CN112634723A - 一种教学评估牙齿正畸托槽体外粘接准确度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种教学评估牙齿正畸托槽体外粘接准确度的方法，该方法包括使用一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，所述装置包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座，所述教学评估基座包括牙根连接凹槽及评估用辅助线，所述评估用辅助线为多条且其交接处或延长线交接处为评估点位。在将虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，所述评估用辅助线及其交接处的评估点位用于快速评估虚拟牙齿模型的牙冠上粘接托槽位置的准确度。且所述虚拟牙齿模型为多个时，通过其水平排列形式，相较于传统的弓形颌架，能够更直观、便捷地对多个虚拟牙齿模型上粘接的托槽进行整体性的教学评估。

Description

一种教学评估牙齿正畸托槽体外粘接准确度的方法
技术领域
本发明属于口腔牙齿正畸技术领域，尤其涉及一种教学评估牙齿正畸托槽体外粘接准确度的方法，特别针对口腔医学教育中方便、快速评估体外牙齿正畸托槽粘结准确度。
背景技术
固定矫治技术是当前正畸临床应用最广泛、矫治效果最可靠的矫治技术。托槽(bracket)是固定矫治技术的重要部件，由不锈钢或生物陶瓷制成。在目前临床治疗中，无论是方丝弓还是直丝弓技术，亦或是个性化的矫治，都需要借助托槽传递弓丝产生的矫治力，以此控制牙齿三维的移动，达到正畸矫治的目的。
在正畸治疗过程中托槽位置的准确与否对于整个治疗过程起着重要的作用，准确的托槽粘着位置可大大简化治疗过程，提高治疗效率；相反，托槽位置粘接不正确会延长治疗时间，增加治疗难度。
因此，在口腔正畸学的教学过程中，评估学生粘接托槽的准确度十分重要。现下的教学体系中，通常是通过体外的模拟牙套用于教学培训及评估工作，例如中国实用新型专利“磁力正畸托槽定位训练器”(申请号为200620021144.6)，就是通过将仿真牙齿安装于颌架上进行托槽的粘接训练。但标准的模拟牙套在实际学员培训过程中，无法很好的模拟实际临床治疗中病患较为复杂的、个性化的口腔牙齿畸形表现，即无法培训学员在针对各类临床畸形牙矫正的托槽粘接准确度。
近年通过3D扫描仪获取真实病患的数字化离体组牙模型，并利用3D打印设备对上述数字化离体组牙模型进行还原，提升患者治疗的精确性、高效性和安全性。该方法可同样应用于托槽的粘接训练教学工作，以弥补标准化教学的不足之处。
但是，如何让快速、有效且稳定的反映出学生粘接托槽的准确度，却是长期制约该教学的难点：一方面，对于一个学员的粘接托槽情况评估，就需要对全牙列多达28颗牙齿的合龈向、近远中向、轴倾度等多个方向进行判断，工作量巨大，即使是经验丰富的牙科医生也需要相当长时间完成该判断，更何况目前口腔正畸学师资有限，但学员众多；另一方面，现阶段的评估方法主要为依赖肉眼或使用标尺，不同教师的评估可重复性难以统一。
若有一种在口腔医学教育中方便、快速评估牙齿正畸托槽粘结准确度的教学装置，将极大有利于托槽粘接教学工作的进行，并有利于培养更优秀的下一代口腔正畸医生。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本发明提供一种教学评估牙齿正畸托槽体外粘接准确度的方法，该方法在使用者在进行粘接托槽训练后能够方便、快速的对托槽粘接准确度进行评估，极大地提高了教学工作的效率。
为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
一种教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的方法，该方法包括使用一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型包括虚拟牙冠模型以及与之固定连接的牙根连接件，所述虚拟牙冠模型的形状与人体牙齿牙冠形状一致，且在其牙冠面上定义有标准粘接区域；在虚拟牙冠模型釉牙骨质界沿牙长轴方向±1mm处截断且与牙根连接件固定连接，且所述牙根连接件的长端与牙长轴平行；
所述教学评估基座包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽及评估用辅助线，所述牙根连接凹槽与牙根连接件形状相匹配；
所述虚拟牙齿模型通过牙根连接件活动固定于教学评估基座上所设置的牙根连接凹槽内；当虚拟牙齿模型为多个时，活动固定于教学评估基座上的虚拟牙齿模型呈水平排列，且虚拟牙齿模型用于粘接托槽的牙冠面朝向一致；
所述评估用辅助线包括对齐用辅助线和牙长轴辅助线，所述牙长轴辅助线与固定放置于教学评估基座上的虚拟牙齿模型牙长轴平行，所述对齐用辅助线和牙长轴辅助线的交接处或延长线交接处为评估点位，且所述评估点位与虚拟牙齿模型的标准粘接区域中心点重合；
该方法包括以下步骤：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定于与之匹配的牙颌模型上；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)将粘接有托槽的虚拟牙齿模型从牙颌模型上取下，并固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(4)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(5)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估；
或是，
