CN112822990A - 计划修复性牙齿治疗的计算机实现的方法 - Google Patents
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Abstract
在为患者计划修复性牙齿治疗的方法中，以数字方式构造(20)至少两个牙齿修复体。在该过程中，计算(30)用于将修复体插入到患者口腔中的最优规格(40)，其中用于插入修复体的最优规格包括要插入的修复体的最优顺序；如果适用则包括用于要插入的修复体的最优插入路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种为患者计划修复性牙齿治疗的方法。
背景技术
在牙科中通常需要一种修复性的牙科治疗，其中患者的牙齿被一种或多种牙科替代产品(例如，牙冠、牙桥、高嵌体、镶嵌体或附件(可移动的牙齿替代物))部分或完全替代。设计和创建这种修复体的数字过程是已知的，而较新的数字方法例如基于牙齿库或通过生物遗传学计算的牙齿模型，利用计算机辅助设计和计算机辅助生产的修复体(CAD/CAM技术)(如果适用)为患者提供最优的修复体。
在例如使用石膏模型上的层排列的传统的模拟生产修复体中，如果存在多个修复体，即，多个牙科替代产品，那么牙科技师或修复体的制造商不可避免地会遇到如何以最优方式将产品插入到患者的牙列或口腔中的问题。由于牙科技术人员在修复体的生产过程中直接面对这个有问题的步骤，因此他/她可以通过提前对模型进行适当的调整来避免在以后将修复体插入到患者身上的过程中的任何问题。由于在数字牙齿模型时代通常在修复体的生产中不需要该人工步骤，因此直到插入牙科替代产品后才可能出现问题，因此那么治疗牙医必须自发地进行修复和翻新，或者通过磨掉修复体，或在必要时甚至磨掉现有的牙齿。
美国专利申请US 2016/0242880 A1解决了插入几个人造牙齿或修复体的问题。它描述了一种用于设计修复体的计算机实现的方法，其中如果在数字模型中修改了另一颗牙齿，那么在建模过程中会调整相邻牙齿替换物的形状。
国际专利申请WO 2013/164410 A1描述了一种用于设计用于牙齿替换物的3D模型的数字方法，其中在3D模型中还表示了患者牙列中的插入位置。确定用于牙齿替换物的插入路径，并且以使得例如在计算要插入的修复体的形状时考虑相对于相邻牙齿的咬边(undercuts)的方式调整牙齿替换物的3D模型。
发明内容
本发明的目的是克服在治疗过程中在插入多个牙齿替代产品过程中的上述问题，并简化和改善将牙齿修复体插入到患者口腔中。
该目的通过权利要求1中定义的计划修复性牙齿治疗的方法来实现。在从属权利要求中提供了该方法的优选实施例和进一步发展。本发明还提供了用于执行该方法的计算机程序以及存储该计算机程序的机器可读数据存储介质。
在为患者计划修复性牙齿治疗的方法中，以数字方式构造至少两个牙齿修复体，并计算用于将修复体插入到患者口腔中的最优规格，其中用于插入修复体的最优规格包括：要插入的修复体的最优顺序，如果适用则包括用于要插入的修复体的最优插入路径。可以例如在CAD/CAM程序的框架内执行的根据本发明的方法尤其包括以下步骤：
a.修复体的几何形状的计算/构造，
b.识别可能的插入顺序以及如果适用则可能的插入路径的潜在冲突，以及
c.输出用于插入修复体的可能的适用的最优规格，其中最优规格允许插入修复体而没有冲突，或者如果适用，如果没有无冲突的最优规格可能，则重复步骤a.-c.。
插入修复体的最优规格应被理解为这样一种规格，即，当从业人员考虑该规格时，将修复体插入到患者口腔中预期不会出现任何问题或冲突。通过最优的规格，特别地避免了修复体彼此之间以及与相邻牙齿位置之间的干扰接触。最优规格的确定还可以考虑能够快速且直接地插入修复体。
