CN112674890A - 牙科矫正器及牙科矫正系统、其设计方法及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙科矫正器及牙科矫正系统、及各自的设计方法及制造方法。本发明的牙科矫正器及牙科矫正系统的特点在于包括至少一个用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

Description

牙科矫正器及牙科矫正系统、其设计方法及制造方法

技术领域

本发明涉及牙科矫正技术领域，特别涉及一种牙科矫正器、其设计方法及制造方法、和牙科矫正系统及其设计方法及制造方法。

背景技术

牙科矫治器是一种治疗错颌畸形的装置，可产生作用力，或是咀嚼肌口周肌的功能作用力通过矫治器使畸形的颌骨、错位牙及牙周组织发生变化，以利于牙颌面正常生长发育。

隐形矫治器凭借其美观、佩戴舒适、矫治效果佳，被广大消费者所认可。其中青少年为一部分特殊的病例，其一定阶段中会有乳牙脱落、恒牙萌出的阶段，与成人恒牙矫治有所区别，在使用隐形矫治器进行矫治的过程中若按照与其口内实际的模型相同的结构进行牙齿矫治，则有可能会出现牙弓中对应没有萌出牙齿的部分被隐形矫治器覆盖，随着牙齿的萌出，隐形矫治器对应的位置处由于覆盖邻近牙龈，萌牙没有足够的空间萌出而影响牙齿的正常萌出，或者在牙齿萌出后会出现隐形牙齿矫治无法佩戴的现象；现有技术中有的方法采用萌出空间与牙齿萌出随动设计的方法，但是上述方法存在一定的问题，如患者口内牙齿萌出过程中综合因素较多，在进行矫治计划设计过程中，如果萌出空间设计不合理，就有可能会出现萌出空间与牙齿之间相互接触，产生作用力，而影响牙齿正常萌出的效果；另外，随动设计过程中对于牙齿萌出速度及萌出参数的预测若不精准，还有可能发生萌出设计误差的结果，产生患者无法正常佩戴矫治器的效果。上述效果均是在矫治过程中不希望产生的，因此，设计一种随着矫治计划的进行，萌出空间设计简单、并且不影响牙齿的正常生长萌出的矫治系统，及其设计方法和制备方法具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种牙科矫正系统及其设计方法及制造方法，可以用于带有未萌牙或者萌出牙的牙列的矫正。

本发明还提供一种牙科矫正器、其设计方法及制造方法，可以用于带有未萌牙或者萌出牙的牙列的矫正。

本发明的技术方案包括：

一种牙科矫正系统，包括一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置一部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

进一步地，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

进一步地，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

进一步地，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

进一步地，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

进一步地，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

进一步地，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

进一步地，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

进一步地，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

进一步地，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

进一步地，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

进一步地，所述萌出腔体的牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的制作方法，将根据上述任一所述的设计方法得到的牙科矫正系统中的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

本发明还提供了一种牙科矫正系统，包括一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，包括：

所述一系列壳状矫正器中的第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及

所述一系列壳状矫正器中的第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，

在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

进一步地，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

进一步地，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

进一步地，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

进一步地，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

进一步地，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述一系列的壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器包括第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及

所述一系列壳状矫正器还包括第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，

在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

进一步地，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

进一步地，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

进一步地，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

进一步地，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

进一步地，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的制作方法，将根据上述任一所述的设计方法得到的牙科矫正系统中的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

本发明还提供了一种壳状矫正器，设计为实施治疗计划的至少一部分，包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

进一步地，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标轴的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标轴的偏移量为0-1mm。

进一步地，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

进一步地，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

进一步地，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

进一步地，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

进一步地，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供了一种壳状矫正器的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.基于至少一个所述中间数字化牙颌模型或目标数字化牙颌模型进行壳状矫正器的设计：

壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，使所述壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

本发明还提供了一种壳状矫正器的制作方法，将根据上述的设计方法得到的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到牙科矫正器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的牙科矫正系统、其设计方法及制造方法能够有效的进行包含未萌牙或者萌出牙的牙列的矫正，并且在牙科矫正系统中的一系列壳状矫正器中的每一个壳状矫正器均包含萌出腔体，用于容置未萌出或萌出中的牙齿，每个壳状矫正器上的萌出腔体在矫治治疗期间均保持相同或基本相同，并且一系列壳状矫正器中的萌出腔体在治疗期间与未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触，确保了未萌出或萌出中的牙齿不会受到与壳状矫正器相互作用产生的力，而影响萌出。此种设置方式在一系列壳状矫正器的制备过程中操作简单，并且随着矫治计划的进行，在制备壳状矫正器对应的一系列牙颌模型上设置基本恒定的结构，即可实现制备出的一系列壳状矫正器上的萌出腔体保持相同或基本相同。本发明提供的牙科矫正器其设计方法及制造方法能够有效的进行包含未萌牙或者萌出牙的牙列的矫正；牙科矫正器上设置萌出腔体，该牙科矫正器可以用于萌出牙齿的萌出，其余牙齿相对位置保持的效果，为牙齿萌出提供相对稳定的萌出空间，避免因为牙齿萌出过程中的牙齿间的空隙而导致萌出空间相邻牙齿的倾斜。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是壳状牙科器械的形状示意图；

