于微笑进行面部扫描的STL档案示意图。
图7示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者戴着正中牙合托盘的面部扫描STL档案与CT数据拟合的示意图。
图8示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法中患者不戴正中牙合托盘的面部扫描STL档案与戴着正中牙合托盘的面部扫描STL档案拟合的示意图。
图9示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的正中牙合托盘的STL档案与患者戴着正中牙合托盘的面部扫描STL档案拟合的示意图。
图10示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的口内扫描STL档案与正中颌托盘拟合的示意图。
图11示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的CT数据髁突的示意图。
图12示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的虚拟颌架铰链轴的示意图。
图13示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的CT数据鼻翼耳屏面的示意图。
图14示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的虚拟颌架的颌架上平面的示意图。
图15示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的试戴义齿的示意图。
图16示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的试戴义齿的示意图。
图17示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的最终义齿的示意图。
图18示意性地示出了根据本申请一个实施例的全口义齿的全流程数字化制作方法的最终义齿的示意图。
其中：1、上颌口扫粘膜数据模型；2、下颌口扫粘膜数据模型；3、正中牙合托盘伸出口外的标记点；4、正中牙合托盘上颌粘膜数据模型；5、正中牙合托盘下颌粘膜数据模型；6、CT中髁突的铰链轴；7、虚拟颌架上的铰链轴；8、CT中的鼻翼耳屏面；9、虚拟颌架的上平面；10、带哥特式弓的上颌试戴义齿；11、带哥特式弓的下颌试戴义齿；12、上颌最终义齿；13、下颌最终义齿。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，如图1-18所示，该全口义齿的全流程数字化制作方法包括如下步骤：
S01：获得全口无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案；
S02：用阻射的咬合记录硅橡胶将正中牙合托盘固定在口内，通过光学扫描仪记录正中牙合托盘及伸出口外部分的形态，正中牙合托盘伸出口外的部分带有放射点标记，获得上下颌的粘膜STL数据以及正中牙合托盘伸出口外部分的STL数据；
S03：让患者在戴着正中牙合托盘的情况下拍摄螺旋CT或CBCT，获得CT的高清DICOM档案，此DICOM档案带有患者的颌骨数据，正中牙合托盘数据，以及正中牙合托盘伸出口外的部分的放射点数据；
S04：让患者在戴着正中牙合托盘和不戴正中牙合托盘，面部处于微笑的情况下分别进行面部扫描，获得两个3DMD面部扫描的STL档案；
S05：
1.首先将患者戴着正中牙合托盘的面部扫描STL数据依据正中牙合托盘伸出口外部分的放射点与CT数据进行拟合；
2.将患者不戴正中牙合托盘的面部扫描STL数据依据患者的上2/3面部组织和解剖标志与戴着正中牙合托盘的面部扫描STL档案进行拟合；
3.将光学扫描的正中牙合托盘及伸出口外部分的STL数据依据伸出口外的放射点标记与戴着正中牙合托盘的面部扫描STL数据进行拟合；
4.将患者口内扫描的上下颌粘膜STL数据依据粘膜形态与正中牙合托盘进行拟合；
5.通过以上步骤获得具有颌面部软组织形态、骨组织形态、口腔粘膜面以及上下颌相对位置关系的三维数据档案；
S06：
1.调用数字化设计软件中的虚拟A型颌架，将CT中髁突的位置与虚拟颌架的铰链轴重合，将CT中鼻翼耳屏面的位置与虚拟颌架的颌架上平面重合，在虚拟颌架中按照平均值设置髁导斜度和切导斜度，获得模拟下颌运动的三维数据档案；
2.参考CT的解剖标志，通过面三分法调整下颌骨的垂直高度，绘制平分颌间距并平行鼻翼耳屏面的虚拟牙合平面，此鼻翼耳屏面可参考CT数据或者面扫数据的鼻翼耳屏面；
3.在成品牙三维数据库中个性化选择调用成品牙进行上下颌前牙的排牙，前牙的大小参考三维数据档案中鼻翼的宽度，前牙的位置和突度参考正畸的Ricketts和Steiner分析法；
4.在人工牙上设计哥特式弓，哥特式弓的平面与牙合平面平行，哥特式弓不影响前牙的形态；
5.在黏膜面扫描数据的黏膜转折处上方1～2mm设定基托边缘线的位置并生成基托；
6.最终获得带有上下颌前牙列的哥特式弓和上下颌的基托STL数据。
S07：数控机床根据所述试戴义齿的STL档案进行数控加工，获得试戴义齿；
S08：将试戴义齿戴入患者口内验证咬合关系以及平面的正确性，确认无误后通过其制取终印模并记录咬合关系；
S09：将终印模和咬合关系进行扫描获得记录了咬合关系的终印模的STL档案；
S10：将记录了咬合关系终印模的STL档案导入数字化设计软件，基托的黏膜面和黏膜转折处形态复制终印模的形态，人工牙的排列参考试戴义齿所确定的平面以及前牙形态和位置，最终生成牙列和基托分开的两项STL档案；
S11：将牙列和基托的STL档案分别通过数控机床切削的加工方式制作，再通过粘接牙列和基托的方式获得全口义齿的终义齿。
S12：病人临床佩戴最终义齿。
通过采用上述技术方案，用粘接剂将数字化分开切削的牙列和基托粘接在一起完成终义齿的制作，基托选用牙龈色的树脂盘，而牙列选择与牙体颜色接近的树脂盘进行切削，保证终义齿的美学效果。
