CN115666441A - 用于评估牙齿准备表面的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种评估牙齿准备表面的方法和系统，包括获得数字口腔情况和/或其一部分，包括准备表面；基于准备表面和周围环境评估可达到的厚度；以及将该可达到的厚度与最小厚度进行比较。

Description

用于评估牙齿准备表面的方法和系统

技术领域

本公开大体涉及一种用于评估牙齿准备表面的系统和方法；特别地，一种无需假牙的设计即可在单次预约中准备牙齿准备表面的方法和系统。

背景技术

假牙修复学是与用于牙齿的人工替代物(假体)的设计、制造和装配有关的牙科专业。在准备假牙时，牙科从业者可能会磨掉现有的牙列以形成用于安装假牙的基部。这被称为准备表面。可以获得准备表面和周围环境的3D模型，然后可以设计和制造合适的假体并将其放入患者的口。假牙的例子包括：牙冠、嵌体、高嵌体、牙桥等。

可以基于患者口腔情况的数字3D表示来数字地设计假体。例如，可以通过对物理印模、其铸模进行数字扫描，或通过直接使用口内扫描仪来获得该数字3D表示。制造也可以是数字的，例如，其中计算机生成铣削路径，然后该铣削路径可以在CNC铣床上执行。假牙可以由陶瓷或玻璃陶瓷材料的块或坯料铣削而成。

有时，在制造假牙后，可能会发现它不适合准备表面。在这种情况下，一种解决方案是安排与患者的另一次预约并重新进行准备。由于这项额外的工作既昂贵又耗时，因此其经常被跳过。然后可能需要磨掉对面的牙齿或制造的假牙，这显然是次优的解决方案。此外，为了防止这种情况，牙科从业者可能会倾向于从假体部位去除更多材料。这继而可能会导致不必要的健康组织切除以及假体部位的削弱。

发明内容

本公开包括评估准备表面的计算机实施的方法，包括：

一种用于分析牙科准备部位的方法，包括：口内扫描至少部分牙列，包括旨在安装假体的牙齿准备表面，创建所述牙列的3D数字模型，以及分析所述3D数字模型，其中所述分析考虑如果要使用铣床制造所述假体，并且其中在制造假体之前呈现所述分析的结果时，假体可达到的厚度。

本公开还可以包括：

获得包括准备表面的数字口腔情况和/或其一部分；根据准备表面和周围环境评估至少一个可达到的厚度；以及

将至少一个可达到的厚度与至少一个最小厚度进行比较。

如上所述，不匹配准备表面的假牙在时间和金钱上都是昂贵的，并且通常，牙科从业者只有一次会话来对准备表面进行准备。因此，牙科从业者在对准备表面进行配备时经常会在去除过多组织上犯错。

通过不仅考虑对假牙的可用空间的限制，而且考虑对制造方法的限制，可以防止这种情况。此外，通过使用数字假牙和/或第二次口内扫描，可以通过看牙医一次而对假牙部位进行任意额外的改变。这避免了额外去看牙医的费用，同时减少不必要的材料去除的可能性。

在本公开的第一方面，评估准备表面。首先，获得作为口腔情况的3D数字模型的数字口腔情况和/或其一部分。例如，这可以直接通过口内扫描仪完成，或者通过扫描口腔情况的物理模型来完成。该3D数字模型可以基于例如体素、网格和/或以上的组合。3D数字模型将通常具有在三维空间中的位置值，从而允许其相对于其他3D数字模型进行放置。数字口腔情况包括至少一个准备表面，已经或打算准备一部分口腔情况以用于假牙。其还可以包括至少一个假体部位，该部位包括准备表面以及周围的牙列和软组织。

3D数字模型可以由不同的格式表示，例如由体素、由点云、由网格表示。体素表示使用三维网格来表示3D对象。每个体素可以是3D空间中的立方体。如果对象存在于该体素中，则将其标记为存在，而如果不存在，则标记为不存在。点云是3D空间中点的集合，每个点都有x、y、z坐标。网格是顶点、边和面的集合。顶点是表示表面的各个点，边是连接顶点的线，而面是由顶点和边包围的连续区域。这些都可以用来表示数字牙科模型。

在一些实施例中，检测准备表面。在一个实施例中，牙医可以手动注释准备表面，例如，通过使用3D建模软件检查口腔情况的3D数字模型并用相关标记勾勒准备表面，例如在3Shape的牙科桌面软件中可能的那样。在一实施例中，可以检测准备表面—例如通过分割口腔情况以识别牙齿，然后识别哪些牙齿是用于准备表面的正确形状，例如，通过诸如大小和比例之类的试探法或更复杂的诸如神经网络的算法。

接下来，在周围环境—即不是准备表面的一部分的数字口腔情况的部分—与准备表面之间计算至少一个可达到的厚度。可达到的厚度是准备表面和周围环境之间的最短距离，并且可以考虑进一步的限制，如下所述。可达到的厚度可以通过在假体表面上找一点，在周围口腔情况上找一点，以及计算两者之间的距离来计算。这可能是口腔情况的非准备表面部分上的最近点。可以在情况需要时通过特定距离调整可达到的厚度。

在本公开的一些实施例中，可达到的厚度的评估可以考虑由假体内表面的钻孔补偿和/或从假体到相对和/或相邻牙列的期望距离导致的空间需求。假牙和相对的牙列之间的非零期望距离可以由为釉料(即假牙上的涂层)留出空间的需要诱发。与相对的牙列的非零距离的另一个诱因可以是允许自然牙齿生长和移动。例如，它可能会受到以下因素的影响：粘固剂间隙、铣削限制(例如钻机半径)、假牙上的外部涂层。这些将在下面更详细地讨论。

在查看可达到的厚度时要考虑的一件事是准备表面与非准备表面相遇处的边缘线。在计算可达到的厚度时，不应考虑与沿边缘线的最小厚度相对应的距离内的点。

最小厚度是由于技术原因(例如材料强度)所需的准备表面和非准备表面之间的最小距离。最小厚度还可能受到假牙的哪个部分正在被评估以及假牙的用途是什么的影响。例如，与沿舌侧或颊侧的壁相比，假牙的咬合面通常需要更大的最小厚度来考虑由咬合产生的力。牙冠通常需要比贴面更大的最小厚度。

将至少一个可达到的厚度与至少一个最小厚度进行比较。最小厚度可能与可达到的厚度相冲突，因为最小厚度可能需要可达到的厚度允许的更多空间。在这种情况下，可能需要调整数字假牙、准备表面和/或周围的牙列，如下所述。

根据本公开的评估可以在计算机上执行。所述计算机还可能能够提供评估的可视化。计算机还可以执行与基于来自口内扫描仪的数据建立数字3D表示相关的计算。相同的显示设备可以呈现在扫描期间相关的和来自后续评估的数据。扫描仪可以通过电缆连接到计算机，或可以提供扫描仪和计算机之间的无线数据传输。

一实施例还包括基于准备表面生成数字假牙的内表面。

数字假牙是假牙的3D数字模型。然后可以基于准备表面生成数字假牙的内表面。例如，可以通过复制假体部位的形状来生成初始内表面。然后可以调整该内表面，例如，以适应制造限制、材料限制、粘固剂间隙等。这些调整在下面更详细地描述。

一个实施例还包括生成数字假牙的外表面。

可以生成数字假牙的外表面。例如，这可以是从库中选择的3D网格或通过计算机实现的方法(例如在牙齿外表面上训练的神经网络)生成的3D网格。如下所述，可以进一步调整外表面。

一实施例还包括：

基于数字口腔情况在准备表面周围限定负空间；以及

基于该负空间生成数字假牙的外表面。

限定了准备部位周围的负空间，即假牙可能适合的空白空间。这可以例如通过针对相邻牙齿和/或牙龈、相对的牙齿和/或牙龈检查口腔情况以及口腔情况中可能限制假牙的其他项目来完成。负空间的外部界限可以被限定为包含与制造假牙相关的口腔情况的区域，例如，在假体部位中心的3cm半径内的口腔情况的一部分。