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(4)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
需要说明的是，在将虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，所述评估用辅助线及其交接处的评估点位用于快速评估虚拟牙齿模型的牙冠上粘接托槽位置的准确度。且所述虚拟牙齿模型为多个时，通过其水平排列形式，相较于传统的弓形颌架，能够更直观、便捷地对多个虚拟牙齿模型上粘接的托槽进行整体性的教学评估。
通常而言，所述评估用辅助线及其交接处的评估点位，是通过现有托槽粘接标准进行确定，当虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，所述评估用辅助线或其延长线应穿过托槽粘接标准区域，所述评估点位应与托槽粘接标准区域的中心点重合。
需要注意的是，上述托槽粘接标准为固定矫治技术中所实行的标准，通常而言，通过托槽和弓丝组合进行牙齿正畸的治疗方式，其所沿用的托槽粘接标准，或是通过经验总结的托槽标准粘接点位，都可适用于本发明中评估用辅助线的确定。
为了更好地说明本发明，并给出一种可行的技术方案，依照目前国内通用的Andrews、MBT托槽粘接标准，是将虚拟牙齿模型牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域，当所述虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，所述评估用辅助线或其延长线应穿过标准粘接区域的中心点，所述评估点位应与标准粘接区域的中心点重合；注意的是，上述两者的穿过和重合，也可为与下述评估视角上的穿过和重合。
进一步地，所述评估用辅助线包括对齐用辅助线和牙长轴辅助线，所述牙长轴辅助线与固定放置后的虚拟牙齿模型牙长轴平行，所述对齐用辅助线和牙长轴辅助线的交接处或延长线交接处为评估点位，且所述评估点位与虚拟牙齿模型的标准粘接区域中心点重合，或是下述评估视角上两者重合。
当依照Andrews、MBT托槽粘接标准时，上述标准粘接区域的面积大于托槽面积，当托槽粘接于牙冠表面时，其托槽边缘不超过上述标准粘接区域边缘，即在评估视角上，托槽的中心点与评估点位间距小于1mm即可视为托槽粘接位置准确；同时托槽的槽沟近远中倾斜度与牙长轴辅助线或其延长线平行或重合，即可视为托槽粘接方位准确。上述托槽粘接位置和托槽粘接方位都准确的情况下，即可视为托槽粘接准确。
其中，为了更好地进行教学评估，使用者通过评估视角的观察对上述评估用辅助线进行应用，所述评估视角通常为水平平视，所述虚拟牙齿模型于垂直方向上活动固定于教学评估基座上所设置的牙根连接凹槽内，并为了保持虚拟牙齿模型用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，所述凹槽的中心线对垂直线的偏角根据虚拟牙齿模型的牙齿类型进行调整，为前牙0°-20°、后牙15°-45°。
值得进一步说明的是，教学评估基座在实现用于放置虚拟牙齿模型及提供评估位点之外，其外形形状可根据实际教育需求和成本来设计，考虑到模型成本、上述优选评估视角及多个虚拟牙齿模型时水平排列，该教学评估基座为长方体形状，其顶面设有用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽，其侧面设有评估用辅助线。
其中，为了防止虚拟牙齿模型固定于教学评估基座上时在牙根连接凹槽内左右旋转，以及为了将虚拟牙齿模型固定于其对应的牙根连接凹槽内互不混淆，所述牙根连接件的横截面为不规则形状，且牙根连接件的横截面形状彼此不一致。
进一步地，为了更方便的对虚拟牙齿模型进行固定定位，所述牙根连接件的横截面与釉牙骨质界沿牙长轴方向±1mm处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10-15mm。通常而言，为了保持虚拟牙齿模型牙冠部分完整，优选在虚拟牙冠模型釉牙骨质界沿牙长轴方向远离牙冠端0～1mm处截断。
优选地，为了方便虚拟牙齿模型进行磁性固位，所述牙根连接件为空心构造，且壁厚为0.5-2mm，距离虚拟牙冠模型远端开口，用于填充磁性材料。与之对应的，所述教学评估基座的牙根连接凹槽底部设置有磁性材料。
通常而言，当上述装置用于培训使用者托槽粘接准确度时，使用者在虚拟牙齿模型上粘接托槽后，将其固定放置在教学评估基座上时，通过观察评估点位与托槽中心点的位置偏差及牙长轴辅助线与托槽的槽沟近远中倾斜度是否重叠，就能够对托槽的粘接准确度进行评估，即可认为本发明所提供的装置在仅包括一颗虚拟牙齿模型和与之匹配的教学评估基座时，也可达到教学评估的目的。但出于效率上的考虑，且实际临床治疗中通常包括上下颌各14颗牙齿的托槽粘接，因此优选地，所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型中虚拟牙冠模型的形状分别与人体上颌或下颌牙齿形状一致，且按照原本相邻顺序固定放置在教学评估基座上，所述虚拟牙齿模型为3-14个。
值得说明的是，通过本发明的发明人实施经验总结，在水平平视的评估视角情况下，尤其是通过摄像装置水平拍摄后进行教学评估的方式下时，所述虚拟牙齿模型为3个或6个时，最为适宜采用本发明所述装置进行评估。当所述虚拟牙齿模型为3个时，通常为三个前牙或三个后牙(不包含第二磨牙)，这是因为前牙和后牙在口内操作时视角不一样，粘接的准确性受一定影响。按照前牙后牙分类也是口腔的一种常规分类。当所述虚拟牙齿模型为6个，且为相邻的前牙(如13-23牙包含11、12、13、21、22、23牙或33牙-43牙包含31、32、33、41、42、43牙)。该6个前牙是患者张口、微笑时最影响美观的，托槽位置粘接的准确与否影响到前牙的最终位置和倾斜角度，从而影响患者的颜貌。