图2是本发明的牙科矫正系统的设计方法的一种流程框图；

图3是本发明的牙科矫正系统的设计方法的另一种流程框图。

具体实施方式

本发明提供一种牙科矫正系统及其设计方法及制造方法，以及一种牙科矫正器及其设置方法及制造方法。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

下面具体阐述本发明的一些实施方式，以进一步说明本发明。

本发明的一个实施例提供的一种牙科矫正系统，包括一系列的壳状矫正器，所述一系列的壳状矫正器例如是在整个治疗计划中使用的所有的壳状矫正器，能够设计为实施整个治疗计划，或者是整个治疗计划中使用的所有的壳状矫正器中的一部分，设计为实施治疗计划的一部分，所述一系列壳状矫正器包括多个壳状矫正器，其中，多个壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体例如是如图1所示的壳状牙科器械的形状，所述壳体中设置有多个腔体，所述每个腔体主要是由舌侧面、唇/颊侧面及牙颌面围合而成的，多个腔体相互连通，所述多个腔体被设计为容置一部分或全部的颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状是经如下方法确定的：

首先，获得牙齿数据，并在牙齿数据中识别未萌出或未完全萌出牙齿；

获得牙齿数据的方法例如是：可以根据患者当前的牙齿状态、或者牙齿及其周边组织(如牙龈、面部软组织)的状态提取牙模，即制作物理牙齿模型(例如借助取印模制作石膏牙齿模型)，再对该物理的三维牙齿模型进行扫描，以生成代表患者牙齿的原始状态的虚拟牙齿模型(对应于基础牙齿状态)。或者，也可通过光学扫描、三维照相、三维摄像或医用CT扫描直接获得牙齿、或者牙齿及其周边组织的图像，以获得原始牙齿状态的三维数据。根据得到的图像信息能够容易的识别出牙列中未萌出或未完全萌出的牙齿。

其次，确定所述未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态；

确定所述未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态使用的方法可以是：

通过数据分析某些已完全萌出的成人恒齿的状态数据来进行预测。例如，通过分析已完全萌出的成人恒齿的尺寸，可计算出未萌出或正在萌出牙齿的尺寸，例如未萌出或正在萌出牙齿的尺寸可从牙齿群体平均解剖形状标准中获得。口腔中每个未完全萌出牙齿的状态数据可通过一计算机程序进行估计。

或者是，基于牙齿群体平均解剖形状等参数建立完全萌出牙的标准数据集，并根据未萌出或未完全萌出牙齿的类型在标准数据集中找到对应牙齿类型的相应数据，作为未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态数据。

又或者是，基于多个牙齿的数据创建重叠几何结构的最外表面的通用尺寸，以该通用尺寸作为完全长出状态标准数据，并根据未萌出或未完全萌出牙齿的类型在标准数据集中找到对应牙齿类型的相应数据，作为未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态数据。

然后，基于所述未萌出或未完全萌出牙齿对应的完全长出状态牙齿数据及确定的一牙齿预测参数决定用于容纳所述未萌出或未完全萌出牙齿的萌出腔体的状态参数；

所述完全长出状态牙齿数据包括但不限于牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向中至少之一，所述牙齿预测参数包括在牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向的基础上分别对于形状、尺寸、位置和朝向设定各自的预定的阈值范围，例如是对应的比例因子或者对应的偏差值，通过分别设定合适的各个牙齿预测参数，使其各自满足预定的阈值范围，进而能够实现在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；

并且，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同，也就是说，在所述一系列的壳状矫正器中，不同壳状矫正器上的萌出腔体的设计是基本相同的，即，通过一次设计，就能够得到萌出腔体的状态参数，并且该状态参数能够适用于后续步骤设计的所有壳状矫正器。需要说明的是基本相同是指萌出腔体的主体形状、尺寸、位置和朝向是一致的，由于在一系列壳状矫正器佩戴矫治过程中，牙齿会随着矫治的进行而发生移动，萌出腔体与邻牙腔体光滑过渡连接会有部分空间的适应性调整。

