牙科矫治器及其制造方法、系统、牙颌数字模型设计方法与流程

本发明涉及牙齿正畸，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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、可选地，所述第一固位部与第二固位部为凹凸匹配结构。

7、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。

8、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。

9、可选地，所述第一固位部设置在所述美观牙的舌侧。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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:

17、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；

18、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。

19、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：

20、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；

21、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；

22、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。

23、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。

24、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：

25、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；

26、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；

27、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；

28、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。

29、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。

30、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：

31、计算标准虚拟牙牙轴与咬合方向之间的角度；

32、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；

33、选择深度最小的牙轴角度作为美观牙的牙轴角度。

34、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。

35、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。

36、可选地，所述设计方法还包括：

37、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。

38、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。

39、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:

40、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；

41、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；

42、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。

43、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：

44、对所述牙颌数字模型进行3d打印得到相应的牙颌模型；

45、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。

46、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。

47、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。

48、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。

49、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。

50、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:

51、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；

52、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。

53、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。

54、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：

55、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；

56、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。

57、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。