CN117653379A - 牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙科矫治系统，所述牙科矫治系统包括一系列被设计成渐进实施牙齿矫治计划的牙科矫治器，每个牙科矫治器对应于所述牙齿矫治计划中一个治疗阶段的目标牙齿矫治状态，所述牙科矫治器包括壳状本体，所述壳状本体具有若干第一腔体以在所述牙齿矫治计划中收纳患者牙齿，所述壳状本体至少还包括一第二腔体，所述第二腔体包裹根据各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙，本发明通过根据其矫治过程中阶段矫治目标的目标牙齿数据得到动态变化的美观牙牙齿形态数据，形成牙齿矫治计划的一系列具有美观牙的牙科矫治器，以在保障矫治目标实现的同时实现美观的目的，相应地，本发明还公开了一种牙科矫治器及其制造方法、牙颌数字模型设计方法。

Description

牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法

技术领域

本发明涉及牙齿正畸技术领域，特别涉及一种牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法。

背景技术

牙科矫治器是一种治疗错颌畸形的装置，可产生作用力，或是咀嚼肌口周肌的功能作用力通过矫治器使畸形的颌骨、错位牙及牙周组织发生变化，以利于牙颌面正常生长发育。目前，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。

在采用隐形矫治器矫治时，常常会因正畸患者存在一颗或多颗缺牙而造成矫治时矫治器上相应位置牙齿的缺失。这种牙齿的缺失一来可能影响美观，特别是当患者前牙缺失时，二来当需要保持或扩张该缺牙牙位时，如对于儿童，其缺牙牙位需要保持或扩张以便萌出牙的萌出，对于成人，其缺牙牙位可能需要保持或扩张以便矫治后的种植牙，而随着矫治的进行、相邻牙齿的移动，可能会减小或关闭该缺牙牙位，进而不便于后续萌出牙的萌出或后续牙齿的种植，因此，在矫治过程中，需要对上述情况进行考虑处理。

然而，目前为了解决正畸患者前牙缺失导致不美观问题，普遍的解决方案都是在牙科矫治器的缺牙牙位安装根据缺牙牙位的大小制作的标准美观牙，这种标准美观牙没有根据缺牙牙位的相邻牙齿与对颌对应牙齿的尺寸、形状、位置及朝向进行改变，而众所周知，在牙齿矫治过程中，每个牙齿都会受到相邻或对颌牙齿移动的影响，若美观牙在矫治过程中不跟随相邻牙齿与对颌对应牙齿的尺寸、形状、位置及朝向相应改变，既起不到美观的作用，而且相邻或对颌牙齿随着移动对美观牙造成碰撞挤压，容易造成患者的不适，且影响矫治目标的实现，严重的话甚至会发生医疗事故。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法，以通过根据其矫治过程中阶段矫治目标的目标牙齿数据得到动态变化的美观牙牙齿形态数据，形成牙齿矫治计划的一系列具有美观牙的牙科矫治器，以在保障矫治目标实现的同时实现美观的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种牙科矫治系统，所述牙科矫治系统包括一系列被设计成渐进实施牙齿矫治计划的牙科矫治器，每个牙科矫治器对应于所述牙齿矫治计划中一个治疗阶段的目标牙齿矫治状态，所述牙科矫治器包括壳状本体，所述壳状本体具有若干第一腔体以在所述牙齿矫治计划中收纳患者牙齿，所述壳状本体至少还包括一第二腔体，所述第二腔体中包裹根据各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙，且至少存在两个不同治疗阶段对应的所述牙科矫治器的所述第二腔体中包裹的美观牙的形态数据不同。

可选地，所述美观牙在所述牙齿矫治计划各治疗阶段，基于相应治疗阶段对应的缺失牙位及与其相邻牙齿、对颌对应的牙齿形态数据形成。

可选地，所述牙齿形态数据包括牙齿的尺寸、形状、位置和朝向。

可选地，所述美观牙上具有第一固位部，所述第二腔体上对应设有与所述第一固位部可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部。

可选地，所述第一固位部与第二固位部为凹凸匹配结构。

可选地，所述第一固位部为凹槽结构，第二固位部相应为凸起结构。

可选地，所述第一固位部与第二固位部的匹配面为圆弧形面、半圆弧形面、椭圆弧形面、半椭圆形面、三角形面、多边形面中的一种。

可选地，所述第一固位部设置在所述美观牙的舌侧。

可选地，所述第一固位部沿其与所述第二固位部在固定方向上的最大高度为0.7-1.0mm。

可选地，所述第一固位部从所述美观牙的牙龈线位置向咬合面延伸。

可选地，所述美观牙上设置有两个或两个以上的所述第一固位部。

可选地，各第一固位部沿其与对应第二固位部在固定方向上的最大高度为0.4-0.8mm。

可选地，所述美观牙具有如下空心结构，所述空心结构使其对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁接触。

可选地，所述美观牙通过在所述第二腔体上内表面喷涂用于美观的材料形成。

为实现上述目的，本发明还提供一种牙颌数字模型的设计方法，包括如下步骤:

获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型；

基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

可选地，所述基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，包括：

根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位；

从标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据；

根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据。

可选地，所述牙齿形态数据包括牙齿的尺寸、形状、位置和朝向。

可选地，所述根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，包括：

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的唇舌向宽度调整美观牙牙齿形态数据中的唇舌向宽度；

根据所述缺牙牙位相邻牙齿的牙齿间隙调整美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度；

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的相邻牙齿的龈颌向高度调整美观牙牙齿形态数据中的龈颌向高度；

根据所述缺牙牙位对侧同名牙的牙轴朝向调整美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向。

可选地，所述根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，还包括：对根据美观牙牙齿形态数据得到的美观牙进行咬合仿真，当判断该美观牙出现咬合干扰时，参照标准牙轴与咬合方向调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，所述标准牙轴为所述标准虚拟牙模型中标准虚拟牙的牙轴。

可选地，所述参照标准牙轴与咬合方向调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，包括：

计算标准虚拟牙牙轴与咬合方向之间的角度；

对标准虚拟牙牙轴与咬合方向之间的角度进行采样，以各采样点的角度进行咬合仿真，分别计算对颌牙齿的咬合深度；

选择深度最小的牙轴角度作为美观牙的牙轴角度。

可选地，当经过牙轴朝向调整该美观牙仍存在咬合干扰，以预设增量逐渐缩小该美观牙的牙体高度进行咬合仿真，直至与对颌牙齿不再咬合干扰。

可选地，当所述缺牙牙位相邻两颗牙齿之间的间隙小于等于预设牙齿间隙阈值时，则不再生成新的美观牙牙齿形态数据。

可选地，所述设计方法还包括：

在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设置第一固位部，以使根据该牙颌模型得到的壳状牙齿矫治器上对应形成与所述第一固位部可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部。

可选地，所述在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设置第一固位部步骤中，在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设计两个或两个以上的第一固位部，以使根据该具有美观牙的牙颌模型得到的牙科矫治器上对应形成对应的两个或两个以上的第二固位部。

