CN112842573A - 牙齿矫治系统、设计方法、制备方法及预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牙齿矫治系统、设计方法、制备方法和预测方法，包括壳状牙齿矫治器，矫治器本体上还设有与一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿间隙设置的萌出部，随着矫治计划的进行，每个壳状牙齿矫治器上萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构。本发明的壳状牙齿矫治器具有矫正牙齿畸形的效果，同时萌出部用于接纳未生长至萌出预定参数的牙齿，萌出部与萌牙的间隙设置使得矫治器本体在佩戴后，会于萌牙的上方预留出牙齿生长的空间，因而各壳状牙齿矫治器在佩戴时均不会干涉牙齿的自然生长；另外，本发明具有恒定或基本恒定的柱体结构的萌出部的设计、使用更加简单，其可以作为一个标准附件，使用时通过选定该标准附件在牙颌模型上插入即可。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及隐形牙齿矫正领域，更具体地涉及一种牙齿矫治系统、设计方法、制备方法和萌出部的预测方法，应用于青少年替牙期的牙齿矫治。
背景技术
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，则有可能会出现隐形矫治器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，萌芽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具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种牙齿矫治系统及其设计方法和制备方法，应用于青少年替牙期的牙齿矫治，以使壳状牙齿矫治器在矫治牙齿畸形的过程中同时进行牙齿萌出。
本发明另外一方面还提供了一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，预测的萌出空腔的内表面与一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置，以使壳状牙齿矫治器在矫治牙齿畸形的过程中同时进行牙齿萌出。
本发明的技术方案如下：
一种牙齿矫治系统，包括根据矫治计划使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且同时允许牙齿自然萌出的至少一个壳状牙齿矫治器，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体，所述矫治器本体包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部；随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器上的萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部的内表面与所述未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数包括一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
在一些实施例中，所述萌出预定参数包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
具体的，随着矫治计划的进行，所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的邻牙进行矫治移动，因而对萌出部的柱体结构会有光滑过渡的适当调整，以使萌出部与其余壳状本体的连接顺畅。在一些实施例中，所述柱体结构的尺寸为：所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；该尺寸下的柱体结构略大于该牙齿完全萌出之后的尺寸，使萌出部与一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿之间能够间隙设置。所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿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；所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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。在上述的尺寸、位置、形状和朝向的范围下即为本实施例中所述的恒定或基本恒定的柱体结构。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
在一些具体实施例中，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和远中方向邻牙的第三预定参数设定。
在一些具体实施例中，所述第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构为圆柱体结构、椭圆柱体或侧棱数不少于四的多棱柱体结构。
在一些实施例中，所述壳状牙齿矫治器上除萌出部之外的几何结构使除未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。
本发明还提供了一种牙齿矫治系统的设计方法，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.牙齿矫治系统的设计：
根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体，所述矫治器本体包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部；
随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器上的萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部的内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的参数。
在上述的设计方法的一些实施例中，所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全长出之后牙齿的参数设计为包括一颗或多颗未生长牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
在上述的设计方法的一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
在上述的设计方法的一些实施例中，所述柱体结构的尺寸为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长牙齿完全萌出之后牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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；所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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。
在上述的设计方法的一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在上述的设计方法中，所述恒定或基本恒定的柱体结构同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
在上述的设计方法中，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在上述的设计方法中，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
在上述的设计方法中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数设定。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述第三预定参数包括：所述远中方向相邻牙齿的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向邻牙的牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为圆柱体结构、椭圆柱体结构或侧棱数不少于四的多棱柱体结构。
在上述的设计方法的一个实施例中，所述壳状牙齿矫治器上除萌出部之外的几何结构被设计为使除未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。
本发明还提供了一种牙齿矫治系统的制备方法，将根据如上任一所述的设计方法得到的牙科矫正器系统中的壳状牙齿矫治器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列壳状牙齿矫治器。
