CN101951854B - 制备虚拟齿列模型和由此制造牙齿保持器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明通过获得患者牙齿和连接到牙齿的正畸矫正器的数字数据文件，提供牙科患者齿列的虚拟模型，并随后将来自于数据文件的数据与其它表示位于矫正器底下的牙齿表面的数据相组合。虚拟模型在制备患者当前齿列的实体模型中是有用的，该实体模型可以用于例如制造牙齿保持器。有利地，可以在正畸矫正器从患者的牙齿分离前制作保持器，患者的牙齿一到达它们在口腔中的期望位置，就可使用。
Description
背景技术
1.技术领域
本发明广义上涉及数字数据在牙科方法实践中的应用。更具体地，本发明涉及制备虚拟齿列(dentition)模型的方法和制造牙科器具例如来自虚拟模型的保持器的方法。
2.相关技术的描述
现有技术中已知多种多样的牙科矫正器。一些类型的牙科矫正器用于正畸治疗，移动拥挤的、歪斜的或不齐的牙齿来校正在口腔中的位置。其他类型的牙科矫正器包括保持器，其常在正畸治疗之后用于保持患者牙齿的位置。
通常通过使用被称为托槽的微型有槽矫正器来进行正畸治疗，其中该托槽通过粘合剂固定到患者的牙齿上。弹性弓丝(archwire)放置在每个托槽的槽中并形成引导牙齿朝期望位置移动的轨道。弓丝的端部通常连接到被称为颊面管(buccal tube)的小矫正器，其中该颊面管固定在患者的臼齿上。在一些情况中，托槽和颊面管不直接结合到患者牙齿表面，而相反地焊接或铜焊到小金属带上，所述小金属带再以环绕方式放置在相应牙齿上。
通常，为患者上下齿弓各提供一组托槽、颊面管和弓丝。托槽、颊面管和弓丝通常合起来称作“牙箍(brace)”。在许多情况中，患者佩带牙箍延续一年到两年的时间。
一旦患者的牙齿由于牙箍提供的矫正力达到它们的最终期望位置，就从患者的牙齿移除牙箍(包括托槽、弓丝、颊面管和其它组件)。然而，在这一时间点，患者的牙齿常常是相对可移动的，如果没有保持在适当的位置，就可能趋于朝齿弓中以前的位置移动。为此，牙齿保持器常在正畸治疗的结束时用于固定牙齿，直到沿齿根长出足够的骨结构以保持牙齿在期望位置的时间。
牙齿保持器通常由商业牙科实验室使用患者牙齿的Paris石膏或“石料(stone)”模型来制造，其中所述模型类似于牙齿在它们最终或结束位置中的外观。通常，使用热塑性塑料例如丙烯酸、乙烯/丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚碳酸酯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯制作保持器。还可使用热固性丙烯酸树脂。牙齿保持器通常还合并有金属部件例如用于与牙齿啮合的线、弹簧和框架。一些类型的牙齿保持器在需要时例如进餐期间可由患者移除，而其它类型的牙齿保持器由例如粘合剂固定在适当的位置。
通过在石料模型上放置定制弯曲度的线可制造特定类型的牙齿保持器。接下来，沿着线的部分布置一定量的丙烯酸材料，以形成用于紧靠患者上颚放置的保持器的主体。在丙烯酸变硬后，从石料模型移除保持器并按需要进行修整。随后将保持器抛光并运送给正畸执业医生。
通常认为对于正畸患者来说，最好是在牙箍一从患者口中移除时就戴上保持器。为此，理想的是在患者仍然戴着牙箍的同时，就开始制造定制的保持器，使得在执业医生诊所中从患者口中移除牙箍后马上可用保持器。为此，通常在估计正畸治疗结束之前的大致一或两个月，取得患者戴着牙箍时的牙齿印模，使得可以制备患者齿列的石料模型并且用于制造定制的保持器。
然而，在戴着牙箍的同时获取患者牙齿印模的操作通常显得困难。例如，印模材料常常延伸进入托槽、颊面管和弓丝的凹陷、腔洞和其它结构中并变硬。当印模材料从患者口腔结构中移除时，印模材料可能在邻近正畸矫正器的区域撕裂或破碎，这可能引起所生成的石料模型变形的区域。在一些情况中，印模材料的移除还可能使正畸组件弯曲或变形，或者导致组件与牙齿分离。