为实现上述目的，本发明还提供一种牙科矫治器的制造方法，所述制造方法包括:

采用上述设计方法获得牙齿矫治计划各治疗阶段的牙颌数字模型，根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器；

根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型，并根据所述美观牙数字模型得到美观牙；

将得到的美观牙嵌入所述第二腔体，得到具有美观牙的牙科矫治器。

可选地，所述根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器的步骤，包括：

对所述牙颌数字模型进行3D打印得到相应的牙颌模型；

在所述牙颌模型上采用热压膜成型工艺制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

可选地，所述根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器的步骤中，基于牙颌数字模型获得牙科矫治器的数字模型，采用增材制造工艺制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

可选地，所述根据所述美观牙数字模型得到美观牙步骤中，对所述美观牙数字模型采用定制颜色的树脂打印得到所述美观牙。

可选地，所述美观牙数字模型为空心结构的模型，以打印出空心结构的美观牙，从而使各治疗阶段对应的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁表面接触。

可选地，所述根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型步骤中，当缺牙牙位相邻牙齿之间的牙齿间隙小于等于预设牙齿间隙阈值时，则不再生成所述美观牙。

为实现上述目的，本发明还提供一种牙科矫治器的制造方法，所述制造方法包括:

采用上述设计方法获得牙齿矫治计划各治疗阶段的牙颌数字模型，根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器；

于所述牙科矫治器的第二腔体内表面喷涂相应的可实现美观的材料形成美观牙，得到具有美观牙的牙科矫治器。

为实现上述目的，本发明还提供一种牙科矫治器，所述牙科矫治器利用上述制造方法制作得到。

通过本发明提供的牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法，能够带来的有益效果如下：

1)在本发明中，通过不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据根据其矫治过程中阶段矫治目标的目标牙齿数据的变化而相应变化，并将根据各治疗阶段的美观牙牙齿形态数据得到的美观牙融合到实施牙齿矫治计划的一系列牙科矫治器，使得利用该牙科矫治器进行牙齿矫治的过程中，美观牙不会受到相邻或对颌对应牙齿的影响，达到在不影响各治疗阶段矫治目标实现的同时兼具美观的目的；

2)本发明通过在美观牙上设置第一固位部，以及在牙科矫治器的第二腔体上对应形成与第一固位部可拆卸连接且以用于固定所述美观牙的第二固位部，使得美观牙与第二腔体之间连接更为稳定可靠，避免美观牙从第二腔体脱落而造成的医疗事故。

3)本发明通过将容置于第二腔体中的美观牙设计为空心结构，该空心结构使得对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与美观牙的内壁接触，从而使得本发明各治疗阶段的牙科矫治器不仅具有美观作用，又不影响对应牙位萌出牙的萌出。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。

图1是本发明实施例一的牙科矫治系统之一牙科矫治器的结构示意图；

图2是本发明实施例四的牙科矫治系统之一牙科矫治器的结构示意图；

图3是本发明实施例四中美观牙与第二腔体契合的局部放大图；

图4a-图4c是本发明实施例四中匹配面为长方形面的美观牙的立体示意图、主视图及剖视图；

图5所示为本发明实施例第一固位部与第二固位部的凹凸匹配面为圆弧形面的剖视图；

图6a-图6c是本发明实施例四中一优选实施方式第一固位部从所述美观牙牙龈线位置沿牙体龈颌向向美观牙咬合面延伸的立体示意图、主视图及剖视图；

图7是本发明实施例五中具有多个第一固位部的美观牙的立体图；

图8是本发明实施例五多个第一固位部的凹凸匹配面为圆弧形面的美观牙的立体图；

图9是本发明实施例六的牙颌数字模型的设计方法的流程图；

图10是本发明实施例七的牙科矫治器的制造方法的流程图；

图11是本发明实施例八的牙科矫治器的制造方法的流程图；

图12是本发明实施例九的牙科矫治器的制造方法的流程图。

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。

实施例一：

本实施例提供的一种牙科矫治系统，包括一系列的牙科矫治器，所述一系列的牙科矫治器例如是在整个矫治计划中使用的所有的壳状矫治器，能够设计为渐进地实施整个牙齿矫治计划，或者是整个矫治计划中使用的所有牙科矫治器的一部分，设计为实施矫治计划的一部分，所述一系列牙科矫治器包括多个壳状矫治器，其中，多个壳状矫治器中的任一壳状矫治器包括壳状本体100，该壳状本体例如是如图1所示的壳状牙科器械的形状，所述壳状本体具有若干第一腔体101和至少一个第二腔体102，每个腔体主要由舌侧面、唇/颊侧面及牙颌面围合而成的，其中第一腔体101被设计为在牙齿矫治计划中容置患者牙齿，所述第二腔体102被设计为容置根据牙齿矫治计划各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙103，其中，至少存在两个不同治疗阶段所述第二腔体102中包裹的美观牙103的牙齿形态数据不同，这里美观牙的牙齿形态数据包括但不限于美观牙的尺寸、形状、位置和朝向。

对于每个正畸患者来说，其牙齿矫治都需要根据患者的初始牙齿信息以及目标矫治信息设计矫治计划，然后根据矫治计划划分为多个治疗阶段，每个治疗阶段对应相应的牙科矫治器。当正畸患者具有牙齿缺失时，各治疗阶段对应的牙科矫治器的壳状本体包含一第二腔体，以包裹相应的美观牙103，所述美观牙103在牙齿矫治计划各治疗阶段，基于相应治疗阶段对应的缺失牙位及与其相邻、对颌对应牙齿的牙齿形态数据形成，其中相邻、对颌对应的牙齿形态数据，包括但不限于所述相邻牙齿、对颌对应牙齿的尺寸、形状、位置和朝向。

本实施例中，所述美观牙103的形成过程如下：根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位；从标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据；根据所述缺失牙位相邻及对颌对应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据。

具体地，首先按照标准牙体的形态，创建全口的标准虚拟牙模型，每个牙位都有对应的标准虚拟牙形态数据；然后，根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位，其中，各治疗阶段目标牙齿状态指的是矫治计划中各治疗阶段的阶段矫治目标对应的牙齿状态，包括每个单颗牙齿的信息，具体地，可根据相邻牙齿之间的牙齿间隙确定缺失牙位，例如当1号牙与3号牙之间的间隙大于4mm时，则判断缺牙牙位为2号牙，并根据确定的缺牙牙位从标准的虚拟牙模型获取2号牙对应的虚拟牙数据作为美观牙牙齿形态数据。