基于该负空间，可以生成数字假牙的外表面。如果外表面满足负空间的约束，例如不与相邻牙齿或相对的牙齿重叠，则可以将其用作数字牙科模型的外表面。

也可以改变外表面以满足负空间的约束。例如，可以使它更高或更短、更宽或更窄，或者通过一些其他参数进行更改以使其在特定一侧或多或少地凸出。这可以由牙科从业者手动完成，或者作为计算机实施的方法的一部分完成。

一实施例还包括基于内表面和外表面生成数字假牙。

可以基于内表面和外表面生成数字假牙。在一个实施例中，内表面和外表面两者都是3D网格，并且在它们最近的交点处连接。外表面和内表面两者都定位在数字口腔情况中；内表面可以相对于准备表面定位，并且外表面可以基于内表面、可达到的厚度/和或负空间定位。然后内表面和外表面可以在它们相交的地方连接，例如，对于初始外表面的网格模型上的每个点，找到初始内表面上最近的点。如果将这些点排成一条线，则可以丢弃该线之外的任意东西，在初始内表面和初始外表面两者上，模型都可以在这些点处缝合在一起以生成数字假牙。

围绕制造的实用性对数字假牙施加了一些限制。在生成数字假牙时，考虑最小厚度和可达到的厚度可能是有用的。

数字假牙可以进行进一步的改变，例如抽选和/或其他形式的平滑，以使其更容易加工或制造。例如，对于某些形式的处理，在网格上的点较少的地方处理可能会更快。因此，通过抽选去除网格上彼此非常接近的点可以允许更高效的处理。也可以使用平滑。例如，如果内表面和外表面缝合在一起处的线是锯齿状的，则通过移除离群值的点来平滑线可能允许更容易制造和更好地配合。数字假牙可以通过预编程的改变来调整，或者由牙科从业者通过例如雕刻应用程序来手动改变。

一实施例还包括从口内扫描设备导出数字口腔情况。

数字口腔情况可以从口内扫描设备获得。可用于获得数字3D表示的口内扫描仪的示例有3Shape Trios、Dentsply Sirona PrimeScan及其他。使用口内扫描设备是后续扫描允许进行后续扫描，从而能够进一步改变数字假牙和/或口腔情况，如下所述。

一实施例还包括通过以下方式调整数字假牙和/或准备表面：

针对至少一个最小厚度和至少一个可达到的厚度,评估数字假牙和/或准备表面；

比较该至少一个最小厚度和该至少一个可达到的厚度；以及

调整其中该至少一个最小厚度与该至少一个可达到的厚度冲突的数字假牙和/或准备表面。

一实施例还包括迭代地调整数字假牙和/或准备表面，并且针对至少一个最小厚度和至少一个可达到的厚度评估它们。这可能有助于减少移除的健康组织的量。通常，在创建准备表面时，牙科从业者只有一次会话来对准备部位进行准备，且然后再设计假体。因此，牙科从业者经常宁可去除过多的材料，因为进行再次预约和/或制造不适合的假体是昂贵的。此外，牙科从业者通常依靠他们自己的视觉判断来创建准备部位。去除更多需要的组织有助于确保可以安装假体，但可能会去除健康组织和/或削弱假体部位。此外，在假体部位可能没有足够的组织来支撑牙冠的情况下，可能需要昂贵的程序，例如芯堆积。

使用本公开中的方法，牙医可以通过去除保守量的组织，以及然后使用数字口腔情况来对可能的假牙做出更准确地评估—而不是仅仅猜测，来减少不必要的牙科组织去除。此外，数字口腔情况允许通过软件评估可达到的厚度，从而更好地告知牙科从业者的选择。例如，牙医可能会确定某些材料不适合使用。

可以评估数字假牙的可达到的厚度和最小厚度，并相应地调整或拒绝。在数字假牙不可行或由于其他原因不合需要的情况下，牙科从业者可以调整口腔情况，包括准备表面。例如，在准备表面与其邻牙之间没有达到最小厚度的情况下，牙科从业者可能会根据情况选择以进一步减小准备表面或磨削相邻牙齿。如下所述，可以通过显示口腔情况与其他方面良好的数字牙科准备相冲突的区域来进一步辅助这种调整。

此外，考虑到口内扫描仪的速度，这可以在一次患者会话中全部完成，而不是要求患者返回进行后续访问。这降低了牙医和患者两者的成本和时间。

一实施例还包括显示数字准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙。

一实施例还包括：

基于至少一个可达到的厚度评估问题区域的准备表面；

显示数字准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙；以及

突出显示数字准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙上的问题区域。

对于准备表面上的某些点，可达到的厚度可能不满足最小厚度的要求；这些都是问题领域。准备表面可以由数字3D模型表示，即数字准备表面。通过评估问题区域的数字准备表面，计算机实施的方法可以帮助牙科技师调整数字准备表面。

在这种情况下，数字准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙可以显示在例如计算机屏幕上，突出显示问题区域。此处突出显示意味着要特别注意某个区域。这可以例如通过以不同的颜色、在其周围具有轮廓、以不同的纹理和/或不同的透明度来显示问题区域来完成。这可以允许牙科从业者进一步校正准备表面、周围环境和/或数字假牙，如下所述。

在一实施例中，准备表面可以不变，而是可以突出显示周围环境上的问题区域。问题区域可能会显示在准备表面和周围环境两者中，从而允许牙科从业者决定调整哪个区域。

一实施例还包括：

将数字假牙与数字口腔情况和/或数字准备表面对齐；以及

显示数字假牙和数字口腔情况。

一实施例还包括将数字假牙与数字口腔情况和/或数字准备表面对齐并显示，从而允许牙科从业者就制作假牙做出更精明的选择。在这里，数字假牙和口腔情况的3D数字模型两者都具有欧几里得值，表示它们在3D空间中的位置。在数字假牙的初始内表面基于假体部位的情况下，数字假牙可以将内表面与初始内表面对齐，从而允许做出调整。由于外表面是相对于数字口腔情况中的负空间生成的，因此可以基于此来将其对齐。

一旦数字假牙被对齐，它就可以显示在例如计算机屏幕上。这允许牙科从业者可视化地评估潜在的假牙，并相应地做出调整。这可以通过突出显示问题区域得到进一步的帮助，如下所述。如上所述，显示作为迭代过程的一部分可能特别有用。

一实施例还包括：

评估对齐的数字假牙和问题区域的数字口腔情况；

显示对齐的数字假牙和数字口腔情况；以及

在显示器上突出显示问题区域。

一实施例还包括针对问题区域评估对齐的数字假牙和数字口腔情况并在显示器上突出显示这些问题区域。潜在问题区域包括：重叠，例如数字假牙和口腔情况中的对象占据相同空间的地方，其中存在重叠风险的区域，由于铣削限制而无法被制造的区域，和/或数字假牙未能达到最小厚度的区域。

这些问题可能会显示在数字3D表示、彩色地图或其他的渲染上。它们可以显示在屏幕上或虚拟现实环境中。该演示可能会突出显示数字口腔情况和/或数字假牙上的问题区域，这些区域在无法获得最小材料厚度和/或任意额外的所需空间的意义上是有问题的。可视化可能有助于区分所述区域。可视化可以使用例如不同的颜色来显示问题的量级，例如违反最小厚度的程度。

在一些实施例中，问题区域可以显示为假体的提议设计的内表面的部分，其中该设计可以基于钻孔方向、粘固剂空间规格和钻机半径。在一些实施例中，问题区域可以在准备部位上可视化，即，作为数字3D表示的多个部分。例如，这些区域可以显示为钻机几何形状沿模拟铣削路径的交点或投影，或者显示为钻机表面和准备表面之间沿该路径位置的距离。当发生钻孔补偿时，这样的距离可能大于粘固剂间隙。

在一些实施例中，问题区域可以是通过体积渲染可视化的问题体积。问题体积可能是在铣削期间将由钻机占据的准备部之中或之上的三维空间，其中钻机仅由于需要钻孔补偿而接触牙冠的内表面。特别是，可以突出显示应该为准备而被钻去以便不再有问题的问题体积。问题区域也可以渲染为问题体积的表面。体积渲染可以包括切片或采用不同程度的透明度。