此外，当在患者仍然戴着牙箍的同时获取印模时，所生成的石料模型将包括体现牙齿的部分以及体现牙箍的部分。然而，为了提供适于保持器制造的石料模型，常常必须移除体现牙箍的石料模型的部分。通常由实验室技术员在繁重的手动过程中，使用例如具有石刀或研磨头的手持旋转工具，执行石料牙箍的移除。遗憾的是，该手动过程易于增加所生成保持器的成本和制造时间。此外，该过程要求技术员在磨掉石料牙箍的同时估计每颗牙齿缺失的表面轮廓，而该估计是有些主观的。
发明内容
本发明提供使用表示患者口腔结构的数字数据的方法，以用于牙科方法，例如治疗分析的方法和用于制造牙齿保持器的方法。获得表示牙齿和牙箍的数字数据文件并将其用于创建表示没有牙箍的患者牙齿的修改的或新的数据文件。随后这后一种数字数据文件可用于例如产生没有牙箍的患者齿列的实体模型，由此使得牙齿保持器随后的生产便利。
更详细地，本发明在一方面涉及制备虚拟齿列模型的方法。该方法包括：
获得患者口腔结构的数字数据文件，其中该数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据，和表示与患者牙齿的某些区域连接的邻接牙齿表面的多个正畸矫正器的第二数据；
获得表示在该某些区域中患者牙齿的至少部分表面的第三数据；
将至少部分第一数据和至少部分第三数据组合，以提供省略了至少部分矫正器的患者牙齿的虚拟齿列模型。
本发明的另一方面涉及制备牙齿保持器的方法。该方法包括：
获得患者口腔结构的数字数据文件，其中该数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据，和表示与患者牙齿的某些区域连接的邻接牙齿表面的多个正畸矫正器的第二数据；
获得表示在该某些区域中患者牙齿的至少部分表面的第三数据；
使用至少部分第一数据和至少部分第三数据来产生省略了至少部分矫正器的患者齿列的实体模型；以及
使用实体模型制作保持器。
本发明另一方面还涉及制作牙齿保持器的方法。该方法包括：
在移除连接到患者牙齿的正畸托槽之前，获得表示正畸患者口腔内的表面的数字数据文件；
修改该数据文件以基本移除表示托槽的数字数据；以及
使用该修改的数字数据文件制作牙齿保持器。
将在以下更详细地描述并在附图中示出本发明的上述方面和其它方面。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例，用于制备虚拟齿列模型的方法的流程图；
图2是示出根据本发明的另一方面，一种制备牙齿保持器的方法的流程图；
图3是示出示例性计算机环境的方框图，在该计算机环境中计算装置接收表示患者牙齿的数据和表示正畸矫正器的数据，用于产生省略至少一部分的患者牙齿的虚拟齿列模型；
图4是患者口腔结构的示例性图例，所述口腔结构包括牙齿和正畸矫正器，连同用于获得表示患者牙齿表面和正畸矫正器数字数据的扫描装置；
图5是在图4中示出的患者牙齿省略了矫正器的虚拟模型的示例性图例；
图6是与图5有些类似的视图，不同在于计算装置提供了表示矫正器以前所位于的区域中的牙齿表面的数据；以及
图7是使用图6中示出的虚拟齿列模型产生的实体模型的示例性图例，带有用于制造患者的定制保持器的组件。
具体实施方式
图1示出的流程图说明了根据本发明的一个实施例制备虚拟齿列模型的方法。图1中由方框10表示获取患者口腔结构的第一数字数据文件。该第一数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据和表示多个正畸矫正器的第二数据，其中所述多个正畸矫正器连接到患者牙齿邻近牙齿表面的某些区域。如这里所用的，“数据(data)”表示能用于表示或估计表面构造的数字信息。数据的示例包括在3D空间中由坐标x、y和z确定的点云(point cloud)或离散点，以及用于在3D空间中形成连接离散点的网格或3D表面的三角形、多边形或其它结构。