优选地，为了方便教学评估基座上评估用辅助线的设置，所述教学评估基座上牙根连接凹槽两侧设有辅助侧柱，并在侧柱上标识评估用辅助线。通常而言，位于侧柱上的评估用辅助线为对齐用辅助线。
进一步地，为了更为方便的进行教学评估，所述辅助侧柱上标识对齐用辅助线，包括标识于水平视角上的水平对齐用辅助线和标识于垂直视角上的垂直对齐辅助线。
其中，在教学评估基座上设有牙长轴辅助线，且所述牙长轴辅助线位于顶面的牙根连接凹槽的对应位置处或下方。
优选地，为了方便教学评估基座上评估用辅助线的设置，所述教学评估基座上还设有辅助标识透明板，所述辅助标识透明板上设有评估用辅助线或评估用辅助色块，用以评估托槽粘接的位置准确度，所述评估用辅助色块与标准粘接区域重合。
通常而言，上述虚拟牙齿模型中，虚拟牙冠模型是利用3D扫描技术对真实病患的畸形牙齿扫描得到数字模型，再通过3D打印技术获得与真实牙齿大小一致的实体模型。值得说明的是，本发明所述虚拟牙冠模型通常意义上为人体口腔牙齿的数字化模型，因此在临床治疗中治疗难度系数较大的病例牙齿特征，如“错乱牙齿”(马蹄形牙弓孔洞组)，也可同样适用于本发明在教学培训后进行快速评估。
为了更好地说明本发明，并提供一种优选的技术方案，所述教学评估基座为长5-80mm，宽5-30mm，高13-40mm的矩形体，其顶部设有牙根连接凹槽，在牙根连接凹槽两侧设有高7-15mm的辅助侧柱。
通过上述优选技术方案，尤其是通过水平对齐用辅助线、垂直对齐辅助线和牙长轴辅助线，能够方便、快速的对托槽粘接准确度进行评估。
本发明所述方法应用于方丝弓托槽、直丝弓托槽、个性化托槽及颊面管等不同矫治器附件，以及由该虚拟牙齿3D模型组成的不同错合类型的牙列组合教具的粘接训练和教学评估。
需要说明的是，在实际制备上述装置的过程中，首先是确定需要进行教学的病患例，并对病患的畸形牙进行3D扫描建立牙齿数字模型，此时可通过直接在3D软件中对托槽的标准位置(该标准位置的依据标准可根据实际情况进行选择)进行确定，即上述的标准粘接区域；也可通过将牙齿数字模型进行3D打印后，由正畸学专家实际进行托槽的标准粘接，再次通过3D扫描建立标准托槽粘接牙齿数字模型。
然后，在3D软件中通过将标准粘接区域排列至立体空间内标准粘接区域位于同一水平线上，且虚拟牙根连接件固定于牙根连接凹槽内，根据该水平线位置确定基座上评估用辅助线的设定；或是，在3D软件中通过将标准托槽粘接牙齿数字模型中托槽中心点排列至立体空间内托槽中心点位于同一水平线上，且虚拟牙根连接件固定于牙根连接凹槽内，根据该水平线位置确定基座上评估用辅助线的设定。
通常而言，在现行口腔正畸学中，本发明适用于直丝弓托槽、HX托槽、ROTH托槽、方丝弓托槽等的教学评估。上述对于本发明的应用举例并非限制本发明的保护范围，通常而言，通过托槽和弓丝组合进行牙齿正畸的治疗方式，其托槽粘接位置具有一致性情况下，皆可适用于本发明。
其中，所述教学评估基座上还设有识别图区域，用于设置二维码识别图。
此外，为了配合数字化教学，基于数字图像关联技术的比对算法处理，通过计算机准确、快速判别托槽粘接准确度的教学评估方式，同样也可应用于本发明。为了更好地说明本发明，并提供一种数字图像比对算法用数码图像的拍摄装置：
一种应用于上述装置的拍摄用设备，为空心结构的箱体构造，所述用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置与箱体内部一端端头处活动固定，距离远端处设置有拍摄装置的固定结构，且所述用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置与拍摄装置的固定结构间距为10-40cm。
其中，所述用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置中，在教学评估基座上还设有基座校准线，用于拍摄或拍摄成像后评估视角的校准。优选地，所述基座校准线是由水平线和垂直线所构成的“十”字形、“L”形或“井”字形。
通常而言，所述拍摄装置为数码相机或手机。
通常而言，所述拍摄用设备在安装拍摄装置后，能够对用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置进行清晰的成像即可，因此该拍摄用设备还可根据实际使用场景及需求，添加现有技术中其他的辅助拍摄用组件，但前提是，这些组件不能对拍摄成像的准确性造成不良的影响。
在利用上述数字图像比对算法时，拍摄装置成像时的视角视为评估视角，通过教学评估基座上设有的基座校准线，在成像后的数码照片上是否准确无变形、偏移来确定评估视角的准确；确定评估视角准确后，根据教学评估基座上的评估用辅助线和/或辅助色块，自动测量托槽粘接位置与标准粘接位置之间位置和方位的偏移数据，并根据该偏移数据自动比对教学评估用评分表，对托槽粘接准确度进行评估打分。
此外，还可根据教学评估基座上所设置的识别图区域上的二维码，通过计算机自动将上述评估打分结果归入二维码对应档案内。
本发明具有如下的有益效果：
1、本发明使用者在进行粘接托槽训练后，能够方便、快速的对托槽粘接准确度进行评估，极大地提高了教学工作的效率。
2、本发明使用者可自由拆卸教学评估基座上固定放置的虚拟牙齿模型，通过拆卸后的虚拟牙齿模型安装于牙颌架上模拟人体口腔形态进行托槽粘接训练，托槽粘接后再拆卸下虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上，通过基座上设置的评估用辅助线快速评估托槽粘接的准确度。
3、本发明可针对真实病患的实际口腔牙齿作为托槽粘接训练对象，一方面有别于现行教育体系下应用标准牙齿模型，学员无法通过训练具备全面临床经验的困境，另一方面也有助于教学机构针对特别疑难杂症的口腔牙齿畸形案例，建立典型案例的临床训练模型，有助于学员获取更全面的临床经验，培养更优秀的下一代口腔正畸医生。
