CN112569010A - 牙齿矫正模型、牙齿矫正压力测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及牙齿矫正模型、牙齿矫正压力测试系统及测试方法，其中，牙齿矫正模型包括上颌、下颌及连接上颌与下颌的第一活动连接结构；其中，上颌包括上牙槽骨及设置于上牙槽骨内的上牙齿，下颌包括下牙槽骨及设置于下牙槽骨内的下牙齿；上牙齿与上牙槽骨之间设有压力传感器，和/或，下牙齿与下牙槽骨之间设有压力传感器；当矫正牙套设置于上颌和/或下颌时，压力传感器获取矫正压力数据。本申请实施例提供的模型能够模拟患者佩戴矫正牙套时牙齿受到的矫正压力，真实还原矫正压力数据，从而保证矫正牙套能够符合预设要求，有利于提高矫正牙套的舒适度和矫正效果。

Description

牙齿矫正模型、牙齿矫正压力测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及牙齿矫正模型、牙齿矫正压力测试系统及测试方法。

背景技术

为了对患者的牙齿进行医学矫正和治疗，目前已开发出多种牙齿正畸器械，现有的牙齿正畸器械(如矫正牙套等)均需要在使用者的牙齿上佩戴一段时间，通过正畸器对牙齿施加矫正压力，从而使得牙齿发生在矫正压力的作用下发生位移，从而逐渐排列整齐。为了能够优化正畸效果，希望能在体外模拟正畸器对于牙齿的施力情况，并测量牙根的受力参数，从而基于测量结果优化正畸器的设计；

但是，现有的正畸器对牙齿产生的矫正压力只能通过有限元分析等方式模拟分析，导致模拟分析的还原程度不高，实验结果失真，因此，正畸器的优化设计可能与实际情况发生偏离，不利于正畸器舒适度和正畸效果。

发明内容

本申请为了克服上述缺陷，提供牙齿矫正模型、牙齿矫正压力测试系统及测试方法，模拟患者佩戴矫正牙套时牙齿受到的矫正压力，真实还原矫正压力数据，从而保证矫正牙套能够符合预设要求，有利于提高矫正牙套的舒适度和矫正效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种牙齿矫正模型，所述牙齿矫正模型包括上颌、下颌及连接所述上颌与所述下颌的第一活动连接结构；其中，所述上颌包括上牙槽骨及设置于所述上牙槽骨内的上牙齿，所述下颌包括下牙槽骨及设置于所述下牙槽骨内的下牙齿；

所述上牙齿与所述上牙槽骨之间设有压力传感器，和/或，所述下牙齿与所述下牙槽骨之间设有压力传感器；

当矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌时，所述压力传感器获取矫正压力数据。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一活动连接结构包括第一活动连接件，所述第一活动连接件包括第一球状连接部与第二连接部，所述第二连接部设有用于收容所述第一球状连接部的收容腔；所述第一球状连接部和所述第二连接部分别与所述上颌、所述下颌连接。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一活动连接结构包括至少一个弹性连接件，所述至少一个弹性连接件连接在所述上颌和所述下颌之间。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一活动连接结构包括至少两个弹性连接件，每个所述弹性连接件的两端分别与所述上颌、所述下颌连接；所述第一活动连接结构还包括至少一个平衡支架，所述至少一个平衡支架设置于所述至少两个弹性连接件之间。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一活动连接结构还包括上横梁及下横梁，所述上横梁与所述上颌的两端连接，所述下横梁与所述下颌的两端连接，所述第一球状连接部和所述第二连接部分别与所述上横梁、所述下横梁连接，或者，所述弹性连接件的两端分别与所述上横梁、所述下横梁连接。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述压力传感器包括压力应变片，所述压力应变片与牙齿和/或牙槽骨利用三维打印一体成型。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述压力应变片贴合包裹在牙齿的根部。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述牙齿矫正模型还包括缓冲层，所述缓冲层设置于所述压力应变片与所述牙槽骨之间。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述牙齿与所述牙槽骨的材质为硬质材料，所述缓冲层的材质为弹性材料。

第二方面，本申请实施例提供一种牙齿矫正压力测试系统，所述测试系统包括上述第一方面的牙齿矫正模型、矫正牙套及测力分析装置；

所述矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌上，所述测力分析装置与所述牙齿矫正模型中的压力传感器连接；

所述测力分析装置获取所述压力传感器采集到的矫正压力数据，并基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述测试系统还包括力施加装置，所述力施加装置与所述上颌和/或所述下颌连接；所述力施加装置用于对所述上颌和/或所述下颌施加压力。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述力施加装置包括上固定件、下固定件及连接所述上固定件与所述下固定件的第二活动连接结构，所述上固定件用于固定所述上颌，所述下固定件用于固定所述下颌，所述第二活动连接结构用于带动所述上固定件和/或所述下固定件移动，以改变所述上颌与所述下颌的相对位置关系。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述第二活动连接结构为活动关节。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述力施加装置为模拟咀嚼装置，所述模拟咀嚼装置用于带动所述上颌和/或所述下颌相对移动以模拟咀嚼。