由于从虚拟牙模型获得的美观牙牙齿形态数据为标准的牙齿形态数据，但在实际口腔环境中，每个牙齿的形态数据还会受到相邻及对颌对应牙齿的影响，对于不同患者，同一牙位对应的实际牙齿形态数据也会存在不同，而且为了美观，本实施例所设计的美观牙的形态数据还应与其相邻及对颌对应牙齿的牙齿形态数据相适应，因此，在从对应的标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据后，还应根据其相邻牙齿及对颌对应牙齿的形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，以使调整后的美观牙牙齿形态数据与相邻牙齿及对颌对应牙齿的牙齿形态数据相适应，这里的牙齿形态数据包括牙齿的尺寸、形状、位置和朝向，其中牙齿尺寸包括牙齿的唇舌向宽度、近远中宽度以及龈颌向高度，形状则是指牙齿的外观形态，例如切牙与尖牙的外观则不一样，切牙偏平尖牙稍尖，牙齿的位置指的是牙齿所在的牙位，例如11号与13号牙之间的12号牙，牙齿朝向主要指相应牙齿长轴的朝向，如牙齿长轴相对于咬合方向的角度。

在一些实施例方式中，对美观牙牙齿形态数据的调整包括但不限于如下所述：

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的唇舌向宽度调整美观牙牙齿形态数据中的唇舌向宽度，例如根据各邻牙唇舌向宽度的均值确定调整美观牙的唇舌向宽度，如将所述美观牙唇舌向宽度调整为各邻牙唇舌向宽度均值的90％；

根据所述缺牙牙位相邻牙齿的牙齿间隙调整美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度；例如当相邻牙齿的牙齿间隙大于美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度，为保证美观，则可按相应比例放大美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度，以减少美观牙与邻牙的间隙，解决标准虚拟牙模型中虚拟牙的唇舌向宽度不足导致美观牙与邻牙的间隙过大的问题；

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的相邻牙齿的龈颌向高度调整美观牙牙齿形态数据中的龈颌向高度，优选地，调整后美观牙牙齿形态数据的龈颌向高度不高于邻牙的龈颌向高度；

根据所述缺牙牙位对侧同名牙的牙轴朝向调整美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，具体地，参照所述缺牙牙位对侧的同名牙的牙轴镜像调整所述美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，例如缺牙牙位为12号牙，其对侧同名牙则为22号牙，则参照22号牙的牙轴镜像调整所述美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向；可选地，当对侧同名牙的牙轴朝向与标准牙轴朝向偏离超过预设阈值时，则参考标准牙轴作为调整后美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，其中，标准牙轴指的是虚拟牙模型中对应虚拟牙的牙轴，也就是说，当对侧同名牙的牙轴朝向偏离标准牙轴朝向超过预设阈值如5度时，说明该对侧同名牙为弓外牙，不宜根据其牙轴朝向确定美观牙的牙轴朝向，此时宜采用对应的标准虚拟牙的牙轴朝向作为美观牙的牙轴朝向。

根据上述美观牙牙齿形态数据形成的美观牙还可能与对颌牙齿出现咬合干扰，这种咬合干扰会造成矫治过程中患者的不适，严重影响矫治效果，因此还需避免生成的美观牙与对颌牙齿造成咬合干扰。在本实施例中，可通过医学动画模拟咬合关系，对根据所述美观牙牙齿形态数据形成的美观牙与对颌牙齿进行咬合仿真模拟以判断是否出现咬合干扰，当判断出该美观牙出现咬合干扰时，则参考标准牙牙轴与咬合方向调整美观牙的牙轴角度，以避免该美观牙与对颌牙齿形成的咬合干扰。

当经过牙轴朝向调整仍出现咬合干扰时，则进一步以预设增量逐渐缩小该美观牙龈颌向牙体高度，直至解决该美观牙与对颌牙齿的咬合干扰。

可见，本实施例的牙科矫治系统，由于其不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据根据不同治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息分别形成，不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据根据其矫治过程中相邻及对颌对应牙齿形态数据的变化而相应变化，使得根据该美观牙牙齿形态数据得到的美观牙在牙齿矫治过程中，不会受到相邻或对颌对应牙齿的影响，在不影响各治疗阶段矫治目标实现的同时兼具美观的目的。

实施例二：

本实施例提供一种牙科矫治系统，与实施例一不同的是，本实施例中，容置于第二腔体102中的美观牙103有如下空心结构：所述空心结构使其对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙103的内壁接触。

在牙齿正畸患者当中，青少年为一部分特殊的病例，其一定阶段中会有乳牙脱落造成牙齿缺失，如替牙期，对于这种乳牙脱落需待恒牙长出的缺牙，在使用前述牙科矫治器进行牙齿矫治时，牙科矫治器中对应没有萌出牙齿的部分被牙科矫治器的美观牙103覆盖，随着牙齿的萌出，由于美观牙103覆盖对应牙位，会导致牙齿无法正常萌出，因此，对于处于替牙期的青少年的牙齿正畸，美观牙103为采用空心结构的牙体，以便对应牙位的萌出牙在长出过程中不与美观牙103的内壁接触，避免美观牙103对萌出牙的影响。

为使对应牙位的萌出牙在长出过程中不与美观牙103的内壁接触，美观牙103的空心结构的几何形状基于对应牙位的未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触，其中，所述牙齿预测参数的确定可参见公开号为CN112674890 A的中国专利申请，本实施例在此不予赘述。

在本实施例中，通过将容置于第二腔体102中的美观牙103设计为空心结构，使对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁接触，使得青少年患者在利用本实施例牙科矫治器的矫治过程中，该牙科矫治器不仅具有美观作用，又不影响对应牙位萌出牙的萌出。

实施例三：

本实施例提供一种牙科矫治系统，包括一系列的牙科矫治器，所述一系列的牙科矫治器例如是在整个矫治计划中使用的所有的牙科矫治器，能够设计为渐进地实施整个牙齿矫治计划，或者是整个矫治计划中使用的所有牙科矫治器的一部分，设计为实施矫治计划的一部分，所述一系列牙科矫治器包括多个牙科矫治器，其中，多个牙科矫治器中的任一牙科矫治器包括壳状本体100，所述壳状本体具有若干第一腔体101和至少一个第二腔体102，每个腔体主要由舌侧面、唇/颊侧面及牙颌面围合而成的，其中第一腔体101被设计为在牙齿矫治计划中容置患者牙齿，所述第二腔体102被设计为根据牙齿矫治计划各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙牙齿形态数据相应的腔体，其中，至少存在两个不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据不同，与实施例一不同的是，本实施例中，通过在所述第二腔体102内表面喷涂相应的可实现美观的材料形成美观牙。

如实施例二所述，对于处于替牙期的青少年正畸患者，美观牙在美观的同时还需要考虑不影响萌出牙的萌出。为进一步避免对萌出牙萌出的影响，在本实施例中，无需根据美观牙牙齿形态数据生成实体的美观牙，仅通过在第二腔体102内表面喷涂相应的可实现美观的材料，例如自凝树脂、造牙粉、光固化胶等，即可在牙齿矫治时对缺失牙位实现美观的目的，不仅节省了美观牙的制作成本，而且不影响萌出牙的萌出，一般地，在第二腔体102内表面喷涂的材料的颜色与患者其他牙齿颜色相适应，但可以理解的是，喷涂材料的颜色也可根据患者的需求进行定制，本实施例不以此为限。