典型地，矫正器包括正畸托槽、正畸颊面管和结合到或以其它方式连接到患者牙齿的其它装置。正畸矫正器还可以包括连接到托槽和颊面管并用于使牙齿朝期望位置移动的弓丝。其它可能的正畸矫正器包括，例如II类校正器、牙垫(bite block)、扩弓器和临时锚固装置。
可使用手持口腔内扫描器，例如由Brontes Technologies，Inc.(Lexington，MA)开发的使用主动波前取样(active wavefront sampling)的口腔内扫描器，获得在方框10中获得的第一数字数据文件。还可以使用其它口腔内扫描器。作为另一种选择，可以通过使用计算机断层照相(CT)扫描器或口腔内接触式探头(contact probe)来获得在方框10中描述的第一数字数据文件。虽然不太优选，但仍然可作为另一种选择，可以通过扫描带有矫正器的患者的牙齿的印模，或通过扫描戴有矫正器的患者牙齿的实体模型，或者通过使用接触式探头来啮合包括矫正器的患者牙齿的模型，来获得在方框10中描述的第一数字数据文件。可以使用任何合适的扫描技术来扫描模型，例如X-射线照相术、激光扫描、基于光的扫描、主动波前取样、计算机断层照相扫描(“CT扫描”)、超声成像和磁共振成像(“MRI”)。
图1中的方框12表示从方框10中获得的第一数字数据文件移除一部分或全部表示正畸矫正器的第二数据的步骤。任选地，移除所有表示正畸矫正器的第二数据，仅保留表示患者牙齿表面的第一数据。然而，由于在方框10中获得的第一数字数据文件不包括位于正畸矫正器底下的牙齿区域中的患者牙齿表面的数据，因此在方框12中获得的数据文件将不能代表完整的牙齿表面。例如，如果矫正器结合到位于患者牙齿的脸向侧的中央区域，那么相应于在该区域中的数据缺失，在方框12中获得的数据文件将包含“洞(hole)”或间隙。
在图像操作软件中的编辑工具可以用于方框12中描述的移除表示正畸矫正器的数据。已知图像操作软件的示例为“Geomagic Studio”(来自于Geomagic，Inc.of Research Triangle Park，North Carolina)，其中可由技术员使用计算机鼠标或其它输入装置识别和删除部分图像。任选地，编辑过的第一数字数据文件作为新的数字数据文件存储在数据库中，同时原始的第一数字数据文件也保存在数据库中以备将来在需要的情况下用于参考。
接下来，如图1中方框14所示，将第三数据添加到在方框12中获得的编辑过的第一数字数据文件上，以填充当关于矫正器的数据移除时所形成的缺失间隙。任选地，该第三数据是第二数字数据文件的一部分。随后将第三数据与第一数据组合。作为一个示例，可以通过如图1中方框14所述，将第三数据增加到编辑过的第一数字数据文件，来创建第三数据文件。被称为“ZBrush”的软件(来自于Pixologic，Inc.ofLos Angeles，California)可以用于根据需要进行组合的数据的数字微调和雕刻。优选地，在方框14中增加的第三数据代表与患者牙齿的实际表面轮廓相匹配的表面轮廓。结果，将来自第二数字数据文件的第三数据添加到剩余的第一数字数据文件后获得的第三数字数据文件，代表省略了正畸矫正器(包括托槽、颊面管和弓丝)的患者牙齿表面。
可以通过不同的技术提供如方框14所述的具有第三数据的第二数字数据文件，其中该第三数据表示在矫正器底下的牙齿表面。例如，可以提供估计牙齿表面省略部分的构造的算法。可以使用软件来估计省略的表面部分相邻的牙齿表面部分的曲率，并使用最优-配合技术填补缺失的数据。提供用于牙齿表面省略部分的带算法的合适软件的一个示例是上述的“Geomagic Studio”软件，它使用“填洞(fill holes)”功能和“基于曲率填补(curvature-based filling)”的选项。合成的数据文件将包括表示平滑轮廓表面的数据，其由来自于扫描的牙齿表面的数据和由软件提供的数据的组合来提供。