第三方面，本申请实施例提供一种牙齿矫正压力测试方法，所述方法包括：

构建牙齿矫正模型，其中，所述牙齿矫正模型包括上颌、下颌及连接所述上颌与所述下颌的第一活动连接结构；其中，所述上颌包括上牙槽骨及设置于所述上牙槽骨内的上牙齿，所述下颌包括下牙槽骨及设置于所述下牙槽骨内的下牙齿；所述上牙齿与所述上牙槽骨之间设有压力传感器，和/或，所述下牙齿与所述下牙槽骨之间设有压力传感器；

将矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，并通过所述压力传感器获取矫正压力数据；

基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求。

结合第三方面，在一种可行的实施方式中，所述压力传感器包括压力应变片，所述压力应变片与牙齿和/或牙槽骨利用三维打印一体成型。

结合第三方面，在一种可行的实施方式中，所述将矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，并通过所述压力传感器获取矫正压力数据，包括：

将所述矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，通过所述压力传感器获取第一矫正压力数据；

对所述上颌和/或所述下颌施加外力，通过所述压力传感器获取第二矫正压力数据。

结合第三方面，在一种可行的实施方式中，所述基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求，包括：

基于所述第一矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第一矫正压力；

根据所述第一矫正压力确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求；

基于所述第二矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第二矫正压力，并根据所述第二矫正压力与所述第一矫正压力确定所述矫正牙套的压力波动幅度值；

根据所述压力波动幅度值确定所述矫正牙套是否符合第二预设要求。

结合第三方面，在一种可行的实施方式中，所述第二矫正压力数据为在对所述上颌和/或所述下颌施加外力时所述压力传感器采集的数据；或，

所述第二矫正压力数据为所述上颌和/或所述下颌在撤去施加的外力后的预设时间内所述压力传感器采集的数据。

结合第三方面，在一种可行的实施方式中，所述压力波动幅度值≤50％。

在上述方案中，通过用构建的牙齿矫正模型进行模拟分析，可以有效提高矫正压力数据的真实度，从而保证矫正牙套的优化设计能够符合实际情况，有利于提高矫正牙套的舒适度和矫正效果，进一步通过在牙齿矫正模型的上颌和下颌之间设置第一活动连接结构，使得上颌和下颌能够在一定活动范围内活动，从而能够模拟口腔咬合活动中矫正牙套对牙齿产生的矫正压力数据，从静态、动态两个方向获取矫正压力数据，能够更加逼真地模拟矫正牙套的实际情况，使得矫正牙套的优化调整更加具有针对性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本申请实施例一提供的牙齿矫正压力测试系统的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的牙齿矫正压力测试系统中的牙齿矫正模型的结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的牙齿矫正模型中的第一活动连接结构的局部放大示意图；

图4为本申请实施例一提供的另一种牙齿矫正模型的结构示意图；

图5为本申请实施例一提供的牙齿矫正模型中的下颌的剖视图；

图6为本申请实施例一提供的牙齿矫正压力测试系统的另一种结构示意图；

图7为本申请实施例二提供的牙齿矫正压力测试方法的流程示意图；

图8为本申请实施例二提供的另一种牙齿矫正压力测试方法的流程示意图。

附图标记：

100-牙齿矫正压力测试系统；

10-牙齿矫正模型；

11-上颌，111-上牙齿，112-上牙槽骨；

12-下颌，121-下牙齿，122-下牙槽骨；

13-第一活动连接结构，131-第一活动连接件，131a-第一球状连接部，131b-第二连接部，131c-收容腔，132-上横梁，133-下横梁；

134-弹性连接件，135-平衡支架，136-支撑杆；

14-压力传感器，141-应变片，142-导线；

15-缓冲层；

20-矫正牙套，21-托槽，22-钢丝；

30-测力分析装置；

40-力施加装置，41-上固定板，42-下固定板；

43-第二活动连接结构，431-底座，432-转盘，433-第一连杆，434-第二连杆；

44-控制器。

具体实施例

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种牙齿矫正压力测试系统的结构示意图，请参阅附图1，测试系统100包括牙齿矫正模型10、矫正牙套20及测力分析装置30。

图2为本申请实施例提供的一种牙齿矫正模型的结构示意图，如图2所示，牙齿矫正模型10包括上颌11、下颌12及连接上颌11与下颌12的第一活动连接结构13；其中，所述上颌11包括上牙槽骨112及设置于所述上牙槽骨112内的上牙齿111，所述下颌12包括下牙槽骨122及设置于所述下牙槽骨122内的下牙齿121；

所述上牙齿111与所述上牙槽骨112之间设有压力传感器，和/或，所述下牙齿121与所述下牙槽骨122之间设有压力传感器；

当矫正牙套20设置于所述上颌11和/或所述下颌12时，所述压力传感器14获取矫正压力数据。需要说明的是，牙齿矫正模型10基于三维打印技术形成，可以模拟患者的真实牙齿状态。

所述矫正牙套20设置于所述上颌11和/或所述下颌12上，通过矫正牙套20对牙齿产生矫正压力，进而对牙槽骨产生矫正压力。

所述测力分析装置30与牙齿矫正模型10中的压力传感器14连接，以获取压力传感器14采集到的矫正压力数据。

在进行牙齿矫正压力测试时，将矫正牙套20设置于牙齿矫正模型10的上颌11和/或下颌12上，将测力分析装置30与压力传感器14通过导线142连接，测力分析装置30即可获取矫正牙套20对牙齿产生的矫正压力数据。

