CN114929159A - 用于定位和验证全牙弓修复体解剖位置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种牙修复体定位组件，包括咬合组件和上颌牙弓子组件。咬合组件包括构造成形成在患者的上颌牙槽嵴中的上颌托，其中所述上颌托包括咬合堤部件。咬合组件还包括由生物相容的磁性金属材料构成的托架框架部件，其锚定到所述上颌托。所述上颌牙弓子组件包括磁性地锚定到所述咬合堤部件的多个修复上颌牙部件。所述托架框架部件可相对于所述上颌托移动。所述多个修复上颌牙部件可单独相对于彼此移动以实现期望的牙定位。

Description

用于定位和验证全牙弓修复体解剖位置的系统和方法

交叉引用相关申请

本申请要求2019年11月7日提交的美国临时专利申请62/931,999的优先权，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及定位和验证全牙弓修复体的解剖位置。例如，本文描述的技术可以用于为患者设计和装配植入物或组织支持的义齿。

背景技术

全缺牙患者的修复是一个耗时且复杂的过程，该过程包括牙医向牙科实验室技术人员提供患者特定的设置模板，以设计满足患者功能和美学要求(包括言语要求)的义齿。传统的设置模板(称为“蜡堤”、“咬合堤”或“咬合块”)是一块蜡，经过调整和标记，可以捕获到患者特定的义齿修复体设计考虑因素。设置模板捕获的信息对于设计能够恢复咀嚼系统、言语和微笑美学的正常功能的牙置换修复体至关重要。修复缺牙患者所需的三维信息包括咬合平面；中线；切缘位置；颊侧通道；垂直距离；唇部支撑和唇部动态(高低微笑线)；以及犬齿位置(“3D参数”)。然而，传统的蜡圈只能提供3D参数的子集。它不捕获咬合平面、颊侧通道，有时甚至不捕获垂直距离。它也无法帮助评估功能和语音。

在设计定制义齿的传统方法中，牙医用手将预制的义齿一颗一颗地放入蜡圈中。在放置每颗牙时，牙医会检查上牙与上述3D参数的匹配情况，并相应地进行调整。这是一个需要高度熟练且耗时的过程。一旦所有的义齿都放入蜡中并完成设计，“蜡型”将被运送到牙科实验室，用于后牙的定位和蜡试牙的加工。然后将蜡试牙送回给牙医。然后牙医将蜡型放入患者口中并验证3D参数是否令人满意。

如果蜡型需要调整，牙医要么在椅旁进行所需的更改，要么通过照片、视频和书面描述的组合记录更改。然后将蜡型连同所需的更改一起运回牙科技术人员处。技术人员调整蜡型，然后将修改后的蜡型运送回牙医，以评估患者的变化。这个过程会一直重复，直到牙医和患者都可以接受蜡型，并且可能需要很多次才能完善。

发明内容

本发明的实施例通过提供与定位和验证全牙弓修复体内所有单个牙的解剖位置相关的方法、系统和设备来解决和克服上述缺点和不足中的一个或多个。

根据一些实施例，牙修复体定位组件包括咬合组件和上颌牙弓子组件。咬合组件包括构造成形成在患者的上颌牙槽嵴中的上颌托，其中所述上颌托包括咬合堤部件。咬合组件还包括由生物相容的磁性金属材料构成的托架框架部件，其锚定到所述上颌托。所述上颌牙弓子组件包括磁性地锚定到所述咬合堤部件的多个修复上颌牙部件。所述托架框架部件可相对于所述上颌托移动。所述多个修复上颌牙部件可单独相对于彼此移动以实现期望的牙定位。

根据本发明的另一个方面，在一些实施例中，一种制造牙修复体的方法，包括将上颌牙弓子组件和咬合组件组装到患者口中。所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件各自包括多个可移动部件。该方法还包括通过重新定位一个或多个所述可移动部件来调整患者的中线、切缘位置、唇部支撑和颊侧通道中的一个或多个。将所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件的最终位置固定到牙修复体定位组件模板中，以制造牙修复体。

根据本发明的另一方面，在一些实施例中，一种基于模板制造义齿的方法包括通过计算机辅助设计(CAD)系统接收一个或多个数字网格，所述数字网格描绘了包括多个模板上颌牙弓牙的牙修复体定位组件模板。在所述牙修复体定位组件模板中识别出与所述上颌牙弓牙对应的牙和牙弓解剖结构库。所述牙和牙弓解剖结构库包括多个库牙模型。将来自所述牙和牙弓解剖结构库的多个上颌牙弓牙与所述多个模板上颌牙弓牙对齐(自动或手动)。基于应用于所述多个上颌牙弓牙的预定咬合参数，自动定位来自所述牙和牙弓解剖结构库的多个下颌牙弓牙。基于所述多个上颌牙弓牙和所述多个下颌牙弓牙的定位，自动定位牙龈解剖结构。基于所述多个上颌牙弓牙、所述多个下颌牙弓牙和所述牙龈解剖结构生成义齿的数字模型。