4、本发明还可直接与数字图像关联技术的比对算法处理相结合，通过图像处理算法快速对托槽粘接的准确度进行数字分析评估，大幅节省了教学评估用时，且评估更为准确。
附图说明
图1为传统口腔正畸学的教学过程中所使用的口腔牙颌模型照片，传统教学过程中，学员在口腔牙颌模型上进行托槽粘接训练。
图2为本发明实施例1中的虚拟牙齿模型的结构示意图，其中该虚拟牙齿模型为人体口腔23牙，其中虚直线为该虚拟牙齿模型的牙长轴。
图3为本发明实施例1的虚拟牙齿模型的结构示意图，其中该虚拟牙齿模型为人体口腔23牙，其中虚线所构成的方框为标准粘接区域，方块内的实心点为标准粘接区域中心点。
图4为本发明实施例1虚拟牙齿模型的牙根连接件横截面形状示意图，其横截面与釉牙骨质界沿牙长轴方向远离牙冠端1mm处截面形状一致，且为空心构造。
图5为本发明实施例1中教学评估基座的结构示意图。
图6为本发明实施例1中教学评估基座的立体结构示意图。
图7为本发明实施例1中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的结构示意图。其中虚线所构成的方框为标准粘接区域，方块内的实心点为标准粘接区域中心点，可以很明显看出，教学评估基座上对齐用辅助线和牙长轴辅助线的延长线交接处评估点位与标准粘接区域中心点重合。
图8为本发明实施例1中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的结构示意图。其中，虚拟牙齿模型上已粘接有标准位置托槽，可以明显看出，托槽的槽沟近远中倾斜度与牙长轴辅助线的延长线重合。
图9为本发明实施例1中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的立体结构示意图。很明显看出，可通过教学评估基座侧柱上的对齐用辅助线对托槽粘接位置进行比对评估。
图10为本发明实施例1中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的实物照片。
图11为本发明实施例1中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的实物照片。
图12为本发明实施例2中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的结构示意图。
图13为本发明实施例3中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的结构示意图。
图14为本发明实施例3中透明板的结构示意图。
图15为本发明实施例3中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后并结合透明板的结构示意图。
图16为本发明实施例4中教学评估基座在固定放置虚拟牙齿模型后的结构示意图。
图中，1虚拟牙齿模型，1-1虚拟牙冠模型，1-2牙根连接件，1-3空心构造，2教学评估基座，3牙根连接凹槽，4辅助侧柱，5-1水平对齐用辅助线，5-2垂直对齐辅助线，5-3牙长轴辅助线，6标准粘接区域，6-1标准粘接区域中心点，7牙长轴，8基座校准线，9二维码识别图，10托槽，11透明板。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。值得指出的是，给出的实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明保护范围。
实施例1
本实施例由下述装置及配套教学评估方法构成：
如图2～11，一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座2；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1包括虚拟牙冠模型1-1以及与之固定连接的牙根连接件1-2，
所述虚拟牙冠模型1-1为6个，形状分别与该实施例所选病例人体13牙-23牙的牙冠形状一致，在虚拟牙冠模型1-1釉牙骨质界沿牙长轴方向远离牙冠端1mm处截断，且截断处与牙根连接件1-2固定连接，
所述牙根连接件1-2的横截面与上述截断处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10mm，牙根连接件为空心构造1-3，且壁厚为1.5mm，距离虚拟牙冠模型远端开口；
所述教学评估基座2包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽3及评估用辅助线，
所述教学评估基座2为长6.5cm，宽2.0cm，高1.5cm的长方体构造，且于其矩形顶面上设有用于固定放置虚拟牙齿模型1的牙根连接凹槽3，并在牙根连接凹槽3两侧设有高1.5cm的辅助侧柱4，其中一矩形侧面作为正面且为评估视角的正对面，
所述牙根连接凹槽3水平排列且与牙根连接件1-2形状分别相匹配，将虚拟牙齿模型1固定放置于其中时有明显的阻尼感，但不影响虚拟牙齿模型的取出拆卸；
所述牙根连接凹槽3为6个且分别对应所述6个虚拟牙齿模型1的牙根连接件1-2，牙根连接凹槽3的中心线对垂直线的偏角分别为6°、5°、2°、2°、5°、6°(6个虚拟牙齿模型为左右各三个对称，角度数值一致，倾斜的方向相反)，从而使得虚拟牙齿模型1固定放置于其中时，用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，且该方向正对教学评估基座2的正面，
所述评估用辅助线包括水平对齐用辅助线5-1、垂直对齐辅助线5-2和牙长轴辅助线5-3，
所述辅助侧柱4上设有评估用辅助线，包括设置于辅助侧柱侧面上的水平对齐用辅助线5-1及设置于辅助侧柱顶面的垂直对齐辅助线5-2，
