[发明专利]用于中间正畸数字排列生成的自动化方法

说明书

本发明提供了一种用于生成用于正畸治疗路径的数字排列的方法。所述方法包括接收牙齿的数字3D模型；在所述模型上执行邻面去釉(IPR)，并且在执行所述IPR之后，生成具有包括初始排列、最终排列和多个中间排列的阶段的初始治疗路径。所述方法还包括在所述初始治疗路径的每个阶段计算每颗牙齿的IPR可触及性；基于所计算的IPR可触及性在整个所述初始治疗路径中应用IPR，并且将所述初始治疗路径分成所述牙齿的可行运动的步长，从而得到具有与所述步长相对应的排列的最终治疗路径。所述排列可以用于制作用于所述治疗路径的每个阶段的正畸器具，诸如隐形托盘对准器。

背景技术

牙齿从错颌畸形阶段到最终阶段的中间阶变要求以这样一种方式来确定精确的个体牙齿运动，即牙齿彼此不碰撞、牙齿朝向它们的最终状态移动，并且牙齿遵循最优轨线(优选为短轨线)。由于每颗牙齿均有6个自由度并且平均牙弓约有14颗牙齿，因此寻找从初始阶段到最终阶段的最佳牙齿轨线具有很大且复杂的搜索空间。需要通过将轨线分成若干个较短且更容易找到的轨线并使用其他方法和技术来简化这一优化问题。

发明内容

根据本发明的用于生成用于正畸治疗路径的排列的方法包括接收牙齿的数字3D模型；任选地在所述模型上执行邻面去釉(IPR)，并且在执行任选的IPR之后，生成具有包括初始排列、最终排列和多个中间排列的阶段的初始治疗路径。所述方法还包括在所述初始治疗路径的每个阶段计算每颗牙齿的IPR可触及性；基于所计算的IPR可触及性在整个所述初始治疗路径中应用IPR，并且将所述初始治疗路径分成所述牙齿的可行运动的步长，从而得到具有与所述步长相对应的排列的最终治疗路径。

根据本发明的另一种用于生成用于正畸治疗路径的排列的方法包括接收牙齿的表示第一状态的第一数字模型；接收牙齿的表示第二状态的第二数字模型；以及在所述第一状态和所述第二状态之间划分与从所述第一状态到所述第二状态的可行运动步长相对应的一组状态。

附图说明

附图被结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，并且附图与描述一起解释本发明的优点和原理。在附图中，

图1为用于生成用于正畸器具的数字排列的系统的示意图；

图2为用于生成用于正畸器具的数字排列的方法的流程图；

图3为示出了初始数字排列序列的图形；

图4A-4D为示出了数字排列序列的轨线细化的图形；

图5A和5B为示出了IPR应用可触及和不可触及的触点的示意图；

图6A和6B为示出了可触及接触点的多个IPR区域的示意图；

图7为示出了可触及接触点的IPR区域的示意图；并且

图8为用于IPR的可触及性矩阵的图形。

具体实施方式

本发明的实施方案包括一种可能部分地或完全自动化的系统，以生成一组中间正畸排列，该一组中间正畸排列可使一组牙齿从错颌畸形状态移动到最终排列状态或者允许从一种状态到另一种状态(例如从初始状态到特定的中间状态)的部分治疗。牙齿的每种排布(“状态”或“排列”)均表示为图形中的节点，并且利用机器人运动规划来扩展图形并搜索有效状态的路径。这些状态或排列可以是在特定治疗阶段牙齿排布的数字表示，其中所述表示是数字3D模型。例如，数字排列可以用于制作诸如隐形牙托矫治器等正畸器具，以使牙齿沿着治疗路径移动。例如，可以通过将数字排列转化为对应的物理模型并在该物理模型上使材料片热成形，或者通过由数字排列对矫治器进行3D打印来制作隐形牙托矫治器。还可以根据数字排列来构造诸如托槽和弓丝等其他正畸器具。