在一个实施方式中，所述牙齿预测参数包括形状、尺寸、位置和朝向的各自的预定的阈值范围，例如，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸，该尺寸为固定尺寸，并且不会变化，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中尺寸的确定，如固定尺寸再放大1.02-1.05倍，该尺寸较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中与形成的萌出腔体始终保持不接触。朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的长轴朝向呈0-5°角度；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中朝向的确定，该朝向较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向角度范围多数情况更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的长轴为基准进行0-5°角度朝向的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置，该位置为确定位置，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中位置的确定。需要说明的是，在进行牙科矫正系统设计时，是基于数字化的牙颌模型进行的，而数字化的牙颌模型是在统一的三维坐标系下，由多个三角面片组成的，每个三角面片中的各个顶点在三维坐标系中均有其对应的空间坐标值，该未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置确定是基于组成其的每个顶点的空间坐标值组成的，而牙齿预测参数中的位置较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置偏移量范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的组成的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中形状的确定。

在一个实施方式中，所述牙齿预测参数的所述尺寸的预定阈值范围包括基于多种尺寸设定比例因子或者偏差值，例如基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿的唇/颊侧面尺寸、和/或舌侧面尺寸等，分别确定萌出腔体的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

在一个实施例中，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述唇/颊侧面设定参数的特征可以是唇/颊侧面的弧度、唇/颊侧面的近远中方向的长度等，所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的参数可以是唇/颊侧面外形最高点、颊轴嵴等，其中，外形最高点是指牙体各轴面最突出的部分(《口腔医学导论》第35页第二部分(一)中的表述)。颊轴嵴是指颊侧在轴面上，从牙尖顶端伸向牙颈部的纵形隆起(《口腔医学导论》第36页第二部分(三)中的表述)等。所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置，所述舌侧面设定参数的特征可以是舌侧面的弧度、舌侧面的近远中方向的长度等，所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的参数可以是舌侧面外形最高点、舌轴嵴等，其中，外形最高点是指牙体各轴面最突出的部分(《口腔医学导论》第35页第二部分(一)中的表述)。舌轴嵴是指舌侧在轴面上，从牙尖顶端伸向牙颈部的纵形隆起(《口腔医学导论》第36页第二部分(三)中的表述)等。

在一个实施例中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数设置，例如是所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的形状和尺寸分别乘除或者加减所述颊侧面的形状和尺寸参数，得到所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸。更具体的说，所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数可以基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的颊侧面在至少一个高度上的高点(也可以是外形高点)连线而设置，例如基于在某一个高度上的高点连线而设置一平面，或者基于两个或更多高度上的高点连线而设置一曲面。所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，例如是所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的形状和尺寸分别乘除或者加减所述舌侧面的形状和尺寸参数，得到所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸。所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置，例如基于在某一个高度上的高点连线而设置一平面，或者基于两个或更多高度上的高点连线而设置一曲面或不规则的非平面形状。

在一具体的实施方式中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的具体形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面的具体形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

在一具体的实施方式中，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。所述牙颌面的参数可以是牙颌面的弧度、牙颌面距离牙颈线的高度等。更具体地说，可以根据未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定；也可以根据相邻牙齿的牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一个示例性实施方式中，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置，所述萌出腔体的牙颌面的参数确定例如是在所述高度最大值的基础上乘以或除以一个参数，或者加上或减去一个参数。例如，在萌出腔体的牙颌面的参数确定例如是在所述高度最大值的基础上扩大1.02-1.05倍。

在一具体的实施方式中，所述萌出腔体的牙颌面的具体形状为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面和舌侧面光滑过渡的曲面。需要说明的是，萌出腔体牙颌面可以为根据确定的唇/颊侧面和舌侧面进行平面或曲面的设定，还可以基于唇/颊侧面和舌侧面在预定阈值范围内调整而进行平面或曲面的设定。萌出腔体的主体形状、尺寸、位置和朝向是一致的，由于在一系列壳状矫正器佩戴矫治过程中，牙齿会随着矫治的进行而发生移动，萌出腔体与邻牙腔体光滑过渡连接会有部分空间的适应性调整。

在一些实施例中，所述壳状矫治器上除萌出腔体之外的几何结构使除未萌出或未完全萌出牙齿之外的牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置。即本实施例中的萌出腔体仅为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿预留生长的空间，使得壳状矫治器整体不会干涉萌牙的自然生长，但本实施例的萌出腔体对于畸形生长的萌牙并不具有矫治作用。即，如果该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿为畸形生长的牙齿，本实施例的萌出腔体也根据该萌牙进行设置，但不对其进行矫治干预。而壳状矫治器上除萌出腔体之外的几何结构使除未萌出或未完全萌出牙齿之外的牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置，即除萌出腔体之外的几何结构对其余除萌牙之外的牙齿具有矫治作用，使得在排齐牙齿的同时不干预萌芽的萌出。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的设计方法，能够用于设计上述的牙科矫正系统，如图2所示，所述设计方法包括如下步骤：

