一種無托槽隱形矯治器及其制作方法
【專利摘要】一種無托槽隱形矯治器的制造方法，包括獲取患者口腔數據，根據該口腔數據建立患者口腔的三維模型，三維模型中包括牙齒數據和牙齦數據；設計矯治方案，將待矯正牙位調整到目標矯治位置，獲得牙頜模型；在牙頜模型上生成切割線：用快速成型方式或者3D打印方式將三維牙頜模型成型為實體牙頜模型，用真空壓膜的方式將膜片覆蓋在實體牙頜模型上；將覆蓋有膜片的實體牙頜模型以三維牙頜模型的切割線為切割路徑進行切割，切割完成后，膜片脫模形成矯治器。無托槽隱形矯治器由上述方法制得。本發明具有加工效率高，且矯治器能承受的力大，不容易斷裂的優點。
【專利說明】一種無托槽隱形矯治器及其制作方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無托槽隱形矯治器及其制作方法。
技術背景
[0002]無托槽隱形矯治器是一種通過計算機輔助設計和制作的透明彈性材料活動矯正裝置，它是一系列連續的矯治裝置，通過不斷的小范圍移動牙齒達到牙齒矯治的目的。
[0003]目前，無托槽隱形矯治器的制造方法是:先獲取患者的牙齒陰模模型；使用熱塑性材料和石膏在牙齒陰模模型上填充成型，獲得患者牙頜物理模型，其中牙齦部分由熱塑性材料構成，牙齒部分由石膏構成；加熱所述牙頜物理模型中待矯正牙齒部位處的熱塑性材料使其軟化，然后將其移動到目標矯正位置；冷卻待矯正牙齒部位處的熱塑性材料使其硬化，采用正畸片以此時的牙頜物理模型為母模制得隱形矯治器。目標矯正位置通過計算機輔助設計得到。
[0004]我們將矯治器的待矯正牙齒部位稱為矯正位，其他牙齒部位稱為固定位。
[0005]制得的無托槽隱形矯治器包括與牙齒唇側面貼合的唇側片，與牙齒舌側面貼合的舌側片，以及連接唇側片與舌側片的齒頂片和齒側片，唇側片、舌側片和端面片圍成能夠包裹患者牙列的矯治器本體，矯治器本體的形狀與矯正目標牙列一致，矯治器本體的牙位與患者牙列的牙齒一一對應，矯治器本體包括固定位和矯正位，矯正位為對應牙齒的目標矯正位置；唇側片和舌側片的與牙齦接觸的邊線均成波浪形，邊線的形狀與牙齦和牙齒的交界線吻合。患者將該矯治器戴在牙列上時，矯治器本體恰好覆蓋所有牙齒，如圖1所示。
[0006]這種無托槽隱形矯治器的缺點在于:1、將唇側片和舌側片的邊線加工成波浪形非常困難，效率低下。2、兩個牙位之間容易出現裂紋，在佩戴過程中容易受力斷裂，如果做工粗糙，容易刺傷牙齦乳頭和口腔粘膜。3、矯治器產生的矯治力F1，是沿著連接弧線斜向上，而牙齒矯治時需要受到的力是水平的，所以FI’ =Fcos α，由于cos α小于O,所以F1’始終小于F1，導致該矯治器的強度較小。另外，該矯治器的制作非常困難，制作效率低下，容易裂紋，在佩戴過程中容易受力斷裂，如果做工粗糙，則容易刺傷牙齦乳頭和口腔粘膜。


【發明內容】

[0007]為了克服現有的無托槽隱形矯治器的上述缺點，本發明提供了一種加工效率高，且矯治器能承受的力大，不容易斷裂的無托槽隱形矯治器及其制作方法。
[0008]無托槽隱形矯治器的制造方法，包括以下步驟:
1)、獲取患者口腔數據，根據該口腔數據建立患者口腔的三維模型，三維模型中包括牙齒數據和牙齦數據；
2)、設計矯治方案，將待矯正牙位調整到目標矯治位置，獲得牙頜模型；
3)、在牙頜模型上生成切割線:
(3.1)將牙頜模型采用三角形網格表示，令M=(G，R)表示具有二維流形性質的三角形網格，G= (V, E, F)是由頂點集V={vi}、邊集E={(vi，vj)}、面集F={( vi, vj, vk)}組成的連通圖；
(3.2)將三角形網格進行保形參數化或者保角參數化計算，參數化將三角形網格轉化為二維數據，二維數據所在的平面稱為參數平面；
(3.3)將每個牙齒的牙冠頂點映射到參數平面，并根據牙編號進行排序，得到有序的二維參數點列，其中每個牙冠的頂點包括唇側面的頂點和舌側面的頂點；
(3.4)應用NURBS理論，將有序的參數點列光順擬合成一條封閉的B樣條參數曲線；(3.5)結合三角形網格的曲率分布圖，離散化等距得到的參數曲線，并反求三角形網格的幾何位置，得到三維有序點列；