在一些实施例中，评估可以通过指示不存在问题区域来结束。

一实施例还包括在单个患者就诊中生成数字假牙。

通过上述方法在一次患者就诊中生成数字假牙可为牙科从业者和患者两者都节省时间和金钱。在生成数字假牙只需要几次迭代的情况下，可以在当天就生成数字假牙的初始模型。

根据前述项中的任一项或多项所述的方法还包括：计算至少一个钻机特性的影响；以及基于至少一个钻机特性的影响调整可达到的厚度和/或内表面。

一实施例还包括考虑至少一个钻机特性在评估准备表面和/或生成数字假牙中的影响。例如，钻机特性可以是钻机半径、钻机材料、钻机形状、钻机成本、钻机耐用性、钻孔方向等。钻机特性效果的一个示例是钻孔补偿，即为了补偿钻机的半径而采取的措施。钻孔补偿意味着与仅仅匹配由粘固剂空间偏移的假体部位的表面所需要的相比，在制造过程中需要钻削更多的假体内部。当假体部位的拐角半径至少在某些区域小于用于制造的铣床的钻机半径时，可能需要钻孔补偿。

钻头的尺寸可能会对可铣削的几何形状施加限制。由于需要良好的配合，这在其中假体与假体部位直接相邻的假体的内表面上可能特别重要。在典型的数字设计软件(例如3Shape DentalSystem)中，可以根据假体部位计算假体的钻孔补偿内表面。

例如，钻机半径可以指示全球形钻尖的半径，或在边缘附近为圆形但在中心处平坦的钻尖的边缘半径。本公开也类似地适用于钻机的其他形状。虽然铣床通常具有一组钻机，但在数学上，关于在假体的内表面上实现一些小角半径的限制是该组中所有钻机的最小半径。

钻孔补偿的效果可能是去除了可能另外有助于满足最小厚度要求的假体材料。由于准备边缘半径小于铣床钻机半径的问题是常见的，因此对钻孔补偿的需要可能也常见。因此，在确定潜在的假体满足最小厚度要求的能力时，仅测量从假体部位到对侧牙列的距离通常是不够的。有关计算假牙的钻孔补偿内表面的更多信息，请参见例如2015年9月24日提交的EP3,197,389；2015年9月24日提交的US20170273763A1。

根据前述项中的任一项或多项所述的方法还包括：计算多个钻机半径对所述至少一个可达到的厚度和/或内表面的影响；以及基于对多个钻机半径的影响的计算选择至少一个钻机半径。

在一些实施例中，不同半径的钻机可用于制造假牙，且这可能会影响可达到的厚度，其又进而影响数字假牙。例如，较小的钻机半径可能能够制造满足最小厚度的假牙，而较大的可能不能。另一方面，假牙可能不需要每次都使用更昂贵的较小钻头。通过计算多个钻机半径的影响，可使得牙科从业者能够选择更准确或更具成本效益的解决方案。

一实施例还包括通过以下方式选择钻机：针对多个钻机中的每一个，基于数字假牙，估计制造假牙的钻机磨损成本；以及根据钻机磨损的估计成本选择钻机。

在一些实施例中，可以基于成本评估来选择钻机。可使用诸如0.3毫米的小半径的钻机进行制造；然而，这种钻机很脆弱，且因此每次使用都很昂贵。此外，使用小半径钻机进行铣削需要更多时间。因此，对数字假牙的评估可以考虑哪些更便宜和/或制造更快，以及可以进行的调整以降低成本和/或时间。

根据本公开的评估还可以考虑各种钻机半径，包括它们的组合。这样的评估还可以包括对成本的评估。例如，可以使用较大的钻机进行粗切割，而较小的钻机用于渲染更精细的细节，并且通过每个钻头的预期使用小时数乘以每小时的预期成本来计算成本。其结果可以呈现给牙科从业者。通过避免使用具有小半径的钻机，对假体部位的微小改变可以允许显著节省制造成本。

一实施例还包括基于至少一个可达到的厚度、数字假牙和/或数字口腔情况来选择钻孔方向。

在本公开的实施例中，可以识别钻孔方向。钻孔方向是在制造过程中铣削钻机接近假体内表面的方向。例如，钻孔方向可以与插入方向相反，如下所述。

可以针对内表面的不同部分考虑不同的钻孔方向，并且作为其概括，可以考虑连续的钻孔方向。如果要使用5轴铣床来制造假牙，或如果考虑非线性插入路径，则可能会出现具有多个钻孔方向的情况。在本公开的一实施例中，在计算钻孔补偿内表面时使用单个钻孔方向。如果要使用3轴铣床来制造假体，则钻孔方向可能与插入方向相反。所述插入方向可以指定当其安装时牙冠将沿其滑动到准备部上所沿着的方向。可以选择插入方向，使得准备部上的底切减少和/或最小化。下面描述选择钻孔方向的详细示例。

一实施例还包括：检测准备表面中的至少一个底切区域；以及根据底切区域调整可达到的厚度、内表面和/或准备表面。

一实施例还包括检测准备表面上的底切区域的位置和严重程度，并进行调整以减轻底切区域的后果。为了减少底切区域的危害，可以调整可达到的厚度、内表面、准备表面和/或可以调整上述的组合。

底切是当将准备表面视为沿插入方向的正投影时不可见的准备表面部分。因此，插入方向的任意选择都限定了准备表面上的底切区域。下面进一步讨论插入方向的选择。评估准备表面上的点是否被底切的一种方法是使用射线追踪：从准备表面上的点以与插入方向相反的方向发射射线。如果射线在被评估的点以外的任意其他点与准备表面相交，则所述点被底切。

一旦检测到底切区域，则可能存在多个实施例来处理它们。首先是调整假牙和/或数字假牙，使其可以插入。这可以例如通过调整假牙的内表面来完成，例如通过简单地铣掉会阻碍插入的部分来去除底切。这是一种快速而高效地完成它的方法，并且在变化很小并且可以用粘固剂填充间隙的情况下可能很有用。

然而，在间隙较大的情况下，假牙可能有滋生细菌和损坏下面的牙齿的风险。在边缘线处情况尤其是如此，此处良好的密封很重要。大的底切也可能意味着假牙无法满足最小厚度要求。处理该第二个问题的一种方法是调整外表面以进行补偿，可能通过将其沿垂直于表面的方向移动必要的量进行。

在一实施例中，可以调整准备表面。如果存在大到足以造成问题的悬垂，则可以对准备表面磨低，使得可以用粘固剂或通过其他方法可接受地修补底切区域。牙科从业者可以在准备表面上使用口内扫描仪来检测任意这样的悬垂，然后再次扫描以确定悬垂是否被充分磨低。

在一实施例中，可以使用调整数字假牙和调整准备表面的组合。这可能是有用的，其中例如将准备表面上的悬垂减少一定量将允许调整数字假牙以使得粘固剂间隙是可接受的。

根据前述声明中的任一项所述的方法，还包括基于选择的插入方向确定至少一个底切区域。

根据前述声明中的任一项所述的方法，还包括：评估底切区域的多个插入方向；以及基于确定的底切从多个插入方向中选择插入方向。

选择假体的插入方向，使得边缘线附近没有底切，可以允许更紧密的配合；可能需要在该区域紧密贴合，以确保假体的内部被密封。一种简单的方法是根据插入方向的负值与每个面的面法线之间的点积来选择插入方向：选择插入方向，使其最大化这些点积的面积归一化总和。通过评估多个随机选择的候选插入方向中的每一个的面积归一化总和并选择产生最大值的那个，来获得该方法的可能实现方式。另一个实施例是选择插入方向，使得沿着边缘线的沿着带的底切区域减小，并且如果存在使得在该带中没有底切的方向，则选择它，使得在沿该边缘线的所述带没有底切的约束下总底切区域减小。

根据前述项中任一项或多项所述的方法还包括：获得外部涂层的涂层距离；以及基于所述涂层距离调整所述内表面、所述外表面和/或所述准备表面。

一实施例还包括调整内表面、外表面和/或准备表面以获得预期的涂层。涂层材料可用于制造假牙以改善功能外观，例如立方氧化锆牙冠上的瓷涂层。然而，用这种材料涂覆假牙会增加假体的厚度。对此进行补偿的一种方法是调整数字假牙的内表面、外表面和/或准备表面以考虑该涂层。