该方法的优点在于，用户不再需要手动设计和调整修复体，例如通过查看扫描或直接进入患者口腔中或使用模拟模型来使它们合适。替代地，在插入修复体之前关于顺序以及如果适用的话还关于插入路径计划修复体的最优插入，并且将其作为对治疗牙医的推荐提供，使得没有任何问题且安全地将牙齿修复体快速插入到患者的牙列中是可能的，即使对于复杂几何形状的修复体(例如，咬边等)也是如此。将修复体插入并随后例如通过磨削修复体本身或者甚至患者牙列中现有的牙齿来进行调整的尝试和错误方法不再是必需的，从而避免了患者的不适和缺点。这也极大地促进了治疗牙医的工作，因为通过根据本发明的方法，可以以指南的形式为他提供用于插入修复体的最优规格作为最佳可能的建议，其中预先考虑了潜在的问题，并且通过适当调整具体治疗的插入顺序和插入路径避免了这些潜在的问题。
到目前为止，用户必须在模型上“练习”并为自己制定相应的插入方案，或者使用手动试验和错误方法插入到患者口腔中。取决于修复体的数量以及随之而来的插入顺序的变化，这不可避免地导致并发症；特别是如果使用随时间变硬的胶合剂或粘合剂，并且可能必须决定下一步要用胶合剂或粘合剂覆盖哪个牙桩。例如在用手持式器械插入期间，关于接触区域中相邻牙齿阻挡有问题的夹紧点是常规插入多个牙齿替代产品的另一种变化。这种变化不可避免地导致接触区域的牙齿形状欠佳和不自然，并可能给患者造成问题。根据本发明的方法通过在患者的实际治疗之前计算用于插入修复体的最优规格并使其对用户(即，治疗牙医)可用来避免所有这些缺点，从而可以顺利地执行修复体的插入并且没有任何问题。
可以在修复体的插入期间连同实际顺序一起考虑的插入路径可以是直的和/或弯曲的。插入路径还可以包括旋转。插入期间修复体的旋转可以非常有帮助，例如，以避免咬边的情况下的问题。因此，在根据本发明的方法确定插入顺序时优选考虑旋转。可以在方法的过程中自动检查不同的可能旋转，以测试它们是否对插入有帮助。因此，在插入修复体期间可能有必要的旋转可以包括在规格中或治疗牙医的指南或描述中。这对于镶嵌物或其它牙齿修复体也可以是有趣且有帮助的。
插入路径还优选地还包括插入方向的定义。因此，用于插入修复体的规格还可以包括基于受影响的修复体的插入方向的自动附接方向确定。
用于插入修复体的最优规格的计算优选地考虑待插入的修复体不变形，特别是没有相对于它们的最优形状变形。因此，根据本发明的方法的一个特别的优点是，在插入最优形状的修复体的前提下，产生插入修复体的规格。因此，即使在接触区域中构造复杂的情况下，通过修复也有可能使最优牙齿形状成为可能。但是，如果用于最优修复体形状的修复体的插入的规格是不可能的，那么还有可能在修复体的几何形状设计反馈的情况下进行调整。这意味着，如果最初确定为最优的牙齿替换物的几何形状实际上无法插入口腔中，那么可以对几何形状进行调整。随后在这些新条件下确定最优的插入规格，以便可以以特定的顺序插入牙齿替换物而不会干扰接触。可以在迭代过程中自动计算插入顺序以及实现此目的所需的最优插入路径(如果适用的话)。
其它因素也可以在构造过程中的调整中起作用，并且一般在修复体的构造中也起作用。例如，在基台的情况下，可以考虑以下事实：作为规则，一件式基台解决方案比多部分基台更有利，因此应当优先考虑。
此外，在根据本发明的方法中，可以在计算用于插入修复体的最优规格时考虑对要插入的修复体的插入方向的外部约束，其中将插入方向理解为插入路径的部分。在最优规格的计算中考虑例如影响或指定修复体的可能插入方向的固定的预定义植入物位置或附接部分。
在修复体的构造中还可以考虑技术限制，例如机器限制(例如四轴铣削/磨床)的自动考虑，其中铣削/磨床的轴数会限制可以产生的修复体的可能形状，例如，发生咬边的可能性。
对于插入根据该方法得到的修复体的最优规格，还有可能手动进行修改，并在考虑到修改的情况下随后创建新的最优规格。因此，治疗牙医可以将在治疗期间出现的实际限制输入到系统中，例如，从而可以计算和发布适当调整的用于插入修复体的规格。例如，牙医可以识别要插入的第一颗牙齿，并且系统(即，根据本发明的方法)将根据规格调整用于修复体的插入的计划。
原则上，根据本发明的方法可以用于所有类型的修复体和附件，例如用于在近端区域内接触的覆盖物、牙冠、基台或与相邻牙冠的牙桥。根据本发明的方法也可以有利地用于具有近端接触的贴面。
总体而言，该方法为用户(即，特别是治疗牙医，因此显然还有患者)提供了优点，避免了在插入牙齿替换物或修复体期间的问题。该方法可以事先识别插入冲突并自动解决，从而提高了用户和患者的安全性，并且避免了不适和问题。
