CN115137505A - 基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,该制作工艺是通过根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面,再根据每颗牙齿的咬合面边缘线,利用平移等技术手段构建得到单颗牙实心导板模型数据,最终组合形成标准牙颌固位导板模型数据,制作得到标准牙颌固位导板。本发明相较传统工艺进行了大幅简化,具备极佳的可重复性,并赋予牙颌固定导板具备标准一致的牙齿包覆深度,从而防止因合曲线过大,所导致的固位不稳定、引导不精确的问题。
Description
技术领域
本发明属于口腔医学领域,涉及一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,具体应用于精准数字化牙科治疗,尤其适用于作为正颌-正畸联合治疗的手术用牙颌固位导(合)板、正畸引导托槽粘接用的单面定位导(合)板、牙体牙髓导航用的单面定位导(合)板及各类需要牙齿固位的导航装置。
背景技术
正颌-正畸联合治疗是当前临床广泛应用的针对牙颌面畸形的治疗矫治技术。牙颌固位导板则是正颌外科术中重要的辅助工具。正颌手术术前先用模型外科来模拟手术,以计算术中需要的截骨量及游离骨块的移动距离。当游离骨块到达术前设计位置时,在此位置设计牙颌固位导板,以在手术中引导游离骨块到达设计位置,用于稳定正颌术中及术后的咬合。
传统牙颌固位导板是由经验丰富的医生设计制作而成.先将上下颌骨移动至设计位置并固定在合架上,再在此位置上用自凝塑料制作导(合)板,然后运用到临床中。该方法有如下问题:首先,截骨块的截断及定位是由术者的经验来判断的,受人为因素影响较大。其次在人工制作导板时,灌制的硬石膏模型是否准确、面弓转移过程的精确度、蜡制作的准确性、参考线标记的准确性及测量水平、垂直距离是否准确及自凝塑料会在自凝过程中产生膨胀变形等均会影响牙颌固位导板制作的精准性.进而影响手术的精准性。
近年来数字化技术已逐渐应用于辅助正颌外科手术设计和牙颌固位导板的制作。数字化牙颌固位导板的设计和制作精度直接影响到术中上下颌骨摆放位置的准确性,进而影响正颌手术的效果。虽然有研究证实数字化牙颌固位导板相较传统牙颌固位导板在术后效果方面有明显的精确度,但目前数字化牙颌固位导板的设计方法都是医师或技师自己依靠自己的经验设计制作导板。仍然存在以下问题:①对于某些正颌-正畸手术优先法的患者,其过大的合曲线影响了牙颌固位导板的设计,可能存在某些牙齿没有被包裹在导板当中,这就导致了固位的不稳定性,影响手术结果的精确性;②同样因为过大的合曲线,为了使得所有牙齿都被包覆在导板当中,可能存在某些牙齿被导板包覆程度过大,由于某些牙齿颈部倒凹过大,在术中摘取不便,影响手术进展③目前关于数字化手术导板的设计,没有考虑每颗牙齿的统一覆盖深度,因此不能够更精确的提供咬合位点。
此外,由于没有制定相应的制作工艺标准,上述无论是传统牙颌固位导板还是基于数字化的牙颌固位导板,其制作可重复性较差,即使是同一个医师,两次设计出的合板相对于上下牙列的位置也可能存在较大差异,而且对于不同牙位合板真正包裹的牙尖的高度也层次不齐,这些都会影响导板的顺利就位,影响定位的准确性,进而影响治疗的效果。并且,现有基于数字化的牙颌固位导板其设计思路和结构依旧沿袭了传统牙颌固位导板,不存在行之有效并适宜于数字化制作的统一制作设计标准,在实际临床中以及教学实习中,或多或少存在工序繁杂、制作效率低下的问题。
与手术用牙颌固位导(合)板相类似的引导托槽粘接用的单面定位导(合)板,本发明的申请人在先申请专利“一种引导唇侧托槽粘接的定位装置及制作方法”(申请号202010389160.5)中,公开了该装置是由固连为一体的合板、标记块和连接块构成,合板功能面有咬合牙印,非功能面为水平光面;连接块个数与标记块相同,并与标记块腭舌侧面相连,共同形成一纵截面形状呈“┏”或“┗”的结构;每个标记块用于定位的龈方端面与托槽相邻的贴合面匹配。但上述专利在实际实施过程中,其具体设计结构仍大量依赖于医师的从业经验,不存在行之有效并适宜于数字化制作的统一制作设计标准。并且在实际实施过程中,也遇到了因患者牙颌合曲线过大,与上述手术用牙颌固位导(合)板现有技术存在一致的缺点或问题。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题,本发明提供一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,该制作工艺相较传统工艺进行了大幅简化,具备极佳的可重复性,并赋予牙颌固定导板具备标准一致的牙齿包覆深度,从而防止因合曲线过大,所导致的固位不稳定、引导不精确的问题。
为实现上述目的,本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
其中一种技术方案,一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,主要适用于制备上/下颌固位导板,包括以下步骤:
S1-1、通过三维化扫描技术获得患者的牙列结构模型数据;
S1-2、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点;
S1-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S1-4、将每颗牙齿的咬合特征平面,分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面;
