[發明專利]可模擬任意矯治時刻的準動態牙齒矯治力測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201611093621.4
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106580509B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 劉云峰;仵健磊;范瑩瑩;黃森達;彭偉
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: A61C19/04
• 分類號: A61C19/04;A61C7/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及口腔正畸領域，是一種可模擬牙齒移動過程中任意矯治時刻的準動態牙齒矯治力測量方法及裝置。

背景技術

口腔正畸是針對牙齒排列畸形或錯牙合(牙合為一個字，下同)，利用弓絲、托槽等組成的固定矯治器械或者可摘式的隱形牙套，對牙齒施加機械矯治力和力矩，調整顏面骨骼、牙齒和頜面肌肉三者間的平衡和協調，經過一段時間的矯治后改善面型、排齊牙列并提高咀嚼效能。

在正畸中，無論方絲弓還是直絲弓固定矯治器，或可摘式隱形矯治器，都是通過弓絲或隱形牙套的變形將持續載荷實施在牙齒上，實現牙齒的移動。因此矯治器提供給牙齒的正畸力和力矩將決定牙齒的移動過程和移動量，正畸治療過程中要實現牙齒精確的按需要移動必須先清楚地知道正畸系統所提供的力和力矩。許多不希望的牙齒移動正是因為對正畸力的認識和控制不清晰造成的。不正確的力和力矩會導致牙齒移動過量或不足，此時需要根據實際情況調整弓絲或隱形牙套以加力或減力，這樣將大為延長矯治的時間，同時可能造成牙周組織的吸收，增加矯治失敗的風險，出現較大的不確定性。

目前正畸力的測量存在的問題：目前國內關于正畸力檢測的報道一種是用四根彈簧作為測力元件來換算矯治器的力，這種方法需要復雜換算，而且無法得到牙齒所受的力矩值，也無法同時進行多牙測量。還有一種是用基于力傳感器的測量裝置進行測量，聲稱直接可以用于口內測量，但由于需要在托槽與和牙齒之間插入插拔墊片，在臨床實際使用中是不可能實現的，因為現有的正畸矯治器械都是根據人體口腔尺寸設計成標準尺寸的元件，不允許插入多余輔件，否則會影響病人戴上器械后舒適性和治療效果，而且也會大大增加臨床醫生的工作量，無法得到真正的實施；更為重要的是測量的力學數據是已經佩戴了矯治器后的數據，無法用于臨床實施前的正畸治療方案的設計中，即使測量的力學數據不滿意，也無法對正畸治療方案進行根本的修改了。

另外一種被廣泛采用的是基于模擬牙牙合模型的力學傳感器測量方法，但多數測量系統只能測量牙齒移動前或移動后某一時刻的正畸力系，這主要是因為無論是石膏牙模還是立體打印的模擬牙模，模型上的牙列都是固定不動的，無法模擬出牙齒移動過程由于位置改變而導致實時改變的正畸力；而在臨床正畸中，牙齒處于動態移動過程中，不同的矯治階段所獲得的矯治力并不相同，矯治器械所施加在牙上的力系統會產生衰減和實時改變，掌握這一動態數據對于精確制訂治療方案，并實現牙齒的精確移動，具有比弄清某一時刻靜止的初始力系統更加重要的意義。

發明內容

為了克服已有測量系統無法實現牙齒移動過程中矯治力的動態測量的不足，本發明提供一種可有效實現牙齒移動過程中矯治力的近似動態測量的可模擬任意矯治時刻的準動態牙齒矯治力測量方法及裝置，將牙齒移動過程近似的劃分為一系列的矯治階段，構建和制作各階段的實物模型，并進一步測量獲得牙齒在每階段中的矯治力，從而獲得矯治過程中近似動態的牙齒正畸力。通過這一方法和裝置，可以指導臨床正畸方案的優化設計，實現牙齒可控的精確移動。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種可模擬任意矯治時刻的準動態牙齒矯治力測量方法，所述測量方法包括以下步驟：

(1)搭建牙齒矯治力測量裝置，包括用于模擬患者真實的正畸環境的牙牙合模型和用于數據的采集和處理的測量系統，所述牙牙合模型中，牙牙合基座的輪廓曲線與模擬齒單元的安裝位置均與人體標準牙列分布相一致，所述測量系統包括與需要測量正畸力的模擬牙齒連接的力學傳感器；

(2)依據患者CT掃描數據構建患者的牙列模型；

(3)針對患者的臨床病癥，對患者進行排牙設計，獲得患者在不同矯治階段下的牙列模型；

(4)針對不同矯治階段的牙列模型，將牙根切除以得到牙冠，進一步，牙冠列與標準模擬牙根實現數字模型裝配；標準件模擬牙根的實物模型通過定位元件實現與模擬牙窩的實際裝配，從而將牙齒的虛擬相對位置轉移到實物模型上，保持模擬牙齒的空間位置關系；

(5)對牙牙合模型進行矯治器的裝配，并將力學傳感器連接到需要測量正畸力的模擬牙齒上；

(6)將待測量模擬齒單元底部的插銷拔出，并將模擬牙窩下壓，致使模擬牙齒與模擬牙窩脫離，模擬牙齒除矯治器外只與力學傳感器相連接，矯治器變形所產生的矯治力傳遞到力學傳感器上，從而實現正畸矯治力的測量；

(7)針對不同的矯治階段，更換其相應的模擬牙齒牙列，通過不同階段矯治力的測量，即獲得牙齒在移動過程一系列近似動態的牙齒矯治力。