根据本发明的方法以用于插入修复体的规格为前提，该规格涉及至少两个修复体。在该方法的这种配置中，如果不能计算用于插入修复体的最优规格，那么可以通过以涉及反馈的方式来考虑修复体的几何形状，也许通过调整修复体的几何形状。这意味着，在这种情况下，不可能将修复体插入患者的牙列中而不会导致修复体与其最优形状或者可能是周围的牙齿相反的变形。然后必须调整几何形状，以避免在插入修复体期间出现后续问题。
所描述的方法优选地在计算机辅助设计程序和/或生产程序的框架内执行，以用于牙齿修复体的计划和/或生产(CAD/CAM系统)。从某种意义上说，该方法可以自动生成用于插入修复体的最优规格，其中这个规格可以对修复体插入医师作为指南或作为详细描述。例如，这可以以可打印的形式完成，或者作为计算机或例如移动设备的屏幕上的显示来完成。
本发明还包括被配置用于实现所描述的方法的计算机程序。本发明还包括机器可读数据存储介质，在该机器可读数据存储介质上存储有这样的计算机程序。
从以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的附加特征和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是在优选实施例中根据本发明的方法的示意流程图；
图2是在有问题的插入情况下修复体的构造中的调整的示意图；以及
图3是在有问题的插入情况下插入路径的修改的图示。
具体实施方式
图1示意性地图示了用于计划修复性牙齿治疗的方法的实施例的顺序，其中确定用于插入修复体的最优规格。在特别是集成到CAD/CAM系统中的方法的开始10之后，在步骤20中以本身已知的方式计算和构造用于牙齿修复体的几何形状。后续查询30确定对于可能的插入顺序以及如果适用对于可能的插入路径是否预期潜在的冲突。插入顺序的最优规格的计算特别考虑了外部约束，例如植入物的插入方向或已经存在的附件，并考虑了相邻的牙齿接触。例如，当识别潜在的冲突时，可以首先确定用于插入修复体的所有可能的顺序，并且可以例如在牙桩情况下模拟其插入。例如，也可以检查由近端接触情况确定的切线方向。因此可以识别可行的插入顺序；如有必要，考虑特定的插入路径(旋转、插入方向等)。如果不同路径是可能的，那么可以选择一种特别合适且有利的规格，该规格例如可以特别简单且由用户快速实现。最优规格将由系统作为步骤40中用户的指南输出，例如使用草图和/或以书面形式。如果为插入修复体的规格获得了多个可行的变体，那么可以输出许多可供选择使用的指南。如果步骤30中的查询示出没有最优规格，或者在没有进一步调整的情况下无法在给定条件下插入修复体，那么可以返回到步骤20并进行几何形状调整。该算法然后从头开始，其中可以相应地调整一个或多个修复体，以使得在新的条件下将修复体毫无问题地插入到患者口腔中成为可能。
这个针对修复体插入的建议计算考虑了插入顺序的不同选项，以及插入路径或插入方向(如果适用的话)，即使在接触情况不利的情况下，也能确保牙医可以使用最佳可能的牙齿形状。根据本发明，计算并指定特定的插入顺序，以避免关于牙齿形状和接触区域进行折衷的需要。因此，出于可插入性的原因，不必折衷最优修复形状，因为在实践中可以计算和实现有时由于牙齿形状而需要的间接插入顺序。该方法允许自动生成用于治疗牙医的指南，该指南具有插入顺序，以及由系统自动导出的特定插入路径(如果适用的话)，治疗牙医可以将其用作治疗的基础，例如在屏幕上或作为打印输出。
该方法还可以用于例如基台(植入物结构)的计算，以决定一件式基台解决方案还是两部分式基台解决方案最适合所讨论的情况。由于由此可以避免附加的胶合剂或粘合剂间隙，因此一般而言一件式基台解决方案是优选的。但是，在一件式基台解决方案的插入期间会出现问题，可以使用根据本发明的方法预先对其进行建模和识别。为了解决该问题，可以使用根据本发明的方法来计算用于包括基台的修复体的可能的间接插入顺序。如果没有合适的插入顺序或合适的规格来插入包括一件式基台的修复体，那么可以使用两部分式基台解决方案(如果适用的话)。
