CN205391208U - 正畸托槽的制造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正畸托槽的制造装置，涉及正畸托槽制造技术领域，可以实现依据每个患者独特的牙齿三维解剖结构，制造出个性化的正畸托槽。所述装置包括：获取单元和构建单元；首先通过获取单元获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；再根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，通过构建单元构建得到正常牙列状态的三维模型；然后根据三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；最后根据三维模型中的牙位信息及上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据三维模型中的牙冠表面形态构建正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到正畸托槽。

Description

正畸托槽的制造装置

技术领域

本实用新型涉及正畸托槽制造技术领域，尤其涉及一种正畸托槽的制造装置。

背景技术

随着口腔医学的不断发展，口腔正畸技术得到广泛应用。口腔正畸主要是通过各种矫正装置来调整面部骨骼、牙齿以及颌面部肌肉之间的协调性，最终达到口颌系统的平衡、稳定和美观。经过统计，目前超过80％的正畸患者采用传统的固定矫治技术来达到治疗效果，即将正畸托槽固定在牙面上，利用穿过托槽槽沟的弹性弓丝来传递矫治力，使牙齿产生预期的移动。

然而，所有的直丝弓托槽均在设计制作时预先设置了统一的轴倾角、转矩、底板厚度等参数，而这些参数的设计均来自于局部人群的平均口腔解剖数据，在利用镍钛弓丝完成牙齿排齐整平阶段后，每颗牙齿距离目标位置仍然有较大的差距，这导致最后的精细调整阶段耗时过长。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种正畸托槽的制造装置，主要目的是可以实现依据每个患者独特的牙齿三维解剖结构，制造出个性化的正畸托槽，可以提高正畸治疗的效果与效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种正畸托槽的制造装置，该装置包括：

获取单元，用于获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；

构建单元，用于根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述获取单元获取的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型；

所述构建单元，还用于根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；

所述构建单元，还用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到所述正畸托槽。

具体地，所述获取单元包括：

获取模块，用于获取正畸治疗前包含牙根、牙冠、牙槽骨、颅骨的三维数字信息；

生成模块，用于根据所述获取模块获取的三维数字信息，生成原始三维牙列模型。

进一步地，所述构建单元，具体用于根据预设标志点对所述原始三维牙列模型进行三维测量，并构建上下颌弓形，使得经过三维测量得到的测量值在预设正常人群头影测量值范围内；

所述构建单元，具体还用于根据所述上下颌弓形对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型。

具体地，所述构建单元包括：定位模块和构建模块；

所述定位模块，用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态定位托槽母体，其中，所述托槽母体不含托槽底板且未构建槽沟；

所述构建模块，用于从所述托槽母体中减去穿过的弓丝部分，构建得到带有槽沟的托槽体；

所述构建单元，具体用于以所述托槽母体与牙冠唇颊面相交的矩形为中心，分别沿四边的法向方向向外扩展第一预设尺寸，构建出托槽底板对应的平面形貌；

所述构建单元，具体还用于将所述平面形貌沿牙冠唇颊面法向方向向外均匀扩展第二预设尺寸，构建得到托槽底板。

进一步地，所述装置还包括：

合并单元，用于将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。

具体地，所述合并单元，具体用于通过内置矩形柱楔子，将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。

借由上述技术方案，本实用新型实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本实用新型实施例提供的一种正畸托槽的制造装置，首先通过获取单元获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；再根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，通过构建单元构建得到正常牙列状态的三维模型；然后根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；最后根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到所述正畸托槽。与现有技术相比，本实用新型提供的装置通过对正畸治疗前的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型，并根据三维模型中的一些特征信息构建出正畸托槽对应的槽沟以及托槽底板，进而合并得到完整的个性化正畸托槽，可以实现依据每个患者独特的牙齿三维解剖结构，制造出个性化的正畸托槽。利用本实用新型提供的装置制造出的个性化正畸托槽，托槽底板更贴合牙面，使用者口腔舒适度更好，托槽体的设计更科学，对牙位的控制更精确，从而提高正畸治疗的效果与效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种正畸托槽的制造装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种正畸托槽的制造装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种个性化正畸托槽结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例提供了一种正畸托槽的制造装置，如图1所示，所述装置包括：获取单元11、构建单元12。