(3.6)應用Laplace算法，對點列進行光順，再次擬合B樣條曲線后，即得到平緩邊界數據，該平緩邊界作為切割線；
4)、用快速成型方式或者3D打印方式將三維牙頜模型成型為實體牙頜模型，用真空壓膜的方式將膜片覆蓋在實體牙頜模型上；
5)、將覆蓋有膜片的實體牙頜模型以三維牙頜模型的切割線為切割路徑進行切割，切割完成后，膜片脫模形成矯治器。
[0009]進一步，步驟(3.4)中，將封閉的B樣條參數曲線曲線向牙齦方向平移。平移的距離為1_至3mm。
[0010]進一步，步驟I)中，三維模型的牙齦數據和實際口腔牙齦的誤差不超過0.5mm。[0011 ] 進一步，步驟2)中，將待矯正牙位調整到目標矯治位置時，三維模型的牙齦變化與實際口腔牙齦的變化誤差不超過0.5_。
[0012]無托槽隱形矯治器包括與牙齒唇側面貼合的唇側片，與牙齒舌側面貼合的舌側片，以及連接唇側片與舌側片的齒頂片和齒側片，唇側片、舌側片和端面片圍成能夠包裹患者牙列的矯治器本體，矯治器本體的形狀與矯正目標牙列一致，矯治器本體的牙位與患者牙列的牙齒一一對應，矯治器本體包括固定位和矯正位，矯正位為對應牙齒的目標矯正位置；唇側片與牙齦接觸的邊線和舌側片與牙齦接觸的邊線沿上述牙頜模型的切割線切割得到。
[0013]本發明的優點在于:1、制作時，矯治器的切割線為平緩的曲線，降低了切割難度。
2、矯治器本體的邊線呈平緩的曲線，矯治器的兩個牙位的牙冠頂點之間均被矯治器本體覆蓋，使矯治器本體產生的矯治力呈水平方向，從而能夠給予待矯治牙冠強度最高的矯治力度，不僅提高了矯治效果，而且還縮短了矯治周期，降低了人們的矯治費用。3、矯治器本體的邊線向牙齦方向平移，能夠對牙齦乳頭和口腔粘膜起到很好保護作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是現有的矯治器的示意圖。
[0015]圖2是本發明的第一種矯治器的示意圖。
[0016]圖3是本發明的第二種矯治器的示意圖。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
無托槽隱形矯治器的制造方法，包括以下步驟: 1)、獲取患者口腔數據，根據該口腔數據建立患者口腔的三維模型，三維模型中包括牙齒數據和牙齦數據；
2)、設計矯治方案，將待矯正牙位調整到目標矯治位置，獲得牙頜模型；
3)、在牙頜模型上生成切割線:
(3.1)將牙頜模型采用三角形網格表示，令M=(G，R)表示具有二維流形性質的三角形網格，G= (V, E, F)是由頂點集V={vi}、邊集E={(vi，vj)}、面集F={( vi, vj, vk)}組成的連通圖；
(3.2)將三角形網格進行保形參數化或者保角參數化計算，參數化將三角形網格轉化為二維數據，二維數據所在的平面稱為參數平面；
(3.3)將每個牙齒的牙冠頂點映射到參數平面，并根據牙編號進行排序，得到有序的二維參數點列，其中每個牙冠的頂點包括唇側面的頂點和舌側面的頂點；
(3.4)應用NURBS理論，將有序的參數點列光順擬合成一條封閉的B樣條參數曲線；(3.5)結合三角形網格的曲率分布圖，離散化等距得到的參數曲線，并反求三角形網格的幾何位置，得到三維有序點列；
(3.6)應用Laplace算法，對點列進行光順，再次擬合B樣條曲線后，即得到平緩邊界數據，該平緩邊界作為切割線；
4)、用快速成型方式或者3D打印方式將三維牙頜模型成型為實體牙頜模型，用真空壓膜的方式將膜片覆蓋在實體牙頜模型上；
5)、將覆蓋有膜片的實體牙頜模型以三維牙頜模型的切割線為切割路徑進行切割，切割完成后，膜片脫模形成矯治器。
[0018]步驟I)中，三維模型的牙齦數據和實際口腔牙齦的誤差不超過0.5_。
[0019]步驟2)中，將待矯正牙位調整到目標矯治位置時，三維模型的牙齦變化與實際口腔牙齦的變化誤差不超過0.5mm。