在本实施例中，通过将在所述第二腔体102内表面喷涂相应的可实现美观的材料形成美观牙而无需打印实体的美观牙，使得本实施例的牙科矫治器无需制作美观牙即可达到矫治过程美观的目的，并不会影响萌出牙的萌出。

实施例四：

基于实施例一，本实施例提供一种牙科矫治系统，包括一系列的牙科矫治器，所述一系列的牙科矫治器例如是在整个矫治计划中使用的所有的牙科矫治器，能够设计为渐进地实施整个牙齿矫治计划，或者是整个矫治计划中使用的所有牙科矫治器的一部分，设计为实施矫治计划的一部分，所述一系列牙科矫治器包括多个牙科矫治器，其中，多个牙科矫治器中的任一牙科矫治器包括壳状本体100，所述壳状本体具有若干第一腔体101和至少一个第二腔体102，第二腔体102被设计为容置根据牙齿矫治计划各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙103，与实施例一不同的是，如图2及图3所示，容置于第二腔体102中的美观牙103上还具有第一固位部104，所述第二腔体102上对应设有与所述第一固位部104可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部105。

在矫治过程中，由于有些患者牙齿形态特征不明显，对于根据实施例一得到的、其第二腔体102中容置美观牙103的牙科矫治器，仅靠美观牙自身形态不能很好实现牙科矫治器对美观牙的固定，而且佩戴过程中矫治器受力变形会影响固定效果，导致美观牙脱落。因此，为进一步固定第二腔体102中的美观牙，本实施例在美观牙103上设置第一固位部104，第二腔体102对应位置设置第二固位部105，第一固位部104与第二固位部105为可拆卸连接的固定结构。

在一些实施例中，第一固位部104与第二固位部105采用凹凸匹配结构，其中，在一优选的实施方式中，所述第一固位部为凹槽结构，相应地，第二腔体102上形成的第二固位部为与该凹槽结构对应匹配的凸起结构，考虑到在美观牙上设计凸块结构可能会增加患者口内的异物感，本实施例通过在美观牙上设计凹槽结构的第一固位部，在增强美观牙与牙科矫治器固定基础上，可尽量减少患者口内的异物感，但需说明的是，本实施例并不对此限制，所述第一固位部也可以设计为凸块结构，相应地，在牙科矫治器上形成的第二固位部为与第一固位部凸块结构对应匹配的凹槽结构。

在一优选的实施方式中，所述第一固位部104与第二固位部105形成的凹凸匹配结构的匹配面为多边形面，以凹凸匹配面为四边形面为例，如图4a为美观牙上形成长方体型凹槽结构的立体示意图，图4b为图4a美观牙的主视图，图4c为图4b沿A-A方向的剖视图。

为便于第一固位部104与第二固位部105的匹配安装，所述第一固位部104与第二固位部105形成的凹凸匹配结构的匹配面可以为圆弧形面，如图5所示为第一固位部与第二固位部的凹凸匹配面为圆弧形面的剖视图，但可以理解的是，第一固位部与第二固位部的凹凸匹配面还可以是部分圆弧形的如半圆弧形面，或者是椭圆弧形面，亦或者是半椭圆弧形面，都可便于第一固位部104与第二固位部105的匹配安装，本实施例不此为限。

在一些实施例中，对于前牙缺失等需考虑美观的情况，第一固位部104可设置在美观牙103的舌侧，考虑到牙体的舌侧面并不是规则面，第一固位部104可设置在舌侧面相对居中的位置，但本实施例不以此为限，第一固位部104也可以设置在舌侧面邻近牙龈侧或咬合侧；在另一些实施例中，第一固位部也可以设置在美观牙103的唇侧或颊侧。

在一优选的实施方式中，所述第一固位部104与美观牙103形成的截面沿牙体近远中向的宽度为2-6mm，沿牙体龈颌向的高度为1～1.3mm，沿其与所述第二固位部在固定方向上的最大高度L为0.7-1.0mm，从而保证第一固位部104与对应形成于第二腔体202上的第二固位部105装配后能达到紧固的目的，其中，第一固位部与所述第二固位部固定方向指的是图3中的方向R。

在另一优选的实施方式中，如图6a、图6b、图6c所示，所述第一固位部104可从所述美观牙103的牙龈线位置沿牙体龈颌向向美观牙咬合面延伸，以使所述美观牙103能够方便装配入所述第二腔体102，在一些实施例中，所述第一固位部104从所述美观牙103的牙龈线位置向咬合面延伸至临近咬合面，为达到较好的固定效果，所述第一固位部104从所述美观牙103的牙龈线位置向咬合面延伸的长度至少要超过所述美观牙103牙体龈颌向高度的一半，优选地，所述第一固位部104从所述美观牙103的牙龈线位置向咬合面延伸的长度大于所述美观牙103牙体龈颌向高度的3/4。当然，所述第一固位部104还可从所述美观牙103的牙龈线位置以与牙体龈颌向呈若干角度的方向向美观牙咬合面延伸，本实施例并不以此为限。

实施例五：

基于实施例二，本实施例提供的一种牙科矫治系统，与实施例二不同的是，如图7所示，容置于第二腔体102中的美观牙103上具有两个或两个以上的第一固位部104，相应地，所述第二腔体102上具有对应的两个或两个以上的第二固位部105，以实现美观牙103与第二腔体102的可拆卸连接。

在本实施例中，每个第一固位部104与第二固位部105也可采用凹凸匹配结构，其中，在一优选的实施方式中，设置于美观牙103上的各第一固位部104均为凹槽结构，相应地，第二腔体102上形成的各第二固位部与对应的第一固位部103匹配的凸起结构；在另一优选的实施方式中，设置于美观牙103上的第一固位部104也可以部分为凹槽、部分为凸起的结构，相应地，第二腔体102上形成的各第二固位部105也对应为部分凸起、部分凹槽的结构，本实施例不以此为限。需说明的是，图7所示的各第一固位部与第二固位部的凹凸匹配面为三角形面，但可以了解的是，各第一固位部与第二固位部的凹凸匹配面也可以是圆弧形面、半圆弧形面、椭圆弧面或半椭圆弧面等便于安装的匹配面，如图8所示的圆弧形面，本实施例不以此为限。

在一些实施例中，对于前牙缺失等需考虑美观的情况，各第一固位部104可设置在美观牙103的舌侧，设置在美观牙103舌侧的各第一固位部104，可以在美观牙103舌侧均匀分布，也可以根据需要在美观牙103舌侧按需分布；在另一些实施例中，各第一固位部104也可以设置在美观牙103的唇侧或颊侧。

