[发明专利]一种压低用辅弓牙齿转动角度预测模型建立方法

说明书

本发明公开了一种压低用辅弓牙齿转动角度预测模型建立方法，涉及正畸治疗技术领域，它包含如下步骤：1)分析压低用辅弓的结构特征和加载特征；2)建立压低用辅弓侧面观圆弧矫治力矩方程；3)建立压低用辅弓前面观圆弧矫治力矩方程；4)建立蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型；5)建立压低用辅弓牙齿转动角度预测模型。本发明能够为医师使用压低用辅弓矫治高角型倾覆颌提供参数支持，辅助医生提高正畸治疗的安全性和预见性，提高口腔正畸诊疗的数字化程度。

技术领域

本发明涉及一种压低用辅弓牙齿转动角度预测模型建立方法，属于正畸治疗技术领域。

背景技术

深覆颌是口腔临床上较为常见的一种错颌畸形的具体形式，通常会对患者咬合关系产生较大影响，压低用辅弓是临床上针对高角型深覆颌病例的常用弓形，其中成型正畸弓丝的形状是影响正畸力矩的决定因素。在传统的诊断过程中，各矫治阶段所使用正畸弓丝矫治转动角度、矫治效果的预测多根据正畸医生的经验进行判断，虽然这种依靠正畸医师经验的传统正畸治疗手段在大多数患者的治疗中能发挥一定的作用，但最终实现牙齿矫治转动角度缺乏量化标准，治疗结果完全依赖于医生水平，易对患者造成伤害并导致治疗效率的降低。因此建立压低用辅弓牙齿转动角度的预测模型，对牙齿转动角度进行参数化表达，对于开展口腔数字化诊疗，辅助医生提高正畸治疗的安全性和预见性具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种压低辅弓牙齿转动角度预测模型建立方法，对牙齿所受压低辅弓牙齿转动角度进行参数化表达。

上述目的主要通过以下方案实现：

本发明的一种压低辅弓牙齿转动角度预测模型建立方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程为：

1)分析压低辅弓的结构特征和加载特征；

2)建立压低用辅弓侧面观圆弧矫治力矩方程；

3)建立压低用辅弓前面观圆弧矫治力矩方程；

4)建立蜡模模拟牙齿移动过程中动态阻力模型；

5)建立压低用辅弓牙齿转动角度预测模型。

作为优选，所述的步骤1)中，由压低用辅弓的结构特性可知，在压低用辅弓对牙齿进行矫治时，矫治力矩由侧面观圆弧及前面观圆弧释放，压低用辅弓的侧面观圆弧在弓丝的两侧相互对称，因此只对一侧的侧面观圆弧进行分析；侧面观圆弧的顶部开隙为l_t，侧面竖直臂高度为h_d，底部开隙为l_b，正畸力由临床上安装压低用辅弓产生弹性形变后产生。

作为优选，所述的步骤2)中，侧面观圆弧在加载时符合棱柱杆横向屈曲的力学特性，在此情形下，侧面观圆弧屈曲时将产生一沿弓丝的反力s₀，定义底部开隙所在直线为x轴，定义面向压低用辅弓前面观圆弧在左侧、顶部开隙在上、底部开隙在下时，过底部开隙左端点垂直于底部开隙的直线为y轴，一竖直向下的反力F₀，侧面观圆弧微分方程为：

式中，E为压低用辅弓所使用弯制材料的弹性模量，I为弓丝截面对正畸弓丝中心轴的惯性矩，对于圆丝I＝πD⁴/64，D为圆丝直径，对于矩形丝I＝c₁c₂³/12，c₂为矩形丝截面上与z轴平行边的长度，c₁为矩形丝截面上与z轴垂直边的长度，侧面观圆弧的挠度曲线微分方程的通解为：

式中，p₁为求解侧面观圆弧微分方程式引入的计算因子，为了确定常数C₁和C₂以及未知反力s₀，端点条件为：