作为另一选项，在方框14中添加的表示在矫正器底下的牙齿表面的第三数据可以通过使用模型牙齿库来进行。例如，库可以包括表示口腔中每颗牙齿例如左上尖牙的平均构型的数据。随后通过软件按需缩放模型牙齿数据，以尽可能量接近地匹配如在方框10中获得的患者实际的左上尖牙的尺寸。接下来，从模型牙齿数据库中拷贝部分模型牙齿数据，并与表示患者左上尖牙(省略了矫正器)的数字数据组合，其中所述部分模型牙齿数据表示与患者左上尖牙上的矫正器底下的区域的尺寸和位置相似的区域。为了提供表示患者所有的牙齿表面的数据文件，对齿弓中的每颗感兴趣的牙齿重复该方法。
作为另一选项，可以在正畸治疗开始前和在口腔中放置任何正畸矫正器之前，获得包含表示患者牙齿表面的第二数字数据文件。当在正畸治疗开始前获得时，该第二数字数据文件还可以有利地用于其它目的。例如，为了产生虚拟或实体研究模型以辅助患者的诊断并促进治疗计划，和/或为了产生用于制作定制的正畸矫正器的虚拟模型，正畸执业医生可能需要获得患者最初咬合不正的数字数据文件。任选地，患者牙齿在正畸治疗开始之前的数字数据文件在分派给正畸医生之前，由患者的全科牙医实践的工作人员获得。随后将在全科牙医诊所获得的数字数据文件经由例如互联网传送给正畸医生，任选附带关于患者的其它数据。
可以使用上述方法，包括口腔内扫描技术和口腔内接触式探头，获得正畸治疗开始前患者口腔结构的第二数字数据文件。或者，可以通过扫描患者咬合不正的印模、通过扫描患者咬合不正的实体模型、或通过在患者最初的咬合不正实体模型上使用接触式探头，来获得第二数字数据文件。随后将患者咬合不正的数字数据文件分解为表示单颗牙齿的数据子文件。例如，软件程序，诸如来自于Geomagic，Inc.的Raindrop GeomagicDental software的牙齿分离软件模块，可以用于将最初咬合不正中的虚拟牙齿彼此分离，以及与齿龈分离，使得表示每颗牙齿的数据可以作为单独的数据子文件存储。
接下来，在正畸治疗开始前，从第二数字数据文件，即从表示单颗牙齿的数据子文件中，识别并获得表示在正畸矫正器底下的牙齿表面的第三数据。为了提供包含表示所有感兴趣的牙齿表面的数据的第三数字数据文件，随后将第三数据与第一数据(即在方框12中描述的矫正器数据移除后剩余的数据)组合。在进行图1中的方框14所描述的步骤后，创建该第三数字数据文件。
作为另一选项，从咬合不正的牙齿的数字数据文件分离单颗牙齿之后获得所述单颗牙齿的数据子文件，可以与在方框10中获得的表示单颗牙齿的数据的子文件配准、组合和/或替换。例如，可以复制包含表示患者处于最初咬合不正状态下左上尖牙数据的子文件，并将其用于取代包含在方框10中获得的、表示患者左上尖牙在接近用矫正器治疗结束时的数据的子文件。因此，生成的数字数据子文件将包含准确表示患者的左上尖牙表面、但是在方位上匹配患者左上尖牙接近治疗结束时的方位的数据。在标题为“Orthodontic Treatment MonitoringBased on Reduced Images”的美国临时专利申请序列号61/015934中，描述了用于配准牙齿表面的合适的技术。
由于可以用于多种目的，在方框14中获得的第三数字数据文件是有利的。例如，在方框14中获得的第三数字数据文件可以用于产生处于最终或结束位置中的患者牙齿的虚拟研究模型或实体研究模型，即便在产生该虚拟或实体研究模型时，正畸矫正器可能仍然连接在患者当时的牙齿上。作为另一种观点，在方框14中获得的第三数字数据文件可以用于制造后续使用的正畸矫正器，例如在渐进步骤中用于进一步移动牙齿的一系列对准片(alignment shell)。第三数字数据文件还可用于制造定制的正畸托槽，其旨在在治疗过程期间替代另一托槽，或帮助在治疗过程期间选择意图替代另一托槽的现有托槽。第三数字数据文件还可用于产生实体模型，其随后用于制作定制的托槽、托槽位置夹具(jig)或定制的间接连接托盘(bonding tray)。作为另一观点，在方框14中获得的第三数字数据文件可用于制造牙齿保持器。可以有多种保持器，包括结合的舌向部件(例如聚合体弓条(arch bar)和牢固的或编织的丝弓部件)以及可移除的保持器(例如在图7中描述的保持器)。