进一步地，测力分析装置30根据所述矫正压力数据确定牙齿矫正模型10所承受的矫正压力；当所述牙齿矫正模型10所承受的矫正压力超过预设要求时，调整所述矫正牙套20，以使得所述牙齿矫正模型10所承受的矫正压力在预设值内，从而获得更有效的矫正牙套20。

在本方案中，牙齿矫正压力测试系统能够模拟患者牙齿佩戴矫正牙套时产生的矫正压力，获取矫正牙套20对牙齿产生的矫正压力数据，从而根据矫正压力数据来判断矫正牙套20产生的矫正压力是否符合预设的矫正所需压力，能够在实际矫正之前或矫正过程中，模拟患者实际佩戴状态，进而优化矫正牙套的结构，以使得矫正成果能够达到预期效果。

在实际矫正过程中，可以根据患者的实际情况，需要对上颌11或下颌12的牙齿进行矫正，也可能需要对上颌的牙齿和下颌的牙齿同时进行矫正。在对牙齿进行矫正过程中，需要将矫正牙套20设置于牙齿上；当仅需要对上颌11的牙齿进行矫正时，将矫正牙套20设置于上颌11的牙齿上；当需要对上颌11与下颌12的牙齿同时进行矫正时，上颌11的牙齿和下颌12的牙齿可以同时设置有矫正牙套20。可以理解地，牙齿矫正的目的就是为了让牙齿进行位移，而位移就是让牙槽骨吸收、消失，给牙齿提供位移空间。

当矫正牙套20佩戴好后，矫正牙套20会对牙齿产生相应的矫正压力，通常，牙根受力大的部位会导致相应牙槽骨受力变大进而发生牙槽骨吸收、消失，进一步导致牙齿进行位移而达到牙齿矫正的目的，因此，牙根的受力能够更好地反映矫正牙套20对牙齿的矫正压力的作用程度。

在本实施例中，通过将压力传感器14设置在牙槽骨和牙齿之间(即牙槽骨和牙齿的牙根之间)，可以采集到矫正牙套20对牙根产生的矫正压力，从而能够正确地反映矫正牙套20对牙齿的矫正作用的正确程度。

如图2～3所示，牙齿矫正模型10包括上颌11、下颌12及用于连接上颌11与下颌12的第一活动连接结构13。上颌11包括上牙槽骨112和设置于上牙槽骨112内的上牙齿111，下颌12包括下牙槽骨122和设置于下牙槽骨122内的下牙齿121，并且，上牙齿111和上牙槽骨112之间设置有压力传感器14，和/或，下牙齿121与下牙槽骨122之间设置有压力传感器14。

通过第一活动连接结构13活动连接上颌11和下颌12，使得上颌11和下颌12可以在一定活动范围内相对移动，能够模拟口腔咬合运动中上颌11和下颌12的相对位置关系。在上牙齿111与下牙齿121咬合运动过程中，设置于牙槽骨与牙齿之间的压力传感器14用于测试牙齿的矫正压力数据，从而进一步提高牙齿矫正压力数据的真实度和准确度。

上颌11和下颌12通过第一活动连接结构13活动连接。如图2～图3所示，在一种实施方式中，第一活动连接结构13包括第一活动连接件131。

第一活动连接件131包括第一球状连接部131a与第二连接部131b，其中，第一球状连接部131a与上颌11连接，第二连接部131b与下颌12连接。第二连接部131b设有用于收容第一球状连接部131a的收容腔131c，可以理解地，第一球状连接部131a可以在收容腔131c内转动，从而使得上颌11和下颌12活动连接。在其他实施例中，第一球状连接部131a也可以与下颌12连接，相对应地，第二连接部131b可以与上颌11连接。

在其他的实施例中，如图4所示，第一活动连接结构13包括至少一个弹性连接件134，至少一个弹性连接件134连接在所述上颌11和下颌12之间。

为了提高上颌11和下颌12在咬合运动中的稳定性，第一活动连接结构13包括多个弹性连接件134。每个弹性连接件134的两端分别与上颌11、下颌12连接。具体地，每个弹性连接件134的一端与上颌11的上牙槽骨112连接，另一端与下颌12的下牙槽骨122连接。由于弹性连接件134的自由度较大，其可以任意角度弯折、形变，使得上颌与下颌可以在一定活动范围内相对移动。

为了进一步保证上颌11和下颌12在咬合运动中的稳定性，第一活动连接结构13还可以包括至少一个平衡支架135，至少一个平衡支架135连接多个弹性连接件134。具体地，弹性连接件134具体可以是弹簧、弹性连接杆、弹性连接筋等等，平衡支架135可以是平衡杆、平衡板、平衡片等等，在此不做限定。

在本实施例中，第一活动连接结构13包括两个弹性连接件134及连接两个弹性连接件134的平衡支架135，两个弹性连接件134分别设置在上颌11和下颌12的两端，且每个弹性连接件134分别与上颌11的一端与下颌12的一端连接。

其中，弹性连接件134至少部分由弹性材料打印形成，平衡支架135由硬质材料打印形成，通过平衡支架135对弹性连接件134的支撑作用来避免模拟咬合运动时上颌11和下颌12两端的无序移动。

为了进一步保证牙齿矫正模型10的结构稳定性，平衡支架135和上颌11和/或下颌12之间还可以设置支撑杆136，支撑杆136也由硬质材料打印形成。

通常，上颌11和下颌12与真实的人体组织一样形成为弓形，为了便于第一活动连接结构13与上颌11和下颌12的连接，第一活动连接结构13还包括上横梁132和下横梁133，上横梁132与上颌11的两端连接，下横梁133与下颌12的两端连接。