相应地，当第二腔体102上具有的第一固位部为两个或两个以上时，每个第一固位部的大小可相应减小，以尽量减少增加固位部所造成的异物感，其中，各第一固位部104与美观牙103形成的截面沿牙体近远中向的宽度可以减小为1-4mm，沿牙体龈颌向的高度减小为0.9～1.3mm，沿其与对应第二固位部在固定方向上的最大高度减小为0.4-0.8mm，各第一固位部与对应第二固位部的固定方向如图8的方向R。需说明的是，在本实施例中，各第一固位部的形状大小可以相同，也可以不同，本实施例不以此为限。

实施例六：

本实施例提供一种牙颌数字模型的设计方法，具体流程如图9所示，所述牙颌数字模型的设计方法，包括如下步骤：

步骤S100，获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型。

其中，初始牙颌数字模型的获取方式可以采用硅橡胶取口内阴模转化为阳模后扫描的方式或采用口内扫描的方式获取，其具体获取方式在本实施例中不作限定；当获取初始牙颌数字模型后，根据初始牙颌数字模型、矫治目标信息，构建目标牙颌数字模型，其中，矫治目标可以根据医生和病患在治疗过程中确定，也可以预定一个矫治成功标准，以该标准作为矫治目标，所述目标牙颌数字模型中包含有牙齿矫治目标状态信息等，所述牙齿矫治目标状态信息可以是经由计算机对初始牙颌模型的处理、单颗牙齿的分割、填补并表面光滑处理后的单颗牙齿信息。

在构建目标牙颌数字模型后，则根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的牙齿矫治计划，该牙齿矫治计划可以包括将对应初始牙颌数字模型的基础牙齿状态矫正到对应目标牙颌数字模型的目标牙齿状态的逐次的多个步骤，每个步骤对应一个治疗阶段，每个治疗阶段对应于一个对应阶段矫治目标的阶段目标牙颌数字模型，若患者没有缺牙牙位或不考虑缺牙牙位，患者可以佩戴一个根据该阶段目标牙颌数字模型得到的牙齿矫治器一段时间(例如两周到一个月)，并且之后更换下一个治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型，从而使得牙齿逐渐排列整齐，直至矫正到目标牙齿状态。

步骤S101，基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

当正畸患者存在牙齿缺失时，在其牙齿矫治计划的各治疗阶段或部分治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中对应牙位会存在牙齿缺失，在本实施例中，根据患者病例的不同，患者的缺失牙位分为如下三种类型：待关闭型、需保持型以及需扩张型，其中需保持型及需扩张型的缺失牙位，一般用于为儿童换牙期的恒牙预留萌出的空间，或者是留待患者矫治结束后进行种植牙等美观手段，而对于待关闭型的缺失牙位，一般是在矫治计划中由于牙齿拥挤拔掉的某些牙位，则设计上要随着牙齿移动逐渐关闭该缺牙牙位，即，使得该缺牙牙位相邻两颗牙齿之间的间隙减小到正常的牙齿间隙。然而，无论是待关闭型、需保持型还是需扩张型的缺失牙位，矫治过程中都会随着周围牙齿的移动及形态数据的改变而改变，因而，为达到美观效果，需根据每个治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，然后融合到相应的阶段目标牙颌数字模型中，以得到不同治疗阶段对应的具有美观牙的牙颌数字模型，其中，至少存在两个不同治疗阶段对应的阶段目标牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据不同，所述美观牙牙齿形态数据包括但不限于美观牙的尺寸、形状、位置和朝向。

在一优选的实施方式中，所述基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据的步骤如下步骤：

根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位；

从对应的标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据；

根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据。

具体地，首先按照标准牙体的形态，创建全口的标准虚拟牙模型；然后，根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位，在步骤S100生成的当前患者数字化牙齿矫治方案中，各治疗阶段对应的第一牙颌数字模型中包含当前治疗阶段的目标牙齿状态，该目标牙齿状态包括每个单颗牙齿的信息，例如牙位标识，根据目标牙齿状态信息确定缺牙牙位，具体可根据相邻牙齿之间的牙齿间隙确定缺失牙位，例如当1号牙与3号牙之间的间隙大于4mm时，则判断缺牙牙位为2号牙，并根据确定的缺牙牙位从标准的虚拟牙模型获取2号牙对应的虚拟牙数据作为美观牙牙齿形态数据。

从虚拟牙模型获得的美观牙牙齿形态数据为标准的牙齿数据，但对于不同患者，同一牙位对应的实际牙齿数据也会存在不同，而且为了美观，每个美观牙的形态数据还应与其相邻牙及对颌对应牙的形态数据相适应，因此，在从对应的标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据后，还应根据其相邻牙及对颌对应牙的形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，这里的牙齿形态数据则包括相应牙齿的尺寸、形状、位置和朝向，其中牙齿尺寸包括牙齿的唇舌向宽度、近远中宽度以及龈颌向高度，形状则是指牙齿的外观形态，例如切牙与尖牙的外观则不一样，切牙偏平尖牙稍尖，牙齿的位置指的是牙齿所在的牙位，例如11号与13号牙之间的12号牙，牙齿的朝向主要指相应牙齿牙轴的朝向。

在一优选的实施方式中，根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，包括如下步骤：

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的唇舌向宽度调整美观牙牙齿形态数据中的唇舌向宽度，例如根据各邻牙唇舌向宽度的均值确定调整美观牙的唇舌向宽度，如将所述美观牙唇舌向宽度调整为各邻牙唇舌向宽度均值的90％；

根据所述缺牙牙位相邻牙齿的牙齿间隙调整美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度；例如当相邻牙齿的牙齿间隙大于美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度，为保证美观，则可按相应比例放大美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度，以减少美观牙与邻牙的间隙，解决标准虚拟牙模型中虚拟牙的唇舌向宽度不足导致美观牙与邻牙的间隙过大的问题；

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的相邻牙齿的龈颌向高度调整美观牙牙齿形态数据中的龈颌向高度，优选地，调整后美观牙牙齿形态数据的龈颌向高度不高于邻牙的龈颌向高度；

根据所述缺牙牙位对侧同名牙的牙轴朝向调整美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，具体地，参照所述缺牙牙位对侧的同名牙的牙轴镜像调整所述美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，例如缺牙牙位为12号牙，其对侧同名牙则为22号牙，则参照22号牙的牙轴镜像调整所述美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向；可选地，当对侧同名牙的牙轴朝向与标准牙轴朝向偏离超过预设阈值时，则参考标准牙轴作为调整后美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向，其中，标准牙轴指的是虚拟牙模型中各虚拟牙的牙轴，也就是说，当对侧同名牙的牙轴朝向偏离标准牙轴朝向超过预设阈值如5度时，说明该对侧同名牙为弓外牙，不宜根据其牙轴朝向确定美观牙的牙轴朝向，此时优先采用标准虚拟牙的牙轴朝向作为美观牙的牙轴朝向。

在本实施例中，由于美观牙的形态数据还受到对颌对应牙齿的影响，经过上述美观牙牙齿形态数据调整后的美观牙，可能会出现与对颌对应牙齿的咬合干扰，这种咬合干扰会严重影响矫治结果，因此，根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，还包括：

