CN114099026B - 牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法。牙齿矫治套组的设计方法包括：获取数字化牙颌模型特征信息；分割所述数字化牙颌模型；根据所述数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取；根据所述第一布局及第二布局进行矫治计划的设计；基于所述数字化牙颌模型和矫治计划设计所述牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组包括至少一个第一壳状牙齿矫治器和至少一个第二壳状牙齿矫治器，所述第一壳状牙齿矫治器的弹性模量小于所述第二壳状牙齿矫治器的弹性模量。根据上述设计方法制备出来的牙齿矫治套组在矫治时具有针对性强的优点。
Description
技术领域
本发明属于牙齿矫治技术领域，尤其涉及一种牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法。
背景技术
牙齿矫治器是一种治疗错颌畸形的装置，可称为正畸矫治器。牙齿矫治器可产生作用力，或是咀嚼肌、口周肌的功能作用力，通过牙齿矫治器使畸形的颌骨、错位牙及牙周支持组织发生变化，以利于牙颌面正常生长发育。
传统的牙齿矫治器通常是一种富有弹性的金属丝和托槽，或和塑料基托结合的机械性装置，用于佩戴在口内或颌面部。但是传统的矫治器对于临床医生的要求较高，在粘贴在患者口内时患者的椅旁时间较长，在口腔内异物感较强，会引起口腔不适，且不美观。
随着时代的发展，人们对矫治器的美观性、舒适性、有效性、方便性、口腔卫生的保持等要求越来越高，传统的固定矫治方式已经不能满足这些正畸需求，无托槽隐形矫治技术应运而生。无托槽隐形矫治技术是患者通过佩戴一系列的透明壳状牙齿矫治器，使得患者的牙齿从初始位置移动到目标位置。
现有的牙齿隐形矫治方案中，在整个矫治过程中使用同种材质属性的牙齿矫治器。但是，目前使用的牙齿矫治器在矫治过程的针对性较弱，如对于多颗牙齿实现同时矫治时和对于局部少量牙齿实现局部矫治时，若均采用相同材质属性的牙齿矫治器，在矫治到一定阶段后，容易导致产生牙齿矫治器无法佩戴在患者牙齿上或者患者佩戴舒适性较差的效果。
因此，研究如何设计和制备出更有针对性的牙齿矫治器，对于提高牙齿矫治器的矫治效果和佩戴舒适性具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术缺陷，提供一种牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法，解决了现有牙齿矫治器在矫治过程中由于个体差异性导致的针对性较弱矫治问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种牙齿矫治套组的设计方法，包括：获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据所述数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；所述特征信息至少包括所述数字化牙齿模型的第一布局；
分割所述数字化牙颌模型：将所述数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型；
目标矫治信息的获取：根据所述数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中所述目标矫治信息至少包括所述数字化牙齿模型的第二布局；
矫治计划的设计：根据所述第一布局及所述第二布局进行矫治计划的设计，其中，所述矫治计划包括使所述数字化牙齿模型从所述第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段；
牙齿矫治套组的设计：基于所述数字化牙颌模型和矫治计划设计所述牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组包括至少一个第一壳状牙齿矫治器和至少一个第二壳状牙齿矫治器，所述至少两个矫治阶段中，一个矫治阶段中使用至少一个第一壳状牙齿矫治器，另一个矫治阶段中使用至少一个第二壳状牙齿矫治器，所述第一壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第一单步移动量的几何结构，所述第二壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第二单步移动量的几何结构，所述第一单步移动量大于对应产生第一单步移动量对应数字化牙齿模型而产生的所述第二单步移动量，所述第一壳状牙齿矫治器的弹性模量小于所述第二壳状牙齿矫治器的弹性模量。
优选地，所述第一壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
优选地，所述第二壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
优选地，所述第一壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩小于第二壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
优选地，所述第一壳状牙齿矫治器的厚度小于所述第二壳状牙齿矫治器的厚度。
优选地，所述第一壳状牙齿矫治器和/或第二壳状牙齿矫治器为多层结构。
一种牙齿矫治套组的设计方法，包括：
获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据所述数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；所述特征信息至少包括所述数字化牙齿模型的第一布局；
分割所述数字化牙颌模型：将所述数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型；
目标矫治信息的获取：根据所述数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中所述目标矫治信息至少包括所述数字化牙齿模型的第二布局；
矫治计划的设计：根据所述第一布局及所述第二布局进行矫治计划的设计，其中，所述矫治计划包括使所述数字化牙齿模型从所述第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段；
牙齿矫治套组的设计：基于所述数字化牙颌模型和矫治计划设计所述牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组包括多个第三壳状牙齿矫治器和多个第四壳状牙齿矫治器，所述至少两个矫治阶段中，至少一个矫治阶段中使用多个第三壳状牙齿矫治器，至少另一个矫治阶段中使用多个第四壳状牙齿矫治器；
所述第三壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，所述第三壳状牙齿矫治器上设置第一局部，所述第一局部容纳所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，所述第一局部使所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于所述第一壳状牙齿矫治器上除第一局部之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量；所述第一局部的弹性模量小于所述第三壳状牙齿矫治器除所述第一局部之外的弹性模量；
所述第四壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，所述第四壳状牙齿矫治器上设置第二局部，所述第二局部容纳所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，所述第二局部使所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于所述第四壳状牙齿矫治器上除第二局部之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量；所述第二局部的弹性模量小于所述第四壳状牙齿矫治器除所述第二局部之外的弹性模量；