具体的，如图2所示，上横梁132的两端分别与上牙槽骨112的两端连接，下横梁133的两端分别与下牙槽骨122的两端连接，所述第一球状连接部131a和所述第二连接部131b分别与所述上横梁132、所述下横梁133连接，第一球状连接部131a和第二连接部131b相配合使得上颌11和下颌12可以在一定活动范围内相对移动。在本实施例中，第一球状连接部131a和第二连接部131b的收容腔131c相配合使得上颌11和下颌12能够绕第一球状连接部131a在竖直方向上旋转，以及在水平方向上朝向左右两侧旋转。

同样地，弹性连接件134的两端也可以分别与所述上横梁132、所述下横梁133连接，使得上颌11和下颌12可以在一定活动范围内相对移动，并能够提高整体结构的稳定性。

进一步的，牙齿与牙槽骨之间设有压力传感器14，以用于测试牙齿的矫正压力数据。如图5所示，压力传感器14包括至少一个压力应变片141，所述至少一个压力应变片141设置于牙齿与牙槽骨之间，所述压力应变片141通过导线142与测力分析装置30连接。当所述矫正牙套20设置于所述牙齿矫正模型10上，所述矫正牙套20对所述牙齿矫正模型10上的牙齿施加矫正压力时，所述压力应变片141受力变形产生矫正压力数据。

压力应变片141可以受力变形产生矫正压力数据。具体地，压力应变片141可以是电阻应变片，在电阻应变片产生应变效应时，应变与电阻变化率呈线性关系。

当矫正牙套20佩戴好后，矫正牙套20对牙齿产生矫正压力，设置在牙齿的牙根处的压力应变片141受力产生形变，使压力应变片141的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，通常，由于这种压力应变片141在受力时产生的阻值变化较小，一般需要组成应变电桥并通过后续的仪表放大器进行放大，因此，测力分析装置30获取的矫正压力数据可以是经放大后的电流或电压值，测力分析装置30基于该获取的数据进行处理和分析，以确定牙齿牙根处的受力情况。

在本实施例中，为了测量上颌11和下颌12整个牙列的牙齿的受力情况，上颌11和下颌12中均对应每颗牙齿设置有应变片141，每个应变片141均通过导线142单独与测力分析装置30连接，以对应输出每个牙齿的牙根处的受力情况，为正畸器的设计和调整提供参考依据。

在其他实施例中，压力应变片141也可以利用三维打印单独成型后设置于牙槽骨与牙齿之间。压力应变片141中的打印材料可以是导电树脂材料，具体可以是光固化导电树脂材料。需要说明的是，光固化导电树脂材料是指以树脂为基体材料，与导电性填充材料复合而成的导电树脂材料，光固化导电树脂材料在吸收高强度光线后，可以产生活性自由基或阳离子，从而引发聚合、交联和接枝反应，使导电树脂材料在一定时间内由液态转化为固态。

为了进一步模拟牙齿的实际受力情况，压力传感器14与牙槽骨之间还设有缓冲层15，牙槽骨可以是上牙槽骨112和/或下牙槽骨122。其中，牙槽骨和牙齿由硬质材料形成，缓冲层15由弹性材料形成，通过设置缓冲层15能够模拟人体口腔组织中的牙周膜，从而能够进一步提高测试结果的真实度和可靠度。

在本实施例中，牙齿矫正模型10可以基于三维打印技术形成，具体的，上牙齿111、上牙槽骨112、下牙齿121、下牙槽骨122以及第一活动连接结构13均可以基于三维打印技术形成。进一步地，上牙齿111、上牙槽骨112、下牙齿121、下牙槽骨122和压力应变片141可以基于三维打印一体成型，这样形成的上颌11和下颌12无需组装即可直接用于测试，避免了组装过程中产生的误差对测试结果的影响，进一步保证测试结果的准确性和真实性。

在其他的实施例中，由于牙齿和牙槽骨等部件可以由普通的树脂材料形成，牙齿、牙槽骨和压力应变片141可以单独成型后组装使用。为了能够在牙齿、牙槽骨和压力应变片141独立成型后将压力应变片141组装到牙齿和牙槽骨之间，牙齿和牙槽骨需要独立成型，即牙齿和牙槽骨是可以拆卸连接的。具体的，牙槽骨上形成有牙窝，牙窝的形状与牙齿相匹配。

本实施例中，牙齿和牙槽骨可以使用光固化树脂材料通过三维喷墨打印方式获得，压力应变片141则可以使用金属等导电材料基于粉末成型技术获得，或者，压力应变片141也可以基于其他的方式获得，例如，直接购买的点状或片状压力应变片141，本实施例对此不作具体限制，只要使得压力应变片141设置在牙齿和牙槽骨之间即可。

进一步的，当压力应变片141与牙齿和/或牙槽骨利用三维打印一体成型时，设置在应变片141和牙槽骨之间的缓冲层15也可以基于三维打印与压力应变片141一体形成，也可以基于三维打印与牙槽骨和/或牙齿一体形成。当设置在压力应变片141与牙齿和/或牙槽骨独立成型后组装使用时，可以将压力应变片141贴在牙齿的外表面，并在压力应变片141外侧涂敷弹性树脂层，之后使用温度固化装置和/或光固化装置固化弹性树脂层，以在压力应变片141的外侧形成缓冲层15。