以下参照附图进行说明的实施例将突显本发明的附加特征和优点。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明可以最好地理解本发明的前述和其他方面。为了说明本发明，在附图中示出了目前优选的实施例，然而应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式。附图包括：

图1A提供了方齿形的修复体定位组件的面部视图；

图1B示出了图1A所示的修复体定位组件的舌侧视图；

图1C提供了根据一些实施例的修复体定位组件中使用的部件的详细视图；

图2A显示了修复体定位组件的部件加工成定制托，即结合有磁铁的预制U形件；

图2B示出了由结合到下部定制托中的磁体保持的托架框架，其中该托架框架可以移动以便根据患者的独特解剖结构定制模板；

图2C-图2E显示了上颌牙弓组件包括前段和左右后部四分体，通过磁铁与定制的上颌托连接；

图3A和图3B示出在形状库中可用的不同齿形的示例；

图4A和图4B提供了根据一些实施例的磁体如何保持和定位在预制U形件中的进一步细节；

图5A和图5B分别提供了根据一些实施例的托架框架的侧视图和咬合视图；

图6A和图6B说明了如何使用间隔件来调整托架框架和定制上颌托之间的距离，其中间隔件或者是磁铁或者由磁性保持；

图7A和图7B示出了上颌牙弓组件的前部件的两个不同视图；

图7C显示了上颌前部件如何以允许调节上颌前部件位置的方式连接到托架框架；

图8A-图8C显示了上颌右后部件的三个视图；

图9A显示了上颌前部件上用于连接后部四分体和托架框架的示例性磁性锚定件；

图9B显示了上颌右后部件上的磁性锚定件；

图10A-图10C提供根据一些实施例的下颌前部件的三个视图；

图11A和图11B显示了根据一些实施例的VDO钉如何连接到下颌前部件；

图12A-图12D示出了通过使用间隔件将下颌前部件连接到上颌前部件的过程；

图13提供了根据一些实施例的模板定制的操作顺序流程图；和

图14提供了根据一些实施例的方法，该方法描述了经验证的Unity模板如何变成临时试验义齿。

详细说明

下面根据几个实施例描述本发明，这些实施例涉及使用修复体定位组件来定位和验证全弓牙修复体的解剖位置相关的方法、系统和设备。修复体定位组件有助于临床医生定位和验证3D参数、功能和语音。如下文进一步详细描述的，修复体定位组件可以作为标准化部件的集合提供给临床医生，这些标准化部件旨在被临床医生用作模板来定位和验证全牙弓修复体的解剖位置。此集合在本文中称为“Unity套件”。为了涵盖解剖口腔尺寸和形状的广度，该套件可以分为多个模板选择。例如，在一些实施例中，提供了3种牙弓尺寸和5种齿形。这些牙弓尺寸和齿形的组合，以及下面描述的动态定位装置，使临床医生能够为各种患者的最终修复体创建模板。

使用Unity系统创建全牙弓修复体是在一系列离散的步骤中进行的。首先，临床医生使用Unity套件模板(如上所述)在椅旁找到修复体的正确3D位置以及牙弓形和齿形。在验证所有3D参数后，Unity套件模板在口腔中的3D位置表示该患者唯一的“患者特定”模板(称为“定制模板”、“模板”或“蜡型”)。在这种情况下，“椅旁”是指在临床医生检查患者时在临床医生办公室内。接下来，使用光学扫描仪将定制的Unity模板数字化，并用作模板以使用牙科计算机辅助设计(“CAD”)软件设计修复体。牙弓中的所有模拟齿形和尺寸都显示在位于CAD中的数字解剖结构库中，以快速设计修复装置。这种设计可用于实现多种不同的修复装置，包括临时软组织支撑义齿、种植体支撑临时义齿、用于植入物放置的手术导板，或替代性修复体。

图1A提供了方齿形的修复体定位组件100的面部视图。如下文进一步详细描述的，可以根据需要使用各种齿形来匹配患者对最终修复体中牙的大小和形状的期望。图1B示出了图1A所示的修复体定位组件100的舌侧视图。如图1A和图1B所示，修复体定位组件100由两个子组件组成：上颌牙弓子组件101以及下颌前部和VDO钉组件102。