S1-5、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面之间的牙齿结构模型数据进行截取,并将该截取的牙齿结构模型数据分别于舌侧和唇/颊侧上截取每颗牙齿的舌侧特征面和唇/颊侧特征面,将舌侧特征面和唇/颊侧特征面分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面和外唇/颊侧面;
或为,
根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面上;将朝向该牙齿舌侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共同构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面;将朝向该牙齿唇/颊侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共通构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外唇/颊侧面;
S1-6、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面、外侧开槽口面、外舌侧面和外唇/颊侧面为边界,连接构建单颗牙实心导板模型数据;
S1-7、将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,即得到具有固位牙槽的单颗牙导板模型数据;
S1-8、将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,形成标准牙颌固位导板模型数据,最终依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板。
通常地,本发明所述三维化扫描技术为本领域的现有技术,例如通过手持的口腔三维化扫描仪对人体口腔进行三维化扫描并获取牙列结构模型数据;也可先通过石膏取模或硅橡胶取模等传统方式对人体口腔牙列取模后,并依据该取模制备实体牙列模型,再通过三维化扫描仪对该实体牙列模型进行三维化扫描并获取牙列结构模型数据。
通常地,步骤S1-2、S1-5中所述口腔医学的牙齿定义,是将人体牙齿分为切牙、尖牙、前磨牙及磨牙四个标准分类。
其中,步骤S1-2中所述针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点,及步骤S1-3中所述根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面,是根据口腔医学中每颗牙及其对应的上/下牙在受力咬合时垂直于该受力咬合方向的平面,其咬合面识别特征点及咬合特征平面可参考本领域教科书或文献中所定义的咬合面相关内容定义。
进一步地,为了更好地说明本发明,并提供一种优选地技术方案,步骤S1-2中所述针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点,优选定义如下:
切牙:切牙切嵴上不在同一条直线上的任意至少三点,作为咬合面识别特征点;注意的是,切牙的切嵴在口腔医学观察及实际牙列结构模型数据上为一狭长不规则平面形状,因此基于该狭长不规则平面形状可得到切牙的咬合特征平面;
尖牙:以尖牙牙尖点作为咬合面识别特征点,且是以过尖牙牙尖点并垂直于尖牙牙长轴的平面建构尖牙的咬合特征平面;
前磨牙:前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点周围0.3mm范围内任意至少两点,以及前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点,作为咬合面识别特征点;
或当下颌第二前磨牙具有两个前磨牙舌尖点时,以前磨牙颊尖点和两个前磨牙舌尖点作为咬合面识别特征点;
磨牙:磨牙近中颊尖点、磨牙远中颊尖点、磨牙近中舌尖点、磨牙远中舌尖点中任意三点,作为咬合面识别特征点。
其中,步骤S1-5中所述分别于舌侧和唇/颊侧上截取每颗牙齿的舌侧特征面和唇/颊侧特征面,其目的是为获得每颗牙的舌侧面和唇/颊侧面形状,在三维软件中,通常表现为一形状不规则的单面,其截取范围选择可参考本领域教科书或文献中所定义的牙齿舌侧面和唇/颊侧面。
其中,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,其目的是为标准化且快速效率地构建标准牙颌固位导板每颗牙齿的外舌侧面和外唇/颊侧面,相较另一种方式,其通过软件机械识别效率更高,可拓展以实现自动化设计制备,其咬合面边缘线的识别选择可参考本领域教科书或文献中所定义的牙齿咬合。
进一步地,为了更好地说明本发明,并提供一种优选地技术方案,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,优选定义如下:
切牙:以切牙的切嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述切嵴咬合面边缘线段是以切牙的切嵴两侧牙齿触点作为边界截取;