进一步地，在具体实施例中，如图6所示，矫正牙套20为托槽牙套，托槽牙套包括托槽21和紧固丝22，矫正牙套20在佩戴过程中，需要将托槽21粘接于牙冠表面，将矫正用的紧固丝22结扎到多个托槽21上，将多个托槽21连接成一个整体以对牙齿施加矫正压力，使牙齿发生移动，从而达到牙齿矫正的目的。在本实施例中，紧固丝22即为钢丝。

在进行牙齿矫正压力测试时，测力分析装置30获取矫正牙套20对牙齿产生的矫正压力数据，从而根据矫正压力数据来判断矫正牙套20产生的矫正压力是否超出预设范围，当矫正压力超出预设范围，可以通过调整托槽21的位置和/或紧固丝22的形态等来调整矫正牙套20对牙齿所施加的力，从而能够优化矫正牙套20的矫正效果并提高矫正牙套20佩戴的舒适度。

在其他的实施例中，矫正牙套20也可以是隐形透明无托槽牙套等，隐形透明无托槽牙套是指通过三维立体计算机技术和数字化三维成型技术等基于患者的三维口腔数据，对患者畸形的牙齿模型进行模拟矫正，再按照模拟矫正后的牙齿矫正模型为患者量身定制透明牙托(即隐形透明无托槽牙套)，患者只需要按照设计程序佩戴透明牙托即可达到牙齿矫正的目的，这种情况下，当矫正压力超出预设范围时，可以通过调整牙托的形状来调整矫正牙套20对牙齿施加的力，从而优化矫正牙套20的矫正效果并提高矫正牙套20佩戴的舒适度。当然，矫正牙套20还可以是其他任意类型的矫正牙套20，例如陶瓷托槽牙套、舌侧牙套等，本实施例对此不作具体限制。

进一步地，如图6所示，牙齿矫正压力测试系统100还可以包括力施加装置40，力施加装置40至少与上颌11和/或下颌12连接，力施加装置40用于对上颌11和/或下颌12施加压力。力施加装置40可以模拟矫正牙套20在受力状态下对牙齿产生矫正压力的状态，例如，口腔咬合运动中矫正牙套20对牙齿产生矫正压力的状态，通过测力分析装置30获取受力状态下牙齿121的牙根处受到的矫正压力，并对该获取的矫正压力数据进行分析，以确定矫正牙套20在受到外力的状态下对牙齿产生的矫正压力是否符合要求。

当采集到的矫正压力超出预设范围时，可以对矫正牙套20进行调整以获得矫正效果更好，佩戴舒适度更高的矫正牙套20，获取的矫正压力数据主要反映矫正牙套20在咬合运动中对牙齿产生的矫正压力，因此，可以基于该测试结果调整矫正牙套20以避免矫正牙套20在受到外力的情况下的矫正压力，避免咬合运动对矫正牙套20的矫正效果产生影响，或者由于受到外力使得牙齿受力过大导致的不舒适，从而提高矫正牙套20的矫正效果和佩戴舒适度。

通常情况下，牙齿所受的外力主要来自日常生活中的食物咀嚼过程中的咬合运动产生的外力，在本实施例中，力施加装置40为模拟咀嚼装置，模拟咀嚼装置用于带动上颌11和/或下颌12相对移动以模拟咀嚼运动，具体的，力施加装置40可以包括上固定件41、下固定件42和第二活动连接结构43，第二活动连接结构43分别与上固定件41和下固定件42连接，上固定件41用于固定上颌11，下固定件42用于固定下颌12，第二活动连接结构43用于带动上固定件41和/或下固定件42移动以使得上颌11和下颌12在一定活动范围内做相对运动。

具体的，第二活动连接结构43具体可以是活动关节，活动关节的自由度较高，便于使得上颌11和下颌12做相对运动以模拟口腔咬合运动。更为具体的，本实施例中，如图6所示，第二活动连接结构43的数量为两个，两个第二活动连接结构43分别设置在上固定件41和下固定件42的两侧，其中，第二活动连接结构43包括底座431、转盘432、第一连杆433和第二连杆434，其中底座431与下固定件42固定连接，转盘432可旋转地设置在底座431上，第一连杆433的两端分别与转盘432和第二连杆434的一端活动连接，第二连杆434的另一端则与上固定件41固定连接，通过转盘432的转动以及第一连杆433和第二连杆434的运动能够使得上固定件41相对于下固定件42在一定活动范围内任意移动，从而实现模拟咀嚼运动的过程。

进一步的，力施加装置40还包括控制器44，两个第二活动连接结构43分别与控制器44电连接，控制器44通过预先编好的程序控制第二活动连接结构43运动以实现咀嚼过程的模拟，其中预先编好的程序可以基于真实的咀嚼运动设计，从而能够更加真实地模拟咀嚼过程，如此采集到的压力数据也会更加真实。

当然，在一些实施例中，也可以不使用力施加装置40，而是直接对测试模型的上颌11和/或下颌12施加力来使得上颌11和下颌12在一定活动范围内移动，从而实现咀嚼运动过程的模拟。