图1C提供了根据一些实施例的修复体定位组件100中使用的部件的详细视图。应注意图1C中显示的图像相对于人体解剖结构以及图1A和图1B中呈现的方向是“倒置”的。上颌牙弓子组件101包括上颌牙弓左后部件105、上颌前部件115和上颌牙弓右后部件120。这三个部件在口腔内共同作用以：确定切缘位置、中线位置、咬合平面、颊侧通道和唇部支撑。

咬合组件110将上颌牙弓子组件101固定就位。如下文进一步详细解释的，咬合组件110被设计成使得上颌牙弓子组件101的部件105、115和120在安装到咬合组件110上之后是可移动的。这样允许临床医生调整部件105、115和120以实现期望的上颌牙弓子组件101定位。一旦放置了这些部件105、115和120，就可以放置下颌前部和VDO钉组件102以评估整体牙定位。下颌前部和VDO钉组件102包括下颌前部件125和VDO钉130。VDO钉130允许调整咬合的垂直距离(“VDO”)以实现期望的上颌骨和下颌之间的3D位置关系(即垂直距离)。

图2A和图2B示出了修复体定位组件100如何与咬合组件一起使用以定制适合患者独特解剖结构的模板。咬合组件包括上颌托200和托架框架部件210(分别在图2A和图2B中示出)。这两个部分被设计用作修复体定位组件100的可调节基础，允许临床医生快速动态地调整咬合平面的位置。咬合平面是全牙弓重建的重要修复变量，因为它决定了切缘位置的上/下部件。Unity套件中提供的咬合组件可提供各种尺寸(例如，小、中、大等)，以允许根据患者口腔的大小进行定制。

上颌托200旨在形成患者上颌的软组织结构。如图2A所示，上颌托200包括可模制材料201和咬合堤部件205。可模制材料201可以在患者的口中形成，或者在患者就诊之前形成在患者上颌骨的石头模型上。图2B显示了托架框架部件210如何锚定到上颌托200。如下文进一步详细解释的，在一些实施例中，托架框架部件210由铁磁材料制成并且咬合堤部件205包括多个磁铁。

图2C-图2E显示了上颌牙弓子组件如何连接到咬合组件110。如图2C所示，上颌前部件215被锚定到托架框架部件210上。接下来，如图2D所示，上颌左后部件220锚定到上颌前部件215。然后，上颌牙弓子组件部件225被锚定到如图2E所示的位置。需要说明的是，上颌牙弓子组件的部件顺序在不同的实施例中会有所不同，图2C-图2E中所示的顺序仅仅是示例性的。例如，可以使用嵌入上颌前部件215、上颌左后部件220和上颌牙弓子组件部件225中的一个或多个中的磁性垫片来实现各种组件之间的锚定。

正如本领域技术人员普遍理解的那样，上颌牙槽嵴的形状和位置因每位患者的独特解剖结构和无牙时间长短(称为“无牙颌”)而异。上颌牙槽嵴的宽度，也称为“嵴尺寸”，由多个不同尺寸的咬合组件容纳在Unity套件中。咬合组件的尺寸(小、中、大等)将对应于上颌牙弓组件的尺寸。一旦选择了咬合组件尺寸，就可以选择齿形。

人的上颌牙的大小和形状各不相同。需要考虑面部结构、牙弓尺寸和患者个人喜好。此外，患者可能对他或她的牙外观有个人偏好。在一些实施例中，Unity套件为每个嵴尺寸提供不同的齿形。例如，对于每个嵴尺寸，可以提供卵形、方形和圆形形态的齿形。例如，可以从天然牙模型确定各种形状。在患者评估阶段，齿形可以快速地从托架框架505椅旁安装或分离。此外，这些齿形设计有可调节的后部件220和225，其作用是匹配患者的颊侧通道。为了说明，图3A和图3B分别示出了示例的方形和圆形齿形。

人的上颌牙相对于口腔其余部分的理想位置因许多生理特征而异，这些生理特征包括但不限于面部结构、嘴唇动态、骨骼解剖结构和语音。通过结合咬合组件和修复体定位组件，临床医生能够通过调整咬合平面位置、切缘位置、中线、颊侧通道、唇部支撑和VDO而将牙弓快速定位在正确的生理位置。然后，临床医生能够通过语音和嘴唇动态在生理上验证口腔中的位置，然后相应地调整位置。这允许临床医生在一次椅旁预约中为最终修复体创建经过验证的模板。