尖牙:以尖牙的近远中牙尖嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述近远中牙尖嵴咬合面边缘线段是以尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊侧边缘嵴咬合面边缘线段和舌侧边缘嵴咬合面边缘线段分别作为咬合面边缘线,且颊侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移,舌侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移;其中,所述颊/舌侧边缘嵴咬合面边缘线段是以前磨牙或磨牙的颊/舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取。
更进一步地,为了便于进行机械识别及进一步提高制备效率,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,进一步优选定义如下:
切牙:以切牙的切嵴两侧牙齿触点,及切牙的切嵴咬合面边缘线段上的多个等分点进行连接构成的线段作为咬合面边缘线;其中,所述多个等分点可选择包括但不限于1/2、1/3、1/4等分点;
尖牙:以尖牙的牙尖点,及尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线。
其中,步骤S1-6中所述将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面、外侧开槽口面、外舌侧面和外唇/颊侧面为边界,连接构建单颗牙实心导板模型数据,是通过三维软件中,针对相交的多个单面模型进行连接并移除边界之外的模型,针对不相交的多个单面模型进行填补连接的操作。
注意的是,在针对牙齿两侧近远中方向上,由外舌侧面和外唇/颊侧面连接构建的部分模型,可适当增厚该处模型以实现对该处牙齿模型的包覆,通常优选以填补曲面模型的方式进行连接。
其中,步骤S1-7中所述将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,是通过三维软件中的相关操作功能,例如通过布尔运算以实现移除功能。
其中,步骤S1-8中所述将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,其中构建连接体的目的是为了使得单颗牙导板之间能够进行固定连接且具备一定的固定强度。基于上述目的,本领域技术人员可根据所选用的制备技术,在相邻单颗牙导板模型数据之间构建适宜的连接体模型。
为了更好地说明本发明,并提供一种可供参考的优选技术方式,所述连接体设置位于单颗牙导板模型数据的近远中方向上的中心点,其截面形状包括但不限于圆形及多边体形状,其外径不低于2mm。
其中,步骤S1-8中所述依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板,其制备方法通常为3D打印技术,本领域技术人员可根据现有3D打印技术制备得到标准牙颌固位导板。
此外,为了获得外侧咬合面呈现一致的标准牙颌固位导板,进一步地,步骤S1-8中所述形成标准牙颌固位导板模型数据,还可以将单颗牙导板模型数据的外侧咬合面朝向该牙齿颌方进一步平移,然后利用与合平面(上/下颌中切牙近中邻接点至双侧第一磨牙的近中颊尖顶所构成的假象平面)平行的水平面进行截面,使标准牙颌固位导板对应每颗牙齿的外侧咬合面平齐,但需注意的是,需以能够在患者口内摘戴为准。
需要说明的是,步骤S1-7与步骤S1-8中所述将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,这两者的制作顺序是可交换的,最终再依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板,并不影响到本发明的技术方案实施及技术效果。
在另一种技术方案中,步骤S1-3~S1-6也可替换为以下步骤:
S2-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S2-4、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的咬合特征平面上;
S2-5、选择投影于咬合特征平面上的两个投影线,将其端点通过曲线填补闭合,切除闭合区域外的部分,构成单颗牙导板咬合平面;
S2-6、将单颗牙导板咬合平面分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,连接构建单颗牙实心导板模型数据。
上述技术方案的解析和优选方式不再累述。
进一步地,通过上述技术方案可分别获得上颌固位导板和下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据,将其进行结合,即可得到上下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据,主要适用于辅助正颌外科手术;也可以将制备所得上颌固位导板和下颌固位导板直接进行结合,即可得到上下颌固位导板。
其中,上述上颌固位导板和下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据的结合方式,可以同样利用构建连接体的方式。
本发明的发明点在于,首先通过标准化制备工艺,赋予牙颌固定导板具备标准一致的牙齿包覆深度,从而防止因合曲线过大,所导致的固位不稳定、引导不精确的问题。其次对牙颌固定导板的设计制备进行了大幅度的简化,摆脱了过去大幅依赖于医师临床操作经验的缺点,极大地有利于临床教学及培训,且具备极佳的可重复性。