在教学评估基座2的正面设有牙长轴辅助线5-3，且所述牙长轴辅助线5-3分别位于顶面的牙根连接凹槽3的对应位置处；
将虚拟牙齿模型1牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域6，当所述虚拟牙齿模型1放置固定于教学评估基座2上时，6个虚拟牙齿模型1的标准粘接区域为水平排列；所述评估用辅助线延长线在评估视角上穿过标准粘接区域中心点6-1，所述牙长轴辅助线延长线与对应虚拟牙齿模型的牙长轴7在评估视角上重合；且在评估视角上，所述水平对齐用辅助线延长线与牙长轴辅助线延长线交接处为评估点位，且该评估点位在评估视角上与标准粘接区域中心点6-1重合；
本实施例中，上述评估用辅助线为设置于教学评估基座上的线型凹槽；
在教学评估基座2的正面上还设有基座校准线8，所述基座校准线8是由水平线和垂直线所构成的“井”字形，
在教学评估基座2的正面上还设有二维码识别图9。
利用本实施例所提供的装置进行托槽粘接教学评估的方法如下：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型1固定于与之匹配的牙颌模型上；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型1上进行托槽10粘接；
(3)将粘接有托槽10的虚拟牙齿模型1从牙颌模型上取下，并固定放置于教学评估基座2上对应的牙根连接凹槽3内；
(4)确定固定放置后虚拟牙齿模型1上粘接托槽10的中心点，在评估视角上观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型1上粘结托槽10的槽沟近远中倾斜度，在评估视角上观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(5)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
其中，托槽粘接位置准确度在0mm～1.0mm时为合格，大于1.0mm时不合格；托槽粘接方位准确度在0°～5°时为合格，大于5°时不合格。
实施例2
本实施例由下述装置及配套教学评估方法构成：
如图12，一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座2；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1包括虚拟牙冠模型以及与之固定连接的牙根连接件，
所述虚拟牙冠模型为3个，形状分别与该实施例所选病例人体21牙-23牙的牙冠形状一致，在虚拟牙冠模型釉牙骨质界处截断，且截断处与牙根连接件固定连接，
所述牙根连接件的横截面与上述截断处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10mm，牙根连接件为空心构造，且壁厚为1.5mm，距离虚拟牙冠模型远端开口；
所述教学评估基座2包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽及评估用辅助线，
所述教学评估基座2为长3.5cm，宽2.0cm，高1.5cm的长方体构造，且于其矩形顶面上设有用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽，并在牙根连接凹槽两侧设有高1.5cm的辅助侧柱4，其中一矩形侧面作为正面且为评估视角的正对面，
所述牙根连接凹槽水平排列且与牙根连接件形状分别相匹配，将虚拟牙齿模型1固定放置于其中时有明显的阻尼感，但不影响虚拟牙齿模型的取出拆卸；
所述牙根连接凹槽为3个且分别对应所述3个虚拟牙齿模型的牙根连接件，牙根连接凹槽的中心线对垂直线的偏角分别为6°、5°、2°，从而使得虚拟牙齿模型固定放置于其中时，用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，且该方向正对教学评估基座的正面，
所述评估用辅助线包括水平对齐用辅助线5-1、垂直对齐辅助线和牙长轴辅助线5-3，
所述辅助侧柱4上设有评估用辅助线，包括设置于辅助侧柱4侧面上的水平对齐用辅助线5-1及设置于辅助侧柱顶面的垂直对齐辅助线，
在教学评估基座2的正面设有牙长轴辅助线5-3，且所述牙长轴辅助线5-3分别位于顶面的牙根连接凹槽的对应位置处；
本实施例中，上述评估用辅助线为设置于教学评估基座上的线型凹槽；
将虚拟牙齿模型牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域，当所述虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，3个虚拟牙冠模型的标准粘接区域为水平排列；所述评估用辅助线延长线在评估视角上穿过标准粘接区域的中心点，所述牙长轴辅助线延长线与对应虚拟牙齿模型的牙长轴在评估视角上重合；且在评估视角上，所述水平对齐用辅助线延长线与牙长轴辅助线延长线交接处为评估点位，且该评估点位在评估视角上与标准粘接区域的中心点重合；
在教学评估基座2的正面上还设有基座校准线8，所述基座校准线8是由水平线和垂直线所构成的“井”字形，
在教学评估基座2的正面上还设有二维码识别图9。
利用本实施例所提供的装置进行托槽粘接教学评估的方法如下：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，在评估视角上观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，在评估视角上观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(4)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