所述获取单元11，可以用于获取正畸治疗前的原始三维牙列模型。具体地，所述获取单元11可以包含医学图像获取设备、医学图像处理软件等。

所述构建单元12，可以用于根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述获取单元11获取的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型。其中，所述预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点可以根据实际需求进行配置。

所述构建单元12，还可以用于根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝。

所述构建单元12，还可以用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板。

进一步地，以便于合并得到所述正畸托槽。对于本实用新型实施例，构建得到的正畸托槽包含槽沟、托槽底板等，为完整的个性化正畸托槽。

本实用新型实施例提供的一种正畸托槽的制造装置，首先通过获取单元获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；再根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，通过构建单元构建得到正常牙列状态的三维模型；然后根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；最后根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到所述正畸托槽。与现有技术相比，本实用新型提供的装置通过对正畸治疗前的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型，并根据三维模型中的一些特征信息构建出正畸托槽对应的槽沟以及托槽底板，进而合并得到完整的个性化正畸托槽，可以实现依据每个患者独特的牙齿三维解剖结构，制造出个性化的正畸托槽。利用本实用新型提供的装置制造出的个性化正畸托槽，托槽底板更贴合牙面，使用者口腔舒适度更好，托槽体的设计更科学，对牙位的控制更精确，从而提高正畸治疗的效果与效率。

本实用新型实施例提供了另一种正畸托槽的制造装置，如图2所示，所述装置包括：获取单元21、构建单元22。

所述获取单元21，可以用于获取正畸治疗前的原始三维牙列模型。

所述构建单元22，可以用于根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述获取单元21获取的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型。

所述构建单元22，还可以用于根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝。

具体地，提取正常牙列状态的三维模型中中切牙、左右尖牙、左右第一磨牙的牙冠唇颊面形态信息，利用四阶函数拟合出一条位于临床牙冠高度中点的平滑曲线。然后将上述平滑曲线沿牙冠唇颊面法线方向向外扩展2mm。然后以该平滑曲线为内侧边界，构建一条横截面为0.020(牙齿轴向)X0.025(牙冠唇颊面法向)英寸的方形弓丝，进而构建出平滑的上下颌弓丝。

所述构建单元22，还可以用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板。

进一步地，以便于合并得到所述正畸托槽。

具体地，所述获取单元21包括：获取模块211、生成模块212。

所述获取模块211，可以用于获取正畸治疗前包含牙根、牙冠、牙槽骨、颅骨的三维数字信息。其中，所述获取模块211可以包含医学图像获取设备。

所述生成模块212，可以用于根据所述获取模块获取的三维数字信息，生成原始三维牙列模型。其中，所述生成模块212可以包含医学图像处理软件(或其他第三方软件)。

具体地，可以通过医学图像获取设备获取正畸治疗前的口腔三维数字模型，包括利用头部CT扫描获取的牙齿数据以及颅骨、牙槽骨数据；利用口内扫描仪(或石膏模型扫描仪)获取的牙冠信息数据。通过医学图像处理软件(或其他第三方软件)构建包含牙冠、牙根、牙槽骨、颅骨数据的原始三维牙列模型。在此三维模型中，每一颗牙齿(含牙冠与牙根)应是可单独移动的独立“零件”。

所述构建单元22，具体可以用于根据预设标志点对所述原始三维牙列模型进行三维测量，并构建上下颌弓形，使得经过三维测量得到的测量值在预设正常人群头影测量值范围内。

所述构建单元22，具体还可以用于根据所述上下颌弓形对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型。