图2是更详细示出使用在图1中方框14结束时获得的第三数字数据文件制备牙齿保持器的示例性过程的流程图。图3是示出对实施在图1和2中描述的过程有用的示例性计算装置24的框图，并且本发明的牙齿图像系统包括计算装置24以及建模软件29。在图2中，方框18描述了为获得第二数字数据文件而在正畸治疗开始前扫描患者牙齿的步骤。随后如在方框22中描述的，如上所述使用建模软件29(参见图3)的牙齿分离软件模块处理在方框18中获得第二数字数据文件，以将第二数据文件分割成表示移除了牙龈的单颗牙齿的子文件。随后将这些子文件存储在计算机装置24的数据库28的部分中，并确定为图3中的“初始齿列模型”。
接下来，以及如图2中方框30所示，一套正畸矫正器(例如托槽和颊面管)连接到患者的错位牙。此外，其它正畸矫正器也可以由医生根据需要放置在患者口腔内的位置，例如弓丝、咬合开具(biteopener)、II类校正器、扩弓器、临时锚固装置等等。随后实施如在图2的方框32中说明的正畸治疗，并且将患者的至少部分牙齿沿着患者的齿弓移动到新的位置。如这里所用的，牙齿位置应表示牙齿沿着齿弓的定位，或牙齿沿着齿弓在特定位置的方向，或两者。
在图4中示出的示例性的正畸患者齿弓可以呈现为在期望的结束位置或接近期望的结束位置。在图4中，齿弓34包括多颗牙齿36以及牙龈组织或牙龈38。包括一组正畸托槽40和颊面管矫正器44的多个正畸矫正器39连接到患者的牙齿36上。弓丝42放置在托槽40的沟槽中。弓丝42的末端容纳在颊面管矫正器44中。任选地，颊面管矫正器44可以连接到环绕患者臼齿的环带(未示出)上。
在图4中，示意性地描绘了口腔内扫描器47，并任选与用于在如方框18中描述的正畸治疗开始前扫描患者牙齿的扫描器相同。如图2的方框48所示，在使得牙齿36位于它们的期望最终位置或接近它们的期望最终位置的正畸治疗程序结束或接近正畸治疗程序结束的时刻，扫描器47用于扫描患者的牙齿36。虽然此时扫描器47获得了表示患者牙齿36部分表面的构造的数据(即第一数据)，以及表示连接到患者牙齿36的矫正器39的构造的数据(即第二数据)，但是扫描器47并没有获得表示位于矫正器39底下的牙齿表面区域的构造的数据，这是因为矫正器39阻断了扫描器47接收这些数据。
作为一个示例，如果用于制造牙齿保持器和将保持器运输到执业医生诊所的估计时间是三周，那么如方框48所示的患者牙齿36的扫描可以在估计的正畸治疗完成时间前三周执行。这样，到用矫正器39的治疗程序将结束的估计时间之前，就有充足的时间来制作保持器并将保持器运送到执业医生诊所。因此，可以在正畸矫正器39例如托槽40、弓丝42和颊面管44移除的几分钟时间内，就将牙齿保持器放置在患者口腔内的适当位置。
接下来，如方框50中所描述的，获得省略了托槽40、弓丝42和颊面管矫正器44并处于完成状态或治疗后状态的牙齿36的虚拟齿列模型52。如图5所示，该虚拟齿列模型52优选缺少所有表示每个正畸矫正器39的数据。优选地，齿列模型52还具有表示平滑曲面的数据，其中该平滑曲面具有与位于矫正器39底下的患者牙齿表面相同或基本相同的构造。描述在方框50中的该虚拟齿列模型52可以通过上述方法、包括在图1的方框10-14中描述的方法获得。
扫描器22扫描了如图4所示的患者牙齿36之后，并且在图3示出的图像处理软件编辑了表示矫正器39的数据之后，获得在图5中示出的示例性虚拟齿列模型52。如图5所示，齿列模型52的每颗虚拟牙齿54因此在之前被矫正器39覆盖的区域中留下表示牙齿36表面的数据的“洞”或间隙56。
图6示出在图5中显示的虚拟齿列模型52，不同在于计算装置24的建模软件提供了表示牙齿36的表面在之前对应于间隙56的区域中的数据。优选地，以及如所示的，生成的虚拟牙齿表面是平滑弯曲并连续的，与患者的实际牙齿表面的形状匹配。建模软件29包括绘制模块(rendering module)，其优选能够为技术员或正畸执业医生绘制上述数据表示的任意有用的视图的数据表现，包括图4-6所示的视图。