此外,因本发明具备标准一致的牙齿包覆深度,在临床上使用时,针对部分牙齿附件(例如托槽等)可在未拆卸状态下使用,并具有良好的固位效果,极大地降低了相关口腔治疗流程的繁琐度,减缓了病患的等待时间及反复安装拆卸牙齿附件的苦痛。
本发明制作工艺制备得到标准牙颌固位导板,具体应用于精准数字化牙科治疗,尤其适用于作为正颌-正畸联合治疗的手术用牙颌固位导(合)板、正畸引导托槽粘接用的单面定位导(合)板、牙体牙髓导航用的单面定位导(合)板及各类需要牙齿固位的导航装置。
附图说明
图1为本发明实施方式中步骤S1-8制备所得标准牙颌固位导板的结构示意图。
图2为本发明实施方式中步骤S1-3所建构每颗牙齿的咬合特征平面示意图。在三维软件中,每颗牙齿的咬合特征平面分别命名为“平面1”~“平面14”。
图3为本发明实施方式中步骤S1-3所建构磨牙的咬合特征平面另一角度示意图。
图4为本发明实施方式中步骤S1-6连接构建单颗牙实心导板模型数据的示意图。
图5为本发明实施方式中步骤S1-6连接构建单颗牙实心导板模型数据的另一示意图。
图6为本发明实施方式中步骤S1-8将单颗牙导板模型数据之间构建连接体的示意图。
图7为过大的合曲线患者的牙列结构模型示意图。
图8为根据图7所示牙列结构模型制作所得到的上颌固位导板的结构示意图。
图9为根据图7所示牙列结构模型制作所得到的下颌固位导板的结构示意图。
图10为根据图7所示牙列结构模型制作所得到的上下颌固位导板的结构示意图。
图11为根据图7所示牙列结构模型制作所得到的上下颌固位导板的另一视角结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点,而不是对发明权利要求的限制。本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明内。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。虽然相信本领域普通技术人员充分了解以下术语,但仍陈述以下定义以有助于说明本发明所公开的主题。
本发明提供了一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,主要适用于制备分体式上下颌固位导板,包括以下步骤:
S1-1、通过三维化扫描技术获得患者的牙列结构模型数据;
S1-2、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点;
S1-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S1-4、将每颗牙齿的咬合特征平面,分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面;
S1-5、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面之间的牙齿结构模型数据进行截取,并将该截取的牙齿结构模型数据分别于舌侧和唇/颊侧上截取每颗牙齿的舌侧特征面和唇/颊侧特征面,将舌侧特征面和唇/颊侧特征面分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面和外唇/颊侧面;
或为,
根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面上;将朝向该牙齿舌侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共同构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面;将朝向该牙齿唇/颊侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共通构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外唇/颊侧面;
S1-6、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面、外侧开槽口面、外舌侧面和外唇/颊侧面为边界,连接构建单颗牙实心导板模型数据;
S1-7、将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,即得到具有固位牙槽的单颗牙导板模型数据;
S1-8、将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,形成标准牙颌固位导板模型数据,最终依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板。
通常地,在实际实施过程中,所述三维化扫描技术为本领域的现有技术,例如通过手持的口腔三维化扫描仪对人体口腔进行三维化扫描并获取牙列结构模型数据;也可先通过石膏取模或硅橡胶取模等传统方式对人体口腔牙列取模后,并依据该取模制备实体牙列模型,再通过三维化扫描仪对该实体牙列模型进行三维化扫描并获取牙列结构模型数据。
通常地,步骤S1-2、S1-5中所述口腔医学的牙齿定义,是将人体牙齿分为切牙、尖牙、前磨牙及磨牙四个标准分类。
其中,步骤S1-2中所述针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点,及步骤S1-3中所述根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面,是根据口腔医学中每颗牙及其对应的上/下牙在受力咬合时垂直于该受力咬合方向的平面,其咬合面识别特征点及咬合特征平面可参考本领域教科书或文献中所定义的咬合面相关内容定义。
