[发明专利]无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态实时拓扑优化方法

说明书

本发明公开无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态实时拓扑优化方法，解决隐形矫治中现有技术对牙齿的移动实现率低、牙齿倾斜移动的技术问题。本发明设计矫治器模型，预设优化条件，通过三维有限元仿真及拓扑优化获取三维模型数据，设计以获得再设计矫治器模型，再通过三维有限元仿真及拓扑优化获取再设计矫治器模型的三维模型数据以输出优化后矫治器三维模型，进行矫治器加工制作。本发明首创性提出通过改变缺牙间隙处空泡形态来优化力学结果，并引入实时拓扑优化方法使每副矫治器的缺牙间隙处空泡形态均为基于当前步骤中牙齿力学仿真结果实时拓扑优化出的形态，达到力学上理想设计，以获得正畸牙移动的可控性及可预测性。

技术领域

本发明属于口腔正畸设备技术领域，具体涉及无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态实时拓扑优化方法。

背景技术

对于口腔正畸学中的复杂病例，如拔牙病例，无托槽隐形矫治的设计移动实现率低。临床研究显示，相较初始的矫治设计，目前无托槽隐形矫治对正畸中牙齿的移动仅有30-50％的实现率。该实现率数据来源于Simon,Mareike,et al.Treatment outcome andefficacy of an aligner technique–regarding incisor torque,premolar derotationand molar distalization.BMC Oral Health 14.1(2014):1-7；以及Kravitz,Neal D.,et al.How well does Invisalign work？A prospective clinical study evaluatingthe efficacy of tooth movement with Invisalign.American Journal ofOrthodontics and Dentofacial Orthopedics 135.1(2009):27-35。其原因主要归结于：1)无托槽隐形矫治器与牙齿表面的可滑动的接触关系；2)矫治器制作材料的力学性能；3)矫治器制作工艺误差。

在众多口腔正畸复杂病例中，拔牙矫治为无托槽隐形矫治中最备受关注的一种。目前无托槽隐形矫治中的拔牙矫治病例普遍存在拔牙间隙两侧的牙齿倾斜移动的情况(如图1，即牙冠向拔牙间隙倾斜，牙根移动较少、或未移动、或往相反方向移动)，而不可控、不可预测的牙齿倾斜移动也是导致矫治治疗效果不佳，矫治时间延长，矫治设计重启的主要原因之一。

现有的研究通过增加及改进牙齿表面附件(如图1)的数量及形态来预防这种牙齿不可控的倾斜移动和减少“过山车效应”，然而目前临床效果仍不够理想。

因此，设计缺牙间隙空泡形态处无托槽隐形矫治器实时拓扑优化方法，引入实时拓扑优化方法，使每副矫治器缺牙间隙处空泡形态均为基于当前步骤中牙齿力学仿真结果实时自动拓扑优化出的形态，以达到力学上最佳设计，从而获得最佳正畸牙移动的可控性及可预测性，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态实时拓扑优化方法，通过对无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态进行改良，解决隐形矫治中现有技术对牙齿的移动实现率低、牙齿倾斜移动的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

无托槽隐形矫治器缺牙间隙空泡形态实时拓扑优化方法，包括以下步骤：

步骤1、根据拔牙矫治患者临床资料采用计算机设计矫治器模型；

步骤2、根据步骤1所设计的矫治器模型，预设优化条件；

步骤3、对矫治器模型进行三维有限元仿真及拓扑优化以获取矫治器模型的三维模型数据；