其中，托槽粘接位置准确度在0mm～1.0mm时为合格，大于1.0mm时不合格；托槽粘接方位准确度在0°～5°时为合格，大于5°时不合格。
实施例3
本实施例由下述装置及配套教学评估方法构成：
如图13～15，一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座2；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1包括虚拟牙冠模型以及与之固定连接的牙根连接件，
所述虚拟牙冠模型为3个，形状分别与该实施例所选病例人体21牙-23牙的牙冠形状一致，在虚拟牙冠模型釉牙骨质界处截断，且截断处与牙根连接件固定连接，
所述牙根连接件的横截面与上述截断处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10mm，牙根连接件为空心构造，且壁厚为1.5mm，距离虚拟牙冠模型远端开口；
所述教学评估基座2包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽及评估用辅助线，
所述教学评估基座2为长3.5cm，宽2.0cm，高1.5cm的长方体构造，且于其矩形顶面上设有用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽，其中一矩形侧面作为正面且为评估视角的正对面，
所述牙根连接凹槽水平排列且与牙根连接件形状分别相匹配，将虚拟牙齿模型固定放置于其中时有明显的阻尼感，但不影响虚拟牙齿模型的取出拆卸；
所述牙根连接凹槽为3个且分别对应所述3个虚拟牙齿模型的牙根连接件，牙根连接凹槽的中心线对垂直线的偏角分别为6°、5°、2°，从而使得虚拟牙齿模型固定放置于其中时，用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，且该方向正对教学评估基座的正面，
在教学评估基座2的正面设有牙长轴辅助线5-3，且所述牙长轴辅助线5-3分别位于顶面的牙根连接凹槽的对应位置处；
本实施例中，位于教学评估基座2上的牙长轴辅助线为设置于教学评估基座上的线型凹槽；
所述教学评估基座还包括一块长3.5cm，宽3cm的透明板11，该透明板11上设有水平对齐用辅助线5-1和牙长轴辅助线5-3，因长度和教学评估基座一致，可将其对应贴合于教学评估基座正面，并通过透明板上的牙长轴辅助线5-3与教学评估基座上的牙长轴辅助线重合确认贴合位置的准确度，
将虚拟牙齿模型牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域，当所述虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，3个虚拟牙冠模型的标准粘接区域为水平排列；在安装透明板时，所述水平对齐用辅助线在评估视角上穿过标准粘接区域的中心点，所述牙长轴辅助线与对应虚拟牙齿模型的牙长轴在评估视角上重合；且在评估视角上，所述水平对齐用辅助线与牙长轴辅助线交接处为评估点位，且该评估点位在评估视角上与标准粘接区域的中心点重合；
在教学评估基座2的正面上还设有基座校准线8，所述基座校准线8是由水平线和垂直线所构成的“井”字形，
在教学评估基座2的正面上还设有二维码识别图9。
利用本实施例所提供的装置进行托槽粘接教学评估的方法如下：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，在评估视角上观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，在评估视角上观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(4)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
其中，托槽粘接位置准确度在0mm～1.0mm时为合格，大于1.0mm时不合格；托槽粘接方位准确度在0°～5°时为合格，大于5°时不合格。
实施例4
本实施例由下述装置及配套教学评估方法构成：
一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座2；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型1包括虚拟牙冠模型以及与之固定连接的牙根连接件，
所述虚拟牙冠模型为3个，形状分别与该实施例所选病例人体44牙的牙冠形状一致，在虚拟牙冠模型釉牙骨质界处截断，且截断处与牙根连接件固定连接，
所述牙根连接件的横截面与上述截断处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10mm，牙根连接件为空心构造，且壁厚为1.5mm，距离虚拟牙冠模型远端开口；
所述教学评估基座2包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽及评估用辅助线，
所述教学评估基座2为长2.5cm，宽1.5cm，高1.5cm的长方体构造，且于其矩形顶面上设有用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽，并在牙根连接凹槽两侧设有高1.5cm的辅助侧柱4，其中一矩形侧面作为正面且为评估视角的正对面，
所述牙根连接凹槽水平排列且与牙根连接件形状分别相匹配，将虚拟牙齿模型固定放置于其中时有明显的阻尼感，但不影响虚拟牙齿模型的取出拆卸；
所述牙根连接凹槽为1个且对应所述44虚拟牙齿模型的牙根连接件，牙根连接凹槽的中心线对垂直线的偏角为6°，从而使得虚拟牙齿模型固定放置于其中时，用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，且该方向正对教学评估基座的正面，