其中所述第一局部的弹性模量大于或小于第二局部的弹性模量。
优选地，所述第三壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
优选地，所述第一局部使得所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
优选地，所述第四壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
优选地，所述第二局部使得所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
优选地，所述第三壳状牙齿矫治器的弹性模量大于、小于或等于第四壳状牙齿矫治器的弹性模量。
优选地，所述第三壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第一局部施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
优选地，所述第四壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第二局部施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
优选地，所述第三壳状牙齿矫治器的厚度大于或小于所述第一局部的厚度。
优选地，所述第四壳状牙齿矫治器的厚度大于或小于所述第二局部的厚度。
优选地，所述第三壳状牙齿矫治器、第四壳状牙齿矫治器、第一局部和/或第二局部为多层结构。
一种牙齿矫治套组的制备方法，基于上述的牙齿矫治套组的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：基于设计的所述牙齿矫治套组进行3D打印，制备出实体的牙颌模型，之后在所述实体的牙颌模型上采用热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器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。
一种牙齿矫治套组的制备方法，基于上述的牙齿矫治套组的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：采用直接3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行打印制备。
一种牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组为按照如上述的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。
优选地，所述牙齿矫治套组是上颌牙齿矫治套组或下颌牙齿矫治套组。
一种牙齿矫治系统，用于使患者牙齿从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段，所述牙齿矫治系统包括上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统，其中所述上颌牙齿矫治系统和/或下颌牙齿矫治系统为按照如上述的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。
通过本发明提供的牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法，能够带来以下至少一种有益效果：
本发明提供的一种牙齿矫治套组的设计方法中，通过该计方法设计出来的牙齿矫治套组包括至少一个第一壳状牙齿矫治器和至少一个第二壳状牙齿矫治器，其中第一壳状牙齿矫治器的弹性模量小于第二壳状牙齿矫治器的弹性模量，在整个牙齿矫治系统中，第一壳状牙齿矫治器的材质属性与第二壳状牙齿矫治的材质属性不同，针对产生的不同的单步移动量，从而导致对牙齿产生的移动位移不同，实际佩戴时，可以根据患者口内情况和矫治需要在不同的矫治阶段使用不同的矫治器，使牙齿矫治系统对患者牙齿的矫治作用更加有针对性，不仅最大程度的利用牙齿矫治系统对牙齿产生的移动效果进行矫治，还使患者佩戴的舒适增加。
本发明还提供了采用按照上述设计方法设计出来的牙齿矫治套组同时进行上下颌矫治的牙齿矫治系统，能够针对患者的上下颌同时进行矫治，并且在实际的应用过程中，可以仅用单颌采用至少两个弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，也可以上下颌均采用至少两个弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，使得上下颌牙齿对应的矫治效果相似，达到上下颌矫治同步的效果。
本发明还提供的一种牙齿矫治套组的设计方法中，通过该计方法设计出来的牙齿矫治套组包括至少一个第三壳状牙齿矫治器和至少一个第四壳状牙齿矫治器，并且第三壳状牙齿矫治器的弹性模量与其上设置的第一局部的弹性模量不同，第四壳状牙齿矫治器的弹性模量与其上设置的第二局部的弹性模量不同，且第一局部与第二局部的弹性模量不同，在整个牙齿矫治系统中，第三壳状牙齿矫治器或第四壳状牙齿矫治器本身的材质属性为不均一的，针对产生的不同的单步移动量，从而导致对牙齿产生的移动位移不同，使得局部牙齿的精准位移控制更加精准，实际佩戴时，不仅可以对局部牙齿进行控制增加支抗，还可以对局部牙齿进行多颗快速移动，在对患者进行针对性矫治时能够根据实际的矫治需求进行选择，使牙齿矫治系统对患者牙齿的矫治作用更加有针对性，不仅最大程度的利用牙齿矫治系统对牙齿产生的移动效果进行矫治，还使患者佩戴的舒适增加。
本发明还提供了采用按照上述设计方法设计出来的牙齿矫治套组同时进行上下颌矫治的牙齿矫治系统，能够针对患者的上下颌同时进行矫治，并且在实际的应用过程中，可以仅用单颌采用至少两个局部弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，也可以上下颌均采用至少两个局部弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，使得上下颌牙齿对应的矫治效果相似，达到上下颌矫治同步的效果。
本发明还提供了采用上述设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行制备的方法，采用先3D打印，然后热压成型后切割的方法，可以根据患者个性化的矫治需求进行相应壳状牙齿矫治器的制作；或者采用直接3D打印的方法制备壳状牙齿矫治器，对于结构较复杂或成型难度较大的结构可以直接打印成型，制备效率较高，对制备精度能够很好的得到控制。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明实施例1的牙齿矫治套组的设计方法的流程示意图。
图2为本发明实施例1的用于上颌的牙齿矫治套组的结构示意图。
图3为本发明实施例1的用于下颌的齿矫治套组的结构示意图。
图4为本发明实施例2的一种牙齿矫治系统的结构示意图。
图5为本发明实施例2的另一牙齿矫治系统的结构示意图。
图6为本发明实施例3的牙齿矫治套组的设计方法的流程示意图。
图7为本发明实施例3的一种第三壳状牙齿矫治器的结构示意图。
图8为图7中S1部分的放大图。
图9为本发明实施例3的另一种第三壳状牙齿矫治器的结构示意图。
图10为本发明实施例3的又一种第三壳状牙齿矫治器的结构示意图。
图11为图10中S2部分的一个实施例的放大图。
图12为图10中S2部分的另一实施例的放大图。
图13为本发明实施例3的一种第四壳状牙齿矫治器的结构示意图。
图14为图13中S3部分的放大图。
图15为本发明实施例3的另一种第四壳状牙齿矫治器的结构示意图。
图16为图15中S4部分的一个实施例的放大图。
图17为图15中S4部分的另一实施例的放大图。
图中：10、第一壳状牙齿矫治器；20、第二壳状牙齿矫治器；30、第三壳状牙齿矫治器；31、第一局部；40、第四壳状牙齿矫治器；41、第二局部。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