在一个实施例中，可以获得涂层的预期厚度，并用于计算表面应该移动的涂层距离。对于数字假牙，外表面和/或内表面上的点然后可以在与表面法线相反的方向上移动适当的距离。本质上，数字假牙使得其表面向内移动，且其整体体积缩小以适应预期的涂层。这允许将要制造的假牙仍然适合口腔情况，尽管添加了涂层。

调整后的数字假牙也可以针对最小和可达到的厚度重新评估。

此外，单独地或与对内表面和/或外表面的调整组合，准备表面也可以被调整以适应预期的涂层，例如进一步磨低一些。

一实施例还包括通过以下方式调整数字假牙：

为外表面生成至少一个参数；以及

基于该至少一个参数调整外表面。

在一实施例中，例如，出于美学和/或功能原因，可以进一步调整外表面。通过参数对其进行调整可能是有用的—外表面形状的限定质量。参数包括如高度和宽度等特征，例如，使牙冠更高，以确保牙冠与对侧牙齿相接以实现正确咬合。它还可包括诸如颊隆起或牙尖高度等特征。一个实施例使用来自许多外表面的主成分分析的主成分作为参数，允许外表面被这些参数操作。可以针对如上所述的至少一个最小厚度和至少一个可达到的厚度重新评估数字假牙。

一实施例还包括允许用户用雕刻应用程序雕刻外表面。

有时，牙科从业者可能希望使用他们自己的判断来改变数字假牙的外表面。在这种情况下，外表面可以被处理成雕刻应用程序可用的格式，例如网格或点网，如果它还不是这样的格式的话。然后雕刻应用程序可以允许用户雕刻该表面。例如，雕刻应用程序包括如Blender、Zbrush等程序，或来自诸如3Shape的Dental Desktop中的雕刻工具等程序的工具。

一实施例还包括通过以下方式调整内表面：获得用于粘固剂间隙的粘固剂间隙距离；基于该粘固剂间隙距离调整可达到的厚度、数字假牙和/或准备表面。

对可达到的厚度的评估可以考虑准备部和假体的内表面之间的粘固剂间隙。牙科粘固剂用于将假体粘合到准备表面。例如，用于保持粘固剂的间隙的典型值可以在30μm到90μm的范围内。

在一实施例中，例如，可达到的厚度可以被减少用于粘固剂间隙的粘固剂间隙距离，并且相应地调整准备表面的评估。

在一实施例中，数字假牙的内表面和/或外表面可以在垂直于内表面并远离假体部位的方向上偏移粘固剂间隙距离。

在一实施例中，准备表面本身可以被调整，以适应用于粘固剂间隙的粘固剂间隙距离。

上述实施例可以单独使用或组合使用。

一实施例还包括通过以下方式选择至少一种假体材料：基于多种假体材料中的每一种评估该至少一个最小厚度；以及基于对该至少一个最小厚度的评估选择多种假体材料中的至少一个。

一实施例通过评估多种假体材料以查看哪种假体材料更适合该情况，来选择假体材料。潜在的假体材料包括：金属合金、陶瓷基材料(例如二硅酸锂和氧化锆)、树脂、瓷器和/或上述材料的组合。

如上所述，最小厚度可以根据将要使用该材料的位置而变化。根据患者的个人口腔情况，可能适合不同的材料。例如，二硅酸锂后牙冠也要求在颊和舌区域以及咬合面处的牙尖处的最小厚度为1.5mm；然而，氧化锆在咬合面的牙尖处需要1.5mm，而在颊和舌区域只需1.2mm。因此，对于邻近牙齿更靠近假体部位的口腔情况，使用氧化锆可能更有意义。另一方面，患者可能更喜欢二硅酸锂的美观性。在评估数字假牙以满足不同材料的最小厚度时，允许选择可行的材料，或者允许牙科从业者进一步修改数字假牙以满足所需材料的最小厚度要求。

一实施例还包括通过以下方式选择该至少一种假体材料：估计多种假体材料中的每一种的成本；以及基于估计的成本选择多种假体材料中的至少一种。

假牙材料的价格可能会有很大差异。因此，比较成本以允许牙科从业者和/或患者决定使用哪种牙冠材料可能是有用的。例如，该软件可以自动选择成本最低的可行材料。

根据前述声明中的任一项或多项所述的方法，其中口腔情况还包括至少一个相对的牙齿，该方法还包括：

识别数字口腔情况中的至少一个相对的牙齿表面；

识别所需的咬合面间距离；以及

基于所需的咬合面间距离和该至少一个相对的牙齿表面来调整可达到的厚度和/或外表面。

咬合面间距离是下颌处于静止位置时上下牙齿的咬合面之间的垂直距离；在此上下文中的牙齿可以包括带有假牙的牙齿。如果假体设计为相对的牙齿留出一点空间，则身体的自然反应是将假体移向相对的牙齿，直到在咬合中遇到阻力。另一方面，如果假体设计使得在咬合时其已经与相对的牙齿连接，则身体不能自然地调整咬合面间距离。这些几何形状可能会对假体材料造成过大的压力。出于这个原因，在假体设计中允许较小的咬合面间距离更好。

在此，例如通过人工注释或如上所述通过机器学习算法进行分割，在数字口腔情况中发现与准备表面相对的至少一个牙齿表面。

所需的咬合面间距离会被识别。这可以基于例如患者特征、技术要求和/或临床要求。例如，与较年轻的患者相比，较年长的患者可能具有较少的预期牙齿生长。平均而言，有齿患者比部分缺牙患者的咬合空间更大。(参见Montero&Dib，2019，摘要)。例如，在相对的牙齿接触的地方，咬合面间空间可以小到零，并且大到10mm。有齿患者的平均咬合面间空间可能在2mm与4mm之间，但可能会进一步变化，这取决于它在牙齿上所处的位置。

在一个实施例中，可达到的厚度可以基于期望的咬合面间距离来调整。对于准备表面上的给定值，可达到的厚度可以减少一个基于该点所需的期望咬合面间距离的值。例如，这可以是期望咬合面间距离本身、针对可达到的厚度的角度调整的期望咬合面间距离、和/或按预期偏差调整的期望咬合面间距离。

在一实施例中，数字假牙可以通过期望咬合面间距离来调整。例如，对于外表面上的一个点，可能会找到相对的表面上最近的点，且如果两者之间的距离不符合期望咬合面间距离，则可以移动外表面上的点以适应该期望咬合面间距离。如上所述，可以基于该情况调整期望咬合面间距离。

根据前述声明中任一项或多项所述的方法，其中，口腔情况还包括至少一个相邻的牙齿，该方法还包括：

识别至少一个相邻牙齿表面；

识别期望的邻间距离；以及

基于期望的邻间距离和至少一个相邻牙齿表面来调整可达到的厚度和/或外表面。

邻间距离是相邻牙齿之间的距离。当一颗牙科被磨掉以产生准备表面时，它为其相邻牙齿提供的邻间支撑被移除。这可能导致相邻牙齿朝向假体部位的中心的小幅旋转运动。为了纠正这种旋转运动，可以将假牙设计为在其与相邻牙齿的最接近点处略微突出到相邻牙齿表面中。这确保了在安装假体时实现紧密的邻间配合。如果需要这种进入相邻牙齿中的突出，则其可通过基于期望的邻间距离调整可达到的厚度和/或外表面来实现。

这里，例如通过人工注释或如上所述通过机器学习算法进行分割，在数字口腔情况中找到至少一个与准备表面相邻的牙齿表面。

识别期望的邻间距离。这可以基于例如患者特征、技术要求和/或临床要求。邻间距离可能会有所不同，这取决于它在牙齿上所处的位置以及治疗的目的，如下文所述。

在一实施例中，可达到的厚度可以基于期望的邻间距离来调整。对于准备表面上的给定值，可达到的厚度可以被减少一值，该值基于该点所需的期望邻间距离。例如，其可以是期望邻间距离本身、针对预期旋转调整的期望邻间距离、和/或按预期偏差调整的期望邻间距离。