所述评估用辅助线包括水平对齐用辅助线5-1、垂直对齐辅助线和牙长轴辅助线5-3，
所述辅助侧柱4上设有评估用辅助线，包括设置于辅助侧柱4侧面上的水平对齐用辅助线5-1及设置于辅助侧柱顶面的垂直对齐辅助线，
在教学评估基座2的正面设有牙长轴辅助线5-3，且所述牙长轴辅助线5-3分别位于顶面的牙根连接凹槽的对应位置处；
本实施例中，上述评估用辅助线为设置于教学评估基座2上的线型凹槽；
将虚拟牙齿模型牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域，当所述虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，虚拟牙冠模型的标准粘接区域为水平排列；所述评估用辅助线延长线在评估视角上穿过标准粘接区域的中心点，所述牙长轴辅助线延长线与对应虚拟牙齿模型的牙长轴在评估视角上重合；且在评估视角上，所述水平对齐用辅助线延长线与牙长轴辅助线延长线交接处为评估点位，且该评估点位在评估视角上与标准粘接区域的中心点重合；
在教学评估基座的正面上还设有基座校准线，所述基座校准线是由水平线和垂直线所构成的“井”字形，
在教学评估基座的正面上还设有二维码识别图。
利用本实施例所提供的装置进行托槽粘接教学评估的方法如下：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，在评估视角上观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，在评估视角上观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(4)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
其中，托槽粘接位置准确度在0mm～1.0mm时为合格，大于1.0mm时不合格；托槽粘接方位准确度在0°～5°时为合格，大于5°时不合格。
为了更好地说明本发明的结构，针对上述实施例1提供其制备方法步骤供以参考，需要说明的是，下述制备方法并非对本发明所保护的装置结构的制备进行了限制，本领域技术人员可根据现有技术自行选择适宜的制备方法。
针对实施例1所述装置，其制备方法包括以下步骤：
①根据所选病例人体13牙-23牙进行牙齿取模，并根据牙齿取模所制备的牙齿模型进行3D扫描建立离体牙齿3D模型；
②在3D软件中，将离体牙齿3D模型的釉牙骨质界沿牙长轴方向远离牙冠端1mm处截断，并依照该截断面形状沿牙长轴延伸10mm作为牙根连接件的外侧形状轮廓，再等比例缩小该外侧形状轮廓并移除该等比例缩小部分，并距离牙冠远端开口，从而建立空心构造的牙根连接件3D模型，该牙根连接件3D模型与其连接的牙冠部分共同构成虚拟牙齿3D模型；
③在3D软件中，在虚拟牙齿3D模型上标注标准粘接区域；
该标准粘接区域的确定可依据托槽粘接标准直接在虚拟牙齿3D模型上进行标注；
或为，将该虚拟牙齿3D模型通过3D打印设备打印出后，由正畸学专家实际进行托槽的标准粘接，然后3D扫描托槽标准粘接后的虚拟牙齿模型，并根据扫描所得结果确定标准粘接区域；
④在3D软件中建立教学评估基座3D模型，然后在3D软件中将虚拟牙齿3D模型水平排列并将其标准粘接区域排列至同一水平线上，且虚拟牙齿3D模型用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，再将虚拟牙齿3D模型的牙根连接件3D模型从教学评估基座3D模型的顶面伸入直至牙根连接件部分完全没入教学评估基座3D模型中，依据该没入部分外侧形状轮廓建模作为牙根连接凹槽；
⑤在3D软件中，根据水平排列的标准粘接区域位置，在教学评估基座3D模型上标注或建模评估用辅助线；
⑥将经上述步骤所得教学评估基座3D模型及虚拟牙齿3D模型通过3D打印设备进行3D打印，即得。
其中，3D扫描所用设备为(3shape)，3D打印机选用(NOVA 3D)。
此外，在一种实施方案中，本发明同样适用于在临床治疗中治疗难度系数较高的病例牙齿特征，包括“错乱牙齿”(马蹄形牙弓孔洞组)，可直接通过牙齿取模所制备的牙齿模型进行3D扫描建立离体牙齿3D模型；也可通过对上述病例牙齿特征进行模拟，如在牙颌模型对虚拟牙齿模型的固定位置进行调整，从而对上述病例牙齿特征进行模拟。需要说明的是，上述针对病例牙齿形态和布置的改变，都可适用于本发明装置进行教学评估，该领域的技术人员对托槽粘贴用教具或装置的改良，在不涉及到对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的方法，其特征在于该方法包括使用一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，包括带有牙根连接件的虚拟牙齿模型及用于固定放置虚拟牙齿模型的教学评估基座；
所述带有牙根连接件的虚拟牙齿模型包括虚拟牙冠模型以及与之固定连接的牙根连接件，所述虚拟牙冠模型的形状与人体牙齿牙冠形状一致，且在其牙冠面上定义有标准粘接区域；在虚拟牙冠模型釉牙骨质界沿牙长轴方向±1mm处截断且与牙根连接件固定连接，且所述牙根连接件的长端与牙长轴平行；
所述教学评估基座包括用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽及评估用辅助线，所述牙根连接凹槽与牙根连接件形状相匹配；
所述虚拟牙齿模型通过牙根连接件活动固定于教学评估基座上所设置的牙根连接凹槽内；当虚拟牙齿模型为多个时，活动固定于教学评估基座上的虚拟牙齿模型呈水平排列，且虚拟牙齿模型用于粘接托槽的牙冠面朝向一致；
所述评估用辅助线包括对齐用辅助线和牙长轴辅助线，所述牙长轴辅助线与固定放置于教学评估基座上的虚拟牙齿模型牙长轴平行，所述对齐用辅助线和牙长轴辅助线的交接处或延长线交接处为评估点位，且所述评估点位与虚拟牙齿模型的标准粘接区域中心点重合；