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；

其中，数字化牙颌模型的获取可以采用如下任一的方法：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和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

数字化牙颌模型的切割可以采用如下的非限制性实施例：

分割方法例如采用如下步骤进行：

S200：选取待分割的数字化牙颌模型上的第一类特征点，所述数字化牙颌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颌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，获得数字化牙颌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颌模型选取的且用于对牙颌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颌模型选取的且用于表征数字化牙颌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颌的分割进行导向，而第二类特征点是具体分割牙颌时的特征点；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，进而提高牙颌的分割精度；

通过在数字化牙颌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颌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颌模型整体选取的，特征点的分类信息涵盖了数字化牙颌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。

识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据的具体实施方式可以为先进行牙位的识别，在将识别后的牙齿与标准牙齿的体积进行比较，当识别后的牙齿体积小于对应标准牙齿体积在一定阈值内即标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿，上述阈值例如为标准牙齿体积的一半。更具体地，牙位识别的方法可以采用如下方法：步骤1：建立第一先验模型、第二先验模型和第三先验模型；其中，所述第一先验模型包括采集已有的牙齿模型中每两颗相邻牙齿的间距以及该间距对应的缺牙数量，为不同数量缺失牙齿的间距计算概率分布函数值；所述第二先验模型包括采集已有的牙齿模型中每颗牙齿的表征位置的特征量，为具有相同编号的牙齿的至少是表征位置的特征量计算概率分布函数值；所述第三先验模型包括采集已有的牙齿模型中牙齿未缺失、或不同数量的牙齿缺失后每两颗相邻牙齿的牙位排列情况，计算牙位排列情况的概率分布函数值；步骤2：获取待测试牙齿模型的每颗牙齿的表征位置的特征量以及相邻两颗牙齿之间的间距；步骤3：基于隐马尔科夫模型确定待测试牙齿模型的牙位。根据上述方法进行牙位的识别，之后根据牙位标记与标准牙齿模型进行牙齿体积的比较，如采用特征点坐标值的变化在一定阈值范围内进行比较，并判断是否标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿。

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，同时也得到了目标矫治位置；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

所述牙科矫正系统的设计的具体实施可以参考上述的牙科矫正系统的具体设计操作的任一种或任几种。

所述牙齿预测参数包括对于每个未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态的每个参数的预测，例如但不限于是每个未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向等。在形状、尺寸、位置和朝向的每一个里面，又会细分为多种维度的形状、尺寸、位置和朝向，所述牙齿预测参数包括对于每个细分维度的形状、尺寸、位置和朝向参数确定例如一个比例因子或者偏差值。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数包括形状、尺寸、位置和朝向每个维度的预测参数，每个预测参数具有对应的阈值范围，具体而言，例如，

尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸，该尺寸为固定尺寸，并且不会变化，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中尺寸的确定，如固定尺寸再放大1.02-1.05倍，该尺寸较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的长轴朝向呈0-5°角度；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中朝向的确定，该朝向较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向角度范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的长轴为基准进行0-5°角度朝向的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置，该位置为确定位置，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中位置的确定。需要说明的是，在进行牙科矫正系统设计时，是基于数字化的牙颌模型进行的，而数字化的牙颌模型是在统一的三维坐标系下，由多个三角面片组成的，每个三角面片中的各个顶点在三维坐标系中均有其对应的空间坐标值，该未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置确定是基于组成其的每个顶点的空间坐标值组成的，而牙齿预测参数中的位置较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置偏移量范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的组成的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中形状的确定。

在一个更具体的实施例中，所述牙齿预测参数的所述尺寸预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面尺寸的设定参数、和/或舌侧面尺寸的设定参数，即为所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面尺寸设定一预定的阈值范围以得到萌出腔体的相应维度尺寸，为所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的舌侧面尺寸设定一预定的阈值范围以得到萌出腔体的相应维度尺寸。

在一实施例中，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述唇/颊侧面设定参数的特征可以是唇/颊侧面的弧度、唇/颊侧面的近远中方向的长度等所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的参数可以是唇/颊侧面外形最高点、颊轴嵴等，所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置，所述舌侧面设定参数的特征可以是舌侧面的弧度、舌侧面的近远中方向的长度等，所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的参数可以是舌侧面外形最高点、舌轴嵴等。

在一具体的实施方式中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。例如，未萌出牙齿为左侧第一磨牙，在进行牙齿预测参数设置时，可以以左侧第一磨牙完全长出状态进行设置，如左侧第一磨牙萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态唇/颊侧面的外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的唇/颊侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的唇/颊侧面；舌侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态的舌侧面外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的舌侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的舌面。