在其中一种优选的实施方案中,步骤S1-2中所述针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点,优选定义如下:
切牙:切牙切嵴上不在同一条直线上的任意至少三点,作为咬合面识别特征点;注意的是,切牙的切嵴在口腔医学观察及实际牙列结构模型数据上为一狭长不规则平面形状,因此基于该狭长不规则平面形状可得到切牙的咬合特征平面;
尖牙:以尖牙牙尖点作为咬合面识别特征点,且是以过尖牙牙尖点并垂直于尖牙牙长轴的平面建构尖牙的咬合特征平面;
前磨牙:前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点周围0.3mm范围内任意至少两点,以及前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点,作为咬合面识别特征点;
或当下颌第二前磨牙具有两个前磨牙舌尖点时,以前磨牙颊尖点和两个前磨牙舌尖点作为咬合面识别特征点;
磨牙:磨牙近中颊尖点、磨牙远中颊尖点、磨牙近中舌尖点、磨牙远中舌尖点中任意三点,作为咬合面识别特征点。
在其中一个实施方案中,步骤S1-4中所述将每颗牙齿的咬合特征平面,分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,可以是根据口腔医学的牙齿定义,根据不同种类牙齿设置不同的平移量,也可以是统一的平移量,例如1.6毫米、1.8毫米、2.0毫米、2.2毫米、2.5毫米、2.6毫米、2.8毫米、2.9毫米。
在其中一个实施方案中,步骤S1-5中所述分别于舌侧和唇/颊侧上截取每颗牙齿的舌侧特征面和唇/颊侧特征面,其目的是为获得每颗牙的舌侧面和唇/颊侧面形状,在三维软件中,通常表现为一形状不规则的单面,其截取范围选择可参考本领域教科书或文献中所定义的牙齿舌侧面和唇/颊侧面。
在其中一个实施方案中,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,其目的是为标准化且快速效率地构建标准牙颌固位导板每颗牙齿的外舌侧面和外唇/颊侧面,相较另一种方式,其通过软件机械识别效率更高,可拓展以实现自动化设计制备,其咬合面边缘线的识别选择可参考本领域教科书或文献中所定义的牙齿咬合。
在其中一个优选的实施方案中,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,优选定义如下:
切牙:以切牙的切嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述切嵴咬合面边缘线段是以切牙的切嵴两侧牙齿触点作为边界截取;
尖牙:以尖牙的近远中牙尖嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述近远中牙尖嵴咬合面边缘线段是以尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊侧边缘嵴咬合面边缘线段和舌侧边缘嵴咬合面边缘线段分别作为咬合面边缘线,且颊侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移,舌侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移;其中,所述颊/舌侧边缘嵴咬合面边缘线段是以前磨牙或磨牙的颊/舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取;
在其中一个优选的实施方案中,为了便于进行机械识别及进一步提高制备效率,步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,进一步优选定义如下:
切牙:以切牙的切嵴两侧牙齿触点,及切牙的切嵴咬合面边缘线段上的多个等分点进行连接构成的线段作为咬合面边缘线;其中,所述多个等分点可选择包括但不限于1/2、1/3、1/4等分点;
尖牙:以尖牙的牙尖点,及尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线。
在其中一个实施方案中,步骤S1-5中所述朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,可以是根据口腔医学的牙齿定义,根据不同种类牙齿设置不同的平移量,也可以是统一的平移量,例如1.1毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米、1.5毫米、1.6毫米、1.7毫米、1.8毫米、1.9毫米。
在其中一个实施方案中,步骤S1-3~S1-6也可替换为以下步骤:
S2-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S2-4、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的咬合特征平面上;
S2-5、选择投影于咬合特征平面上的两个投影线,将其端点通过曲线填补闭合,切除闭合区域外的部分,构成单颗牙导板咬合平面;
S2-6、将单颗牙导板咬合平面分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,连接构建单颗牙实心导板模型数据。