实施例二

图7为本申请实施例二提供的一种牙齿矫正压力测试方法的流程示意图，如图7所示，所述方法包括以下步骤：

S10，构建牙齿矫正模型，其中，所述牙齿矫正模型包括上颌11、下颌12及用于连接上颌11与下颌12的第一活动连接结构13，其中，所述上颌11包括上牙槽骨112及设置于所述上牙槽骨112内的上牙齿111，所述下颌12包括下牙槽骨122及设置于所述下牙槽骨122内的下牙齿121；所述上牙齿111与所述上牙槽骨112之间设有压力传感器14，和/或，所述下牙齿121与所述下牙槽骨122之间设有压力传感器14；

S20，将矫正牙套设置于上颌11和/或下颌12，并通过所述压力传感器14获取矫正压力数据；

S30，基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套20所产生的矫正压力是否符合预设要求。

在本方案中，通过用构建的牙齿矫正模型进行模拟分析，可以有效提高矫正压力数据的真实度，从而保证矫正牙套的优化设计能够符合实际情况，有利于提高矫正牙套的舒适度和矫正效果，进一步通过在牙齿矫正模型的上颌和下颌之间设置第一活动连接结构，使得上颌和下颌能够在一定活动范围内活动，从而能够模拟口腔咬合活动中矫正牙套对牙齿产生的矫正压力数据，从静态、动态两个方向获取矫正压力数据，能够更加逼真地模拟矫正牙套的实际情况，使得矫正牙套的优化调整更加具有针对性。

具体地，步骤S30，基于第一矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求的步骤，包括：

基于所述第一矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第一矫正压力；

根据所述第一矫正压力确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求。

从而可以判断矫正牙套是否符合第一预设要求，需要说明的是，第一矫正压力即矫正牙套20在不受外力的状态下对牙齿产生的压力，仅是套上牙套时，牙套产生的矫正压力。在本实施例中，第一矫正压力数据即第一矫正压力。

进一步地，基于第一矫正压力数据确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求，主要可以反映矫正牙套20的矫正结构是否合格，即矫正牙套的矫正结构是否满足预设要求。具体可以是矫正牙套的托槽21的位置、紧固丝22的形态或者透明牙托的形状等。当确定所述矫正牙套不符合第一预设要求时，可以基于第一矫正压力数据调整矫正牙套20的矫正结构，例如，托槽21的位置、紧固丝22的形态或透明牙托的形状等。

本实施例二还提供一种牙齿矫正压力测试方法，测试方法基于实施例一中所述的测试系统进行，如图8所示，测试方法包括：

S10，构建牙齿矫正模型，其中，所述牙齿矫正模型包括上颌11、下颌12及用于连接上颌11与下颌12的第一活动连接结构13，其中，所述上颌11包括上牙槽骨112及设置于上牙槽骨112内的上牙齿111，下颌12包括下牙槽骨122及设置于下牙槽骨122内的下牙齿121；所述上牙齿111与所述上牙槽骨112之间设有压力传感器14，和/或，所述下牙齿121与所述下牙槽骨122之间设有压力传感器14；

S21，将矫正牙设置置于上颌和/或下颌，将矫正牙套设置于上颌11和/或下颌12，并通过所述压力传感器14获取第一矫正压力数据；

S22，对所述上颌和/或下颌施加外力，以模拟咬合状态，并通过所述压力传感器获取第二矫正压力数据；

S30’，基于矫正压力数据确定矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求，其中，矫正压力数据包括第一矫正压力数据及第一矫正压力数据。

其中，所述第二矫正压力数据为在对所述上颌11和/或所述下颌12施加外力时所述压力传感器采集的数据；或，所述第二矫正压力数据为所述上颌11和/或所述下颌12在撤去施加的外力后的预设时间内所述压力传感器采集的数据。

在本实施例中，采用三维打印技术构建牙齿矫正模型，具体方式可见实施例一，在此不再赘述。

具体来说，可以基于实施例一中所述的任意一种方式对上颌11和/或下颌12施加压力，例如直接对牙齿矫正模型10的上颌和/或下颌施加压力，或者，利用外部的力施加装置40对牙齿矫正模型的上颌和/或下颌施加压力，在此不做限定。

当直接对牙齿矫正模型10的上颌11和/或下颌12施加压力时，由于无法确定施加的压力的大小，因此，在施加有压力的状态下，压力传感器14获得的矫正压力与施加的压力相关，从而无法确定矫正牙套20在受外力变形的状态下牙套本身对牙齿产生的矫正压力的大小。在本实施例中，所述第二矫正压力数据为所述上颌11和/或所述下颌12在撤去施加的外力后的预设时间内所述压力传感器采集的数据，预设时间例如为撤去外力后的一秒内。

在本实施例中，可以对上颌11和/或下颌12施加外力一定时间(例如3秒)后释放压力，并在释放压力的预设时间内(例如0.5s)通过压力传感器14测试牙齿的受力情况(即获得第二矫正压力数据)。也就是说，通过对上颌11和/或下颌12施加一定时间的外力使得矫正牙套20在受力状态下发生形变，在释放压力的瞬间，压力传感器14采集到的第二矫正压力数据即矫正牙套20在受力变形状态下对牙齿产生的第二矫正压力，从而基于所述第一矫正压力数据、所述第二矫正压力数据确定所述矫正牙套是否满足预设要求。