具体地，在原始三维牙列模型中配置标志点，进行三维测量。标志点的选择以及测量项目均按照正畸学科公认的标准，例如，牙槽基骨的宽度与长度、上下中切牙倾斜度与突度、下颌角等。构建上下颌弓形，使得原始三维牙列模型按照构建的上下颌弓形排列整齐后，上述测量项目值在预设正常人群头影测量值范围内。依据构建的上下颌弓形对原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，建立中性的磨牙关系、正常的咬合关系以及正常的覆合覆盖，从而构建得到正常牙列状态的三维模型。

具体地，所述构建单元22包括：定位模块221和构建模块222。

所述定位模块221，可以用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态定位托槽母体，其中，所述托槽母体不含托槽底板且未构建槽沟。

具体地，导入标准托槽母体的STL模型。此托槽模型不含托槽底板，未构建槽沟，无预先设定的轴倾角、倾斜角、转矩等参数，但包含托槽翼及牵引钩。在正常牙列状态的三维模型中依据牙位信息及上下颌弓丝的形态定位托槽母体。托槽母体可以沿着弓丝进行滑动，也可以弓丝为轴进行转动，直至突出在牙冠唇颊面外的托槽母体体积最小(即托槽体与托槽底板的连接处最短)。

所述构建模块222，可以用于从所述托槽母体中减去穿过的弓丝部分，构建得到带有槽沟的托槽体。

具体地，利用布尔运算，从托槽母体中减去穿过的弓丝部分，得到带有槽沟的托槽体。对槽沟上表面两个尖锐直角做倒角处理，从而获得可进行生产的个性化托槽体。

所述构建单元22，具体可以用于以所述托槽母体与牙冠唇颊面相交的矩形为中心，分别沿四边的法向方向向外扩展第一预设尺寸，构建出托槽底板对应的平面形貌。其中，所述第一预设尺寸可以根据实际需求进行配置，对于本实用新型实施例，第一预设尺寸可以配置为0.5mm。

所述构建单元22，具体还可以用于将所述平面形貌沿牙冠唇颊面法向方向向外均匀扩展第二预设尺寸，构建得到托槽底板。其中，所述第二预设尺寸可以根据实际需求进行配置，对于本实用新型实施例，第二预设尺寸可以配置为0.2mm。

具体地，以托槽母体与牙冠唇颊面相交矩形为中心，分别沿四边的法向方向向外扩展0.5mm，构建出托槽底板的平面形貌。将此平面形貌沿唇颊面法向方向向外均匀扩展0.2mm，从而构建得到个性化托槽底板。

进一步地，所述装置还包括：合并单元23。

所述合并单元23，可以用于将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。

具体地，利用布尔运算，将个性化托槽体与个性化托槽底板合并得到完整的个性化正畸托槽。

需要说明的是，对于本实用新型实施例提供的正畸托槽的制造方法对任何材质的正畸托槽均适用。与其他正畸托槽相比，最终得到的正畸托槽，其托槽底板厚度均一，粘接更牢固；高度更小，增加了使用者的舒适度；而设计在托槽连接体部的个性化轴倾角、倾斜角及转矩使得对牙位的控制更为准确。

进一步地，以槽沟底平面为切割平面，距连接体顶端0.2mm处将个性化托槽切割成两部分，托槽体部分为不带任何轴倾角、倾斜角、转矩等参数的标准托槽体，有利于使用模具批量生产；而托槽个性化的轴倾角、倾斜角、转矩等均体现在托槽连接体上，该部分以及个性化的托槽底板则用3D打印机打印出蜡型，然后对蜡型进行包埋铸造，从而构建金属材质的个性化托槽底板。

所述合并单元23，具体可以用于通过内置矩形柱楔子，将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。

需要说明的是，为了方便对个性化托槽体与托槽底板进行定位装配，本实用新型还可以在托槽体的连接部分设计了一个矩形柱楔子。具体设计如下：1)对托槽体连接部分的矩形横截面向内缩进0.2mm，构建出矩形柱楔子的底面；2)将此底面向托槽底板方向拉伸0.3mm，从而形成矩形柱楔子；3)在托槽底板的连接部分减去上述0.3mm高的矩形柱楔子，从而形成嵌入楔子的凹槽。