本发明还提供了一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，包括：根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器；其中一个所述壳状牙齿矫治器包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔；所述萌出空腔同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数预测，使得所述萌出空腔的内表面与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
在上述的预测方法中，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在上述的预测方法中，所述萌出空腔还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔的结构不影响上下颌咬合关系设置。
本发明还提供了一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，包括：根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器；其中一个所述壳状牙齿矫治器包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔；所述萌出空腔基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数预测，使得所述萌出空腔的内表面与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
在上述的预测方法中，所述第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在上述的预测方法中，所述萌出空腔还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔的结构不影响上下颌咬合关系设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种用于隐形牙齿矫正的牙齿矫治系统，包括壳状牙齿矫治器，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体，矫治器本体上还设有萌出部，随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器上萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构；该壳状牙齿矫治器具有矫正牙齿畸形的效果，同时矫治器本体上设置的萌出部用于接纳未生长至萌出预定参数的牙齿，萌出部与未生长至萌出预定参数的牙齿的间隙设置使得矫治器本体在佩戴后，会于一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的上方预留出牙齿生长的空间，因而整个矫治系统的各壳状牙齿矫治器在佩戴时均不会干涉牙齿的自然生长；另外，本发明具有恒定或基本恒定的柱体结构的萌出部使得各矫治器及萌出部的设计、使用更加简单，萌出部可以作为一个标准附件，使用时通过选定该标准附件在牙颌模型上插入即可。
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是本发明实施例1的壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图2是本发明实施例1的壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例1的另一壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图4是本发明实施例1的另一壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图；
图5是本发明实施例1的壳状牙齿矫治器佩戴的结构示意图；
图6是本发明实施例2的牙齿矫治系统的设计方法的示意图；
图7是本发明实施例2的壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图8是本发明实施例2的壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图；
图9是本发明实施例2的另一壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图10是本发明实施例2的另一壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图；
图11是本发明实施例4的壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图12是本发明实施例4的壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图；
图13是本发明实施例5的壳状牙齿矫治器的正视结构示意图；
图14是本发明实施例5的壳状牙齿矫治器的侧视结构示意图。
附图标记：壳状牙齿矫治器(100,200,400,500)；萌出部(120,220)，矫治器本体(110,210,410,510)；萌出空腔(420,520)。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，“一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿”，也即“一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿”，也记作“萌牙”，也记作“萌出牙齿”。
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。
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。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例提供了一种牙齿矫治系统，包括根据矫治计划使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且同时允许牙齿自然萌出的至少一个壳状牙齿矫治器100，参见图1-图5，为本实施例的壳状牙齿矫治器的结构示意图，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体110，所述矫治器本体110包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体110上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部120；随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器100上的萌出部120均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部120的内表面与所述未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数包括一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿的参数。
本实施例提供了一种用于隐形牙齿矫正的牙齿矫治系统，适用于替牙期的青少年的牙齿矫治。由于牙齿矫治计划的周期较长，半年甚至更长的矫治周期，处于替牙期的患者，在进行牙齿矫治时需要考虑到萌牙对于矫治计划的影响，设计用于容纳萌牙的空间，在进行牙科矫正系统设计时，确保了萌牙不会受到与壳状矫正器相互作用产生的力，而影响萌出。否则用于矫治的壳体将覆盖在萌牙处的牙龈上方，会抑制萌牙的生长。
具体的，本实施例的壳状牙齿矫治器100(也记作矫治器)具有矫正牙齿畸形的效果，同时矫治器本体110上设置的萌出部120用于接纳未生长至萌出预定参数的牙齿，萌出部120内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的间隙设置使得矫治器本体110在佩戴后，会于一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的上方预留出牙齿生长的空间，因而该壳状牙齿矫治器100在佩戴时不会干涉牙齿的自然生长。其中，本实施例的牙齿矫治系统适用于具有多个矫治阶段的矫治计划，随着矫治计划的进行，各矫治器本体110的萌出部120均具有恒定或基本恒定的柱体结构，以使在整个牙齿矫治系统中各矫治器本体110始终不会触碰到该未生长至萌出预定参数的牙齿。另外，萌出部120的结构使得各矫治器及萌出部120的设计、使用更加简单，其(萌出部120)可以作为一个标准附件，使用时通过选定该标准附件在牙颌模型上插入即可。
