[发明专利]牙齿建模系统

说明书

本申请涉及牙齿建模系统。公开了用于治疗牙齿以纠正错位咬合的系统和方法。这可以通过将一系列标记应用于数字牙科模型并且应用滚动球过程来识别将一个牙齿与相邻牙齿分开的牙齿边界并且还确定牙冠/牙龈边缘来实现。用户还可以将区域分配给牙科模型以指示硬区域和软区域。在牙科模型被标记并被定义的情况下，用户然后可以生成用于相对于彼此移动经标记和经界定的多个牙齿或一个牙齿以纠正任何错位咬合的治疗计划。在批准治疗计划后，可以制作将由患者连续佩戴的一系列3D打印的牙科器具或矫正器，以最终将多个牙齿或一个牙齿移动到期望位置。

本申请是申请日为2016年9月26日，申请号为201680048847.4，发明名称为“牙齿建模系统”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是于2016年8月5日提交的美国专利申请第15/230,139号的继续申请，其要求于2015年10月7日提交的美国临时申请第62/238,554号的优先权权益；并且还要求于2015年10月7日提交的美国临时申请第62/238,554号的优先权或权益，这两个美国临时申请通过引用的方式以其整体并入本文。

发明领域

本发明涉及用于计算机化正畸的方法和装置。更具体地，本发明涉及用于计划正畸治疗的方法和装置。

发明背景

正畸学是牙科学的一个专业，其涉及对可由牙齿不规则、不成比例的面部骨骼关系或两者兼而有之而导致的错位咬合的研究和治疗。正畸学通过经由骨重建使牙齿移位并控制和修改面部生长来治疗错位咬合。

传统上通过使用静态机械力诱使骨重建，从而使牙齿能够移动来完成这个过程。在这种方法中，每个牙齿上固定具有带托槽(bracket)的弓丝接口的牙套(brace)。当牙齿通过移动它们的位置对由弓丝所施加的压力作出反应时，线材再次被紧固以施加额外的压力。这种被广泛接受的治疗错位咬合的方法平均要花费大约二十四个月的时间才完成，并且被用于治疗多种不同种类的临床错位咬合。用牙套进行治疗由于患者不舒适和/或疼痛并且正畸器具被认为是不美观的这一事实而变得复杂，所有这些都给使用造成相当大的阻力。另外，不能通过增加力来缩短治疗时间，因为过高的力导致牙根吸收，并且变得更加疼痛。二十四个月的平均治疗时间是非常长的，并且进一步减少了使用。事实上，一些估计表明，只有不到一半的患者能受益于这种治疗选择以进行正畸。

凯斯林在1945年提出了一种牙齿定位器具作为改进移除牙套(去带环)后的正畸完成的最终阶段的方法。该定位器是用于已经完成基础治疗的患者的制作在理想的蜡装置上的一个整体柔韧的橡胶器具。凯斯林还预测，随着治疗的进展，利用由在装置上的顺序牙齿移动制作的一系列定位器也可以实现某些大的牙齿移动。然而，这个想法没有变得实用，直至三维(3D)扫描和通过包括Align Technologies以及OrthoClear、ClearAligner和ClearCorrect的公司所使用计算机的出现，因为这些设备是透明的，故提供了大大改善的美感。

然而，对于单个牙齿的传统的微调模型，牙龈几何形状丢失并且假牙龈被再造，故常常由技术人员重新建模。因此，牙龈的几何形状最初可能并不精确，并且由于缺乏物理模型而使牙龈的动画随着时间变化而更加难以建模。这种不精确的建模导致所产生的矫正器不匹配，导致设备太大或太小从而导致患者不适。

另一个问题是，在没有真实牙龈作为参考的情况下，一些所谓的模制治疗在现实中无法实现，从而导致潜在的错误，例如牙齿移动可能发生在错误模制的齿龈中，然而，牙齿移动实际上可能移动到患者的真正齿龈的外面。

微调和孔填充以及创建单独的牙齿和牙龈模型的另一个问题是存在可以限定两个牙齿的真实边界的极少的信息。这样的微调和填充模型迫使边界表面被限定，即使它们是任意的。