图4A和图4B提供了根据一些实施例的咬合堤部件205的进一步细节。上颌托400由刚性咬合堤405组成，该咬合堤被可模制材料包围。咬合堤405设计为天然牙弓形状。咬合堤405包括多个嵌入式磁性锚定件。在图4A所示的示例中，锚定件包括磁性锚定件410A、410B、410C和410D(即，两个锚定件在后部，两个锚定件在前部)。磁性锚定件410A、410B、410C和410D在组装到咬合堤405边缘时，将铁磁托架框架(参见例如图2B)吸引到配合位置。可模制材料可以围绕咬合堤形成，例如，通过注塑包覆成型。如图4B所示，咬合堤405包括用于包覆成型材料的多个底切415A、415B、415C和415D。可模制材料用于将磁性锚定件410A、410B、410C和410D固定到咬合堤405中，并适合患者上颌牙槽嵴的独特轮廓，用作定制的最终印模和记录基座。

图5A和图5B分别提供了根据一些实施例的托架框架505的侧视图和咬合视图。托架框架505由生物相容性磁性金属材料构成。托架框架505的形状反映了咬合堤405的自然牙弓形状，但舌前部区域除外，该区域的形状可能变薄。托架框架505被设计成沿线性位置范围与上颌托的磁性锚定件(参见图4A)重叠。这允许将托架框架505调整和固定在任何位置，具体取决于磁性锚定件的强度和位置。例如，对于上面如图4A和4B所示的上颌托400，锚定件可以允许在前部方向上最多调节6毫米。该功能允许对切缘位置的前/后部件进行“宏观调整”。可以通过调整修复体定位组件的各个部件来进行微调。

图6A和图6B说明了如何使用间隔件615A、615B、615C和615D来调整托架框架605和上颌托600之间的距离。在这个示例中，间隔件615A、615B、615C和615D被咬合堤610中的锚定件磁吸，其作用是将间隔件定位在正确的位置。通过添加或移除间隔件，托架框架605可以相对于上颌托600进行上下(上级/下级)调整。此外，托架框架605通过将额外的间隔件添加到前部锚定件而变得有角度，如图6B所示。通过单独调整间隔件的尺寸，可以实现托架框架605的任何角度。托架框架605的角度成为修复咬合平面。尽管图6A和图6B的示例利用磁体作为间隔件，但应该理解在其他实施例中可以使用其他类型的间隔件。例如，在一个实施例中，间隔件是可堆叠的塑料垫片，它们彼此“卡合”以达到所需的高度。塑料垫片还可以包括允许与托架框架605和咬合堤610互锁的特征。

图7A-图7C提供了根据一些实施例的关于上颌牙弓子组件的附加细节。参考图7A和图7B，图中示出了上颌前部件700的两个不同视图。上颌前部件700包括6颗上颌前牙的面部轮廓和咬合轮廓，以及来自牙舌侧的新月形突起705。新月形突起705包括用于容纳各种尺寸的磁体710A、710B、710C和710D(或其他连接件)的空间。图7C显示了上颌前部件700如何以允许调整上颌前部件700位置的方式磁性连接到托架框架715。

图8A-图8C示出了上颌左后部件800的三个视图。图8A显示了咬合视图和颊部视图，而图8B和8C分别显示了舌侧视图和俯视图。上颌右后部和上颌左后部是彼此的镜像。上颌右后部件和左后部件各包含4颗后牙的颊部轮廓和咬合轮廓。部件的舌侧包括平坦表面、圆形表面和用于放置各种尺寸的磁铁805和810(或其他连接件)的空间。

在一些实施例中，上颌右后部件和上颌左后部件使用磁性锚部件的组合连接到上颌前部件，该磁性锚定件位于所有三个部分上的第一双尖牙的舌侧。锚定件允许部件沿咬合平面旋转。这种设计特点可以在保留咬合平面的同时调整左右后部颊侧通道。磁性锚定件也可以设计成将旋转限制在基线弓形的期望范围内(例如，+/-10度)。图9A示出了上颌前部件900上用于连接后部组件的示例性磁性锚定件905、910。图9B示出了上颌左后部件915上的磁体锚定件920。上颌右后部锚定件(未示出)是上颌左后部锚定件920的镜像。

上颌牙弓子组件设计用于磁性地锚定到咬合组件的托架框架部分，该部分用作基座。连接后部部分的锚定件可以重新调整用途，以限制移动的方式将上颌牙弓子组件牢固地吸引到托架框架上。因此，上颌牙弓子组件只能在咬合组件设置的咬合平面内进行调节。上颌牙弓子组件可以移动到独特的中线位置，并向前调整到理想的切缘位置和唇部支撑位置。