在一些实施例中，所述萌出预定参数包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。其中，该尺寸、位置、形状和朝向可以是基于患者CBCT所获得的未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向，或者是基于一个或多个假牙库而获取的该未生长或未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向，或者是基于大数据下统计的该未生长或未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
具体的，随着矫治计划的进行，所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的邻牙进行矫治移动，因而对萌出部120的柱体结构会有光滑过渡的适当调整，以使萌出部120与其余壳状本体的连接顺畅。
在一些实施例中，所述柱体结构的尺寸为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述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，因此基于上述固定尺寸再放大1.02-1.05倍设计的柱体结构，其较一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的尺寸大，确保了一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿在萌出过程中与萌出部120(萌出空腔)的内表面始终保持不接触。
所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；更具体地说，基于一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于该确定的朝向而设计的柱体结构的朝向，其较一颗或多颗未生长至萌出预定参数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与形成的萌出部120(萌出空腔)始终保持不接触。
所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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，基于上述萌牙完全萌出之后的位置，该位置为确定位置，柱体结构各顶点位置分别基于上述确定位置自萌出部120的内部向外进行偏移。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，该一颗或多颗未生长至萌出预定参数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，即以萌牙的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了萌牙在萌出过程中与形成的萌出部120(萌出空腔)始终保持不接触。
所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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，基于上述未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述确定形状进行柱体结构的形状的确定。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。该未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的形状是基于组成其的每个顶点的空间坐标值，而柱体结构的形状较未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的形状偏移量范围更大，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，萌出部120(萌出空腔)能够与其相邻的几何结构之间进行光滑过渡且与萌牙在萌出过程中始终保持不接触。在上述的尺寸、位置、形状和朝向的范围下即为本实施例中所述的恒定或基本恒定的柱体结构。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。其中，对颌的对应的牙齿指的是对颌与该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿进行咬合的牙齿，通过该对颌对应的牙齿可以设计恒定或基本恒定的柱体结构的咬合面。恒定或基本恒定的柱体结构的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部120的咬合面，可以使萌出部120与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部120的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构是同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
在一些具体实施例中，所述第一预定参数包括近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L1、近远中方向的最大尺寸D1和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H1。所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L2、近远中方向的最大尺寸D2和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H2。在其中一种实施例中，如图1、图2所示，壳状牙齿矫治器100上设置的萌出部120为包裹第二前磨牙萌出，此时第一预定参数为第一前磨牙的颊舌径方向的最大尺寸L1、近远中方向的最大尺寸D1和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H1；第二预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸L2、近远中方向的最大尺寸D2和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H2。而基于第一预定参数和第二预定参数进行恒定或基本恒定的柱体结构的确定，可以通过L1与L2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构颊舌径方向的尺寸的确定；通过D1与D2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构近远中方向的尺寸的确定；通过H1与H2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构牙齿长轴方向的尺寸的确定。以实现在整个矫治计划中萌出部120能够最大程度的契合所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的尺寸和形状。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得壳状牙齿矫治器100具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，患者佩戴时口内异物感较小。需要说明的是恒定或基本恒定的柱体结构是指萌出部120的形状、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，萌出部120因与邻牙几何结构的光滑过渡连接会有部分空间的适应性调整。当然，在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还可以仅包括唇/颊侧面和舌侧面，而不包括咬合面。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出部120的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部120的咬合面，可以使萌出部120与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部120的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数设定。