该方法包括以下步骤：
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定于与之匹配的牙颌模型上；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)将粘接有托槽的虚拟牙齿模型从牙颌模型上取下，并固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(4)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(5)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估；
或是，
(1)将需要进行托槽粘接的虚拟牙齿模型固定放置于教学评估基座上对应的牙根连接凹槽内；
(2)在固定好的虚拟牙齿模型上进行托槽粘接；
(3)确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘接托槽的中心点，观察测量其与评估点位之间的间距作为托槽粘结位置准确度数据；确定固定放置后虚拟牙齿模型上粘结托槽的槽沟近远中倾斜度，观察测量其与牙长轴辅助线的偏角作为托槽粘接方位准确度数据；
(4)根据托槽粘接位置准确度数据和托槽粘接方位准确度数据对托槽的粘接准确度进行评估。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述虚拟牙齿模型牙冠的唇颊面中心点位置向上、下、左、右2mm所划定的区域定义为标准粘接区域，当所述虚拟牙齿模型放置固定于教学评估基座上时，所述评估用辅助线或其延长线应穿过标准粘接区域中心点，所述评估点位应与标准粘接区域中心点重合。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述牙根连接凹槽的中心线对垂直线的偏角根据虚拟牙齿模型的牙齿类型进行调整，为前牙0°-20°、后牙15°-45°。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述评估用辅助线包括对齐用辅助线和牙长轴辅助线(5-3)，所述牙长轴辅助线(5-3)与固定放置于教学评估基座上的虚拟牙齿模型牙长轴(7)平行，所述对齐用辅助线和牙长轴辅助线的交接处或延长线交接处为评估点位，且所述评估点位与虚拟牙齿模型的标准粘接区域的中心点重合，或是下述评估视角上两者重合；
所述评估视角为水平平视，所述虚拟牙齿模型于垂直方向上活动固定于教学评估基座上所设置的牙根连接凹槽内。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述教学评估基座为长方体形状，其顶面设有用于固定放置虚拟牙齿模型的牙根连接凹槽，教学评估基座(2)上牙根连接凹槽两侧设有辅助侧柱，并在辅助侧柱上标识对齐用辅助线。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述辅助侧柱上标识对齐用辅助线，包括标识于水平视角上的水平对齐用辅助线和标识于垂直视角上的垂直对齐辅助线。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述教学评估基座为长5-80mm，宽5-30mm，高13-40mm的矩形体，其顶部设有牙根连接凹槽，在牙根连接凹槽两侧设有高7-15mm的辅助侧柱。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述牙根连接件的横截面与釉牙骨质界沿牙长轴方向±1mm处截面形状一致，且沿着牙长轴方向长10-15mm。
9.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述一种用于教学评估牙齿正畸托槽粘接准确度的装置，其制备方法包括以下步骤：
①根据所选病例人体牙齿进行牙齿取模，并根据牙齿取模所制备的牙齿模型进行3D扫描建立离体牙齿3D模型；
②在3D软件中，将离体牙齿3D模型的釉牙骨质界沿牙长轴方向远离牙冠端1mm处截断，并依照该截断面形状沿牙长轴延伸10mm作为牙根连接件的外侧形状轮廓，再等比例缩小该外侧形状轮廓并移除该等比例缩小部分，并距离牙冠远端开口，从而建立空心构造的牙根连接件3D模型，该牙根连接件3D模型与其连接的牙冠部分共同构成虚拟牙齿3D模型；
③在3D软件中，在虚拟牙齿3D模型上标注标准粘接区域；
该标准粘接区域的确定可依据托槽粘接标准直接在虚拟牙齿3D模型上进行标注；
或为，将该虚拟牙齿3D模型通过3D打印设备打印出后，由正畸学专家实际进行托槽的标准粘接，然后3D扫描托槽标准粘接后的虚拟牙齿模型，并根据扫描所得结果确定标准粘接区域；
④在3D软件中建立教学评估基座3D模型，然后在3D软件中将虚拟牙齿3D模型水平排列并将其标准粘接区域排列至同一水平线上，且虚拟牙齿3D模型用于粘接托槽的牙冠面朝向一致，再将虚拟牙齿3D模型的牙根连接件3D模型从教学评估基座3D模型的顶面伸入直至牙根连接件部分完全没入教学评估基座3D模型中，依据该没入部分外侧形状轮廓建模作为牙根连接凹槽；
⑤在3D软件中，根据水平排列的标准粘接区域位置，在教学评估基座3D模型上标注或建模评估用辅助线；
⑥将经上述步骤所得教学评估基座3D模型及虚拟牙齿3D模型通过3D打印设备进行3D打印，即得。
10.根据权利要求1-9任一项所述方法应用于方丝弓托槽、直丝弓托槽、个性化托槽及颊面管等不同矫治器附件，以及由该虚拟牙齿3D模型组成的不同错合类型的牙列组合教具的粘接训练和教学评估。
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