在另一种实施方式中，使用力施加装置40对牙齿矫正模型10施加压力时，可以通过控制器44控制力施加装置40所施加的力的大小。在本实施例中，第二矫正压力数据也可以是在对上颌11和/或下颌12施加外力的状态下压力传感器14获得的矫正压力。从而可以基于第二矫正压力数据和施加的外力的大小确定矫正牙套20在受力变形状态下对牙齿产生的第二矫正压力，也就是说，在这种情况下，测力分析装置30需要对压力传感器14获得的第二矫正压力数据进行处理和分析来确定矫正牙套20在受力变形状态下对牙齿产生的第二矫正压力，进而基于第二矫正压力数据确定矫正牙套20在受力状态下是否满足预设要求。

当然，在一些实施例中，当力施加装置40施加的压力为预定值时，在矫正牙套20撤去施加的外力后的预设时间内所述压力传感器采集的数据，来判断矫正牙套是否满足第二预设要求。

具体的，步骤S30’，基于矫正压力数据确定矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求的步骤，包括：

基于所述第一矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第一矫正压力；

根据所述第一矫正压力确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求；

基于所述第二矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第二矫正压力，并根据所述第二矫正压力与所述第一矫正压力确定所述矫正牙套的压力波动幅度值；

根据所述压力波动幅度值确定所述矫正牙套是否符合第二预设要求。

在上述方案中，仅基于第二矫正压力来确定矫正牙套20是否满足预设要求，当判定矫正牙套20不符合预设要求时，无法确定该不合格的原因是来自矫正牙套的矫正结构还是矫正牙套20的材质或形状等与受力变形相关的因素，因此，后续的调整操作中可能无法快速、准确地调整矫正牙套20，导致实验次数大大增加，不利于矫正牙套20的优化效率。

具体地，根据所述第一矫正压力确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求，由于第一矫正压力数据是矫正牙套在不受外力作用下产生的矫正压力，其主要反映矫正牙套20的矫正结构是否符合第一预设要求，当不符合时，可以通过调整托槽21的位置、钢丝22的形态或者透明牙托的形状等，使得矫正牙套产生的矫正压力可以符合第一预设要求。

当第一矫正压力符合第一预设要求时，进一步地对矫正牙套施加外力，进而根据所述压力波动幅度值确定所述矫正牙套是否符合第二预设要求。可以理解地，在对矫正牙套施加外力，例如模拟咀嚼状态时，受矫正牙套的材质、形状、牙套软硬度等因素影响，矫正牙套产生的第二矫正压力不同于第一矫正压力。

即第二矫正压力与第一矫正压力之间的压力波动幅度值，可以用来体现矫正牙套在受外力作用下是否能够符合第二预设要求。压力波动幅度值为第一矫正压力和第二矫正压力的变化幅度值，例如第一矫正压力为A，第二矫正压力为B，那么压力变化幅度值为(B-A)/A。

在实际应用中，由于咬合运动对矫正牙套20和牙齿施加的力的大小和方向是不可控的，为了避免口腔咬合运动对矫正压力产生影响从而应影响矫正牙套20的矫正效果，希望矫正牙套20在受到外力的情况下发生的变形尽可能小，因此，在本实施例中，所述压力波动幅度值≤50％，具体可以是50％、40％、30％或20％等，具体可以根据实际情况确定。

当压力波动幅度值大于50％时，可以通过调整钢丝22的材质和尺寸、透明牙托的材质和厚度等，使得矫正牙套能够符合第二预设要求。通过双重验证，使得矫正牙套在动态或静态状态下都能够满足预设要求，从而能够获得更好的矫正效果，更佳的佩戴舒适度。

更为具体的，本实施例中，需要进行牙齿矫正的牙颌上的每个牙齿和牙槽骨之间均设置有压力传感器14，因此，通过压力传感器14获得第一矫正压力数据和/或第二矫正压力数据包括获得与每个牙齿关联的第一矫正压力数据和第二矫正压力数据，这种情况下，可能存在部分牙齿处的受力情况符合要求，部分牙齿处的受力情况不符合要求，这样，可以基于每个牙齿的受力情况有针对性地调整矫正牙套20的矫正结构参数或其他相关参数。

在一些实施例中，为了真实地模拟咀嚼运动对矫正牙套20的影响，在步骤S22中，对上颌11和/或下颌12施加外力可以通过使用力施加装置40来实现，其中，力施加装置40可以是模拟咀嚼装置，模拟咀嚼装置的具体结构和工作方法可以参考实施例一，此处不再予以赘述。

由于模拟咀嚼运动的过程中，牙齿的受力情况会跟随运动发生变化，因此，在通过所述压力传感器获取第二矫正压力数据的步骤具体可以包括：

在模拟咀嚼装置对上颌11和/或下颌12施加外力进行模拟咀嚼运动时，通过所述压力传感器持续采集多个矫正压力数据，并将所述多个矫正压力数据的平均值作为所述压力传感器获取的第二矫正压力数据；或，

通过所述压力传感器持续采集多个矫正压力数据，将所述多个矫正压力数据中的最大值作为所述压力传感器获取的第二矫正压力数据。

从而能够在长时间模拟咀嚼运动中，更加真实地反映咀嚼运动过程中矫正牙套20的受力变形状态，有利于判断受力变形状态下的矫正牙套是否仍能够满足预设要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (20)