图10A-图10C提供了根据一些实施例的下颌前部件1000的三个视图。在该示例中，下颌前部件1000设计为具有下方6颗前牙。如图10B和10C所示，下颌前部件1000包括用于接收VDO钉的孔1005。

图11A和图11B显示了根据一些实施例的VDO钉1105如何连接到下颌前部件1100。VDO钉1105连接到下颌前部件1100的凹面(组织侧)。该VDO钉1105使得临床医生能够调整VDO，这是全牙弓重建中的关键修复变量。更具体地说，VDO钉1105设计为由临床医生椅旁缩短(例如，使用牙科手持件)以实现正确的VDO。在一些实施例中，VDO钉1105在预定间距(例如，1mm)处具有标记，表示距咬合平面的距离。

在一些实施例中，下颌前部件使用磁性间隔件和嵌入到两个部分中的相应磁性锚定件连接到上颌前部件。锚定件位于上颌尖牙和下颌尖牙的舌侧，用于限制下颌前部件相对于上颌前部件的所有运动。间隔件的作用是连接下颌前部件和上颌前部件，在两个部分配合时保持它们之间的咬合距离，并代表整个下牙弓的定位，因为在理想的咬合关系中它与上牙弓的牙齿有关。

图12A-图12D示出了将下颌前部件1215连接到上颌前部件900(在上面参考图9A和图9B讨论)的过程。通过将锚定件95插入到图12A所示的空间1220中而将上颌前部件900连接到下颌前部件1215。图12B显示了下颌前部件1215和间隔件1225A和1225B。图12C显示了间隔件1225A和1225B在下颌前部件1215上的颊侧和舌侧视图。最后，图12D显示了当下颌前部件1215和上颌前部件900锚定在一起时锚定件905和910的位置。

图13提供了根据一些实施例的模板定制的操作顺序流程图。从步骤1305开始，将定制的患者专用基托插入患者口中并评估其保持力和稳定性。Unity套件可以提供多个不同尺寸的底板。在步骤1310，临床医生从库中选择适合患者特定情况和偏好的齿形和牙弓尺寸。此外，临床医生组装托架框架和上颌牙弓部件。接下来，在步骤1315，临床医生根据需要将间隔件添加到咬合组件，以实现正确的咬合平面和切缘位置。在步骤1320，临床医生还可以在需要时向前或向后移动托架框架，并且可以相对于托架框架向前或向后并左右移动牙弓组件，以便建立中线、唇部支撑和颊侧通道。然后，在步骤1325，现在设置了所有参数，临床医生通过让患者说出语音“F”和/或“V”来验证上颌牙弓位置。如有必要，临床医生会调整上颌牙弓的位置。

继续参考图13，在步骤1330，添加下颌前部和VDO钉(如果需要)。如有必要，临床医生会调整VDO。例如，在一些实施例中，通过从静止垂直距离(“VDR”)中减去“息止间隙(freeway space)”来计算VDO。如本领域一般理解的，当下颌骨处于静止位置时，上下牙之间存在间隙。在前臼齿区域观察到的咬合空间是“息止间隙”。在其他实施例中，义齿被设计用于替换目的，VDO可以与现有义齿的VDO相匹配。VDO的定位也可能受到患者面部美学的影响。在步骤1335，临床医生使用例如可流动、可固化的材料固定上颌牙弓子组件相对于上颌托的位置，以及下颌前部件相对于下颌托的位置。

在步骤1340，一旦上颌部件和下颌部件已经固定到上颌托和下颌托，临床医生就可移除间隔件以将上颌组件与下颌组件分离。上颌骨和下颌骨现在可以相互独立地自由移动。下前牙现在固定在正确的位置，然后临床医生让患者发语音“S”来验证VDO、上下切缘位置。然后在步骤1345临床医生让患者微笑以确认牙尺寸和选择。如果需要改变牙弓形状、齿形或口内位置，则可以重新开始过程1300。一旦达到了期望的外观和匹配度，在步骤1350，临床医生可以利用椅旁扫描仪来捕获上颌组件和下颌组件的位置，或者，可以将整个组件连接并运送到实验室进行制造。