在一些具体实施例中，第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸。在一些具体实施例中，如图3、图4所示，壳状牙齿矫治器上设置的萌出部120为包裹第二前磨牙萌出，此时第三预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸L3、近远中方向的最大尺寸D3，和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3，来确定第二前磨牙萌出部120的颊舌径方向的最大尺寸L3’、近远中方向的最大尺寸D3’和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3’。基于远中方向的邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和近中方向邻牙牙齿长轴方向高度的最大尺寸而设计的柱体结构，足够接纳所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，并且使得设计的柱体结构的尺寸略大于该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，以保证柱体结构与萌牙之间能够间隙设置。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得患者佩戴的壳状牙齿矫治器100具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，患者佩戴时口内异物感较小。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出部120的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部120的咬合面，可以使萌出部120与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部120的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构为圆柱体结构、椭圆柱体或侧棱数不少于四的多棱柱体结构，可以根据萌牙的数量、类型进行设置，也可以根据相邻牙齿之间存在的萌出间隙进行适应性选择。
在一些实施例中，所述壳状牙齿矫治器100上除萌出部120之外的几何结构使除未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部120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，使得壳状牙齿矫治器100整体不会干涉萌牙的自然生长，但本实施例的萌出部120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，本实施例的萌出部120也根据该萌牙进行设置，而不对其进行矫治干预。而壳状牙齿矫治器100上除萌出部120之外的几何结构使除未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，即为除萌出部120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。
实施例2
本实施例提供了一种牙齿矫治系统的设计方法，如图6所示，本实施例的设计方法的示意图，所述牙齿矫治系统为如实施例1所述的任一牙齿矫治系统，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.牙齿矫治系统的设计：
根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器200，所述壳状牙齿矫治器200包括矫治器本体210，所述矫治器本体210包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体210上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部220；
随着矫治计划的进行，所述每个壳状牙齿矫治器200上的萌出部220均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部220的内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置。
具体的，在本实施例所述的设计方法中，
步骤S1中数字化上颌牙颌模型和下颌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。
步骤S2中数字化牙颌模型的切割可以采用如下的非限制性实施例：
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。
进一步的，步骤S2中对切割后的牙齿模型进行牙齿的识别并标记，识别并标记表示未生长至萌出预定参数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生长至萌出预定参数的牙齿，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生长至萌出预定参数的牙齿。
在步骤S3中，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；其中，所述初始位置可以是正畸矫治开始前的牙齿原始布局，或者是矫治过程中的任一阶段，所述目标矫治位置为牙齿矫治后的任一阶段，可以是牙齿原始布局的后一阶段或者后几个阶段；目标矫治位置可以为经过医生及医学设计人员根据患者诉求及口内情况进行最终矫治效果的位置，也可以根据口内数字化设计软件，根据相似病例进行目标矫治位置的推荐，也可以根据推荐结果进行对患者治疗更加有针对性的调整。
在步骤S4中，牙齿矫治系统的设计，
根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器200，该壳状牙齿矫治器200可以用于矫治计划中的任一矫治阶段，如矫治的初始阶段或矫治的最终阶段。所述的具有恒定或基本恒定的柱体结构的萌出部220可以设置为一标准附件，方便临床医生或其他使用者在进行壳状牙齿矫治器200的设计时，直接选择该标准附件插入牙颌模型即可，使用方便。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
具体的，随着矫治计划的进行，所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的邻牙进行矫治移动，因而对萌出部220的柱体结构会有光滑过渡的适当调整，以使萌出部220与其余壳状本体的连接顺畅。在一些实施例中，所述柱体结构的尺寸为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；更具体地说，基于上述未生长至萌出预定参数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，因此基于上述固定尺寸设计的柱体结构，其较未生长至萌出预定参数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。
所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；更具体地说，基于上述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的朝向，该朝向为确定朝向，因此基于上述确定朝向进行柱体结构朝向的确定，该朝向较未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后的朝向角度范围更大，即以未生长至萌出预定参数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与形成的萌出部220(萌出空腔)始终保持不接触。
所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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，基于上述未生长至萌出预定参数萌牙完全萌出之后的位置，该位置为确定位置柱体结构各顶点位置分别基于上述确定位置自萌出部120的内部向外进行偏移。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，一颗或多颗未生长至萌出预定参数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，即以萌牙的各个顶点为基准进行0-1mm偏移量的扩大，确保了萌牙在萌出过程中与形成的萌出部120(萌出空腔)始终保持不接触。
所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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，基于上述未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后的形状，该形状为确定形状，因此基于上述确定形状进行柱体结构的形状的确定。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，该未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的形状是基于组成其的每个顶点的空间坐标值，而柱体结构的形状较未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后的形状偏移量范围更大，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，萌出部120(萌出空腔)能够与其相邻的几何结构之间进行光滑过渡且与萌牙在萌出过程中始终保持不接触。在上述的尺寸、位置、形状和朝向的范围下即为本实施例中所述的恒定或基本恒定的柱体结构。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。其中，对颌的对应的牙齿指的是对颌与该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿进行咬合的牙齿，通过该对颌对应的牙齿可以设计恒定或基本恒定的柱体结构的咬合面。恒定或基本恒定的柱体结构的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部220的咬合面，可以使萌出部220与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部220的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构是同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
