[发明专利]牙颌仿真模型生成方法、系统、牙齿矫治器

说明书

一种牙颌仿真模型生成方法,包括：获取牙颌模型，牙颌模型至少包括牙齿本体、牙周膜及牙槽骨；将牙颌模型进行网格化，获取网格模型，所述网格模型中各顶点的位置变化反映了牙颌模型的几何形状的变化；对网格模型中的各个网格单元赋予相应的初始骨密度值；分析载荷状态下所述网格模型的几何形状变化和骨密度变化，并基于网格模型的几何形状变化和骨密度变化对牙颌模型重新进行网格化，获得符合要求的网格模型。由于融合了骨密度和几何形状变化，使得牙颌仿真模型能模拟牙齿移动后牙槽骨形态及密度的变化，及根据该牙颌仿真模型设计制作的牙齿矫治器能达到高效的正畸效果。

技术领域

本发明涉及牙齿正畸技术领域，具体涉及一种用于设计牙齿矫治器的牙颌仿真模型生成方法、系统、牙齿矫治器。

背景技术

壳状牙齿矫治器是基于数字化牙列模型，将牙列分割成可移动的单个牙单位，通过逐步移动单个牙单位形成系列数字化模型，然后采用3D打印一系列逐步形变的模型通过热压膜工艺制作成的系列壳状牙齿矫治器。逐步形变的系列壳状牙齿矫治器顺次套于患者牙列上通过牙齿矫治器的回弹力对牙齿进行正畸。

目前使用的设计牙齿矫治器的数字化模型及分割成可移动的牙单位的牙列模型只是反映牙齿位置及形态的几何模型，牙移动设计是数字化牙单位从初始位置移动到矫正的目标位置，而没有反映牙齿移动过程中所受到的牙周膜、牙槽骨、骨密度等因素的影响。因此，由此制成的壳状牙齿矫治器进行牙齿矫正后的牙齿的位置和设计的目标位不一致，需要增加矫治器再次矫正，或临床通过辅助的方法达到目标位。

发明内容

本申请提供一种牙颌仿真模型生成方法、系统及牙齿矫治器，融合骨密度仿真，使牙颌仿真模型更接近真实的牙齿及牙周结构，由该牙颌仿真模型制得的牙齿矫治器的矫治效果更接近正畸的目标位，使矫治效果更佳，矫治效率更高。

根据第一方面，提供一种牙颌仿真模型生成方法，包括：

获取牙颌模型，所述牙颌模型至少包括牙齿本体、牙周膜及牙槽骨；

将所述牙颌模型进行网格化，获取网格模型，所述网格模型中各顶点的位置变化反映了牙颌模型的几何形状的变化；

对所述网格模型中的各个网格单元赋予相应的初始骨密度值；

分析载荷状态下所述网格模型的几何形状变化和骨密度变化，并基于所述网格模型的几何形状变化和骨密度变化对所述牙颌模型重新进行网格化，获得符合要求的网格模型。

进一步优选的，所述对所述网格模型中的各个网格单元赋予相应的初始骨密度值，具体包括：根据图像的灰度值对各个网格单元赋予相应的初始骨密度值ρ₀。

进一步优选的，分析载荷状态下所述网格模型的骨密度变化，具体包括：

计算所述网格模型在载荷状态下所产生的应变

计算应变与应变阈值之间的误差e；

根据所述误差e计算骨密度的变化率

根据所述变化率计算所述网格模型的骨密度：其中，ρ为载荷状态下网格模型的骨密度，Δt为载荷作用时长。

进一步优选的，所述根据所述误差e计算骨密度的变化率具体包括：

根据所述误差e计算骨的沉积率或吸收率

根据所述沉积率计算骨密度的变化率其中，S_v为骨表面积密度，ρ_t为骨组织的真实密度。

进一步优选的，所述分析载荷状态下所述网格模型的几何形状变化，具体包括：其中，r₀为几何形状初始位置。

根据第二方面，提供一种牙齿矫治器，所述牙齿矫治器根据牙颌模型3D打印或热压工艺制得，所述牙颌模型为采用上述的牙颌仿真模型生成方法获得。