接下来，如图2的方框60所述产生虚拟齿列模型52的实体模型。示例性的实体模型62在图7中示出。通过使用表示虚拟齿列模型52的数据联合快速原型制作程序来执行如在方框60中描述的产生实体模型62的一种方法，以产生复制品。在图3中，建模软件29与快速原型制作设备63相互作用，制做齿列模型52的实体复制品。如这里所用的，快速原型制作是直接从数字数据例如表示目标形状的数字数据产生目标的过程。合适的快速原型制作过程的示例包括实体自由成形制造(solid freeform fabrication)，例如3D印刷程序、立体平版印刷(stereolithography)法、熔化沉积成型(fused deposition modeling)、叠层物体制造(laminated object manufacturing)、激光工程净成形(laser engineered net shaping)、选择性激光烧结(selected laser sintering)、形状沉积制造(shape deposition manufacturing)和实体磨固化(solid ground curing)。授权的美国专利Nos.5,340,656、5,490,882、5,204,055、5,518,680、5,490,962、5,387,380、5,700,289、5,518,680以及4,672,032描述了快速原型制作法的示例。合适的快速原型制作法设备63的示例是3D印刷机器，例如来自于Object Geometries Ltd.的Edenbrand 500V印刷机，使用FullCure 720基于丙烯酸的光聚合物印刷材料(也来自于Object Geometries Ltd.)。快速原型制作法程序的另一示例是使用CAD-CAM软件来指挥磨削机磨削齿弓复制品。
接下来，使用印模材料制作快速原型复制品的印模。合适的印模材料包括牙科印模材料，例如藻酸盐或聚乙烯基硅氧烷。商业上可用的牙科印模材料的示例包括来自于3M ESPE(St.Paul，Minnesota.)的Position Penta Quick牌、Dimension牌、Express牌和Imprint II牌印模材料。还可以使用复制材料，例如来自于Henry Schein Inc.(Melville，New York)的Z-Dupe牌复制硅树脂。
在该示例中，使用快速原型复制品的印模制作实体模型62。优选地，用于制作实体模型62的材料在硬化时不明显收缩或胀大，并且一旦硬化是耐热的，以允许制作使用热能构造的牙齿矫正器例如保持器。任选地，实体模型62可以抵御在锡焊、铜焊和焊接操作中可能遇到的局部温度超过1970℃的变形。用于实体模型62的合适材料的示例是牙科石料，例如Paris石膏。
然而，也可以使用其它模型基质材料，例如包埋材料(investmentmaterial)。典型的包埋材料包括石膏或耐熔填料，例如与粘合剂组合的以方石英形式的硅石、石英、白榴石、氧化锆、氧化铪、锆石、氧化铝、氧化镁、铝硅酸盐、堇青石、云母、氮化硅、碳化硅、氮化硅铝、多铝红柱石、石榴石或它们的混合物。粘合剂可以包括但不限于无机和有机的粘合剂，或它们的混合物。有机粘合剂包括但不限于聚乙烯吡咯烷、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚乙烯缩丁醛和聚苯乙烯，或它们的混合物。无机粘合剂包括，但不限于，氧化镁、磷酸铵、硅胶、硫酸钙、磷酸镁、碱性硅酸盐、硅水溶胶、胶态粘土、或它们的混合物。
作为另一种选择，表示虚拟齿列模型52的数字数据可以结合快速原型制作法使用，来直接形成实体模型62的阴模。用于制作阴模的合适的快速原型制作法的示例包括如上所述的用于制作牙齿复制品的快速原型制作法。优选地，用于制作实体模型62的阴模被构造成使得其能够弯曲、伸展、破裂或解开，以帮助实体模型62的释放。用于制作实体齿列模型例如实体模型62的合适的阴模的示例在标题为“DIGITALLY FORMING A DENTAL MODEL FOR FABRICATIONORTHODONTIC LABORATORY APPLIANCES”的待审查美国临时专利申请60/975,687中描述。