术语“前牙区”和“后牙区”根据北京大学医学出版社出版的《口腔医学导论》第2版第36-38页中对于牙齿的分类进行定义，前牙区包括切牙、侧切牙和尖牙，以FDI标记法显示为1-3的牙齿，后牙区包括前磨牙以及磨牙，以FDI标记法显示为4-8的牙齿。
参照图1，本发明实施例1提供一种牙齿矫治套组的设计方法，该设计方法包括步骤S11至步骤S15。
步骤S11，获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；特征信息至少包括数字化牙齿模型的第一布局。
数字化牙颌模型可以是上颌或下颌的数字化牙颌模型，数字化牙颌模型可以通过初始牙颌信息获得，也可以通过治疗过程中的中间状态牙颌信息获得。其中，初始牙颌信息或中间状态牙颌信息可以通过口内扫描获得，或者，通过对用户的牙颌模型的口内取模之后再扫描获得，初始牙齿状态信息具体可以包括：牙齿形状、牙龈位置等，还可以包括由CBCT数据(Cone beam CT，又称为锥形束CT)获得的牙根信息。牙齿形状中进一步还包括牙齿唇侧面、舌侧面、咬合面等形态，更进一步还可以包括有牙齿牙尖、嵴、窝、沟等。数字化牙齿模型的第一布局可以是整个数字化牙齿模型或其中几颗牙齿的初始布局，第一布局可以包括牙齿的初始位置。
步骤S12，分割数字化牙颌模型：将数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型。
数字化牙颌模型的扫描结果获取后得到的为一体化的数字化牙颌模型，包括数字化牙龈模型、数字化牙冠模型等，为了实现对单颗牙齿模拟牙齿矫治过程，需要将数字化牙颌模型分割成单颗数字化牙齿模型，单颗数字化牙齿模型包括前牙区单颗数字化牙齿模型和后牙区单颗数字化牙齿模型，每个的单颗数字化牙齿模型包括数字化牙冠模型。对数字化牙颌模型进行分割可以采用以下方法中的一种：(1)利用图形图像处理技术提取数字化牙颌模型中牙齿模型间的分割边界并进行分割；(2)在每颗牙齿上进行手动标记，然后基于分水岭算法的分割方法进行交互式分割；(3)基于模型表面平均曲率的单齿分割技术对单颗牙齿进行分割。数字化牙颌模型的分割还可以采用其它的分割形式，现有技术中能够将数字化牙颌模型分割成单颗数字化牙齿模型的方法均可采用。
步骤S13，目标矫治信息的获取：根据数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中目标矫治信息至少包括数字化牙齿模型的第二布局。
数字化牙齿模型的第二布局可以是整个数字化牙齿模型或其中几颗牙齿移动后的布局，第二布局可以包括牙齿的目标矫治位置。其中，第二布局的定位可以根据医学设计人员或临床医生根据患者口内的实际情况进行最终矫治位置的确定，也可以根据口内数字化设计软件，根据相似病例进行矫治目标位置的推荐，也可以根据推荐结果进行对患者治疗更加针对性的调整。
步骤S14，矫治计划的设计：根据第一布局及第二布局进行矫治计划的设计，其中，矫治计划包括使数字化牙齿模型从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段。
不同患者的口内情况和矫治需求均存在个体差异，医生及医学设计人员根据患者诉求及口内情况，以及数字化牙齿模型的第一布局和第二布局进行矫治计划的设计，数字化牙齿模型经过至少两个矫治阶段的矫治从第一布局逐渐变化至第二布局，每个矫治阶段的数字化牙齿模型包括分步初始布局和分步目标布局，经过单个矫治阶段后，数字化牙齿模型从分步初始布局逐渐变化至分步目标布局，经过至少两个矫治阶段的矫治后，数字化牙齿模型从第一布局逐渐变化至第二布局。其中，患者牙齿从第一布局到第二布局有多种不同的矫治方案，其中多种不同的矫治方案中最适用于患者的针对性矫治方案的选择依据可以为：矫治周期较短、矫治效果与预期吻合、患者佩戴更加舒适。
步骤S15，牙齿矫治套组的设计：基于数字化牙颌模型和矫治计划设计牙齿矫治套组。
参照图2和图3，牙齿矫治套组包括至少一个第一壳状牙齿矫治器10和至少一个第二壳状牙齿矫治器20。至少两个矫治阶段中，一个矫治阶段中使用至少一个第一壳状牙齿矫治器10，另一个矫治阶段中使用至少一个第二壳状牙齿矫治器20。每个矫治阶段的牙齿包括分步初始布局和分步目标布局，经过单个矫治阶段后，牙齿从该矫治阶段的分步初始布局逐渐变化至分步目标布局，经过至少两个矫治阶段的矫治后，牙齿从第一布局逐渐变化至第二布局。其中，牙齿矫治套组中的至少一个第一壳状牙齿矫治器10和至少一个第二壳状牙齿矫治器20的使用顺序可以根据实际的病例需求进行选择，如先使用一个或者多个材质较软的第一壳状牙齿矫治器10进行多颗牙齿同步排齐，之后再使用一个或者多个材质较硬的第二壳状牙齿矫治器20进行局部牙齿的稳固和快速移动。另一种方式如先使用一个或者多个材质较硬的第二壳状牙齿矫治器20进行局部牙齿的稳固和快速移动，之后再使用一个或者多个材质较软的第一壳状牙齿矫治器10进行多颗牙齿同步排齐。另一种方式如使用一个第一壳状牙齿矫治器10和一个第二壳状牙齿矫治器20交替使用，可佩戴材质较软的壳状牙齿矫治器达到多颗牙齿同步排齐之后再佩戴材质较硬的壳状牙齿矫治器实现移动后的位置稳固，也可佩戴材质较硬的壳状牙齿矫治器达到局部牙齿的快速排齐之后再佩戴材质较软的壳状牙齿矫治器实现在佩戴舒适的前提下保持移动位置相对稳定。
第一壳状牙齿矫治器10具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第一单步移动量的几何结构，第二壳状牙齿矫治器20具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第二单步移动量的几何结构。单步移动量是指在一个矫治阶段，佩戴壳状牙齿矫治器时，数字化牙齿模型从分步初始布局移动到分步目标布局的移动量。
其中，第一单步移动量大于对应产生第一单步移动量对应数字化牙齿模型而产生的第二单步移动量，换言之，对于同一数字化牙齿模型，第一壳状牙齿矫治器10作用于该数字化牙齿模型产生的第一单步移动量大于第二壳状牙齿矫治器20作用于该数字化牙齿模型产生的第二单步移动量。其中，第一壳状牙齿矫治器10使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.3mm-1.0mm，更具体地，可以为0.5mm或0.6mm或0.7mm或0.8mm或0.9mm或1.0mm；第二壳状牙齿矫治器20使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.2mm-0.5mm，更具体地，可以为0.2mm或0.3mm或0.4mm或0.5mm；例如，所述第一壳状牙齿矫治器10使得中切牙产生的单步移动量可以为0.7mm时，第二壳状牙齿矫治器20使得中切牙产生的单步移动量可以为0.5mm。需要说明的是，第一壳状牙齿矫治器10使得多颗数字化牙齿模型中的不同数字化牙齿模型同时产生的单步移动量可以相同或不同，第二壳状牙齿矫治器20使得多颗数字化牙齿模型中的不同数字化牙齿模型同时产生的单步移动量可以相同或不同。
第一壳状牙齿矫治器10的弹性模量小于第二壳状牙齿矫治器20的弹性模量，使得第一壳状牙齿矫治器10具有较软的质地，第二壳状牙齿矫治器20具有较硬的质地。第一壳状牙齿矫治器10可以是用于上颌和/或下颌的壳状牙齿矫治器，第二壳状牙齿矫治器20可以是用于上颌和/或下颌的壳状牙齿矫治器，图2的第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20是用于上颌的矫治器，图3的第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20是用于下颌的矫治器。图2和图3中，线条粗细示意表示质地的软硬程度，图2和图3中的第一壳状牙齿矫治器10的线条细示意表示其具有较软的质地，图2和图3中的第二壳状牙齿矫治器20的线条粗示意表示其具有较硬的质地。实际佩戴根据上述设计制备出来的第一壳状牙齿矫治器10时，质地较软的第一壳状牙齿矫治器10的形变量大，允许牙齿移动的幅度大，能够快速实现多颗牙齿的同时排齐；实际佩戴根据上述设计制备出来的第二壳状牙齿矫治器20时，质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20的形变量小，允许牙齿移动的幅度小，能够实现局部牙齿的排齐和控制。牙齿矫治套组的第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20具有不同的材质属性，针对产生的不同的单步移动量，从而导致对牙齿产生的移动位移不同，因此，可以根据患者口内情况和矫治需要在不同的矫治阶段使用不同的矫治器，使牙齿矫治系统对患者牙齿的矫治作用更加有针对性，不仅最大程度的利用牙齿矫治系统对牙齿产生的移动效果进行矫治，还使患者佩戴的舒适增加。