具体而言，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

在一实施例中，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

更具体地例如，所述牙颌面设定参数设计基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置，所述萌出腔体的牙颌面的参数确定例如是在所述高度最大值的基础上乘以或除以一个参数，或者加上或减去一个参数。更具体地说，可以根据未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定；也可以根据相邻牙齿的牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一实施例中，所述萌出腔体的牙颌面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。需要说明的是，萌出腔体牙颌面可以为根据确定的唇/颊侧面和舌侧面进行平面或曲面的设定，还可以基于唇/颊侧面和舌侧面在预定阈值范围内调整而进行平面或曲面的设定。萌出腔体的主体形状、尺寸、位置和朝向是一致的，由于在一系列壳状矫正器佩戴矫治过程中，牙齿会随着矫治的进行而发生移动，萌出腔体与邻牙腔体光滑过渡连接会有部分空间的适应性调整。

本发明还提供了一种牙科矫正系统的制作方法，所述制作方法具体包括：将根据上述任一的设计方法得到的牙科矫正系统中的每个牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

例如，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。

例如，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正系统，所述牙科矫正系统包括一系列的壳状矫正器，所述一系列的壳状矫正器包括多个壳状矫正器，所述多个壳状矫正器设计为实施治疗计划的一部分或者全部。

所述牙科矫正系统包括：

所述一系列壳状矫正器中的第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及所述一系列壳状矫正器中的第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

所述第一壳状矫正器或所述第二壳状矫正器可以用上述任一的设计方法和制作方法得到，其结构可以是上述的壳状矫正器的任一种结构。

在一个具体的实施例中，所述第一壳状矫正器或所述第二壳状矫正器的所述牙齿预测参数包括形状、尺寸、位置和朝向各自的预定阈值范围，其中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸，该尺寸为固定尺寸，并且不会变化，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中尺寸的确定，如固定尺寸再放大1.02-1.05倍，该尺寸较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的长轴朝向呈0-5°角度；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中朝向的确定，该朝向较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向角度范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的长轴为基准进行0-5°角度朝向的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置，该位置为确定位置，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中位置的确定。需要说明的是，在进行牙科矫正系统设计时，是基于数字化的牙颌模型进行的，而数字化的牙颌模型是在统一的三维坐标系下，由多个三角面片组成的，每个三角面片中的各个顶点在三维坐标系中均有其对应的空间坐标值，该未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置确定是基于组成其的每个顶点的空间坐标值组成的，而牙齿预测参数中的位置较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置偏移量范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的组成的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中形状的确定。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括多种维度的尺寸的设定参数，例如包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面尺寸的设定参数、和/或舌侧面尺寸的设定参数。

在一个具体的实施例中，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述唇/颊侧面设定参数的特征可以是唇/颊侧面的弧度、唇/颊侧面的近远中方向的长度等所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的参数可以是唇/颊侧面外形最高点、颊轴嵴等。所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置，所述舌侧面设定参数的特征可以是舌侧面的弧度、舌侧面的近远中方向的长度等，所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的参数可以是舌侧面外形最高点、舌轴嵴等。

在一个具体的实施例中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。例如，未萌出牙齿为左侧第一磨牙，在进行牙齿预测参数设置时，可以以左侧第一磨牙完全长出状态进行设置，如左侧第一磨牙萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态唇/颊侧面的外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的唇/颊侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的唇/颊侧面；舌侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态的舌侧面外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的舌侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的舌面。

在一个具体的实施结构中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一个具体的实施方式中，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置，所述萌出腔体的牙颌面的参数确定例如是在所述高度最大值的基础上乘以或除以一个参数，或者加上或减去一个参数。更具体地说，可以根据未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定；也可以根据相邻牙齿的牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一具体的实施结构中，所述萌出腔体的牙颌面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

本发明还提供一种牙科矫正系统的设计方法，可以用于设计上述的牙科矫正系统，如图3所示，所述设计方法包括如下步骤：

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；

其中，数字化牙颌模型的获取可以采用如下任一的方法：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和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

数字化牙颌模型的切割可以采用如下的非限制性实施例：

分割方法例如采用如下步骤进行：

S200：选取待分割的数字化牙颌模型上的第一类特征点，所述数字化牙颌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颌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，获得数字化牙颌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颌模型选取的且用于对牙颌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颌模型选取的且用于表征数字化牙颌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颌的分割进行导向，而第二类特征点是具体分割牙颌时的特征点；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，进而提高牙颌的分割精度；

通过在数字化牙颌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颌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颌模型整体选取的，特征点的分类信息涵盖了数字化牙颌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。