[0020]無托槽隱形矯治器2包括與牙齒唇側面貼合的唇側片，與牙齒舌側面貼合的舌側片，以及連接唇側片與舌側片的齒頂片和齒側片，唇側片、舌側片和端面片圍成能夠包裹患者牙列的矯治器本體，矯治器本體的形狀與矯正目標牙列一致，矯治器本體的牙位與患者牙列的牙齒一一對應，矯治器本體包括固定位和矯正位，矯正位為對應牙齒的目標矯正位置；唇側片與牙齦接觸的邊線和舌側片與牙齦接觸的邊線沿上述牙頜模型I的切割線3切割得到，如圖2所示。
[0021]本實施例的優點在于:1、制作時，矯治器的切割線為平緩的曲線，降低了切割難度。2、矯治器本體的邊線呈平緩的曲線，矯治器的兩個牙位的牙冠頂點之間均被矯治器本體覆蓋，使矯治器本體產生的矯治力呈水平方向F2’ =F2，從而能夠給予待矯治牙冠強度最高的矯治力度，不僅提高了矯治效果，而且還縮短了矯治周期，降低了人們的矯治費用。
[0022]實施例2
本實施例與實施例1的制作方法的區別在于:步驟(3.4)中，將封閉的B樣條參數曲線曲線向牙齦方向平移。平移的距離為Imm至3mm。其余步驟均與實施例1的制作方法相同。
[0023]無托槽隱形矯治器2包括與牙齒唇側面貼合的唇側片，與牙齒舌側面貼合的舌側片，以及連接唇側片與舌側片的齒頂片和齒側片，唇側片、舌側片和端面片圍成能夠包裹患者牙列的矯治器本體，矯治器本體的形狀與矯正目標牙列一致，矯治器本體的牙位與患者牙列的牙齒一一對應，矯治器本體包括固定位和矯正位，矯正位為對應牙齒的目標矯正位置；唇側片與牙齦接觸的邊線和舌側片與牙齦接觸的邊線沿上述牙頜模型I的切割線3切割得到，如圖3所示。
[0024]本實施例的優點在于:矯治器本體的邊線向牙齦方向平移，能夠對牙齦乳頭和口腔粘膜起到很好保護作用。
[0025]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.一種無托槽隱形矯治器的制造方法，包括以下步驟: 1)、獲取患者口腔數據，根據該口腔數據建立患者口腔的三維模型，三維模型中包括牙齒數據和牙齦數據； 2)、設計矯治方案，將待矯正牙位調整到目標矯治位置，獲得牙頜模型； 3)、在牙頜模型上生成切割線: (3.1)將牙頜模型采用三角形網格表示，令M=(G，R)表示具有二維流形性質的三角形網格，G= (V, E, F)是由頂點集V= {vi}、邊集E= {(vi, vj)}、面集F= {( vi, vj, vk)}組成的連通圖； (3.2)將三角形網格進行保形參數化或者保角參數化計算，參數化將三角形網格轉化為二維數據，二維數據所在的平面稱為參數平面； (3.3)將每個牙齒的牙冠頂點映射到參數平面，并根據牙編號進行排序，得到有序的二維參數點列，其中每個牙冠的頂點包括唇側面的頂點和舌側面的頂點； (3.4)應用NURBS理論，將有序的參數點列光順擬合成一條封閉的B樣條參數曲線 (3.5)結合三角形網格的曲率分布圖，離散化等距得到的參數曲線，并反求三角形網格的幾何位置，得到三維有序點列； (3.6)應用Laplace算法，對點列進行光順，再次擬合B樣條曲線后，即得到平緩邊界數據，該平緩邊界作為切割線； 4)、用快速成型方式或者3D打印方式將三維牙頜模型成型為實體牙頜模型，用真空壓膜的方式將膜片覆蓋在實體牙頜模型上； 5)、將覆蓋有膜片的實體牙頜模型以三維牙頜模型的切割線為切割路徑進行切割，切割完成后，膜片脫模形成矯治器。
2.如權利要求1所述的無托槽隱形矯治器的制造方法，其特征在于:步驟(3.4)中，將封閉的B樣條參數曲線向牙齦方向平移。
3.如權利要求1或2所述的無托槽隱形矯治器的制造方法，其特征在于:步驟I)中，三維模型的牙齦數據和實際口腔牙齦的誤差不超過0.5_。
4.如權利要3所述的無托槽隱形矯治器的制造方法，其特征在于:步驟2)中，將待矯正牙位調整到目標矯治位置時，三維模型的牙齦變化與實際口腔牙齦的變化誤差不超過0.5mmο
5.無托槽隱形矯治器，其特征在于:由權利要求1或2所述的無托槽隱形矯治器的制造方法制得。
【文檔編號】A61C7/00GK104224331SQ201410482539
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】呂建明, 陳飛舟 申請人:杭州一牙數字口腔有限公司