在进行制备时，质地较软的第一壳状牙齿矫治器10可以由较软的材料制成，质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20可以由较硬的材料制成，制成的第一壳状牙齿矫治器10的弹性模量小于第二壳状牙齿矫治器20的弹性模量。第一壳状牙齿矫治器10和/或第二壳状牙齿矫治器20的材料可以为PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)、TPU(热塑性聚氨酯)或PC(聚碳酸酯)中的一种、两种或两种以上的组合。需要说明的是，第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的材料可以相同或不同；其中，当第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的材料为相同材料时，两者可以是由不同弹性模量的同种材料制得。
本发明一些实施方式中，第一壳状牙齿矫治器10的厚度小于第二壳状牙齿矫治器20的厚度。相同材料情况下，厚度增加，第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的强度相应增加，其中可实现的方式为硬度和弹性模量增加，通过改变第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的厚度，能够使第一壳状牙齿矫治器10的弹性模量小于第二壳状牙齿矫治器20的弹性模量。
本发明一些实施方式中，第一壳状牙齿矫治器10和/或第二壳状牙齿矫治器20为多层结构。相同材料情况下，层数增加，第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的强度相应增加，其中可实现的方式为硬度和弹性模量增加，通过改变第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的层数，能够使第一壳状牙齿矫治器10的弹性模量小于第二壳状牙齿矫治器20的弹性模量。需要说明的是，第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的层数可以相同或不同。当第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20的层数相同时，第一壳状牙齿矫治器10和第二壳状牙齿矫治器20可以是由不同弹性模量的相同层数制得。
本发明一些实施方式中，第一壳状牙齿矫治器10施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩小于第二壳状牙齿矫治器20施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩，具体地，第一壳状牙齿矫治器10施加到数字化牙齿模型上的矫治力小于第二壳状牙齿矫治器20施加到数字化牙齿模型上的矫治力，和/或，第一壳状牙齿矫治器10施加到数字化牙齿模型上的力矩小于第二壳状牙齿矫治器20施加到数字化牙齿模型上的力矩。
在至少两个矫治阶段中，根据需要，可以先使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10，后使用质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20进行矫治；也可以先使用质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20，后使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10进行矫治；也可以在多个矫治阶段中，交替使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10和质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20；也可以在相邻两个矫治阶段中均使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10；也可以在相邻两个矫治阶段中均使用质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20进行局部牙齿的排齐和控制。
以针对多颗牙齿需要同时进行矫治为例，如牙列拥挤病例，在至少两个矫治阶段中，实际佩戴根据上述设计制备出来的矫治器，先使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10，其形变量较大，能够快速实现多颗牙齿的同时排齐，同时患者由于佩戴第一壳状牙齿矫治器10而产生的牙齿移动不适感较小；之后使用质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20，其形变量较小，实现局部牙齿的快速排齐。
以针对牙齿的矫治控制为例，如对于拔除第一前磨牙的病例，此时第二前磨牙容易产生向近中方向倾斜的临床现象，在至少两个矫治阶段中，先使用质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20，实现对部分牙齿的局部控制，具体地，如拔除第一前磨牙后，为了防止第二前磨牙向近中倾斜，此时佩戴质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20，由于质地较硬的第二壳状牙齿矫治器20的形变量较小，能够控制第二前磨牙移动，防止其向近中倾斜，达到预期的矫治效果；之后使用质地较软的第一壳状牙齿矫治器10进行矫治，当牙齿实现局部牙齿排齐后，进行其余多颗牙齿的快速排齐。
本发明实施例2提供一种牙齿矫治系统，用于使患者牙齿从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段，该牙齿矫治系统包括上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统，其中上颌牙齿矫治系统和/或下颌牙齿矫治系统为按照实施例1的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。具体地，用于对上颌牙齿进行矫治的上颌牙齿矫治套组具有如实施例1设计的牙齿矫治套组的结构设计，或者用于对下颌牙齿进行矫治的下颌牙齿矫治套组具有如实施例1设计的牙齿矫治套组的结构设计，或者上颌牙齿矫治套组和下颌牙齿矫治套组同时具有如实施例1设计的牙齿矫治套组的结构设计，上下颌均采用至少两个弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，使得上下颌牙齿对应的矫治效果相似，达到上下颌矫治同步的效果。
参照图4，牙齿矫治系统包括上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统，上颌牙齿矫治系统包括用于对上颌牙齿进行矫治的上颌牙齿矫治套组，下颌牙齿矫治系统包括用于对下颌牙齿进行矫治的下颌牙齿矫治套组，上颌牙齿矫治套组和下颌牙齿矫治套组具有如实施例1设计的牙齿矫治套组的结构设计。图4示出了在不同矫治阶段使用的弹性模量不同的壳状牙齿矫治器，其中，在同一矫治阶段，同时使用质地较软的上颌壳状牙齿矫治器和下颌壳状牙齿矫治器，或同时使用质地较硬的上颌壳状牙齿矫治器和下颌壳状牙齿矫治器，使得上下颌牙齿对应的矫治效果相似，达到上下颌矫治同步的效果。
图5示出了另一种牙齿矫治系统的结构示意图，与图4所示的牙齿矫治系统相比，图5所示的牙齿矫治系统的区别在于，图5中，质地较软和质地较硬的上颌壳状牙齿矫治器和下颌壳状牙齿矫治器的使用顺序不同，具体的使用顺序需要根据患者口内情况和矫治需要进行设计，从而使牙齿矫治系统对患者牙齿的矫治作用更加有针对性。