识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据的具体实施方式可以为先进行牙位的识别，在将识别后的牙齿与标准牙齿的体积进行比较，当识别后的牙齿体积小于对应标准牙齿体积在一定阈值内即标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿，上述阈值例如为标准牙齿体积的一半。更具体地，牙位识别的方法可以采用如下方法：步骤1：建立第一先验模型、第二先验模型和第三先验模型；其中，所述第一先验模型包括采集已有的牙齿模型中每两颗相邻牙齿的间距以及该间距对应的缺牙数量，为不同数量缺失牙齿的间距计算概率分布函数值；所述第二先验模型包括采集已有的牙齿模型中每颗牙齿的表征位置的特征量，为具有相同编号的牙齿的至少是表征位置的特征量计算概率分布函数值；所述第三先验模型包括采集已有的牙齿模型中牙齿未缺失、或不同数量的牙齿缺失后每两颗相邻牙齿的牙位排列情况，计算牙位排列情况的概率分布函数值；步骤2：获取待测试牙齿模型的每颗牙齿的表征位置的特征量以及相邻两颗牙齿之间的间距；步骤3：基于隐马尔科夫模型确定待测试牙齿模型的牙位。根据上述方法进行牙位的识别，之后根据牙位标记与标准牙齿模型进行牙齿体积的比较，如采用特征点坐标值的变化在一定阈值范围内进行比较，并判断是否标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿。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；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述一系列的壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器包括第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及

所述一系列壳状矫正器还包括第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器具体可以为上述任一的壳状矫正器，或者采用上述任一的设计方法或制作方法得到的壳状矫正器。

所述牙齿预测参数包括对于每个未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态的每个参数的预测，例如但不限于是每个未萌出或未完全萌出牙齿的完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向等。在形状、尺寸、位置和朝向的每一个里面，又会细分为多种维度的形状、尺寸、位置和朝向，所述牙齿预测参数包括对于每个细分维度的形状、尺寸、位置和朝向参数确定例如一个比例因子或者偏差值。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数包括形状、尺寸、位置和朝向每个维度的预测参数，每个预测参数具有对应的阈值范围，具体而言，例如，

尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸，该尺寸为固定尺寸，并且不会变化，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中尺寸的确定，如固定尺寸再放大1.02-1.05倍，该尺寸较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的尺寸大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的长轴朝向呈0-5°角度；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中朝向的确定，该朝向较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的朝向角度范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的长轴为基准进行0-5°角度朝向的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm；更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置，该位置为确定位置，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中位置的确定。需要说明的是，在进行牙科矫正系统设计时，是基于数字化的牙颌模型进行的，而数字化的牙颌模型是在统一的三维坐标系下，由多个三角面片组成的，每个三角面片中的各个顶点在三维坐标系中均有其对应的空间坐标值，该未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置确定是基于组成其的每个顶点的空间坐标值组成的，而牙齿预测参数中的位置较未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的位置偏移量范围更大，即以未萌出或未完全萌出牙齿的组成的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了未萌出或未完全萌出的牙齿在萌出过程中不与形成的萌出腔体始终保持不接触。形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿预测的完全萌出之后的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。更具体地说，基于上述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述基础进行牙齿预测参数中形状的确定。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括多种维度的尺寸的设定参数，例如包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面尺寸的设定参数、和/或舌侧面尺寸的设定参数。

在一个具体的实施例中，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态唇/颊侧面的至少一个参数而设置，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述唇/颊侧面设定参数的特征可以是唇/颊侧面的弧度、唇/颊侧面的近远中方向的长度等所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的参数可以是唇/颊侧面外形最高点、颊轴嵴等。所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置，所述舌侧面设定参数的特征可以是舌侧面的弧度、舌侧面的近远中方向的长度等，所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的参数可以是舌侧面外形最高点、舌轴嵴等。

在一个具体的实施例中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出之后的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。例如，未萌出牙齿为左侧第一磨牙，在进行牙齿预测参数设置时，可以以左侧第一磨牙完全长出状态进行设置，如左侧第一磨牙萌出腔体的唇/颊侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态唇/颊侧面的外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的唇/颊侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的唇/颊侧面；舌侧面的形状和尺寸基于左侧第一磨牙完全长出状态的舌侧面外形最高点为标记点之一，将其与相邻近远中两颗牙齿的舌侧面外形最高点进行连线得到萌出腔体的舌面。

在一个具体的实施结构中，所述萌出腔体的唇/颊侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

在一个具体的实施例中，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一个具体的实施方式中，所述牙颌面设定参数设计基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。，所述萌出腔体的牙颌面的参数确定例如是在所述高度最大值的基础上乘以或除以一个参数，或者加上或减去一个参数。更具体地说，可以根据未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定；也可以根据相邻牙齿的牙颌面的颊尖和舌尖分别距离牙颈线的长度对牙颌面的顶点高度进行确定。所述萌出腔体的牙颌面是在所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面参数的基础上符合所述牙颌面设定参数的阈值要求而得到的。