在一些具体实施例中，所述第一预定参数包括近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L1、近远中方向的最大尺寸D1和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H1。所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L2、近远中方向的最大尺寸D2和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H2。在其中一种实施例中，如图7、图8所示，壳状牙齿矫治器200上设置的萌出部220为包裹第二前磨牙萌出，此时第一预定参数为第一前磨牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；第二预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。而基于第一预定参数和第二预定参数进行恒定或基本恒定的柱体结构的确定方法可以通过L1与L2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构颊舌径方向的尺寸的确定；通过D1与D2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构近远中方向的尺寸的确定；通过H1与H2之间的算术平均、加权平均等方式进行恒定或基本恒定的柱体结构牙齿长轴方向的尺寸的确定。以实现在整个矫治计划中萌出部220能够最大程度的契合所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的尺寸和形状。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得患者佩戴的壳状牙齿矫治器200具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，患者佩戴时口内异物感较小。需要说明的是恒定或基本恒定的柱体结构是指萌出部220的主体形状、尺寸、位置和朝向是一致的，由于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，萌出部220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，所述恒定或基本恒定的柱体结构还可以仅包括唇/颊侧面和舌侧面，而不包括咬合面。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出部220的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部220的咬合面，可以使萌出部220与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部220的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数设定。
在一些具体实施例中，第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸。在一些具体实施例中，如图9、图10所示，状牙齿矫治器上设置的萌出部220为包裹第二前磨牙萌出，此时第三预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸L3、近远中方向的最大尺寸D3和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3，来确定第二前磨牙萌出部220的颊舌径方向的最大尺寸L3’、近远中方向的最大尺寸D3’和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3’。因而，基于远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和近中方向邻牙牙齿长轴方向高度的最大尺寸而设计的柱体结构，足够接纳所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，并且使得设计的柱体结构的尺寸略大于该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，以保证柱体结构与萌牙之间能够间隙设置。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得患者佩戴的壳状牙齿矫治器200具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，患者佩戴时口内异物感较小。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出部220的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出部220的咬合面，可以使萌出部220与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出部220的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述恒定或基本恒定的柱体结构为圆柱体结构、椭圆柱体或侧棱数不少于四的多棱柱体结构，可以根据萌牙的数量、类型进行设置，也可以根据相邻牙齿之间存在的萌出间隙进行适应性选择。
在一些实施例中，所述壳状牙齿矫治器200上除萌出部220之外的几何结构使除未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部220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，使得壳状牙齿矫治器200整体不会干涉萌牙的自然生长，但本实施例的萌出部220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，本实施例的萌出部220也根据该萌牙进行设置，而不对其进行矫治干预。而壳状牙齿矫治器100上除萌出部120之外的几何结构使除未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，即为除萌出部120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。
实施例3
本实施例中还提供了一种牙齿矫治系统的制备方法，将根据实施例2任一所述的设计方法得到的牙科矫正器系统中的壳状牙齿矫治器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列壳状牙齿矫治器。
例如，当采用所述热压膜成型工艺制作时，具体的制备方法包括：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。
实施例4
一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器400；其中一个壳状牙齿矫治器400包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体410和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔420；萌出空腔420同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数预测所述萌出空腔420，使得所述萌出空腔420的内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
在一些实施例中，所述萌出预定参数包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。其中，该尺寸、位置、形状和朝向可以是基于患者CBCT所获得的未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向，或者是基于一个或多个假牙库而获取的该未生长或未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向，或者是基于大数据下统计的该未生长或未完全生长的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