参照图6，本发明实施例3提供一种牙齿矫治套组的设计方法，该设计方法包括步骤S21至步骤S25。
步骤S21，获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；特征信息至少包括数字化牙齿模型的第一布局。
步骤S21的获取数字化牙颌模型特征信息的方法可以与实施例1中步骤S11的获取数字化牙颌模型特征信息的方法相同，在此不予赘述。
步骤S22，分割数字化牙颌模型：将数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型。
步骤S22的分割数字化牙颌模型的方法可以与实施例1中步骤S12的分割数字化牙颌模型的方法相同，在此不予赘述。
步骤S23，目标矫治信息的获取：根据数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中目标矫治信息至少包括数字化牙齿模型的第二布局。
步骤S24，矫治计划的设计：根据第一布局及第二布局进行矫治计划的设计，其中，矫治计划包括使数字化牙齿模型从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段。
步骤S25，牙齿矫治系统的设计：基于数字化牙颌模型和矫治计划设计牙齿矫治系统。
牙齿矫治套组包括至少一个第三壳状牙齿矫治器30和至少一个第四壳状牙齿矫治器40，至少两个矫治阶段中，至少一个矫治阶段中使用至少一个第三壳状牙齿矫治器30，至少另一个矫治阶段中使用至少一个第四壳状牙齿矫治器40；更具体地例如，牙齿矫治套组包括2个第三壳状牙齿矫治器30和2个第四壳状牙齿矫治器40。
参照图7至图12，第三壳状牙齿矫治器30具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，第三壳状牙齿矫治器30上设置第一局部31，第一局部31可以是第三壳状牙齿矫治器30的前牙区中的局部或全部，和/或后牙区中的局部或全部。图7和图8中，第一局部31设置在第三壳状牙齿矫治器30一侧的部分后牙区，即图7的第三壳状牙齿矫治器30中线条示意较细的区域；图9中，第一局部31设置在第三壳状牙齿矫治器30两侧的大致对称的部分后牙区，即图9的第三壳状牙齿矫治器30中线条示意较细的区域；图10中，第一局部31设置在第三壳状牙齿矫治器30的前牙区和部分后牙区，即图10的第三壳状牙齿矫治器30中线条示意较细的区域。
第一局部31容纳多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，第一局部31使多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于第三壳状牙齿矫治器30上除第一局部31之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量。其中，第三壳状牙齿矫治器30使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.3mm-1.0mm，更具体地，可以为0.5mm或0.6mm或0.7mm或0.8mm或0.9mm或1.0mm；第一局部31使得多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.3mm-1.0mm更具体地，可以为0.5mm或0.6mm或0.7mm或0.8mm或0.9mm或1.0mm。需要说明的是，第三壳状牙齿矫治器30使得多颗数字化牙齿模型中的不同数字化牙齿模型产生的单步移动量可以相同或不同，第一局部31使得部分数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以相同或不同，具体使用时可按照临床矫治需求进行相应的选择。
如图8所示，第一局部31的弹性模量小于第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的弹性模量，使得第一局部31具有较软的质地，第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的部分具有较硬的质地。图7至图12中，线条粗细示意表示质地的软硬程度，线条细示意表示对应部分具有较软的质地，线条粗示意表示对应部分具有较硬的质地。实际佩戴根据上述设计制备出来的第三壳状牙齿矫治器30时，第一局部31的形变量大，能够快速实现多颗牙齿的同时排齐；第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的部分的形变量小，能够实现局部牙齿的排齐和控制。第三壳状牙齿矫治器30本身的材质属性为不均一的，针对产生的不同的单步移动量，从而导致对牙齿产生的移动位移不同，使得局部牙齿的精准位移控制更加精准。
第一局部31和第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的部分具有不同的属性，能产生不同的矫治作用，因此，可以根据患者口内情况和矫治需要对第三壳状牙齿矫治器30进行设计，实际佩戴根据上述设计制备出来的矫治器时，第一局部31和第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的部分对患者牙齿产生针对性的矫治效果，使第三壳状牙齿矫治器30对患者牙齿的矫治作用更加有针对性，矫治效果更佳，佩戴更舒适。
在进行制备时，质地较软的第一局部31可以由较软的材料制成，质地较硬的第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的部分可以由较硬的材料制成，制成的第一局部31的弹性模量小于第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的弹性模量。第一局部31和/或第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外部分的材料可以为PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)、TPU(热塑性聚氨酯)或PC(聚碳酸酯)中的一种、两种或两种以上的组合。需要说明的是，第一局部31和第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外部分的材料可以相同或不同。当第一局部31和第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外部分的材料相同时，两者可以为不同弹性模量的同种材料制成。
本发明一些实施方式中，第三壳状牙齿矫治器30的厚度大于或小于第一局部31的厚度，通过改变第三壳状牙齿矫治器30和第一局部31的厚度，能够使第一局部31的弹性模量小于第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的弹性模量。参照图7，第三壳状牙齿矫治器30与第一局部31相比，第一局部31中的后牙区的厚度减小，后牙区的强度减小，其中一种体现形式是硬度减小或弹性模量减小，后牙区作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量大于第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31外区域作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量。参照图10和图11，与第一局部31相比，第三壳状牙齿矫治器30中粗线条示意的表示后牙区的厚度增加，对应后牙区的强度增加，其中一种体现形式是后牙区的硬度和弹性模量增加，后牙区作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量小于第一局部31作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量。