1.一种牙齿矫正模型，其特征在于，所述牙齿矫正模型包括上颌、下颌及连接所述上颌与所述下颌的第一活动连接结构；其中，所述上颌包括上牙槽骨及设置于所述上牙槽骨内的上牙齿，所述下颌包括下牙槽骨及设置于所述下牙槽骨内的下牙齿；

所述上牙齿与所述上牙槽骨之间设有压力传感器，和/或，所述下牙齿与所述下牙槽骨之间设有压力传感器；

当矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌时，所述压力传感器获取矫正压力数据。

2.根据权利要求1所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述第一活动连接结构包括第一活动连接件，所述第一活动连接件包括第一球状连接部与第二连接部，所述第二连接部设有用于收容所述第一球状连接部的收容腔；所述第一球状连接部和所述第二连接部分别与所述上颌、所述下颌连接。

3.根据权利要求1所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述第一活动连接结构包括至少一个弹性连接件，所述至少一个弹性连接件连接在所述上颌和所述下颌之间。

4.根据权利要求3所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述第一活动连接结构包括至少两个弹性连接件，每个所述弹性连接件的两端分别与所述上颌、所述下颌连接；所述第一活动连接结构还包括至少一个平衡支架，所述至少一个平衡支架设置于所述至少两个弹性连接件之间。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述第一活动连接结构还包括上横梁及下横梁，所述上横梁与所述上颌的两端连接，所述下横梁与所述下颌的两端连接，所述第一球状连接部和所述第二连接部分别与所述上横梁、所述下横梁连接，或者，所述弹性连接件的两端分别与所述上横梁、所述下横梁连接。

6.根据权利要求1所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述压力传感器包括压力应变片，所述压力应变片与牙齿和/或牙槽骨利用三维打印一体成型。

7.根据权利要求6所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述压力应变片贴合包裹在牙齿的根部。

8.根据权利要求1或6所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述牙齿矫正模型还包括缓冲层，所述缓冲层设置于所述压力应变片与所述牙槽骨之间。

9.根据权利要求8所述的牙齿矫正模型，其特征在于，所述牙齿与所述牙槽骨的材质为硬质材料，所述缓冲层的材质为弹性材料。

10.一种牙齿矫正压力测试系统，其特征在于，所述测试系统包括如权利要求1～9任一项所述的牙齿矫正模型、矫正牙套及测力分析装置；

所述矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌上，所述测力分析装置与所述牙齿矫正模型中的压力传感器连接；

所述测力分析装置获取所述压力传感器采集到的矫正压力数据，并基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求。

11.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括力施加装置，所述力施加装置与所述上颌和/或所述下颌连接；所述力施加装置用于对所述上颌和/或所述下颌施加压力。

12.根据权利要求11所述的测试系统，其特征在于，所述力施加装置包括上固定件、下固定件及连接所述上固定件与所述下固定件的第二活动连接结构，所述上固定件用于固定所述上颌，所述下固定件用于固定所述下颌，所述第二活动连接结构用于带动所述上固定件和/或所述下固定件移动，以改变所述上颌与所述下颌的相对位置关系。

13.根据权利要求12所述的测试系统，其特征在于，所述第二活动连接结构为活动关节。

14.根据权利要求11所述的测试系统，其特征在于，所述力施加装置为模拟咀嚼装置，所述模拟咀嚼装置用于带动所述上颌和/或所述下颌相对移动以模拟咀嚼。

15.一种牙齿矫正压力测试方法，其特征在于，所述方法包括：

构建牙齿矫正模型，其中，所述牙齿矫正模型包括上颌、下颌及连接所述上颌与所述下颌的第一活动连接结构；其中，所述上颌包括上牙槽骨及设置于所述上牙槽骨内的上牙齿，所述下颌包括下牙槽骨及设置于所述下牙槽骨内的下牙齿；所述上牙齿与所述上牙槽骨之间设有压力传感器，和/或，所述下牙齿与所述下牙槽骨之间设有压力传感器；

将矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，并通过所述压力传感器获取矫正压力数据；

基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求。

16.根据权利要求15所述的测试方法，其特征在于，所述压力传感器包括压力应变片，所述压力应变片与牙齿和/或牙槽骨利用三维打印一体成型。

17.根据权利要求15所述的测试方法，其特征在于，所述将矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，并通过所述压力传感器获取矫正压力数据，包括：

将所述矫正牙套设置于所述上颌和/或所述下颌，通过所述压力传感器获取第一矫正压力数据；

对所述上颌和/或所述下颌施加外力，通过所述压力传感器获取第二矫正压力数据。

18.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，所述基于所述矫正压力数据确定所述矫正牙套所产生的矫正压力是否符合预设要求，包括：

基于所述第一矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第一矫正压力；

根据所述第一矫正压力确定所述矫正牙套是否符合第一预设要求；

基于所述第二矫正压力数据确定所述矫正牙套产生的第二矫正压力，并根据所述第二矫正压力与所述第一矫正压力确定所述矫正牙套的压力波动幅度值；

根据所述压力波动幅度值确定所述矫正牙套是否符合第二预设要求。

19.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，所述第二矫正压力数据为在对所述上颌和/或所述下颌施加外力时所述压力传感器采集的数据；或，

所述第二矫正压力数据为所述上颌和/或所述下颌在撤去施加的外力后的预设时间内所述压力传感器采集的数据。

20.根据权利要求18所述的测试方法，其特征在于，所述压力波动幅度值≤50％。

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