根据本申请的一个实施例，该全口义齿的全流程数字化制作方法以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (9)

1.一种全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获得全口无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案；
S2：将正中牙合托盘放入口内记录上下颌黏膜面的形态以及上下颌的相对位置关系，通过扫描获得正中牙合托盘的三维数据STL档案；
S3：获得戴着正中牙合托盘的无牙颌患者的螺旋CT或CBCT的DICOM档案；
S4：获得戴着正中牙合托盘和不戴正中牙合托盘的无牙颌患者的3DMD面部扫描的STL档案；
S5：将无牙颌患者口内扫描的三维数据STL档案、正中牙合托盘的三维数据STL档案、CT的DICOM档案和3DMD面部扫描的STL档案在数字化设计软件中进行拟合，获得具有颌面部软组织形态、骨组织形态、口腔粘膜面以及上下颌相对位置关系的三维数据档案；
S6：根据所述的三维数据档案，设计有上下颌前牙牙列和添加哥特式弓的试戴义齿，将设计完成的试戴义齿导出存为STL档案；
S7：数控机床根据试戴义齿的STL档案进行数控加工，获得试戴义齿；
S8：将试戴义齿戴入患者口内，制取终印模，验证牙合平面的正确性，利用哥特式弓进一步调节垂直距离以及确定水平颌位关系，记录咬合关系；
S9：将终印模和咬合关系进行扫描获得记录了咬合关系的终印模的STL档案；
S10：将记录了咬合关系终印模的STL档案导入数字化设计软件，基托的黏膜面和黏膜转折处形态复制终印模的形态，人工牙的数字化排列参考试戴义齿所确定的平面以及前牙形态和位置，最终生成牙列和基托分开的两项STL档案；
S11：将牙列和基托的STL档案分别通过数控机床切削的加工方式制作，再通过粘接牙列和基托的方式获得全口义齿的终义齿；
S12：病人临床佩戴最终义齿。
2.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
通过口内扫描仪获取无牙颌患者上下颌的黏膜面形态的STL扫描档案。
3.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
用阻射的咬合记录硅橡胶将正中牙合托盘固定在口内，通过光学扫描仪记录正中牙合托盘及伸出口外部分的形态，正中牙合托盘伸出口外的部分带有放射点标记，获得上下颌的粘膜STL数据以及正中牙合托盘伸出口外部分的STL数据。
4.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
患者在戴着正中牙合托盘的情况下拍摄螺旋CT或CBCT，获得CT的高清DICOM档案，此DICOM档案带有患者的颌骨数据，正中牙合托盘数据，以及正中牙合托盘伸出口外的部分的放射点数据。
5.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
患者在戴着正中牙合托盘和不戴正中牙合托盘，面部处于微笑的情况下分别进行面部扫描，获得两个3DMD面部扫描的STL档案。
6.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
S51：将患者戴着正中牙合托盘的面部扫描STL数据依据正中牙合托盘伸出口外部分的放射点与CT数据进行拟合；
S52：将患者不戴正中牙合托盘的面部扫描STL数据依据患者的上三分之二面部组织和解剖标志与戴着正中牙合托盘的面部扫描STL档案进行拟合；
S53：将光学扫描的正中牙合托盘及伸出口外部分的STL数据依据伸出口外的放射点标记与戴着正中牙合托盘的面部扫描STL数据进行拟合；
S54：将患者口内扫描的上下颌粘膜STL数据依据粘膜形态与正中牙合托盘进行拟合；
S55：通过以上步骤获得具有颌面部软组织形态、骨组织形态、口腔粘膜面以及上下颌相对位置关系的三维数据档案。
7.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S6具体包括：
S61：调用数字化设计软件中的虚拟A型颌架，将CT中髁突的位置与虚拟颌架的铰链轴重合，将CT中鼻翼耳屏面的位置与虚拟颌架的颌架上平面重合，在虚拟颌架中按照平均值设置髁导斜度和切导斜度，获得模拟下颌运动的三维数据档案；
S62：参考CT的解剖标志，通过面三分法调整下颌骨的垂直高度，绘制平分颌间距并平行鼻翼耳屏面的虚拟牙合平面，此鼻翼耳屏面可参考CT数据或者面扫数据的鼻翼耳屏面；
S63：在成品牙三维数据库中个性化选择调用成品牙进行上下颌前牙的排牙，前牙的大小参考三维数据档案中鼻翼的宽度，前牙的位置和突度参考正畸的Ricketts和Steiner分析法；
S64：在人工牙上设计哥特式弓，哥特式弓的平面与牙合平面平行，哥特式弓不影响前牙的形态；
S65：在黏膜面扫描数据的黏膜转折处上方1至2mm设定基托边缘线的位置并生成基托；
S66：获得带有上下颌前牙列的哥特式弓和上下颌的基托STL数据。
8.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S8至S9具体包括：
将切削完成的一体式试戴义齿戴入到患者口内，通过其制取终印模，验证咬合的垂直距离和水平关系的正确性，以及下颌的平面的确认参考舌缘的位置，并记录咬合关系，将终印模和咬合关系进行扫描获得STL档案。
9.根据权利要求1所述的全口义齿的全流程数字化制作方法，其特征在于，步骤S10至S11具体包括：
将记录了咬合关系的终印模的STL档案导入数字化设计软件，基托的黏膜面和黏膜转折处形态复制终印模的形态，在成品牙三维数据库中个性化选择调用人工牙，其大小与排列的位置参考试戴义齿所确定的前牙的形态以及牙合平面的位置，人工牙与人工牙之间通过接触区连接在一起成为一体式牙列，牙列和基托之间有固位的结构设计，最终生成牙列和基托分开的两项STL档案。
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