[發明專利]自動構造牙軸的系統和方法

有效

• 申請號: 201410058350.3
• 申請日: 2007-09-19
• 公開（公告）號: CN103767796B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 伊恩·杰程;羅文·盧斯志;吳富明;瓦迪姆·馬濤;阿列克謝·偉士拿斯奇
• 申請（專利權）人: 矯正技術公司
• 主分類號: A61C7/00
• 分類號: A61C7/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 陳源,顧麗波

相關申請的交叉引用

本申請是基于2009年5月8日提交的、申請號為2007800415953、發明創造名稱為“自動構造牙軸的系統和方法”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般地涉及正牙學技術領域，并且本發明尤其涉及根據三個正交單位矢量自動構造牙軸的系統和方法。

背景技術

正畸的一個目的，是將患者的牙齒移動到牙齒功能最佳并且也美觀的位置。正畸醫師對患者的牙齒安裝諸如牙箍和金屬絲（wire）的傳統器具。牙箍一旦安裝到牙齒上就對牙齒施加持續力，并且逐漸將牙齒推動到各自的理想位置。正畸醫師通過在此期間調節金屬絲使牙齒移動到其最終目的地實現此目的。

正畸托槽通常直接粘接到患者的牙齒上。通常在每個托槽的基底上涂布少量粘合劑，然后，將托槽放置到選擇的牙齒上。在粘合之前，將托槽調整到牙齒上的要求位置。在治療進展過程中，一旦粘合劑硬化，托槽就以足夠的強度粘接到牙齒上，以經受住后續正畸力。這種技術的一個缺點是，在上下頜合上期間，難以將托槽的最佳面置于嚴重擁擠的牙齒上或者被對側牙弓上的牙齒阻擋其粘接面的牙齒上。對于后牙，治療醫師可能難以看到托槽相對于牙面的精確位置。執行粘接過程所需的時間可能不僅對治療醫師而且對患者均是麻煩事。此外，將患者唾液引起的潮濕污染降至最小的必要性可能延長該過程，并且還過度地降低了將托槽放置在牙齒上的精度。所有這些因素都增加了一個或者多個托槽被不正確定位在牙齒上的機會。

已經開發了利用清潔、可拆卸牙齒矯正器作為牙箍替代品使牙齒便于移動的設備、系統和方法。與本專利申請為同一個受讓人的美國第5,975,893號美國專利描述了一種采用多個可拆卸牙齒矯正器的系統。首先，取得患者的咬合模型，然后，根據正畸醫師或者牙醫開出的處方，確定患者牙齒要求的最終位置（即，在功能和/或者審美方面最佳的位置）。然后，設計牙齒的最初位置與其要求的最終位置之間的矯正路徑。這些矯正路徑通常包括多個位于牙齒的初始位置與最終位置之間的中間位置。于是，制造多個為了使牙齒沿矯正路徑移動到各種位置而形成的清潔、可拆卸牙齒矯正器。提供這種矯正器的一種系統是位于加利福尼亞州（California）圣塔克拉拉市（SantaClara）的矯正技術公司（Align?Technologies,Inc.）開發的System。

設計牙齒的矯正路徑通常涉及各種正畸測量和診斷。這些測量中的許多測量使用包括肉眼看不到的諸如牙根的牙齒部分的牙齒的數學模型。當前，采用手工構造牙軸，可以構造包括其牙根的牙齒模型。然而，這是個單調乏味的耗時過程，容易受到人為誤差的影響。自動構造牙軸是值得的，因為這樣可以節省時間并消除人為誤差。

發明內容

本發明實施例提供了用于自動構造牙齒的牙軸的設備、系統和方法。根據典型實施例，對于具有牙脊的諸如切牙的牙齒，接收該牙齒的三維數據。計算與該牙齒的唇側區域匹配的第一平面，并且計算與該牙齒的舌側區域匹配的第二平面。然后，通過平分該第一面和第二面，可以對該組軸計算YZ平面?？梢杂嬎阍摻M軸的OZ軸，以使該OZ軸近似表示該牙齒的旋轉對稱性軸。然后，計算該組軸的OY軸，以使該OY軸基本上平行于該牙齒的牙脊?？梢杂嬎阍摻M軸的原點的Y坐標，以使該Y坐標近似表示該牙齒的牙脊的中點。最后，可以計算該原點的X坐標和Z坐標，以使該X坐標和Z坐標位于接近該牙齒的正面邊緣。

根據本發明第一方面，提供一種使用計算機系統操作的方法，用于產生將患者的切牙從初始位置移動到最終位置的用于正畸治療的患者切牙的數字模型，所述切牙的軸根據如下步驟來產生：在輸入終端中接收該切牙的三維數據以存儲到內存裝置；在借助于該計算機而沒有操作員干預的情況下，在配置來對所接收的三維數據執行算法的微處理器上，通過計算用于平分該切牙的三維定界框的軸來計算該切牙的OZ軸，以使該OZ軸近似表示該切牙的旋轉對稱性軸；其中在確定該OZ軸時，所述微處理器進一步配置來用于執行如下步驟：將圍繞該OZ軸旋轉180度之后的切牙中的一定數量的頂點與未旋轉的切牙中相應數量的最近頂點進行配對；根據該一定數量的配對頂點來計算剛體變換；和根據該變換計算新OZ軸；以及在借助于該計算機而沒有操作員干預的情況下，計算該切牙的OY軸以使該OY軸基本上平行于該切牙的牙脊。