图14提供了根据一些实施例的方法1400，该方法描述了经验证的Unity模板如何变成临时试验义齿。从步骤1403开始，定制的Unity模板被转换为具有光学3D扫描仪的数字网格。在步骤1405，将多个数字网格上传到计算机辅助设计(CAD)软件系统。示例CAD软件系统包括3Shape Dental System、Exocad DentalCAD和AvaDent数字义齿。数字网格包括上颌和下颌软组织数字网格，可提供软组织模型的详细细节，包括义齿边界。在步骤1405，将整个Unity模板的数字网格上传，包括咬合组件、上颌牙弓子组件和固定在一起的下颌托的数字网格。这些数字网格共同为CAD软件提供了VDO。在步骤1405，上传的数字网格还包括具有上颌牙弓子组件的咬合组件的数字网格，以提供上颌软组织和经验证的牙位置之间的关系。

继续参考图14，在步骤1410-1420，模型准备好用于设计。首先，在步骤1410，用户选择他们希望制造的义齿结构类型(例如，1pc、2pc、印刷、铣削、混合等)。接下来，在步骤1415，CAD软件系统根据需要对齐网格、修剪和校正数字网格缺陷。然后在步骤1420，CAD软件系统执行模型分析，包括咬合平面和特征点、标记颌边界、设置插入方向和封闭底切。步骤1415和1420的处理可以自动执行或基于从用户处接收的一个或多个输入来执行。

在步骤1425-1435，用户使用CAD软件系统提供的信息来设计基于输入的全口修复体试验义齿。在步骤1425，用户从解剖结构库中选择由模拟设置表示的对应齿形和牙弓尺寸。牙弓形相对于定制模板手动或自动定位，单独调整牙齿。接下来，在步骤1430，创建义齿底座(代表组织)。义齿底座可以以不同的配置生成，以创建义齿(全腭基部覆盖)或种植体支持的修复体(仅覆盖牙弓基部)。在步骤1435，使用数字雕刻工具连同义齿底座组件参数调整显微解剖结构。此时，试验义齿的设计可以最终确定并用于制造义齿。

一旦使用步骤1405到1425中描述的过程将牙列的位置数字化，就可以设计任何全口牙修复体，包括但不限于义齿、放射导板或植入修复体。图13和图14中描述的过程表示用于实现最佳全口重建的整个模拟和数字工作流程。

在一些实施例中，试验义齿被制造成具有沿着上颌义齿基部或牙弓的舌侧的空腔。空腔接收不透射线的材料(例如，牙胶或氧化锆球)。带有不透射线标记的试验义齿与锥形束计算机断层扫描(“CBCT”)结合使用，以生成数据集，这些数据将试验义齿相对于患者组织和骨骼的三维位置相关联。然后可以将该数据集与图14中生成的数据集组合，以生成例如(i)用于手术放置一个或多个牙植入物的指南和(ii)基于计划植入物位置的临时植入物修复体。

在CAD软件中扫描和数字化模拟部分后，选择解剖结构库中的相应牙弓形。确定了牙弓形几何形状的差异，特别是后部四分体的重新定位，并且CAD软件将数字网格的后部四分体与新的模拟位置相协调。在一些实施例中，CAD认识到需要做出改变以使CAD位置适应模拟部件。然后，当CAD软件调整设计时，确保设计保留关键关系，包括牙尖窝和一般咬合功能。下前牙的定位代表了整个下牙弓的定位，因为它与理想咬合关系中的上牙弓中的牙有关。

图14中说明了的软件过程，并更详细地进行描述。本文提供了对用于设计和装配植入物或组织支撑的义齿的常规软件的各种增强。例如，在本发明的一些实施例中，利用了对应于物理牙、牙弓和组织解剖结构的网格数据库。解剖结构库包括与修复体定位组件中的多个物理上颌和下颌牙弓解剖结构相对应的多个牙、牙弓和组织解剖结构。牙、牙弓和组织解剖结构网格数据库包含额外的解剖结构元数据，例如游离牙龈边缘线、牙尖和窝位置、牙间乳头和附着黏膜的轮廓、接触点位置等。

本文所述的技术有助于上颌牙和牙弓形的放置/对齐。解剖结构库中的多个牙解剖结构网格通过网格对齐算法(例如迭代最近点)使用单个或多个用户标记的参考点注册到定制的Unity模板的数字网格。在一些实施例中，多个牙网格被布置成对应于上颌前部、上颌左后部、上颌右后部件的3个刚性组。多个牙的自动网格对齐可快速复制已验证的牙位置和定制Unity模板的牙弓形，而无需大量用户输入。用于牙放置和对齐的传统软件工作区(例如3Shape的Smile Composer功能)需要用户使用屏幕控件手动拖放和旋转单个网格或牙网格组到所需的3D位置。牙网格相对于蜡堤的网格(不包含牙参考)或蜡型的网格(包含不对应的牙参考)定位。手动对齐既费时又不精确。