接下来，如图7所示和如图2的框63所示，使用实体模型62制作保持器64。在图7中描绘的示例性保持器64包括成形的聚合物主体66以及部分嵌入在主体66中的定制弯曲丝68。主体66具有匹配患者口腔的上腭区域的构造。在该示例中的丝68成形为啮合患者前牙的脸向表面，并且围绕患者的第一上臼齿延伸，虽然其它构造也是可能的。
其它类型的保持器也是可能的。例如，上述方法可以用于制造定制成形的结合保持器，例如由聚合材料或金属材料制成的条，其结合到患者牙齿的舌向表面。优选在正畸矫正器仍然在位时制作保持器。其它类型的结合保持器也是可能的，例如编织丝组件，其定制成形并随后结合到患者牙齿的舌向表面的适当位置。有利地，使用这里描述的方法，可以在从患者的牙齿移除托槽40、颊面管矫正器44和弓丝42之前即可，将结合的保持器固定到患者的牙齿，使得牙齿不会从它们的目标最终位置移开。作为另一示例，可以在舌向正畸矫正器保持与患者牙齿结合的时间期间，制作舌向保持器并运送给正畸医生。
上述提到的所有专利和专利申请通过引用的方式合并在此。此外，对上述本发明的多种其它变形也是可能的。因此，将不认为本发明仅限于上面详细列出的目前的优选实施例，而是仅通过所附的权利要求的合理范围连同它们的等同形式进行限定。
Claims (28)
1.一种制备虚拟齿列模型的方法，包括：
获得患者口腔结构的数字数据文件，其中所述数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据，和表示与患者牙齿的某些区域连接、邻接牙齿表面的多个正畸矫正器的第二数据；
获得表示在所述某些区域中至少部分患者牙齿表面的第三数据；和
将至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据组合，以提供省略了至少部分所述矫正器的患者牙齿的虚拟齿列模型，其中所述虚拟齿列模型包括一个或多个表面，所述一个或多个表面具有与在所述某些区域中患者牙齿表面相同或基本相同的构造。
2.根据权利要求1所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中所述第三数据表示在将所述正畸矫正器连接到牙齿的时刻之前的患者口腔结构的数据。
3.根据权利要求2所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中所述第一数据表示处于某些位置的牙齿，以及其中所述第三数据表示处于多个位置的患者牙齿，其中所述多个位置中的至少一些位置不同于第一数据所表示的患者牙齿的位置。
4.根据权利要求1所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中通过使用最佳适应算法获得所述第三数据。
5.根据权利要求1所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中由包含模型牙齿结构的数据的库提供所述第三数据。
6.根据权利要求1所述的制备虚拟齿列模型的方法，其还包括使用虚拟齿列模型产生患者齿列的实体模型的行为。
7.根据权利要求6所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中使用快速原型制作法实施产生患者齿列的实体模型的行为。
8.根据权利要求6所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中通过使用虚拟齿列模型来制作用于实体模型的阴模，来实施产生患者齿列的实体模型的行为。
9.根据权利要求8所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中使用快速原型制作法来实施制作阴模的行为。