本发明一些实施方式中，第三壳状牙齿矫治器30和/或第一局部31为多层结构。相同材料情况下，层数增加，对应强度增加，其中一种表现形式即为硬度和弹性模量增加，通过改变第三壳状牙齿矫治器30和第一局部31的层数，能够使第一局部31的弹性模量小于第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的弹性模量。参照图12，与第一局部31相比，第三壳状牙齿矫治器30除第一局部31之外的区域中的后牙区的层数增加，后牙区强度增加，其中一种表现形式即为硬度和弹性模量增加，后牙区作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量小于第一局部31作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量，其中一种临床应用可以为拔除牙齿之后相邻牙齿的稳定性控制。
本发明一些实施方式中，第三壳状牙齿矫治器30施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第一局部31施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩，换言之，第三壳状牙齿矫治器30施加到数字化牙齿模型上的矫治力与第一局部31施加到数字化牙齿模型上的矫治力不同，和/或第三壳状牙齿矫治器30施加到数字化牙齿模型上的力矩与第一局部31施加到数字化牙齿模型上的力矩不同，从而根据患者口内实际情况制作第三壳状牙齿矫治器30，使第三壳状牙齿矫治器30对患者牙齿的矫治作用更加有针对性。
参照图13至图17，第四壳状牙齿矫治器40具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，第四壳状牙齿矫治器40上设置第二局部41，第二局部41可以是第四壳状牙齿矫治器40的前牙区中的局部或全部，和/或后牙区中的局部或全部。图13中，第二局部41设置在第四壳状牙齿矫治器40的中切牙区域，即图13的第四壳状牙齿矫治器40中线条较细示意的区域。图15中，第二局部41设置在第四壳状牙齿矫治器40的除中切牙以外的区域，即图15的第四壳状牙齿矫治器40中线条示意较细的区域。
第二局部41容纳多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，第二局部41使多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于第四壳状牙齿矫治器40上除第二局部41之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量。如前牙区拥挤时，能够快速的部分排齐前牙区的牙齿。其中，第四壳状牙齿矫治器40使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.2mm-0.5mm，更具体地，可以为0.2mm或0.3mm或0.4mm或0.5mm；第二局部41使得多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量可以为0.2mm-0.5mm，更具体地，可以为0.2mm或0.3mm或0.4mm或0.5mm。需要说明的是，第四壳状牙齿矫治器40使得多颗数字化牙齿模型中的不同数字化牙齿模型产生的单步移动量可以相同或不同，第二局部41使得部分数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量可以相同或不同，具体使用时可按照临床矫治需求进行相应的选择。
如图14所示，第二局部41的弹性模量小于第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的弹性模量，使得第二局部41具有较软的质地，第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的部分具有较硬的质地。图13至图17中，线条粗细示意表示质地的软硬程度，线条细示意表示对应部分具有较软的质地，线条粗示意表示对应部分具有较硬的质地。实际佩戴根据上述设计制备出来的第四壳状牙齿矫治器40时，第二局部41的形变量大，能够快速实现多颗牙齿的同时排齐；第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的部分的形变量小，能够实现局部牙齿的排齐和控制。第四壳状牙齿矫治器40本身的材质属性为不均一的，针对产生的不同的单步移动量，从而导致对牙齿产生的移动位移不同，使得局部牙齿的精准位移控制更加精准。
第二局部41和第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的部分具有不同的属性，能产生不同的矫治作用，因此，可以根据患者口内情况和矫治需要对第四壳状牙齿矫治器40进行设计，实际佩戴根据上述设计制备出来的矫治器时，第二局部41和第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的部分对患者牙齿产生针对性的矫治效果，使第四壳状牙齿矫治器40对患者牙齿的矫治作用更加有针对性，矫治效果更佳，佩戴更舒适。
在进行制备时，质地较软的第二局部41可以由较软的材料制成，质地较硬的第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的部分可以由较硬的材料制成，制成的第二局部41的弹性模量小于第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的弹性模量。第二局部41和/或第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外部分的材料可以为PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)、TPU(热塑性聚氨酯)或PC(聚碳酸酯)中的一种、两种或两种以上的组合。需要说明的是，第二局部41和第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外部分的材料可以相同或不同。当第二局部41和第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外部分的材料相同时，两者可以为不同弹性模量的同种材料制成。
本发明一些实施方式中，第四壳状牙齿矫治器40的厚度大于或小于第二局部41的厚度，通过改变第四壳状牙齿矫治器40和第二局部41的厚度，能够使第二局部41的弹性模量小于第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的弹性模量。参照图13和图14，第四壳状牙齿矫治器40与第二局部41相比，中切牙区域的第二局部41的厚度减小，对应中切牙区域的第二局部41的强度减小，其中一种可实施的方式为中切牙区域的硬度减小或弹性模量减小，中切牙区域作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量大于第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41外区域作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量。参照图15，与第二局部41相比，第四壳状牙齿矫治器40中的中切牙区域的厚度增加，对应中切牙区的强度增加，其中一种可实施的方式为第四壳状牙齿矫治器40中的中切牙区域的硬度和弹性模量增加，第四壳状牙齿矫治器40中的中切牙区域作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量小于第二局部41作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量。
本发明一些实施方式中，第四壳状牙齿矫治器40和/或第二局部41为多层结构。相同材料情况下，层数增加，对应的强度增加，其中一种可实施的方式为硬度和弹性模量增加，通过改变第四壳状牙齿矫治器40和第二局部41的层数，能够使第二局部41的弹性模量小于第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的弹性模量。参照图17，与第二局部41相比，第四壳状牙齿矫治器40除第二局部41之外的区域即中切牙区域的层数增加，强度增加，其中一种可实施的方式为中切牙区域的硬度和弹性模量增加，第四壳状牙齿矫治器40的中切牙区域作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量小于第二局部41作用于数字化牙齿模型产生的单步移动量。