在其中一个实施方案中,步骤S1-6中所述将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面、外侧开槽口面、外舌侧面和外唇/颊侧面为边界,连接构建单颗牙实心导板模型数据,是通过三维软件中,针对相交的多个单面模型进行连接并移除边界之外的模型,针对不相交的多个单面模型进行填补连接的操作。
注意的是,在针对牙齿两侧近远中方向上,由外舌侧面和外唇/颊侧面连接构建的部分模型,可适当增厚该处模型以实现对该处牙齿模型的包覆,通常优选以填补曲面模型的方式进行连接。
在其中一个实施方案中,步骤S1-7中所述将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,是通过三维软件中的相关操作功能,例如通过布尔运算以实现移除功能。
其中,步骤S1-8中所述将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,其中构建连接体的目的是为了使得单颗牙导板之间能够进行固定连接且具备一定的固定强度。基于上述目的,本领域技术人员可根据所选用的制备技术,在相邻单颗牙导板模型数据之间构建适宜的连接体模型。
在其中一个优选的实施方案中,所述连接体设置位于单颗牙导板模型数据的近远中方向上的中心点,其截面形状包括但不限于圆形及多边体形状,其外径不低于2mm。
在其中一个实施方案中,步骤S1-8中所述依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板,其制备方法通常为3D打印技术,本领域技术人员可根据现有3D打印技术制备得到标准牙颌固位导板。
在其中一个实施方案中,为了获得外侧咬合面呈现一致的标准牙颌固位导板,进一步地,步骤S1-8中所述形成标准牙颌固位导板模型数据,还可以将单颗牙导板模型数据的外侧咬合面朝向该牙齿颌方进一步平移,然后利用与合平面(上/下颌中切牙近中邻接点至双侧第一磨牙的近中颊尖顶所构成的假象平面)平行的水平面进行截面,使标准牙颌固位导板对应每颗牙齿的外侧咬合面平齐,但需注意的是,需以能够在患者口内摘戴为准。
在其中一个实施方案中,可以先实施步骤S1-8将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,再实施步骤S1-7将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,从而形成标准牙颌固位导板模型数据,最终依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板。
在其中一个实施方案中,通过上述技术方案可分别获得上颌固位导板和下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据,将其进行结合,即可得到上下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据,主要适用于辅助正颌外科手术;也可以将制备所得上颌固位导板和下颌固位导板直接进行结合,即可得到上下颌固位导板。其中,上述上颌固位导板和下颌固位导板的标准牙颌固位导板模型数据的结合方式,可以同样利用构建连接体的方式。具体是在模型没有连接或者连接薄弱的地方构建连接体,增加稳固性
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代,组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,其特征在于包括以下步骤:
S1-1、通过三维化扫描技术获得患者的牙列结构模型数据;
S1-2、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点;
S1-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S1-4、将每颗牙齿的咬合特征平面,分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面;
S1-5、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面之间的牙齿结构模型数据进行截取,并将该截取的牙齿结构模型数据分别于舌侧和唇/颊侧上截取每颗牙齿的舌侧特征面和唇/颊侧特征面,将舌侧特征面和唇/颊侧特征面分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,并分别作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面和外唇/颊侧面;
或为,
根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的外侧咬合面及外侧开槽口面上;将朝向该牙齿舌侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共同构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外舌侧面;将朝向该牙齿唇/颊侧平移后的咬合面边缘线及其投影线共通构建为一个面,并作为标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外唇/颊侧面;