图2示意性地图示了具有Spee的强烈倾斜曲线的困难的插入情况，其中Spee的曲线描述了连接齿列中的切削刃和尖齿的弧(矢状补偿曲线)。出于功能原因而必须在修复中考虑的Spee的曲线会导致有问题的插入情况(子图A)。在根据本发明的方法的范围内的模拟期间，在模拟修复体的插入(牙齿1、2、3的次序)中识别出了这些问题(咬边)，并且在这种情况下甚至无法通过改变插入顺序来校正。在这种情况下，在根据本发明的方法的范围内，通过调整修复体(牙齿2)的几何形状(子图B)预先解决这些冲突。
图3图示了通过改变插入路径可以解决有问题情况的情况。由于要插入天然牙齿5中的嵌体4的咬边情况，不可能直接以直线插入。只有在旋转要插入的嵌体4的情况下才可以插入。这种情况可以以类似的方式应用于具有多个修复体的情况。
Claims (15)
1.一种为患者计划修复性牙齿治疗的计算机可实现的方法，其特征在于，以数字方式构造(20)至少两个牙齿修复体，并计算用于将修复体插入到患者口腔中的规格(40)，其中用于插入修复体的规格(40)包括要插入的修复体的次序，如果适用则包括用于要插入的修复体的插入路径，所述方法包括以下步骤：
a.修复体的几何形状的计算(20)，
b.识别可能的插入顺序(40)和/或可能的插入路径(30)的潜在冲突，以及
c.输出用于插入修复体的可能可用的规格(40)，其中规格允许插入修复体而没有冲突，或者如果没有规格(40)是可能的，则重复步骤a.-c.。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于插入路径是笔直的和/或弯曲的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于插入路径包括旋转。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于插入路径包括插入方向。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于插入修复体的规格(40)的计算考虑了要插入的修复体不变形。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于插入修复体的规格(40)的计算考虑了修复体的几何形状的构造中的可能调整。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于在具有基台的修复体的构造中，与多部分基台相比，一件式基台是优选的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于插入修复体的规格(40)的计算能够考虑要插入的修复体的插入方向的外部约束。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于插入修复体的规格(40)的计算能够考虑对于创建修复体的技术限制。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于插入修复体的规格(40)的计算能够考虑对计算出的规格的手动修改。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于所述方法以迭代的方式执行。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述方法在用于计划和/或生产牙齿修复体的计算机辅助设计程序和/或生产程序的框架内执行。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于用于医师的指南被生成具有用于插入修复体的规格(40)。
14.一种用于实现根据权利要求1至14中的任一项所述的方法的计算机程序。
15.一种机器可读数据存储介质，其上存储有根据权利要求15所述的计算机程序。
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