在一实施例中，数字假牙可以通过期望的邻间距离来调整。例如，对于外表面上的一个点，可能会找到相邻表面上最近的点，且如果两者之间的距离不符合期望的邻间距离，则可以移动外表面上的点以适应期望的邻间距离。如上所述，可以基于情况调整期望的邻间距离。

在一实施例中，数字假牙可以设计成略微突出到相邻的牙齿上。在此，外表面可以在最靠近相邻牙齿的点处沿垂直于外表面且自其向外的方向上进行少量调整，例如0.05mm至0.1mm。这允许最终的假牙稍微突出到它的邻居中。例如，这可以通过几何计算来实现，例如向外移动某些点并进行平滑处理—通过在雕刻应用程序中对数字假牙进行手动校正，和/或通过对数据进行训练以进行此类移动的机器学习算法，例如对牙齿外表面运行主成分分析，并通过改变主成分来调整牙齿。

根据前述项目中任一项所述的方法，其中假体包括：牙冠、牙桥、贴面、嵌体和/或高嵌体。

各种假牙可受益于所描述的方法，包括但不限于：牙冠、嵌体、高嵌体、牙桥和/或贴面。使用所描述的计算机实现的方法来评估数字口腔情况和数字假牙可能有助于创建这些。

一种在非暂时性介质中的计算机程序产品，被配置为在运行时执行前述项中的一项或多项的方法。

本公开还包括执行本公开中描述的方法的计算机程序产品，例如具有嵌入式编程的软件或硬件。

一种在预约期间利用数字辅助来对准备表面进行准备的方法，包括：

在口腔情况中对准备表面进行准备；

通过口内扫描口腔情况来产生第一数字口腔情况；

评估该第一数字口腔情况；以及

返回结果。

在本公开的第二方面，可以利用数字辅助来制作准备表面。如上面所讨论的，比最佳准备表面少的一个原因是安排第二次预约以修复准备表面的不便。通过使用口内扫描仪并如上所述地评估准备表面，可以评估准备表面，并且如果需要，在与患者的单次预约中进行校正。

牙科技师可以在患者的口腔情况下对准备表面进行准备，例如，通过去除牙科组织为假牙腾出空间、蚀刻、研磨和/或其他牙齿准备方法。本公开允许牙科技师可以对组织去除保持保守，因为在设计和/或制造假牙之前将评估准备部位。

传统的牙冠程序依赖于获取牙印模并将它们发送到实验室，在那里根据该牙印模生成牙冠。在这样的过程中，在准备和评估之间进行迭代是不切实际的。由于在本公开中使用了口内扫描仪和数字模型，与传统的牙冠程序相比，可以减少不必要的组织去除。

然后如上所述对患者的口腔情况进行口内扫描，并生成第一数字口腔情况。由于口内扫描仪的使用速度很快(例如，典型的3Shape Trios扫描可以快至22秒，且通常需要不到5分钟)，并且另一次扫描的增量成本较低，因此可在单次预约中进行多次扫描。

然后可以评估第一数字口腔情况—例如，针对适用于假体的各种属性，例如假牙的可达到的厚度、准备表面本身的最小高度、潜在的底切等。如上所述，这允许用于快速评估潜在问题区域，或用于快速评估准备表面。

然后返回一个结果。例如，该结果可以是准备表面可能是可接受的确认，或因准备表面不适用而拒绝。例如，结果可以作为响应于扫描的声音、来自扫描仪的触觉反馈和/或作为如下讨论的视觉显示被返回。

通过使用口内扫描仪和上述计算机实施的方法，可以在单个患者会话中创建、评估和调整准备表面。由于牙科从业者在扫描期间获得了更多信息，他们可能会在几分钟内调整准备表面，而不是等待实验室结果。

前述声明的方法还包括根据前述声明中的任一项或多项来评估第一数字口腔情况。

上面在本公开的第一方面讨论的方法描述了几种评估准备表面和/或口腔情况的有用方法；这些也可以用作在本公开的第二方面评估数字口腔情况的一部分。

第二方面的方法，其中返回结果还包括显示根据前述声明中的任一项或多项的第一数字口腔情况。

第二方面还可以包括一实施例，其中返回的结果基于第一方面中讨论的显示方法。如以上第一方面所述，该信息可以通过显示器传送给牙科技师。这允许牙科技师决定如何进行，例如，通过让他们知道准备表面将允许有效的假牙，或者需要在准备表面上进行更多工作，如上文和下文所述。

第二方面的一实施例还包括：

检测第一数字口腔中的至少一个问题区域；以及

根据该至少一个问题区域调整准备表面。

第二方面的实施例还包括检测问题区域并基于该问题区域调整该准备表面。可以通过上述方法检测问题区域，以及如上所述对准备表面进行调整。

口内扫描允许牙科技师根据第一数字口腔情况调整准备表面。如果初始准备部位在某种程度上缺乏，则牙科技师现在可以进行调整。例如，在可达到的厚度未能满足最小厚度的情况下，牙医可以调整准备表面，以使得可以满足最小厚度。备选地，如上所述，牙科技师可以决定使用具有较小最小厚度的另一种材料。该实施例允许牙科技师基于这些多个信息源做出决定；在传统的牙冠程序中，这些决定将由实验室做出，且调整将仅限于假体本身中的矫正。

第二方面的实施例还包括：

通过口内扫描包括经调整的准备表面的口腔情况来生成第二数字口腔情况；

针对问题区域评估经调整的准备表面；以及

进一步调整存在至少一个问题区域的准备表面。

在第二方面的一实施例中，还可以通过如上所述扫描具有经调整的准备表面的口腔情况、评估以及调整来重复上述过程。如上所述，由于扫描和评估最多需要几分钟，因此可以相对快速地再次调整准备表面。如下所述，可以再次扫描和评估该经调整的表面，以进行进一步调整或确认。例如，该过程可以重复多次，直到发现准备部位有效，或牙科从业者认为准备部位是可接受的。

第二方面的一实施例还包括：

检测第一或第二数字口腔情况中不存在问题区域；以及

返回准备表面的确认。

第二方面的实施例检测在第一或第二数字口腔情况中不存在问题区域，并返回对准备表面的确认，其中确认是未发现已知问题的评估。如果上述方法没有检测到问题区域，则几乎可以立即返回确认。这允许牙科从业者在制造假牙时对制造的假牙将适合准备表面有一定的信心。

一种用于验证准备表面的系统，其中该系统包括用于扫描口腔情况和/或其一部分的口内扫描仪，包括假体拟放置在其上的患者的准备表面，以及连接到口内扫描仪、用于在扫描期间生成数字口腔情况的至少一部分的处理器，其中处理器在扫描期间确认准备表面，并且其中处理器执行用于在扫描期间验证准备表面的计算机实施的方法，该计算机实施的方法包括根据前述声明中的任一项所述的方法，且其中，将该至少一个最小厚度与该至少一个可达到的厚度进行比较的结果确定准备部位的确认；以及连接到处理器的显示器，其用于在根据前述声明中任一项或多项的扫描期间使数字口腔情况的至少一部分可视化。

在本公开的第三方面，一种用于验证准备表面的系统包括口内扫描仪、处理器和显示器。

该系统包括与上述口内扫描仪类似的口内扫描仪，其用于扫描口腔情况或其一部分，与以上在第一方面中所述的口内扫描仪类似。该口腔情况或部分包括打算用于假体的准备表面，类似于以上在第一方面中所述的那些。

该系统还包括连接到口内扫描仪的处理器。例如，这可以是嵌入扫描仪本身中的计算机、单独的计算机、位于云上且可访问口内扫描仪的计算机等。

该处理器可用于在扫描期间验证准备表面—例如通过以上在第一和/或第二方面中所述的任意一个或多个计算机实施的方法。处理器可进一步用于基于比较至少一个最小厚度和至少一个可达到的厚度来验证准备表面，如上所述。

如上所述，该系统还包括显示器，例如计算机屏幕。该显示器用于使口腔情况的至少一部分可视化，并且可以使用以上在本公开的第一方面和/或第二方面中所述的可视化方法。

根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括基于数字假牙来制造假牙。

可以使用以上实施例中描述的方法和系统来制造假牙。假牙的制造方法包括：铣削和/或3D打印。

参考文献

Montero,Javier,和Abraham Dib，“The effect of age and prosthodonticstatus on the clinical and electromyographic assessment of the interocclusalrest space”，口腔修复学杂志(The Journal of prosthetic dentistry),121.5(2019):791-796；摘要。