本发明一些实施方式中，第四壳状牙齿矫治器40施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第二局部41施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩，换言之，第四壳状牙齿矫治器40施加到数字化牙齿模型上的矫治力与第二局部41施加到数字化牙齿模型上的矫治力不同，和/或第四壳状牙齿矫治器40施加到数字化牙齿模型上的力矩与第二局部41施加到数字化牙齿模型上的力矩不同，从而根据患者口内实际情况制作第四壳状牙齿矫治器40，使第四壳状牙齿矫治器40对患者牙齿的矫治作用更加有针对性。
第一局部31的弹性模量大于或小于第二局部41的弹性模量。第一局部31的弹性模量大于第二局部41的弹性模量时，相对于第一局部31，第二局部41具有更软的质地，第二局部41的形变量更大，实际佩戴根据上述设计制备出来的第三壳状牙齿矫治器30和第四壳状牙齿矫治器40时，第二局部41使得容纳的牙齿产生的单步移动量更大。第一局部31的弹性模量小于第二局部41的弹性模量时，相对于第二局部41，第一局部31具有更软的质地，第一局部31的形变量更大，实际佩戴根据上述设计制备出来的第三壳状牙齿矫治器30和第四壳状牙齿矫治器40时，第一局部31使得容纳的牙齿产生的单步移动量更大。第一局部31的弹性模量和第二局部41的弹性模量大小设置可以依据患者口内实际情况和矫治计划进行设计，使第三壳状牙齿矫治器30和第四壳状牙齿矫治器40更有针对性，矫治效果更佳，佩戴更舒适。
本发明一些实施方式中，第三壳状牙齿矫治器30的弹性模量大于、小于或等于第四壳状牙齿矫治器40的弹性模量，换言之，第三壳状牙齿矫治器30的弹性模量与第四壳状牙齿矫治器40的弹性模量可以相同或不同。在实际选择矫治过程中，可以根据实际病例需求先进行第一局部31和第二局部41的矫治选择，而第三壳状牙齿矫治器30和第四壳状牙齿矫治器40的弹性模量可以相同也可以不同；第三壳状牙齿矫治器30的弹性模量与第四壳状牙齿矫治器40的弹性模量也是基于患者实际情况进行设置，从而提高矫治的针对性。
以针对拔牙病例为例，拔除第一前磨牙后，实际佩戴根据上述设计制备出来的第三壳状牙齿矫治器30，第三壳状牙齿矫治器30的对应第二前磨牙、第一磨牙对应的部分材质较硬，第三壳状牙齿矫治器30的材质较硬的部分可以对对应的牙齿进行局部控制，而第三壳状牙齿矫治器30的对应尖牙、侧切牙和切牙的部分为第一局部31，第一局部31的材质较软，第一局部31可以使对应的牙齿进行快速排齐，从而实现局部牙齿的针对性矫治。
本发明实施例4提供一种牙齿矫治系统，用于使患者牙齿从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段，该牙齿矫治系统包括上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统，其中上颌牙齿矫治系统和/或下颌牙齿矫治系统为按照实施例3的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。具体地，用于对上颌牙齿进行矫治的上颌牙齿矫治系统具有如实施例3设计的牙齿矫治套组的结构设计，或者用于对下颌牙齿进行矫治的下颌牙齿矫治系统具有如实施例3设计的牙齿矫治套组的结构设计，或者上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统同时具有如实施例3设计的牙齿矫治套组的结构设计，上下颌均采用至少两个弹性模量不同的壳状牙齿矫治器进行矫治，使得上下颌牙齿对应的矫治效果相似，达到上下颌矫治同步的效果。
本发明实施例5还提供一种牙齿矫治系统的制备方法，基于上述实施例1或实施例3的牙齿矫治系统的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：基于设计的牙齿矫治系统进行3D打印，制备出实体的牙颌模型，之后在实体的牙颌模型上采用热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器，之后在包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器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，再对壳状牙齿矫治器进行清洗、消毒、包装等制备模块进行制备，使患者能够直接佩戴使用，在经过一系列的壳状牙齿矫治器佩戴后，达到牙齿矫治的目的。
更具体的，制备方法中的制备模块也可以是3D打印设备、压膜设备、切割设备、抛光设备、及清洗消毒设备，具体制备过程是首先通过3D打印技术将符合要求的数字化牙颌模型有限元数字模型直接打印出来，其次在打印好的3D牙颌模型上进行压膜操作，最后再对压好膜的壳状牙齿矫治器进行切割、抛光清洗、消毒等步骤，最终制得壳状牙齿矫治器。
本发明实施例6还提供一种牙齿矫治系统的制备方法，基于上述实施例1或实施例3的牙齿矫治系统的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：采用直接3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行打印制备，该制备方法基于数字化的壳状牙齿矫治器模型进行制备，直接3D打印后的壳状牙齿矫治器还可经过抛光、清洗、消毒、包装等过程，使患者能够直接佩戴使用，在经过一系列的壳状牙齿矫治器佩戴后，达到牙齿矫治的目的。
在一种实施方式中，制备方法中的制作模块可以是增材制造机，采用增材制造技术进行壳状牙齿矫治器的制备，即采用3D打印技术将获得的符合要求的壳状牙齿矫治器有限元数字模型后直接打印成壳状牙齿矫治器，3D打印技术可以是SLA(立体光固化成型)或DLP(数字光投影)。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (22)
1.一种牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，包括：获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据所述数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；所述特征信息至少包括所述数字化牙齿模型的第一布局；
分割所述数字化牙颌模型：将所述数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型；
目标矫治信息的获取：根据所述数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中所述目标矫治信息至少包括所述数字化牙齿模型的第二布局；
矫治计划的设计：根据所述第一布局及所述第二布局进行矫治计划的设计，其中，所述矫治计划包括使所述数字化牙齿模型从所述第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段；
牙齿矫治套组的设计：基于所述数字化牙颌模型和矫治计划设计所述牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组包括至少一个第一壳状牙齿矫治器和至少一个第二壳状牙齿矫治器，所述至少两个矫治阶段中，一个矫治阶段中使用至少一个第一壳状牙齿矫治器，另一个矫治阶段中使用至少一个第二壳状牙齿矫治器，所述第一壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第一单步移动量的几何结构，所述第二壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型且使所述多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型对应产生第二单步移动量的几何结构，所述第一单步移动量大于对应产生第一单步移动量对应数字化牙齿模型而产生的所述第二单步移动量，所述第一壳状牙齿矫治器的弹性模量小于所述第二壳状牙齿矫治器的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