本文所述的系统还有助于牙龈组织解剖结构的识别、定位和表征。代表定制的Unity模板的数字网格包括牙龈组织解剖结构。与牙网格解剖结构库一起打包的游离牙龈边缘元数据可以通过布尔差分算法快速识别颊侧牙龈组织。从定制的Unity模板的数字网格中减去(通过布尔差)多个配准的牙网格，得到表示游离牙龈边缘上方的组织解剖结构的网格。使用单个或多个用户标记的参考点，通过网格对齐算法(例如迭代最近点)将解剖结构库内的组织网格配准到减去之后剩余的组织网格。然后将组织网放样到义齿边界以生成完整的义齿底座。预先表征的组织的自动识别和定位显着减少了用户所需的熟练输入，并且能够在需要改变时修改组织设计。用于组织设计的传统牙科CAD软件工作区可通过以下方式动态生成组织表面：1)通过创建从义齿边界到义齿库牙的游离牙龈边缘的放样表面或2)从义齿边界放样到库牙和组织牙弓的上边界。方式1和方式2中使用的传统算法创建了非美学组织设计，必须在制造后以数字方式校正或手动校正。

根据一些实施例，本文所述的系统利用具有沿牙弓形舌侧的空腔的义齿的装饰性设计。具有多个圆柱形腔的1件式或2件式义齿设计沿义齿弓形的舌侧组织表面定位。在其他实施例中，圆柱形空腔可以沿着义齿底座或牙弓形的组织表面(称为“凹版”)定位。如上所述，圆柱形空腔可以在CNC铣削或3D打印制造过程中结合到义齿中。制造后将不透射线的材料(例如氧化锆、金属或牙胶)放入圆柱形空腔中。

虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但其他方面和实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不旨在限制，真实范围和精神由所附权利要求指示。

附图的系统和过程不是排他性的。可以根据本发明的原理导出其他系统、过程和菜单以实现相同的目标。尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是应当理解，本文所示和描述的实施例和变型仅用于说明目的。本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下对当前设计进行修改。本文中的任何权利要求要素均不得根据35U.S.C.112(f)的规定进行解释，除非该要素使用短语“意味着”明确引用。

Claims (31)

1.一种牙修复体定位组件，包括：

咬合组件，所述咬合组件包括：

构造成形成在患者的上颌牙槽嵴中的上颌托，其中所述上颌托包括咬合堤部件，以及

由生物相容的磁性金属材料构成的托架框架部件，其锚定到所述上颌托，

上颌牙弓子组件，所述上颌牙弓子组件包括磁性地锚定到所述咬合堤部件的多个修复上颌牙部件，

其中(i)所述托架框架部件可相对于所述上颌托移动，并且(ii)所述多个修复上颌牙部件可单独相对于彼此移动以实现期望的牙定位。

2.根据权利要求1所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌牙弓子组件中的所述多个修复上颌牙部件包括：

上颌牙弓左后部件；

上颌前部件；和

上颌牙弓右后部件。

3.根据权利要求2所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌前部件能够沿着所述托架框架部件在前部和后部方向上移动，以达到理想的切缘位置。

4.根据权利要求2所述的牙修复体定位组件，其中所述多个修复上颌牙部件可沿着所述托架框架部件在左右方向上移动，以达到期望的患者口腔的上颌中线位置。

5.根据权利要求2所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌牙弓左后部件和所述上颌牙弓右后部件可相对于所述上颌前部件在所述托架框架部件上单独旋转，以达到期望的患者口腔的颊侧通道。

6.根据权利要求2所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌牙弓子组件的所述后部上颌牙部件通过磁性锚定件相互连接。

7.根据权利要求6所述的牙修复体定位组件，其中所述磁性锚定件限制所述后部上颌牙部件的除了旋转之外的所有运动。

8.根据权利要求2所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌前部件包括6颗上颌前牙的面部轮廓、咬合轮廓和舌部轮廓。

9.根据权利要求8所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌牙弓左后部件和所述上颌牙弓右后部件各自包括4颗后牙的颊部轮廓、咬合轮廓和舌部轮廓。

10.根据权利要求9所述的牙修复体定位组件，其中所述上颌前部件包括新月形突起，所述新月形突起位于所述上颌前牙的舌侧并且具有一个或多个锚定件以与所述上颌牙弓左后部件和所述上颌牙弓右后部件连接。