项

1.一种评估牙齿准备表面的计算机实施的方法，包括：

获得数字口腔情况和/或其一部分，包括准备表面；

基于准备表面和周围环境评估至少一个可达到的厚度；以及

将该至少一个可达到的厚度与至少一个最小厚度进行比较。

2.根据前述项中任一项或多项所述的方法，还包括基于该准备表面生成用于数字假牙的内表面。

3.根据前述项中任一项或多项所述的方法，还包括生成用于数字假牙的外表面。

4.根据前述项中任一项或多项所述的方法，还包括：

基于该数字口腔情况在准备表面周围限定负空间；以及

基于该负空间生成数字假牙的外表面。

5.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括基于内表面和外表面生成数字假牙。

6.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括从口内扫描设备导出数字口腔情况。

7.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式调整数字假牙和/或准备表面：

针对该至少一个最小厚度和该至少一个可达到的厚度来评估数字假牙和/或准备表面；

比较该至少一个最小厚度和该至少一个可达到的厚度；以及

在该至少一个最小厚度和该至少一个可达到的厚度发生冲突的情况下，调整数字假牙和/或准备表面。

8.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括显示数字准备表面和/或数字假牙。

9.根据前述项中的任一项所述的方法，还包括：

基于该至少一个可达到的厚度针对问题区域来评估准备表面；

显示数字准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙；以及

突出显示数字化准备表面、数字口腔情况和/或数字假牙上的问题区域。

10.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

将数字假牙与数字口腔情况和/或数字准备表面对齐；并且

显示数字假牙和数字口腔情况。

11.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

针对问题区域评估对齐的数字假牙和数字口腔情况；

显示对齐的数字假牙和数字口腔情况；以及

在显示屏上突出显示问题区域。

12.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

针对问题区域评估对齐的数字假牙和数字口腔情况；

显示对齐的数字假牙和数字口腔情况；以及

显示数字假牙和数字口腔情况。

13.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括在单次患者就诊中生成数字假牙。

14.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

计算至少一个钻机特性的影响；和

基于该至少一个钻机特性的影响调整可达到的厚度和/或内表面。

15.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

计算多个钻机半径对该至少一个可达到的厚度和/或内表面的影响；以及

基于对该多个钻机半径的影响的计算选择至少一个钻机半径。

16.前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式选择钻机：

针对多个钻机中的每一个，基于数字假牙，估计来自制造假牙的钻机磨损成本；以及

根据钻机磨损的估计成本来选择钻机。

17.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括基于该至少一个可达到的厚度、该数字假牙和/或该数字口腔情况来选择钻孔方向。

18.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

检测准备表面的至少一个底切区域；以及

根据底切区域调整可达到的厚度、内表面和/或准备表面。

19.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括基于选择的插入方向确定至少一个底切区域。

20.根据前述项中的任一项所述的方法，还包括：

评估底切区域的多个插入方向；以及

基于确定的底切从该多个插入方向中选择插入方向。

21.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

获得外部涂层的涂层距离；以及

基于涂层距离调整内表面、外表面和/或准备表面。

22.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

为数字假牙生成至少一个参数；以及

基于该至少一个参数调整数字假牙。

23.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

将外表面处理成可用于雕刻应用程序的格式；以及

允许用户使用该雕刻应用程序来雕刻外表面。

24.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括：

获得用于粘固剂间隙的粘固剂间隙距离；

基于该粘固剂间隙距离来调整可达到的厚度、数字假牙和/或准备表面。

25.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式选择至少一种假体材料：

基于多种假体材料中的每一种评估该至少一个最小厚度；以及

基于对该至少一个最小厚度的评估选择多种假体材料中的至少一种。

26.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式选择至少一种假体材料：

估计多种假体材料中的每一种的成本；以及

基于估计的成本来选择该多种材料中的至少一种。

27.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，其中，口腔情况还包括至少一个相对的牙齿，该方法还包括：

识别数字口腔情况中的至少一个相对的牙齿表面；

识别咬合面间距离；以及

基于该咬合面间距离和至少一个相对的牙齿表面来调整可达到的厚度和/或外表面。

28.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，其中，口腔情况还包括至少一个相邻牙齿，该方法还包括：

识别至少一个相邻牙齿表面；

识别期望的邻间距离；以及

基于期望的邻间距离和该至少一个相邻牙齿表面来调整可达到的厚度和/或外表面。

29.根据前述项中的任一项所述的方法，其中，假体包括：牙冠、牙桥、贴面、嵌体和/或高嵌体。

30.一种在非暂时性介质中的计算机程序产品，其被配置为在运行时执行前述项中的一项或多项的方法。

31.一种在预约期间利用数字辅助来对准备表面进行准备的方法，包括：

对口腔情况中的准备表面进行准备；

通过口内扫描口腔情况生成第一数字口腔情况；

评估该第一数字口腔情况；以及

返回结果。

32.根据项30所述的方法，还包括根据项1-7、14、18、21、24和/或27-30中的任一项或多项来评估第一数字口腔情况；

33.根据项30-31所述的方法，其中，返回结果还包括根据项8-12中的任意一项或多项显示第一数字口腔情况。

34.根据项30-32所述的方法，其中，评估第一数字口腔情况还包括：

检测第一数字口腔情况中的至少一个问题区域；以及

基于该至少一个问题区域调整准备表面。

35.根据项30-33中的任一项所述的方法，还包括：

通过口内扫描包括经调整的准备表面的口腔情况来生成第二数字口腔情况；

针对问题区域评估经调整的准备表面；以及

进一步调整其中存在至少一个问题区域的准备表面。

36.根据项30-34所述的方法，其中，评估第一和/或第二数字口腔情况还包括：

检测在第一或第二数字口腔情况中不存在问题区域；以及

返回准备表面的确认。

37.一种用于验证准备表面的系统，其中该系统包括用于扫描口腔情况和/或其一部分的口内扫描仪，包括假体打算要放置在其上的患者的准备表面，以及连接到口内扫描仪、用于在扫描期间生成数字口腔情况的至少一部分的处理器，其中该处理器在扫描期间验证准备表面，并且其中该处理器执行用于在扫描期间验证准备表面的计算机实施的方法，该计算机实施的方法包括根据前述项中的任一项所述的方法，且其中，将该至少一个最小厚度和至少一个可达到的厚度进行比较的结果确定准备部位的验证；以及用于根据前述项中的任意一项或多项的在扫描期间可视化至少部分数字口腔情况的、连接到处理器的显示器。

38.根据前述项中的任一项或多项所述的方法，还包括基于数字假牙来制造假牙。

附图说明

本公开的上述和/或附加的目的、特征和优点将通过以下(多个)参考附图对本公开的实施例的说明性和非限制性的详细描述来进一步描述，其中：

图1显示了本公开适用于的口腔情况；

图2显示了带有假体的准备表面；

图3显示了带有底切的准备表面和在这种情况下内表面的计算；

图4显示了在本公开的意义上可以被评估和考虑的相对于周围牙列的一些相关距离；

图5示出了本公开意义上的工作流程；

图6显示了用于生成数字假牙的工作流程的实施例；且

图7显示了根据本公开的实施例的系统的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，参考了附图，这些附图通过说明的方式显示了可以如何实施本公开。

图1显示了本公开适用于的口腔情况。图1(a)显示了牙医钻掉牙齿的一部分、留下准备表面120之后的假体部位。图1(a)还显示了相对的牙齿140和相邻的牙齿150。可能在其他情况中存在两颗相邻的牙科。在扫描时，口腔内情况由数字3D表示来表示。其2D横截面也可能看上去类似于图1(a)。

图1(b)显示了与根据本公开的数字3D表示的评估相关的口腔情况的元素。作为第一步，识别准备表面120的至少一部分。当评估咬合方向上朝向相对的牙齿140的空间时，不需要详细描绘牙齿的准备区域和未准备区域之间的边界—其被称为边缘线。