在一些实施例中，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
在一些具体实施例中，所述第一预定参数包括近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L1、近远中方向的最大尺寸D1和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H1。所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸L2、近远中方向的最大尺寸D2和牙齿长轴方向高度的最大尺寸H2。在其中一种实施例中，如图11、图12所示，壳状牙齿矫治器400上设置的萌出空腔420为包裹第二前磨牙萌出，此时第一预定参数为第一前磨牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；第二预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。而基于第一预定参数和第二预定参数进行萌出空腔420的确定方法，可以通过L1与L2之间的算术平均、加权平均等方式进行萌出空腔420颊舌径方向的尺寸的确定；通过D1与D2之间的算术平均、加权平均等方式进行萌出空腔420近远中方向的尺寸的确定；通过H1与H2之间的算术平均、加权平均等方式进行萌出空腔420牙齿长轴方向的尺寸的确定。以实现在整个矫治计划中萌出空腔420能够最大程度的契合所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的尺寸和形状。
在一些实施例中，所述萌出空腔420包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得患者佩戴壳状牙齿矫治器400后具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，口内异物感较小。
在一些实施例中，萌出空腔420还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔420的结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出空腔420的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出空腔420的咬合面，可以使萌出空腔420与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出空腔420的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
实施例5
一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器500；其中一个壳状牙齿矫治器500包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体510和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔520；萌出空腔520基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数预测，使得所述萌出空腔520的内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
在一些实施例中，第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向邻牙牙齿长轴方向高度的最大尺寸。在一些具体实施例中，如图13、图14所示，壳状牙齿矫治器500上设置的萌出空腔520为包裹第二前磨牙萌出，此时第三预定参数为第一磨牙颊舌径方向的最大尺寸L3、近远中方向的最大尺寸D3和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3，来确定第二前磨牙萌出空腔520的颊舌径方向的最大尺寸L3’、近远中方向的最大尺寸D3’和近中方向邻牙长轴方向高度的最大尺寸H3’。基于远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和近中方向邻牙牙齿长轴方向高度的最大尺寸而设计的萌出空腔520，足够接纳所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，并且使得设计的萌出空腔520的尺寸略大于该一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿，以保证萌出空腔520与萌牙之间能够间隙设置。
在一些实施例中，所述萌出空腔520包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。此种设置结构，使得患者佩戴的壳状牙齿矫治器500具有较光滑的包裹牙齿的壳体结构，口内异物感较小。
在一些实施例中，所述萌出空腔520还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔520的结构不影响上下颌咬合关系设置。本实施例的萌出空腔520的咬合面可以设计为平面、曲面或与对颌牙齿进行凹凸匹配的结构，根据对颌牙齿设计萌出空腔520的咬合面，可以使萌出空腔520与对颌牙齿进行尖窝匹配，或使该萌出空腔520的咬合面与对颌牙齿进行咬合面的凹凸匹配。
在一些实施例中，所述萌出空腔520为圆柱体结构、椭圆柱体或侧棱数不少于四的多棱柱体结构，可以根据缺牙的数量、类型进行设置，也可以根据相邻牙齿之间存在的萌出间隙进行适应性选择。
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 (37)
1.一种牙齿矫治系统，包括根据矫治计划使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且同时允许牙齿自然萌出的至少一个壳状牙齿矫治器，其特征在于，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体，所述矫治器本体包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部；随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器上的萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部的内表面与所述未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数包括一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
2.根据权利要求1所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述萌出预定参数包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
3.根据权利要求1或2所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
4.根据权利要求3所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述柱体结构的尺寸为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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；所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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。
5.根据权利要求3所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
6.根据权利要求1或2所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构是同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
7.根据权利要求6所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
8.根据权利要求7所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
9.根据权利要求6所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
10.根据权利要求1或2所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数设定。
11.根据权利要求10所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，以及所述近中方向邻牙的牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
