[发明专利]基于牙槽骨形态的曲线自然坐标系下的牙齿移动评价方法

说明书

本发明涉及一种基于牙槽骨形态的曲线自然坐标系下的牙齿移动评价方法，属于牙科正畸技术领域，其基于牙槽骨形态来构建牙槽弓曲线，并基于该牙槽弓曲线和牙槽骨形态来构建曲线自然坐标系，进而基于该曲线自然坐标系来计算牙齿的坐标、移动量和移动方向。本发明提供反映牙齿相对于牙槽骨的、具有生理意义的移动的评价方法，有助于更科学、更合理、更准确的牙齿移动方案设计和疗效评价。

技术领域

本发明属于牙科正畸技术领域，具体而言，涉及一种基于牙槽骨形态的曲线自然坐标系下的牙齿移动评价方法。

背景技术

正畸治疗通常采用固定或隐形矫治技术即佩戴矫治器实现错牙合畸形的治疗。托槽或牙套对牙齿施加各种类型的矫治力，控制牙齿在牙槽骨内的移动。科学、准确的牙齿移动评价体系的建立对于治疗目标设计、治疗力学体系构建以及疗效评价均具有非常重要的意义。

以往的牙齿移动的评价方法通常采用简化的数学模型，一种常见方法是以颌骨为参照，在三维位置空间内建立全局直角坐标系(又称“笛卡儿”坐标系)，确定治疗前后每颗牙齿在矢状向、冠状向以及垂直向的移动量和移动方向。该方法对所有牙齿赋予相同的矢状向、冠状向和垂直向，然而，这并不符合牙齿排列在圆弧型的牙弓型上并拥有个性化的位置、角度和移动方向的特点。另一种常见方法是以治疗前的单颗牙齿为对象来建立局部的参考坐标系，评价单颗牙齿沿自身长轴(或自身长轴的切线)的移动量及移动方向(参见专利文献1)。该方法虽然拥有了个性化的牙齿移动方向，但忽略了牙齿移动的临床意义，这是因为治疗前的牙齿处于错牙合状态，在错牙合位置沿自身长轴建立的局部坐标系所指向的牙齿移动方向与正常排列的牙齿指向的符合临床实际的移动方向并不相同，二者存在着差异，并且治疗前牙齿越不齐，则差异越大。因此，以上两种评价牙齿移动的方法并不贴合临床实际，只具有数学意义，无法科学、准确地评价牙齿移动。

在正畸临床上，牙齿在牙槽骨的生理解剖范围内移动，而并非沿着人为定义的空间坐标方向移动。矫治力一般施加在牙冠上，并通过牙体传递给牙根周围的牙周膜，经过牙周膜的缓冲和吸收之后作用在牙槽骨上，并进一步引起牙槽骨的改建。受压侧的骨细胞不断被吸收，受拉侧的骨细胞则不断分裂、沉淀成新骨，在矫治力的作用下，错位牙齿最终逐渐移动至牙槽骨的理想位置。可见，牙齿移动的本质是其牙周组织(包括牙槽骨)的改建，其空间的位移变化的定义只有反映其相对于牙槽组织的相对位移才能给医生提供准确、科学的诊断设计依据。然而，现有技术均没有意识到上述这一点，基本仅局限于上述两种方法，现有技术中尚不存在基于牙槽骨的形态来构建曲线自然坐标系并基于该曲线自然坐标系对牙齿移动进行评价的方法。

还需说明，虽然现有技术(参见专利文献2)中提及了基于包含牙齿、牙槽骨、牙周膜的几何模型和本构模型的完整正畸模型的方法，但其只是用来采用有限元方法模拟计算牙齿戴上矫治器以后的受力分布情况和牙齿移动情况，而并非我们所提供的构建一种符合临床实际的数学坐标系来科学评价牙齿的三维移动，对于本领域技术人员而言，它们属于完全不同的概念。

现有技术

专利文献1：CN108245264A

专利文献2：CN111265316A

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请的发明人在认识到牙齿移动的深层次本质的基础上，经过深入研究，结果发现了一种基于牙槽骨形态的曲线自然坐标系下的牙齿移动评价方法。本发明基于牙槽骨形态来构建牙槽弓曲线，并基于该牙槽弓曲线来构建曲线自然坐标系，进而基于该曲线自然坐标系来计算牙齿的移动量和移动方向。本发明提供反映相对于牙槽骨的、具有生理意义的牙齿移动的评价坐标体系，该牙齿移动评价体系间接反映了牙槽骨的改建量和改建方向，反映正畸治疗中牙齿移动的真实生物力学机制。

根据本发明，提供了一种基于牙槽骨形态的曲线自然坐标系下的牙齿移动评价方法。该方法包括以下步骤：

基于牙槽骨形态获得牙槽弓曲线；