对于这里描述的实施例，假设要使用三轴铣床制造单个牙冠假体。对于这种情况，在制造期间铣削钻机接近假体内部的方向130也被确定。在此处描述的示例中，钻孔方向130可以选择为插入方向131的相反方向。在本实施例中，插入方向可以计算为这样的方向：该方向的点积与表示准备表面的网格数字3D表示的小面的法线之和，由小面的面积加权，是最小的。

图1(b)中还显示了一种适用于口腔情况的牙冠假体，具有内表面110和外表面100。

图2显示了带有假体的准备表面。

图2(a)显示了带有假体的准备表面，并示出了在评估数字假牙的厚度时钻孔补偿的效果。为了示意的目的，显示了在边缘121处具有零拐角半径的准备表面120，其中边缘在2D图2(a)中显示为2D点。理想内表面111可以描述为将要制造的牙冠的理想内表面；理想内表面111可以从准备表面120向外偏移粘固剂间隙。请注意，同样出于示意目的，图2(a)中的粘固剂间隙相对于钻机半径较大。作为在其最小时所处的位置处的可达到的厚度值，牙冠厚度的简单评估可以到达距离192。

图2(a)中还显示了钻机180。其球形尖端具有非零半径181。可以看出，130可能是合适的钻孔方向，因为钻机则可以进入理想内表面的所有部分111。钻机可能不是典型口腔情况的一部分，因为铣削是在口外的机器中进行的，但图中包含用于示意与口腔部分的几何关系的钻机。例如，牙冠材料可以由诸如氧化锆坯料的块铣削而成，即，牙冠可以是该块的子体积。

如果钻机180要从块的内部去除所有材料直到要铣削的牙冠的理想内表面111，则它的头部必须沿着方向130移动超过理想表面111。这意味着钻机可以从块去除额外的材料190。相应地，铣削的牙冠在其最小时所处的位置处的可达到的厚度值为距离191，该距离191是比距离192更小的值。

图2(b)示出了数字假牙的示意图，这里是给定准备部的潜在牙冠设计。该图显示了如何在评估中检测到由大于准备表面的拐角半径的钻机半径引起的问题，并在准备表面上可视化。对于给定的材料，牙冠可能具有所需的最小材料厚度195。为了满足该要求，牙冠的内表面可能需要从外表面100向内设置到至少表面118。软件可突出显示问题区域140—在表面118与准备表面120交叉处，即在没有满足最小厚度要求的地方。然而，根据本公开还考虑钻机半径时，很明显区域141也可能是问题区域，在准备部的那个角部的两个面上，即使所需的表面118不在准备表面120内。因此，将区域140和141都可视化为问题区域是合适的。问题的量级是从表面120到钻头180的距离加上粘固剂间隙的要求厚度(为了不使图进一步复杂，图2(b)中没有显示粘固剂间隙区域)。可以使用彩色地图来可视化所述量级。

如果要按原样制造图2(b)的牙冠，则可能需要钻孔补偿，如在图2(a)中所示，且因此牙冠可能无法达到所需的最小厚度。然而由于对本公开的评估及其可视化，牙科从业者可以在制造牙冠之前发现问题并解决它，例如通过进一步研磨区域141中的准备部，以具有与钻机半径相等的边缘半径。然后患者可以接收具有所需厚度并且可以就位的牙冠。

图3显示了带有底切的准备表面和在这种情况下内表面的计算。

图3(a)显示了具有产生底切区域122的选定插入方向131的准备部位120。图3(b)示出了在这种情况下的内表面110的计算。底切可能需要在区域179中去除额外的牙冠材料，使得牙冠可以就位。同样在这种情况下，牙冠的实际厚度与准备表面120和牙冠外表面100之间的距离的差异大于粘固剂间隙值。考虑到底切的影响在评估中可能很重要，对牙冠厚度的简单评估会引发错误的安全感。

图4显示了相对于周围牙列的一些相关距离，在本公开的意义上可以评估和考虑这些距离。根据图4(a)，当要设计牙冠的外表面时，应考虑患者牙列的相对部分140。从内表面110到相对部分140的距离的最小距离160可能需要等于或大于基于材料的最小厚度与到相对表面的任意期望距离的总和。可以为数字3D表示计算最小距离160并与上述要求进行比较。因此，无需设计假体的外表面(其因此在图4中未显示)即可确定牙冠设计的可行性。类似的推理将适用于与相邻牙齿的距离。

如果实际最小距离160小于所需值，则可以通知牙科从业者准备部与对面的间隙不足。优选地，最小距离160被计算为表面上两个最近点之间的距离。它也可以被近似为两个表面之间沿钻孔方向或插入方向的最小距离。

图4(a)还显示了问题区域170，其在2D横截面中可视化为粗线，其中内牙冠表面110和相对的牙列140之间的距离可能小于所需的距离。图4(a)中的可视化显示了钻机可能接触内牙冠表面110的位置。图4(b)显示了备选的可视化，其中问题区域170被绘制为当钻机接触内表面时在钻孔期间的钻孔体积与准备好的表面的交点120。图4(a)中的变体可能更具示意性，因为它清楚地显示了该问题是由于钻孔补偿造成的。图4(b)中的变体可能更容易理解，因为它仅包含使用扫描仪获得的数字3D表示的多个部分。请注意，黑白图4(a)和4(b)是非常简单的可视化示例。如果颜色可用，则它可用于可视化问题的量级。

图5示意了本公开意义上的工作流程。牙科从业者可以在步骤200中对准备表面进行准备，且然后在步骤210中使用口内扫描仪扫描准备表面和周围环境。然后可以在步骤220中评估和可视化该准备表面。如果准备部有问题区域，则可以通知牙科从业者，并返回到步骤200至220，以进一步准备准备表面，然后再次扫描。当后续评估显示没有更多问题区域时，扫描可用于在步骤230中设计和制造假体。

图6显示了用于生成数字假牙的工作流程的一实施例。

首先，在步骤610中，用口内扫描仪扫描患者。这会生成患者的口腔情况的三维模型。该3D数字模型可以基于例如体素、网格和/或以上的组合。

接下来，在步骤620中，检测准备表面。这可以通过牙医的手动注释来完成。它也可以在经过训练以进行此类注释的软件的帮助下或完全由该软件来完成，例如，通过检测牙齿和牙龈之间的边缘、分割牙齿扫描以及检测准备部位。

接下来，在步骤630中，通过计算检测到的准备表面与周围环境之间的距离来评估准备表面。该距离可以用作该至少一个可达到的厚度和/或负空间的基础。这为生成的牙冠提供了一组物理限制以使其适合。牙医可以手动地设置其他牙的偏差，例如，从相邻牙刮掉一点，以允许特别紧密的配合。还可以通过计算从准备表面的一个部分到该准备表面的另一部分的距离来评估该准备表面，例如，以确保该准备表面至少满足最小直径。

在步骤640中，基于该至少一个可达到的厚度和/或负空间为该准备表面生成初始牙冠外表面。例如，这可以从库中选择或通过自动算法设计，例如经过训练以生成牙冠外表面的神经网络。此时，它可能仍然延伸超出边缘线，但它应该满足负空间和偏差施加的约束。

例如，这可以最初从库牙冠生成，然后通过外表面的至少一个参数进行调整，如上所述。

结果是，牙冠的外表面的数字3D模型。

在步骤650中，生成牙冠的初始内表面。这是基于对准备部位的扫描。可以对其进行调整以允许粘固剂间隙，例如允许在准备表面周围留出额外的0.1毫米。它还可以关于底切进行调整，例如，在更向下的部分位于悬垂之下的区域多于更向上的部分，因此使牙冠的插入变得困难。内表面可以基于准备表面，但被调整使得底切部分被拉直以便插入。

在步骤660中，生成牙冠。初始外表面和初始内表面两者都位于数字口腔情况中，在欧几里得空间中被分配了某些值。这意味着它们可以在他们感兴趣的地方连接，例如，对于初始外表面的网格模型上的每个点，找到初始内表面上最接近的点。如果将这些点排成一条线，则可以丢弃该线之外的任意东西，在初始内表面和初始外表面两者上，模型可以在这些点处缝合在一起以生成数字假牙。