具体地，如图3所示，通过本实用新型实施例所述方法制造出的一种个性化正畸托槽的结构示意图，图中A部分为托槽体部分，带有矩形柱楔子；图中B部分为托槽底板部分，带有嵌入楔子用的凹槽。上下合并得到完整的个性化正畸托槽。

对于本实用新型实施例，通过内置矩形柱楔子将托槽体与托槽底板进行合并得到正畸托槽，极大地提高了托槽体与托槽底板的定位精度与效率。同时，由于托槽体结构非常复杂，使用个性化的生产方式不仅精度达不到要求，而且成本非常高昂。而托槽底板(含个性化的连接体)的结构则简单很多，无论是使用3D打印技术还是机床加工技术，个性化的生产成本都比较低廉。因此，依据本实用新型设计制造的个性化正畸托槽，可以显著降低生产成本，同时保证其工艺精度。

本实用新型实施例提供的另一种正畸托槽的制造装置，首先通过获取单元获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；再根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，通过构建单元构建得到正常牙列状态的三维模型；然后根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；最后根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到所述正畸托槽。与现有技术相比，本实用新型提供的装置通过对正畸治疗前的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型，并根据三维模型中的一些特征信息构建出正畸托槽对应的槽沟以及托槽底板，进而合并得到完整的个性化正畸托槽，可以实现依据每个患者独特的牙齿三维解剖结构，制造出个性化的正畸托槽。利用本实用新型提供的装置制造出的个性化正畸托槽，托槽底板更贴合牙面，使用者口腔舒适度更好，托槽体的设计更科学，对牙位的控制更精确，从而提高正畸治疗的效果与效率。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种正畸托槽的制造装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取正畸治疗前的原始三维牙列模型；

构建单元，用于根据预设正常人群头影测量值范围以及预设标志点，对所述获取单元获取的原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型；

所述构建单元，还用于根据所述三维模型中的唇颊侧牙冠形态，构建平滑的上下颌弓丝；

所述构建单元，还用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态构建正畸托槽对应的槽沟，以及根据所述三维模型中的牙冠表面形态构建所述正畸托槽对应的托槽底板，以便合并得到所述正畸托槽。

2.根据权利要求1所述的正畸托槽的制造装置，其特征在于，所述获取单元包括：

获取模块，用于获取正畸治疗前包含牙根、牙冠、牙槽骨、颅骨的三维数字信息；

生成模块，用于根据所述获取模块获取的三维数字信息，生成原始三维牙列模型。

3.根据权利要求1所述的正畸托槽的制造装置，其特征在于，

所述构建单元，具体用于根据预设标志点对所述原始三维牙列模型进行三维测量，并构建上下颌弓形，使得经过三维测量得到的测量值在预设正常人群头影测量值范围内；

所述构建单元，具体还用于根据所述上下颌弓形对所述原始三维牙列模型进行数字化虚拟正畸排牙，构建得到正常牙列状态的三维模型。

4.根据权利要求1所述的正畸托槽的制造装置，其特征在于，所述构建单元包括：定位模块和构建模块；

所述定位模块，用于根据所述三维模型中的牙位信息及所述上下颌弓丝的形态定位托槽母体，其中，所述托槽母体不含托槽底板且未构建槽沟；

所述构建模块，用于从所述托槽母体中减去穿过的弓丝部分，构建得到带有槽沟的托槽体；

所述构建单元，具体用于以所述托槽母体与牙冠唇颊面相交的矩形为中心，分别沿四边的法向方向向外扩展第一预设尺寸，构建出托槽底板对应的平面形貌；

所述构建单元，具体还用于将所述平面形貌沿牙冠唇颊面法向方向向外均匀扩展第二预设尺寸，构建得到托槽底板。

5.根据权利要求4所述的正畸托槽的制造装置，其特征在于，所述装置还包括：

合并单元，用于将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。

6.根据权利要求5所述的正畸托槽的制造装置，其特征在于，

所述合并单元，具体用于通过内置矩形柱楔子，将所述托槽体与所述托槽底板进行合并得到正畸托槽。