3.根据权利要求1所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第二壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩小于第二壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
5.根据权利要求1-3任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙齿矫治器的厚度小于所述第二壳状牙齿矫治器的厚度。
6.根据权利要求1-3任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙齿矫治器和/或第二壳状牙齿矫治器为多层结构。
7.一种牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，包括：
获取数字化牙颌模型特征信息：获取一数字化牙颌模型，并根据所述数字化牙颌模型进行特征信息的获取；其中，所述数字化牙颌模型包括数字化牙齿模型；所述特征信息至少包括所述数字化牙齿模型的第一布局；
分割所述数字化牙颌模型：将所述数字化牙颌模型分割为单颗数字化牙齿模型；
目标矫治信息的获取：根据所述数字化牙齿模型的第一布局及患者口内情况进行目标矫治信息的获取，其中所述目标矫治信息至少包括所述数字化牙齿模型的第二布局；
矫治计划的设计：根据所述第一布局及所述第二布局进行矫治计划的设计，其中，所述矫治计划包括使所述数字化牙齿模型从所述第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段；
牙齿矫治套组的设计：基于所述数字化牙颌模型和矫治计划设计所述牙齿矫治套组，所述牙齿矫治套组包括多个第三壳状牙齿矫治器和多个第四壳状牙齿矫治器，所述至少两个矫治阶段中，至少一个矫治阶段中使用多个第三壳状牙齿矫治器，至少另一个矫治阶段中使用多个第四壳状牙齿矫治器；
所述第三壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，所述第三壳状牙齿矫治器上设置第一局部，所述第一局部容纳所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，所述第一局部使所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于第一壳状牙齿矫治器上除第一局部之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量；所述第一局部的弹性模量小于所述第三壳状牙齿矫治器除所述第一局部之外的弹性模量；
所述第四壳状牙齿矫治器具有容纳多颗数字化牙齿模型的几何结构，所述第四壳状牙齿矫治器上设置第二局部，所述第二局部容纳所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型，所述第二局部使所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量大于所述第四壳状牙齿矫治器上除第二局部之外容纳多颗数字化牙齿模型产生的单步移动量；所述第二局部的弹性模量小于所述第四壳状牙齿矫治器除所述第二局部之外的弹性模量；
其中所述第一局部的弹性模量大于或小于第二局部的弹性模量。
8.根据权利要求7所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第三壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
9.根据权利要求7所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第一局部使得所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.3mm-1.0mm。
10.根据权利要求7所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第四壳状牙齿矫治器使得多颗数字化牙齿模型中的每颗数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
11.根据权利要求7所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第二局部使得所述多颗数字化牙齿模型中的部分数字化牙齿模型产生的单步移动量为0.2mm-0.5mm。
12.根据权利要求7所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第三壳状牙齿矫治器的弹性模量大于、小于或等于第四壳状牙齿矫治器的弹性模量。
13.根据权利要求7-12任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第三壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第一局部施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
14.根据权利要求7-12任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第四壳状牙齿矫治器施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩大于或小于第二局部施加到数字化牙齿模型上的矫治力和/或力矩。
15.根据权利要求7-12任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第三壳状牙齿矫治器的厚度大于或小于所述第一局部的厚度。
16.根据权利要求7-12任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第四壳状牙齿矫治器的厚度大于或小于所述第二局部的厚度。
17.根据权利要求7-12任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法，其特征在于，所述第三壳状牙齿矫治器、第四壳状牙齿矫治器、第一局部和/或第二局部为多层结构。
18.一种牙齿矫治套组的制备方法，其特征在于，基于权利要求1-17中任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：基于设计的所述牙齿矫治套组进行3D打印，制备出实体的牙颌模型，之后在所述实体的牙颌模型上采用热压成型的方式得到包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器，之后在所述包含牙齿形状的壳状牙齿矫治器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。
19.一种牙齿矫治套组的制备方法，其特征在于，基于权利要求1-17中任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行相应的制备，具体的制备方法包括：采用直接3D打印的方法对设计出来的壳状牙齿矫治器进行打印制备。
20.一种牙齿矫治套组，其特征在于，所述牙齿矫治套组为按照如权利要求1-17中任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。
21.根据权利要求20所述的牙齿矫治套组，其特征在于，所述牙齿矫治套组是上颌牙齿矫治套组或下颌牙齿矫治套组。
22.一种牙齿矫治系统，用于使患者牙齿从第一布局逐渐变化至第二布局的至少两个矫治阶段，其特征在于，所述牙齿矫治系统包括上颌牙齿矫治系统和下颌牙齿矫治系统，其中所述上颌牙齿矫治系统和/或下颌牙齿矫治系统为按照如权利要求1-17中任一项所述的牙齿矫治套组的设计方法设计出来的牙齿矫治套组。
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