当根据所述美观牙牙齿形态数据形成的美观牙出现咬合干扰时，参考标准牙轴与咬合方向调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，以避免根据所述美观牙牙齿形态数据形成的美观牙出现咬合干扰；在本实施例中，可通过医学动画模拟咬合关系，对根据所述美观牙牙齿形态数据形成的美观牙与对颌牙齿进行咬合仿真模拟，当判断出该美观牙出现咬合干扰时，则参考标准牙轴与咬合方向调整美观牙的牙轴角度，以解决该美观牙出现的咬合干扰，其中，对于咬合干扰的判断可以通过与对颌牙齿的咬合深度来判断，具体地，以该美观牙咬合面上的所有点在咬合方向上形成虚拟射线，计算该虚拟射线与美观牙对颌牙齿模型的交点，得到咬合面上的所有点与对颌模型对应交点的距离，所有距离的最小值就是当前美观牙与对颌牙齿的咬合深度，若当前美观牙与对颌牙齿的咬合深度小于预设阈值，例如0.5mm，则可判断为咬合干扰。

对于参考标准牙轴调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，具体为：计算标准牙轴与咬合方向之间的角度；在计算得到的标准牙轴与咬合方向之间的角度进行采样，以各采样点的角度进行咬合仿真，分别计算对颌牙齿的咬合深度；选择深度最小的牙轴角度作为美观牙的牙轴角度，即牙轴朝向。

需说明的是，若美观牙所对应的缺失牙位为1号牙或2号牙时，一般先判断当前患者是否出现反颌，若当前患者为反颌，则不考虑该美观牙与对颌牙齿的对颌干扰。

经过上述牙轴朝向的调整，咬合干扰可能未完全解决。可选地，当经过牙轴朝向调整仍出现咬合干扰时，以预设增量逐渐缩小该美观牙龈颌向牙体高度，直至解决该美观牙存在的咬合干扰，例如经过牙轴朝向调整仍出现咬合干扰，假如预设增量为-0.1mm，则将该美观牙龈颌向牙体高度减小0.1mm，重新进行咬合仿真，若仍出现咬合干扰时，则继续减小该美观牙龈颌向牙体高度0.1mm，直至咬合仿真时，当前美观牙与对颌牙齿的咬合深度满足预设阈值。

在一优选的实施方式中，在步骤S101，当所述缺牙牙位相邻两颗牙齿之间的间隙小于等于预设的牙齿间隙阈值时，则不再生成新的美观牙牙齿形态数据。也就是说，对于待关闭型的缺失牙位，比如在矫治计划中由于牙齿拥挤拔掉的某些牙位，开始时缺牙牙位较大，而随着矫治计划的进行，牙齿移动，该缺牙牙位相邻两颗牙齿之间的间隙逐渐减小，当矫治到某个治疗阶段，减小到了预设的牙齿间隙阈值，例如正常的牙齿间隙2mm，则表示由于拔牙产生的牙齿间隙已经关闭，则当前治疗阶段无需再产生新的美观牙牙齿形态数据。

通过上述方法设计的牙颌数字模型，其不同治疗阶段的美观牙的牙齿形态数据根据不同治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，即缺失牙位及与其相邻、对颌对应牙齿的形态数据，分别形成，不同治疗阶段的美观牙的牙齿形态数据根据其矫治过程中相邻及对颌对应牙齿形态数据的变化而相应变化，使得根据该美观牙的牙齿形态数据得到的美观牙在牙齿矫治过程中，可在不影响各治疗阶段矫治目标实现的同时兼具美观的目的。

在矫治过程中，有些患者牙齿形态特征不明显，当根据上述牙颌数字模型得到牙科矫治器并将相应的美观牙装入后，只靠美观牙自身形态不能很好实现牙科矫治器对美观牙的固定，而且佩戴过程中矫治器受力变形会影响固定效果，导致美观牙脱落。因此，可选地，本发明一种牙颌数字模型的设计方法，还包括如下步骤：

在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设计第一固位部，以使根据该具有美观牙的牙颌模型得到的牙科矫治器上对应形成与所述第一固位部可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部。

在一些实施例中，可以是在调整好美观牙牙齿形态数据后直接在美观牙牙齿形态数据构成的美观牙上直接设计所述第一固位部，在形成第一固位部后将具有第一固位部的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型；在另一些实施例中，也可以是在美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型后，基于融合后的牙颌数字模型在其相应的美观牙上设计所述第一固位部，对于第一固位部的时机，本实施例不作限制。

在本实施例中，可将所述第一固位部与第二固位部设计为凹凸匹配结构，这种凹凸匹配结构结构简单，易于加工。在一优选的实施方式中，考虑到在美观牙上设计凸块结构可能会增加患者口内的异物感，将所述第一固位部设计为凹槽结构，相应地，在牙科矫治器上形成的第二固位部为与第一固位部凹槽结构对应匹配的凸起结构，本实施例通过在美观牙上设计凹槽结构的第一固位部，在增强美观牙与牙科矫治器固定基础上，可尽量减少患者口内的异物感，但本实施例并不对此限制，也可将所述第一固位部设计为凸起结构，相应地，在牙科矫治器上形成的第二固位部为与第一固位部凸起结构对应匹配的凹槽结构。

可选地，对于前牙缺失等需考虑美观的情况，所述第一固位部设置在美观牙的舌侧，考虑到牙体的舌侧面并不是规则面，第一固位部可设置在舌侧面相对居中的位置，但本实施例不以此为限，第一固位部也可以设置在舌侧面邻近牙龈侧或咬合侧；在另一些实施例中，第一固位部也可以设置在美观牙的唇侧或颊侧。

当然，在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙设置的第一固位部并不限制一个，可选地，本发明一种牙颌数字模型的设计方法，还包括如下步骤：

在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设计两个或两个以上的第一固位部，以使根据该具有美观牙的牙颌模型得到的牙科矫治器上对应形成对应的两个或两个以上的第二固位部。具体地，可根据矫治需要选择各第一固位部的形状、尺寸和数量，从而使得根据该牙颌模型得到的所述壳状牙齿矫治器的壳状本体上形成对应形状、尺寸和数量的第二固位部。

实施例七：

本实施例提供一种牙科矫治器的制造方法，具体流程如图10所示，所述牙科矫治器的制造方法，包括如下步骤：

步骤S200，获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型。

步骤S201，基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

上述步骤S200-S201的具体过程请参考实施例六中步骤S100-S101，本实施例不作赘述。

步骤S202，根据所述得到的具有美观牙的牙颌数字模型制备出具有用于容置所述美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

在一优选的实施方式中，步骤S202进一步包括：对所述具有美观牙的牙颌数字模型进行3D打印得到相应的牙颌模型；在所述牙颌模型上采用热压膜成型工艺制备得到所述壳状牙齿矫治器。即首先通过3D打印技术将所述具有美观牙的牙颌数字模型直接打印出来得到牙颌模型，之后在打印好的3D牙颌模型上进行加热压膜操作，再对压好膜的壳状牙科器械进行切割、抛光清洗、消毒等步骤，制得具有用于容置所述美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