在一个具体的实施结构中，所述萌出腔体的牙颌面的形状可以为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。需要说明的是，萌出腔体牙颌面可以为根据确定的唇/颊侧面和舌侧面进行平面或曲面的设定，还可以基于唇/颊侧面和舌侧面在预定阈值范围内调整而进行平面或曲面的设定。萌出腔体的主体形状、尺寸、位置和朝向是一致的，由于在一系列壳状矫正器佩戴矫治过程中，牙齿会随着矫治的进行而发生移动，萌出腔体与邻牙腔体光滑过渡连接会有部分空间的适应性调整。

本发明还提供一种牙科矫正系统的制作方法，所述制作方法将根据上述任一所述的设计方法得到的牙科矫正系统中的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

例如，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。

例如，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。

本发明还提供一种壳状矫正器，其设计为实施治疗计划的至少一部分，所述壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

所述壳状矫正器可以是本发明上述任一种实施结构的壳状矫正器。

本发明还提供一种壳状矫正器的设计方法，能够用于设计上述的壳状矫正器，所述设计方法包括如下步骤：

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；其中，数字化牙颌模型的获取可以采用如下任一的方法：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和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

数字化牙颌模型的切割可以采用如下的非限制性实施例：

分割方法例如采用如下步骤进行：

S200：选取待分割的数字化牙颌模型上的第一类特征点，所述数字化牙颌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颌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，获得数字化牙颌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颌模型选取的且用于对牙颌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颌模型选取的且用于表征数字化牙颌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颌的分割进行导向，而第二类特征点是具体分割牙颌时的特征点；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，进而提高牙颌的分割精度；

通过在数字化牙颌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颌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颌模型整体选取的，特征点的分类信息涵盖了数字化牙颌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。

识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据的具体实施方式可以为先进行牙位的识别，在将识别后的牙齿与标准牙齿的体积进行比较，当识别后的牙齿体积小于对应标准牙齿体积在一定阈值内即标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿，上述阈值例如为标准牙齿体积的一半。更具体地，牙位识别的方法可以采用如下方法：步骤1：建立第一先验模型、第二先验模型和第三先验模型；其中，所述第一先验模型包括采集已有的牙齿模型中每两颗相邻牙齿的间距以及该间距对应的缺牙数量，为不同数量缺失牙齿的间距计算概率分布函数值；所述第二先验模型包括采集已有的牙齿模型中每颗牙齿的表征位置的特征量，为具有相同编号的牙齿的至少是表征位置的特征量计算概率分布函数值；所述第三先验模型包括采集已有的牙齿模型中牙齿未缺失、或不同数量的牙齿缺失后每两颗相邻牙齿的牙位排列情况，计算牙位排列情况的概率分布函数值；步骤2：获取待测试牙齿模型的每颗牙齿的表征位置的特征量以及相邻两颗牙齿之间的间距；步骤3：基于隐马尔科夫模型确定待测试牙齿模型的牙位。根据上述方法进行牙位的识别，之后根据牙位标记与标准牙齿模型进行牙齿体积的比较，如采用特征点坐标值的变化在一定阈值范围内进行比较，并判断是否标记为未萌出或者未完全萌出的牙齿。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；

S4.基于至少一个所述中间数字化牙颌模型或目标数字化牙颌模型进行壳状矫正器的设计：

壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，使所述壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

所述壳状矫正器具体可以为上述任一的壳状矫正器，或者采用上述任一的设计方法或制作方法得到的壳状矫正器。

本发明还提供一种壳状矫正器的制作方法，所述制作方法将根据上述任一的设计方法得到的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到牙科矫正器。

例如，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。

例如，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。

以上公开的仅为本发明优选实施例，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围，本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本发明。以上不同实施例中的技术特征在不发生相互冲突的前提下可以任意的结合，在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

Claims (49)

1.一种牙科矫正系统，包括一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，其特征在于，所述一系列壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置一部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

2.根据权利要求1所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

3.根据权利要求2所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

4.根据权利要求3所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

5.根据权利要求4所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

6.根据权利要求5所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

7.根据权利要求1所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

8.根据权利要求7所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

9.根据权利要求8所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

10.一种牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器中的任一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述一系列的壳状矫正器中每一个壳状矫正器中的所述萌出腔体与其它的所述壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

11.根据权利要求10所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

12.根据权利要求11所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

13.根据权利要求12所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

14.根据权利要求13所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

15.根据权利要求14所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

16.根据权利要求11所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

17.根据权利要求16所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

18.根据权利要求17所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

19.一种牙科矫正系统的制作方法，其特征在于，将根据权利要求10-18中任一所述的设计方法得到的牙科矫正系统中的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