11.根据权利要求10所述的牙修复体定位组件，其中所述一个或多个锚定件是磁体或铁磁材料。

12.根据权利要求1所述的牙修复体定位组件，其中所述咬合堤部件包括多个嵌入式磁性锚定件和/或铁磁材料。

13.根据权利要求12所述的牙修复体定位组件，其中所述多个嵌入式磁性锚定件包括(i)位于所述咬合堤部件前面的第一组磁性锚定件和(ii)位于所述咬合堤部件后面的第二组磁性锚定件。

14.根据权利要求1所述的牙修复体定位组件，还包括：

一个或多个间隔件，用于调整所述托架框架部件与所述上颌托之间的距离。

15.根据权利要求14所述的牙修复体定位组件，其中所述间隔件是锚定到所述铁磁咬合堤部件的磁性垫片。

16.根据权利要求14所述的牙修复体定位组件，其中所述距离通过堆叠或不堆叠磁性垫片来调节。

17.根据权利要求14所述的牙修复体定位组件，其中所述间隔件是弓形的并且磁性地锚定到所述咬合堤部件上。

18.根据权利要求1所述的牙修复体定位组件，还包括：

下颌前部子组件，其具有多个修复下颌牙。

19.根据权利要求18所述的牙修复体定位组件，其中所述下颌前部包括钉，用于调整咬合垂直距离、患者上颌骨与患者下颌之间的3D位置关系。

20.一种制造牙修复体的方法，所述方法包括：

将上颌牙弓子组件和咬合组件组装到患者口中，其中所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件各自包括多个可移动部件；

通过重新定位一个或多个所述可移动部件来调整患者的中线、切缘位置、唇部支撑和颊侧通道中的一个或多个；

将所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件的最终位置固定到牙修复体定位组件模板中，以制造牙修复体。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

在固定所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件的最终位置之前，向所述咬合组件添加一个或多个间隔件以将所述上颌牙弓子组件设置到期望的咬合平面位置。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述间隔件被堆叠以达到期望的咬合平面位置。

23.根据权利要求20所述的方法，其中所述上颌牙弓子组件和所述咬合组件的最终位置使用可流动的、可固化的材料固定。

24.根据权利要求20所述的方法，还包括：

将下颌前部子组件组装到患者口中，其中所述下颌前部子组件包括多个修复下颌牙。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述下颌前部子组件包括钉并且所述方法还包括：

调整所述钉以达到理想的咬合垂直距离、患者上颌骨与患者下颌之间的3D位置关系。

26.根据权利要求24所述的方法，其中所述下颌前部子组件通过磁性锚定件固定到所述牙修复体定位组件模板中。

27.一种基于模板制造义齿的方法，所述方法包括：

通过计算机辅助设计(CAD)系统接收一个或多个数字网格，所述数字网格描绘了包括多个模板上颌牙弓牙的牙修复体定位组件模板；

识别所述牙科修复定位组件模板中的上颌牙弓牙对应的牙和牙弓解剖结构库，其中所述牙和牙弓解剖结构库包括多个库牙模型；

将来自所述牙和牙弓解剖结构库的多个上颌牙弓牙与所述多个模板上颌牙弓牙自动或手动对齐；

基于应用于所述多个上颌牙弓牙的预定咬合参数，自动定位来自所述牙和牙弓解剖结构库的多个下颌牙弓牙；

基于所述多个上颌牙弓牙和所述多个下颌牙弓牙的定位，自动定位牙龈解剖结构；

基于所述多个上颌牙弓牙、所述多个下颌牙弓牙和所述牙龈解剖结构生成义齿的数字模型。

28.根据权利要求27所述的方法，其中将来自库的所述多个上颌牙弓牙与所述多个模板上颌牙弓牙对齐包括：

接收用户针对所述数字网格中呈现的每个模板上颌牙弓牙的一个或多个参考点的选择；

使用所述参考点从所述牙和牙弓解剖结构库中选择对应的上颌牙弓牙；

使用索引解剖结构或不透射线标记自动将来自库的上颌牙与模板上颌牙对齐。

29.根据权利要求27所述的方法，其中所述预定咬合参数包括上颌尖与下颌窝的关系。

30.根据权利要求27所述的方法，其中所述牙和牙弓解剖结构库包括描述游离牙龈边缘线的牙龈边缘元数据，并且使用所述牙龈边缘元数据进一步定位所述牙龈解剖结构。

31.根据权利要求27所述的方法，还包括：

在患者口腔的数字模型中识别下颌边界；

将所述义齿的数字模型放样到所述下颌边界；

组合可视化展示患者口腔的数字模型和放样义齿的数字模型。

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