在另一优选实施方式中，在步骤S202中，还可基于所述具有美观牙的牙颌数字模型获得具有用于容置所述美观牙的第二腔体的牙科矫治器的数字模型，然后基于该牙科矫治器的数字模型采用增材制造工艺制备出具有用于容置所述美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

步骤S203，根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型，并根据所述美观牙数字模型得到美观牙。

其中，在步骤S202中，获取各治疗阶段对应的牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据，根据该美观牙牙齿形态数据单独生成相应的美观牙数字模型，然后对所述美观牙数字模型采用定制颜色的树脂打印得到所述美观牙。

步骤S204，将得到的美观牙嵌入所述牙科矫治器的对应第二腔体，得到具有美观牙的牙科矫治器。

通过上述方法得到的具有美观牙的牙科矫治器，由于其不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据根据不同治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息分别形成，不同治疗阶段的美观牙牙齿形态数据根据其矫治过程中相邻及对颌对应牙齿形态数据的变化而相应变化，从而使得根据该美观牙牙齿形态数据得到的美观牙在牙齿矫治过程中，在不影响各治疗阶段矫治目标实现的同时兼具美观的目的。

在一优选的实施方式中，为提高美观牙与第二腔体的固定效果，在根据步骤S201得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型中，所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设计有第一固位部，因此，相应地，在步骤S203中，根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成的美观牙数字模型为具有第一固位部的美观牙数字模型，从而得到的美观牙则为具有第一固位部的美观牙；在步骤S204中，将得到的具有第一固位部的美观牙嵌入所述牙科矫治器对应第二腔体以使所述第一固位部与第二腔体上的第二固位部契合，得到具有美观牙的牙科矫治器。

实施例八：

基于实施例七，本实施例提供一种牙科矫治器的制造方法，与实施例七不同的是，在实施例七中的步骤S203，根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型，并根据所述美观牙数字模型得到美观牙的步骤中，还包括根据美观牙牙齿形态数据生成具有空心结构的美观牙数字模型，以根据所述美观牙数字模型得到具有空心结构的美观牙。

本实施例的牙科矫治器的制造方法的具体流程如图11所示，具体包括如下步骤：

步骤S300，获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型。

步骤S301，基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

步骤S302，根据所述得到的具有美观牙的牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

上述步骤S300-S302的具体过程请参考实施例六中步骤S200-S202，本实施例不作赘述。

步骤S303，根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成具有如下空心结构的美观牙数字模型，并根据所述美观牙数字模型得到具有如下空心结构的美观牙：所述空心结构使其对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁接触。

在牙齿正畸患者当中，青少年为一部分特殊的病例，其一定阶段中会有乳牙脱落造成牙齿缺失，对于这种乳牙脱落需待恒牙长出的缺牙，在使用前述牙科矫治器进行牙齿矫治时，牙科矫治器中对应没有萌出牙齿的部分被牙科矫治器的美观牙覆盖，随着牙齿的萌出，由于美观牙覆盖对应牙位，会导致牙齿无法正常萌出，因此，对于青少年的牙齿正畸情况，美观牙为采用空心结构的牙体，以便对应牙位的萌出牙在长出过程中不与美观牙的内壁接触，避免美观牙对萌出牙的影响。

为使对应牙位的萌出牙在长出过程中不与美观牙的内壁接触，美观牙的空心结构的几何形状基于对应牙位的未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的牙齿预测参数成型；所述牙齿预测参数包括基于所述未萌出或未完全萌出牙齿完全长出状态的形状、尺寸、位置和朝向所确定的对应参数，所述牙齿预测参数设定为满足预定的阈值范围以使在所述壳状矫正器的使用过程中所述萌出腔体与所述未萌出或萌出中的牙齿始终保持不接触，其中，所述牙齿预测参数的确定可参见公开号为CN112674890A的中国专利申请，本实施例在此不予赘述。

步骤304，将得到的具有空心结构的美观牙嵌入所述牙科矫治器的对应第二腔体，得到具有美观牙的牙科矫治器。

实施例九：

本实施例提供一种牙科矫治器的制造方法，其具体流程如图12所示，具体包括如下步骤：

步骤S400，获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型。

步骤S401，基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

步骤S402，根据所述得到的具有美观牙的牙颌数字模型制备出具有可容置所述美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

上述步骤S400-S402的具体过程请参考实施例六中步骤S200-S202，本实施例不作赘述。

步骤S403，于所述牙科矫治器的第二腔体内表面喷涂相应的可实现美观的材料形成美观牙。

对于处于替牙期的青少年正畸患者，美观牙在美观的同时还需要考虑不影响萌出牙的萌出。为进一步避免对萌出牙萌出的影响，在本实施例中，无需根据美观牙牙齿形态数据生成实体的美观牙，仅通过在第二腔体内表面喷涂相应的可实现美观的材料，例如自凝树脂、造牙粉、光固化胶等，即可在牙齿矫治时对缺失牙位实现美观的目的，不仅节省了美观牙的制作成本，而且不影响萌出牙的萌出，一般地，在第二腔体内表面喷涂的材料的颜色与患者其他牙齿颜色相适应，但可以理解的是，喷涂材料的颜色也可根据患者的需求进行定制，本实施例不以此为限。

实施例十：

本发明还提供一种牙科矫治器，其设计为实施治疗计划的至少一部分，所述牙科矫治器包括壳状本体，所述壳状本体具有若干第一腔体和至少一个第二腔体，每个腔体主要由舌侧面、唇/颊侧面及牙颌面围合而成的，其中第一腔体被设计为在牙齿矫治计划中容置患者牙齿，所述第二腔体被设计为容置根据牙齿矫治计划各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙。

所述的牙科矫治器是经上述实施例九各实施方式制备得出的牙科矫治器。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (32)

1.一种牙科矫治系统，其特征在于，所述牙科矫治系统包括一系列被设计成渐进实施牙齿矫治计划的牙科矫治器，每个牙科矫治器对应于所述牙齿矫治计划中一个治疗阶段的目标牙齿矫治状态，所述牙科矫治器包括壳状本体，所述壳状本体具有若干第一腔体以在所述牙齿矫治计划中收纳患者牙齿，所述壳状本体至少还包括一第二腔体，所述第二腔体包裹根据各治疗阶段的阶段矫治目标分别生成的美观牙，且至少存在两个不同治疗阶段对应的所述牙科矫治器的所述第二腔体中包裹的美观牙的牙齿形态数据不同。

2.如权利要求1所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述美观牙的牙齿形态数据在所述牙齿矫治计划各治疗阶段，基于相应治疗阶段对应的缺失牙位及与其相邻、对颌对应牙齿的牙齿形态数据形成。