12.根据权利要求10所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
13.根据权利要求10所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
14.根据权利要求1所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构为圆柱体结构、椭圆柱体结构或侧棱数不少于四的多棱柱体结构。
15.根据权利要求1所述的牙齿矫治系统，其特征在于，所述壳状牙齿矫治器上除萌出部之外的几何结构使除未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。
16.一种牙齿矫治系统的设计方法，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.牙齿矫治系统的设计：
根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器，所述壳状牙齿矫治器包括矫治器本体，所述矫治器本体包括用于容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构，所述矫治器本体上还设有至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出部；
随着矫治计划的进行，每个所述壳状牙齿矫治器上的萌出部均具有恒定或基本恒定的柱体结构，且所述萌出部的内表面与未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
17.根据权利要求16所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述萌出预定参数包括所述一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向。
18.根据权利要求16或17所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定。
19.根据权利要求18所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述柱体结构的尺寸为所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿完全萌出之后牙齿的尺寸的1.02-1.05倍；所述柱体结构的朝向为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿长轴朝向呈0-5°的角度；所述柱体结构的位置为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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；所述柱体结构的形状为与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数牙齿完全萌出之后牙齿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。
20.根据权利要求18所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
21.根据权利要求16或17所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构是同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数设定。
22.根据权利要求21所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
23.根据权利要求22所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
24.根据权利要求22所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
25.根据权利要求16或17所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数设定。
26.根据权利要求25所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向邻牙的牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
27.根据权利要求25所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为包括唇/颊侧面、舌侧面和咬合面，所述唇/颊侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的唇/颊侧面光滑过渡的曲面，所述舌侧面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的舌侧面光滑过渡的曲面，所述咬合面为平面或与其所述近、远中方向邻牙的咬合面光滑过渡的曲面。
28.根据权利要求25所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述恒定或基本恒定的柱体结构不影响上下颌咬合关系设置。
29.根据权利要求16所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述恒定或基本恒定的柱体结构设计为圆柱体结构、椭圆柱体结构或侧棱数不少于四的多棱柱体结构。
30.根据权利要求16所述的牙齿矫治系统的设计方法，其特征在于，所述壳状牙齿矫治器上除萌出部之外的几何结构被设计为使除未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。
31.一种牙齿矫治系统的制备方法，其特征在于，将根据权利要求16-30中任一所述的设计方法得到的牙科矫正器系统中的壳状牙齿矫治器，采用热压膜成型或者采用增材制造的工艺制作，得到所述一系列壳状牙齿矫治器。
32.一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，其特征在于，根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器；其中一个所述壳状牙齿矫治器包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔；
所述萌出空腔同时基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的近中方向邻牙的第一预定参数以及远中方向邻牙的第二预定参数预测，使得所述萌出空腔的内表面与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
33.根据权利要求32所述的牙齿萌出空间的预测方法，其特征在于，所述第一预定参数包括所述近中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸；所述第二预定参数包括所述远中方向邻牙的：颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸和牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
34.根据权利要求32所述的牙齿萌出空间的预测方法，其特征在于，所述萌出空腔还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔的结构不影响上下颌咬合关系设置。
35.一种壳状牙齿矫治器萌出空腔的预测方法，其特征在于，根据矫治计划设计使牙齿从初始位置逐渐调整至目标矫治位置且能够同时进行牙齿萌出的至少一个壳状牙齿矫治器；其中一个所述壳状牙齿矫治器包括容纳上颌多颗牙齿或下颌多颗牙齿的几何结构的矫治器本体和至少一个容纳一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的萌出空腔；
所述萌出空腔基于所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的远中方向邻牙和近中方向邻牙的第三预定参数预测，使得所述萌出空腔的内表面与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿的外表面均间隙设置；所述萌出预定参数设计为包括一颗或多颗未生长或未完全生长的牙齿完全萌出之后的牙齿参数。
36.根据权利要求35所述的牙齿萌出空间的预测方法，其特征在于，所述第三预定参数包括：所述远中方向邻牙的颊舌径方向的最大尺寸、近远中方向的最大尺寸，和所述近中方向邻牙牙齿长轴方向高度的最大尺寸。
37.根据权利要求35所述的牙齿萌出空间的预测方法，其特征在于，所述萌出空腔还基于对颌与所述一颗或多颗未生长至萌出预定参数的牙齿对应的牙齿的尺寸、位置、形状和朝向设定，以使所述萌出空腔的结构不影响上下颌咬合关系设置。
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