S1-6、将标准牙颌固位导板上对应每颗牙齿的外侧咬合面、外侧开槽口面、外舌侧面和外唇/颊侧面为边界,连接构建单颗牙实心导板模型数据;
S1-7、将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,即得到具有固位牙槽的单颗牙导板模型数据;
S1-8、将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,形成标准牙颌固位导板模型数据,最终依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板。
2.根据权利要求1所述制作工艺,其特征在于步骤S1-2中所述针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点,定义如下:
切牙:切牙切嵴上不在同一条直线上的任意至少三点,作为咬合面识别特征点;
尖牙:以尖牙牙尖点作为咬合面识别特征点,且是以过尖牙牙尖点并垂直于尖牙牙长轴的平面建构尖牙的咬合特征平面;
前磨牙:前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点周围0.3mm范围内任意至少两点,以及前磨牙颊尖点或前磨牙舌尖点,作为咬合面识别特征点;
或当下颌第二前磨牙具有两个前磨牙舌尖点时,以前磨牙颊尖点和两个前磨牙舌尖点作为咬合面识别特征点;
磨牙:磨牙近中颊尖点、磨牙远中颊尖点、磨牙近中舌尖点、磨牙远中舌尖点中任意三点,作为咬合面识别特征点。
3.根据权利要求1所述制作工艺,其特征在于步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,定义如下:
切牙:以切牙的切嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述切嵴咬合面边缘线段是以切牙的切嵴两侧牙齿触点作为边界截取;
尖牙:以尖牙的近远中牙尖嵴咬合面边缘线段作为咬合面边缘线;其中,所述近远中牙尖嵴咬合面边缘线段是以尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊侧边缘嵴咬合面边缘线段和舌侧边缘嵴咬合面边缘线段分别作为咬合面边缘线,且颊侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移,舌侧边缘嵴咬合面边缘线段朝向该牙齿颊侧平移;其中,所述颊/舌侧边缘嵴咬合面边缘线段是以前磨牙或磨牙的颊/舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点作为边界截取。
4.根据权利要求3所述制作工艺,其特征在于步骤S1-5中所述按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,定义如下:
切牙:以切牙的切嵴两侧牙齿触点,及切牙的切嵴咬合面边缘线段上的多个等分点进行连接构成的线段作为咬合面边缘线;其中,所述多个等分点可选择包括1/2、1/3、1/4等分点;
尖牙:以尖牙的牙尖点,及尖牙的近远中牙尖嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线;
前磨牙或磨牙:以前磨牙或磨牙的颊舌侧边缘嵴两侧近远中牙齿触点连接构成的线段作为咬合面边缘线。
5.根据权利要求1所述制作工艺,其特征在于:步骤S1-7中所述将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,是通过布尔运算以实现移除功能。
6.根据权利要求1所述制作工艺,其特征在于:步骤S1-8中所述连接体设置位于单颗牙导板模型数据的近远中方向上的中心点,其截面形状包括圆形及多边体形状,其外径不低于2mm。
7.一种基于数字化技术的标准牙颌固位导板的制作工艺,其特征在于包括以下步骤:
S1-1、通过三维化扫描技术获得患者的牙列结构模型数据;
S1-2、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面识别特征点;
S2-3、根据每颗牙齿的咬合面识别特征点建构每颗牙齿的咬合特征平面;
S2-4、根据S1-1所获得的牙列结构模型数据,按照口腔医学的牙齿定义,针对不同种类牙齿标注其咬合面边缘线,将每颗牙齿的咬合面边缘线分别朝向该牙齿舌侧和唇/颊侧平移1~2mm,再分别投影于对应该牙齿的咬合特征平面上;
S2-5、选择投影于咬合特征平面上的两个投影线,将其端点通过曲线填补闭合,切除闭合区域外的部分,构成单颗牙导板咬合平面;
S2-6、将单颗牙导板咬合平面分别朝向该牙齿颌方和龈方平移1.5~3毫米,连接构建单颗牙实心导板模型数据;
S1-7、将单颗牙实心导板模型数据中所包覆的牙齿模型数据以及与所包覆的牙齿模型数据重叠部分一并移除,即得到具有固位牙槽的单颗牙导板模型数据;
S1-8、将单颗牙导板模型数据之间构建连接体,形成标准牙颌固位导板模型数据,最终依据该标准牙颌固位导板模型数据制备得到标准牙颌固位导板。
8.权利要求1所述制作工艺制备得到标准牙颌固位导板,包括上颌固位导板和下颌固位导板。
9.根据权利要求8所述标准牙颌固位导板,其特征在于:将上颌固位导板和下颌固位导板结合作为上下颌固位导板。
10.权利要求7所述制作工艺制备得到标准牙颌固位导板,包括上颌固位导板和下颌固位导板。
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