3.如权利要求2所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述牙齿形态数据包括牙齿的尺寸、形状、位置和朝向。

4.如权利要求1-3中任一项所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述美观牙上具有第一固位部，所述第二腔体上对应设有与所述第一固位部可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部。

5.如权利要求4所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部与第二固位部为凹凸匹配结构。

6.如权利要求5所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部为凹槽结构，第二固位部相应为凸起结构。

7.如权利要求5中所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部与第二固位部的匹配面为圆弧形面、半圆弧形面、椭圆弧形面、半椭圆形面、三角形面、多边形面中的一种。

8.如权利要求5所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部设置在所述美观牙的舌侧。

9.如权利要求8所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部沿其与所述第二固位部在固定方向上的最大高度为0.7-1.0mm。

10.如权利要求8所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述第一固位部从所述美观牙的牙龈线位置向咬合面延伸。

11.如权利要求8所述的牙科矫治系统，其特征在于，所述美观牙上设置有两个或两个以上的所述第一固位部。

12.如权利要求11所述的牙科矫治系统，其特征在于：各第一固位部沿其与对应第二固位部在固定方向上的最大高度为0.4-0.8mm。

13.如权利要求1所述的牙科矫治系统，其特征在于：所述美观牙具有如下空心结构，所述空心结构使其对应牙位的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁接触。

14.如权利要求1～3或13中任一项所述的牙科矫治系统，其特征在于：所述美观牙通过在所述第二腔体上内表面喷涂用于美观的材料形成。

15.一种牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，包括如下步骤:

获取患者初始牙颌数字模型，根据初始牙颌数字模型与目标牙颌数字模型生成当前患者的数字化牙齿矫治方案，得到所述数字化牙齿矫治方案中渐进实施牙齿治疗计划的若干阶段目标牙颌数字模型；

基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，将生成的美观牙牙齿形态数据融合到相应治疗阶段的阶段目标牙颌数字模型中，得到相应治疗阶段的具有美观牙的牙颌数字模型。

16.如权利要求15所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述基于各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息，对缺失牙位分别生成相应的美观牙牙齿形态数据，包括：

根据各治疗阶段目标牙齿状态的牙齿数据信息确定缺失牙位；

从标准虚拟牙模型中获取对应的虚拟牙形态数据作为美观牙牙齿形态数据；

根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据。

17.如权利要求16所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述牙齿形态数据包括牙齿的尺寸、形状、位置和朝向。

18.如权利要求17所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，包括：

根据所述缺失牙位的相邻牙齿的唇舌向宽度调整美观牙牙齿形态数据中的唇舌向宽度；

根据所述缺牙牙位相邻牙齿的牙齿间隙调整美观牙牙齿形态数据中的近远中宽度；

根据所述缺失牙位相邻牙齿的龈颌向高度调整美观牙牙齿形态数据中的龈颌向高度；

根据所述缺牙牙位对侧同名牙的牙轴朝向调整美观牙牙齿形态数据中的牙轴朝向。

19.如权利要求18所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述根据所述缺失牙位相邻及对颌相应牙齿的牙齿形态数据调整所述美观牙牙齿形态数据，还包括：

对根据该美观牙牙齿形态数据得到的美观牙进行咬合仿真，当判断该美观牙出现咬合干扰时，参照标准牙轴与咬合方向调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，所述标准牙轴为所述标准虚拟牙模型中标准虚拟牙的牙轴。

20.如权利要求19所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述参照标准牙轴与咬合方向调整所述美观牙牙齿形态数据的牙轴朝向，包括：

计算标准虚拟牙牙轴与咬合方向之间的角度；

对标准虚拟牙牙轴与咬合方向之间的角度进行采样，以各采样点的角度进行咬合仿真，分别计算对颌牙齿的咬合深度；

选择咬合深度最小的牙轴角度作为美观牙的牙轴角度。

21.如权利要求20所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于：当经过牙轴朝向调整该美观牙仍存在咬合干扰，以预设增量逐渐缩小该美观牙的牙体高度进行咬合仿真，直至与对颌牙齿不再咬合干扰。

22.如权利要求16所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，当所述缺牙牙位相邻两颗牙齿之间的间隙小于等于预设牙齿间隙阈值时，则不再生成新的美观牙牙齿形态数据。

23.如权利要求15-22任一项所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：

在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设置第一固位部，以使根据该牙颌模型得到的壳状牙齿矫治器上对应形成与所述第一固位部可拆卸连接以用于固定所述美观牙的第二固位部。

24.如权利要求23所述的牙颌数字模型的设计方法，其特征在于，在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设置第一固位部步骤中，在所述美观牙牙齿形态数据对应的美观牙上设计两个或两个以上的第一固位部，以使根据该具有美观牙的牙颌模型得到的牙科矫治器上对应形成对应的两个或两个以上的第二固位部。

25.一种牙科矫治器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括:

采用如权利要求15-24中任一项所述的设计方法获得牙齿矫治计划各治疗阶段的牙颌数字模型，根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器；

根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型，并根据所述美观牙数字模型得到美观牙；

将得到的美观牙嵌入所述第二腔体，得到具有美观牙的牙科矫治器。

26.权利要求25所述的牙科矫治器的制造方法，其特征在于，所述根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器的步骤，包括：

对所述牙颌数字模型进行3D打印得到相应的牙颌模型；

在所述牙颌模型上采用热压膜成型工艺制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

27.如权利要求26所述的牙科矫治器的制造方法，其特征在于：所述根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器的步骤中，基于牙颌数字模型获得牙科矫治器的数字模型，采用增材制造工艺制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器。

28.如权利要求25-27任一项所述的牙科矫治器的制造方法，其特征在于：所述根据所述美观牙数字模型得到美观牙步骤中，对所述美观牙数字模型采用定制颜色的树脂打印得到所述美观牙。

29.如权利要求28所述的牙科矫治器的制造方法，其特征在于：所述美观牙数字模型为空心结构的模型，以打印出空心结构的美观牙，从而使各治疗阶段对应的未长出或长出中的牙齿随着牙齿长出不与所述美观牙的内壁表面接触。

30.如权利要求29所述的壳状牙齿矫治器的制造方法，其特征在于：所述根据各治疗阶段牙颌数字模型中的美观牙牙齿形态数据生成美观牙数字模型步骤中，当缺牙牙位相邻牙齿之间的牙齿间隙小于等于预设牙齿间隙阈值时，则不再生成所述美观牙。

31.一种牙科矫治器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括:

采用如权利要求15-22中任一项所述的设计方法获得牙齿矫治计划各治疗阶段的牙颌数字模型，根据所述牙颌数字模型制备出具有用于容置美观牙的第二腔体的牙科矫治器；

于所述牙科矫治器的第二腔体内表面喷涂相应的可实现美观的材料形成美观牙，得到具有美观牙的牙科矫治器。

32.一种牙科矫治器，其特征在于，所述牙科矫治器利用权利要求24至30中任意一项所述的制造方法制作得到。