20.一种牙科矫正系统，包括一系列的壳状矫正器，所述壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，其特征在于，包括：

所述一系列壳状矫正器中的第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及所述一系列壳状矫正器中的第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

21.根据权利要求20所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

22.根据权利要求21所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

23.根据权利要求22所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

24.根据权利要求23所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

25.根据权利要求24所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

26.根据权利要求21所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

27.根据权利要求26所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

28.根据权利要求27所述的牙科矫正系统，其特征在于，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

29.一种牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.牙科矫正系统的设计：

设计一系列的壳状矫正器，所述一系列的壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，所述一系列壳状矫正器包括第一壳状矫正器，所述第一壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；以及

所述一系列壳状矫正器还包括第二壳状矫正器，所述第二壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触；其中，

在使用所述一系列壳状矫正器治疗期间，所述第一壳状矫正器和第二壳状矫正器中的所述萌出腔体保持相同或基本相同。

30.根据权利要求29所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标值的偏移量为0-1mm。

31.根据权利要求30所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

32.根据权利要求31所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

33.根据权利要求32所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

34.根据权利要求33所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

35.根据权利要求30所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

36.根据权利要求35所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

37.根据权利要求36所述的牙科矫正系统的设计方法，其特征在于，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

38.一种牙科矫正系统的制作方法，其特征在于，将根据权利要求29-37中任一所述的设计方法得到的牙科矫正系统中的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列牙科矫正器。

39.一种壳状矫正器，设计为实施治疗计划的至少一部分，包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，其特征在于，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

40.根据权利要求39所述的壳状矫正器，其特征在于，所述牙齿预测参数中，尺寸的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的尺寸的1.02-1.05倍，朝向的所述预定的阈值范围为与所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的长轴朝向呈0-5°角度，位置的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的位置在空间三维坐标系中各个顶点坐标轴的偏移量为0-1mm，形状的所述预定的阈值范围为所述一颗或多颗未萌出或未完全萌出牙齿完全萌出状态的形状在空间三维坐标系中各个顶点坐标轴的偏移量为0-1mm。

41.根据权利要求40所述的壳状矫正器，其特征在于，所述牙齿预测参数的所述尺寸包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的唇/颊侧面设定参数、和/或舌侧面设定参数。

42.根据权利要求41所述的壳状矫正系器，其特征在于，所述唇/颊侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的唇/颊侧面的至少一个参数而设置；所述舌侧面设定参数的至少一个特征基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全长出状态的舌侧面的至少一个参数而设置。

43.根据权利要求42所述的壳状矫正器，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中唇/颊侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的唇/颊侧面在至少一个高度上的高点连线而设置；所述萌出腔体的舌侧面的形状和尺寸基于所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数设置，所述牙齿预测参数中舌侧面的形状和尺寸参数基于所述未萌出或未完全萌出的牙齿完全萌出状态的舌侧面在至少一个高度上的高点连线而设置。

44.根据权利要求43所述的壳状矫正器，其特征在于，所述萌出腔体的所述唇/颊侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的唇/颊侧面光滑过渡的曲面；所述萌出腔体的舌侧面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的舌侧面光滑过渡的曲面。

45.根据权利要求39所述的壳状矫正器，其特征在于，所述牙齿预测参数还包括牙颌面设定参数，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的的牙颌面的至少一个参数进行设定，以使所述萌出腔体的牙颌面以不影响上下颌咬合的方式设置。

46.根据权利要求45所述的壳状矫正器，其特征在于，所述牙颌面设定参数基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态长轴方向的高度最大值设置。

47.根据权利要求46所述的壳状矫正器，其特征在于，所述萌出腔体的所述牙颌面为平面或与容纳其近、远中邻牙的腔体的颊侧面光滑过渡的曲面。

48.一种壳状矫正器的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括如下步骤：

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；

S2.数字化牙颌模型的切割和识别：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；识别并标记表示未萌出或者未完全萌出的牙齿的数据；

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；

S4.基于至少一个所述中间数字化牙颌模型或目标数字化牙颌模型进行壳状矫正器的设计：

壳状矫正器设计为实施治疗计划的至少一部分，使所述壳状矫正器包括壳体，所述壳体中设置有多个腔体，所述多个腔体被设计为至少容置部分颌的牙齿，所述多个腔体中的至少一个腔体是用于容置未萌出或萌出中的牙齿的萌出腔体，所述萌出腔体的几何形状基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设计为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触。

49.一种壳状矫正器的制作方法，其特征在于，将根据权利要求48所述的设计方法得到的牙科矫正器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到牙科矫正器。

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