备选地，可以通过边缘检测来检测边缘线，并在那里绘制线。外表面和内表面两者都可以在边缘线处附连。一旦通过该过程生成了数字假牙，就可以对其进行进一步处理以使其看起来更好，即对其网格进行缩减和规则化，并使缝合更加平滑。

该数字假牙可以插入口腔情况中并显示出来，从而允许牙医和患者都能看到它看起来是什么样子的。但是，它可能仍需要评估。

步骤670是评估牙冠。在评估数字假牙时，可以基于材料计算最小厚度。该材料可以由用户选择，或者备选地，可以评估不同材料的厚度和呈现给软件用户的可行选项。

同样，也可以通过用户的选择或通过评估不同的选项并基于诸如成本、强度等标准建议最可行的选项的软件来评估制造方法。制造的方法包括铣削和印刷。

如果选择的制造方法是铣削，则在评估时还应考虑钻孔补偿。

在未满足某些最小厚度(例如在相对的牙齿之间)的情况下，可以在3D数字模型中调整周围环境或准备表面。

作为进一步的步骤，牙医可以对数字假牙进行调整。例如，这可以通过雕刻应用程序或通过经训练以执行这种调整的软件来完成。

牙医可以选择再次评估数字假牙，或者可以选择按原样接受数字假牙。它可能需要在制造前针对制造规格进一步评估。同样，该数字假牙可以在数字口腔情况中呈现，以供牙医和患者查看。

如果数字假牙在某些区域无效，则由于负空间/可达到的厚度与数字假牙之间的冲突，牙医也可以选择改变数字口腔情况。

可以迭代该过程直到找到可接受的数字假牙，即重复步骤640到670。一旦生成了可接受的数字假牙，就可以在步骤680中制造它。

图7示出了根据本公开的实施例的系统的示意图。系统100包括计算机设备102，该计算机设备102包括计算机可读介质104和处理器103。该系统还包括显示器，这里是视觉显示单元107，诸如计算机键盘105的输入单元，以及用于输入数据并且激活在视觉显示单元107上的可视化的虚拟按钮的计算机鼠标106。视觉显示单元107例如可以是计算机屏幕。

计算机设备102能够通过图像采集设备101b获得例如患者的口腔情况的至少一部分的数字表示。获得的数字表示可以存储在计算机可读介质104中并提供给处理器103。

计算机设备102还能够从3D扫描设备101a，例如口内扫描仪，诸如由3shape TRIOSA/S制造的TRIOS口内扫描仪，接收例如患者的一组牙齿和牙龈的表面的数字3D表示，或能够从此类3D扫描设备接收扫描数据并基于此类扫描数据形成患者口腔情况的数字3D表示。接收的或形成的数字3D表示可以存储在计算机可读介质104中并提供给微处理器103。

系统100被配置为允许操作者使用从骨扫描和/或表面扫描获得的信息来设计定制的假牙，并且基于预定的设计标准设置限制。这可以例如通过在视觉显示单元107上显示患者颌骨的数字表示来实现，然后操作者可以在视觉显示单元上关于患者颌骨的表面使他/她的修复设计可视化。

该系统包括用于将数字设计(例如数字假牙)作为输出数据传输到制造机器的单元108，该制造机器用于生成牙科器具，例如定制的牙修复体到例如用于制造定制的牙修复体的计算机辅助制造(CAM)设备109，或到例如位于制造定制的牙修复体的铣削或打印中心处的另一个计算机系统。用于传输的单元可以是有线或无线连接，并且传输可以例如使用互联网或文件传输协议(FTP)来完成。

可以在牙医处执行使用3D扫描设备101a和/或图像采集设备101b的患者口腔情况的3D扫描，而可以在牙科实验室执行定制的牙修复体的制造。在这种情况下，可以通过牙医和牙科实验室之间的互联网连接来提供从扫描设备和/或数字假牙获取的数字口腔情况。

如图所示的系统100是示意性示例。例如，计算机设备102可以包括一个以上的处理器103和/或一个以上的计算机可读介质104，视觉显示单元107可以集成在计算机设备102中或者与计算机设备102分离，等等。

尽管已经详细描述和示出了一些实施例，但是本公开不限于它们，而是还可以在所附权利要求限定的主题范围内以其他方式实施。特别地，要理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构和功能修改。

在列举若干手段的设备权利要求中，这些手段中的若干可以由硬件中的同一项来实施。某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述或在不同实施例中描述这一事实并不表明这些措施的组合不能有利地使用。

权利要求可以指前述权利要求中的任一项，并且“任”被理解为是指前述权利要求中的“任一项或多项”。

本说明书中使用的术语“获得”可以指使用医学成像设备物理地获取例如医学图像，但其也可以指例如将先前获取的图像或数字表示加载到计算机中。

应该强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括/包括有”用于指定所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组。

以上和下文中描述的方法的特征可以在软件中实现并且在数据处理系统上或由计算机可执行指令的执行引起的其他处理装置上执行。指令可以是从存储介质或经由计算机网络从另一计算机加载到诸如RAM的存储器中的程序代码装置。备选地，所描述的特征可以通过硬连线电路而不是软件，或通过硬连线电路与软件结合来实现。

Claims (15)

1.一种评估牙齿准备表面的计算机实施的方法，包括：

获得数字口腔情况和/或其一部分，包括准备表面；

基于所述准备表面和周围环境评估至少一个可达到的厚度；以及

将所述至少一个可达到的厚度与至少一个最小厚度进行比较。

2.根据前述权利要求所述的方法，还包括基于所述准备表面生成用于数字假牙的内表面。

3.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括为所述数字假牙生成外表面。

4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括基于所述内表面和所述外表面生成所述数字假牙。

5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式调整所述数字假牙和/或所述准备表面：

针对所述至少一个最小厚度和所述至少一个可达到的厚度评估所述数字假牙和/或所述准备表面；

比较所述至少一个最小厚度和所述至少一个可达到的厚度；以及

在所述至少一个最小厚度中的至少一个和所述至少一个可达到的厚度中的至少一个发生冲突的情况下，调整所述数字假牙和/或所述准备表面。

6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括显示数字准备表面、所述数字口腔情况和/或所述数字假牙。

7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括：

基于所述至少一个可达到的厚度评估所述准备表面的问题区域；

显示所述数字准备表面、所述数字口腔情况和/或所述数字假牙；以及

突出显示所述数字准备表面、所述数字口腔情况和/或所述数字假牙上的问题区域。

8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括：

将所述数字假牙与所述数字口腔情况和/或所述数字准备表面对齐；以及

显示所述数字假牙和所述数字口腔情况。

9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括：

计算至少一个钻机特性的影响；以及

基于所述至少一个钻机特性的影响，调整所述至少一个可达到的厚度中的至少一个和/或所述内表面。

10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括：

计算多个钻机半径对所述至少一个可达到的厚度和/或所述内表面的影响；以及

基于对所述多个钻机半径的影响的计算选择至少一个钻机半径。

11.根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，还包括：

检测所述准备表面的至少一个底切区域；以及

基于所述至少一个底切区域调整所述至少一个可达到的厚度、所述内表面和/或所述准备表面中的至少一个。

12.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式选择至少一种假体材料：

基于多种假体材料中的每一种评估所述至少一个最小厚度；以及

基于对所述至少一个最小厚度的评估选择所述多种假体材料中的至少一个。

13.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的方法，还包括通过以下方式选择至少一种假体材料：

估计多种假体材料中的每一种的成本；并且

基于估计的成本选择所述多种材料中的至少一种。

14.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的方法，其中，所述口腔情况还包括至少一个相对的牙齿，所述方法还包括：

识别所述数字口腔情况中的至少一个相对的牙齿表面；

识别咬合面间距离；以及

基于所述咬合面间距离和所述至少一个相对的牙齿表面来调整所述至少一个可达到的厚度中的至少一个和/或外表面。

15.根据前述权利要求中的任一项或多项所述的方法，其中，所述口腔情况还包括至少一个相邻的牙齿，所述方法还包括：

识别至少一个相邻的牙齿表面；

识别期望的邻间距离；以及

基于所述期望的邻间距离和所述至少一个相邻牙齿表面来调整所述至少一个可达到的厚度中的至少一个和/或所述外表面。

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