10.根据权利要求1所述的制备虚拟齿列模型的方法，其中将至少部分所述第一数据与至少部分所述第三数据组合的行为包括从所述数字数据文件中移除至少部分所述第二数据的行为。
11.一种制作牙齿保持器的方法，包括：
获得患者口腔结构的数字数据文件，其中所述数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据，和表示与患者牙齿的某些区域连接的邻接牙齿表面的多个正畸矫正器的第二数据；
获得表示在所述某些区域中至少部分的患者牙齿表面的第三数据；
使用至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据来产生省略所述矫正器的至少一部分的患者齿列的实体模型，其中所述模型包括一个或多个表面，所述一个或多个表面具有与在所述某些区域中患者牙齿表面相同或基本相同的构造；以及
使用所述实体模型制作保持器。
12.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其中至少部分通过使用快速原型制作法来执行使用至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据来产生实体模型的行为。
13.根据权利要求12所述的制作牙齿保持器的方法，其中使用至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据来产生实体模型的行为通过包括下列行为的方法来执行：（1）使用快速原型制作法来制作牙齿复制品、（2）获得所述复制品的印模、以及（3）使用所述印模来制作所述实体模型。
14.根据权利要求12所述的制作牙齿保持器的方法，其中通过使用所述快速原型制作法来制作用于所述实体模型的阴模，来执行使用至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据来产生所述实体模型的行为。
15.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其中在获得所述第二数据时的时间点之前的时间点获得所述第三数据。
16.根据权利要求15所述的制作牙齿保持器的方法，其中所述第一数据表示位于某些位置的牙齿，以及其中所述第三数据表示位于多个位置的患者牙齿，其中所述多个位置中的至少一些位置不同于所述某些位置。
17.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其中通过使用最佳适应算法获得所述第三数据。
18.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其中由包含模型牙齿结构的数据的库提供所述第三数据。
19.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其还包括在象所述矫正器被从患者牙齿分离这样的时间之前，将所述保持器传送到治疗患者的执业医生的诊所的行为。
20.根据权利要求11所述的制作牙齿保持器的方法，其中在象所述矫正器被从患者牙齿分离这样的时间之前，执行制作所述保持器的行为。
21.一种制作牙齿保持器的方法，包括：
在移除与患者牙齿连接的正畸托槽之前，获得表示正畸患者口腔内表面的数字数据文件；
修改所述数字数据文件以基本移除表示托槽的数字数据，并且提供一个或多个表面，所述一个或多个表面具有与所述托槽覆盖的患者牙齿表面相同或基本相同的构造；以及
使用所述修改的数字数据文件制作牙齿保持器。
22.根据权利要求21所述的制作牙齿保持器的方法，其还包括制造省略了所述托槽的患者齿列的实体模型的行为。
23.根据权利要求22所述的制作牙齿保持器的方法，其中至少部分通过使用快速原型制作法执行制造实体模型的行为。
24.根据权利要求23所述的制作牙齿保持器的方法，其中通过包括下列行为的方法来执行制造实体模型的行为：（1）使用快速原型制作法来制作牙齿复制品、（2）获得所述牙齿复制品的印模、以及（3）使用所述印模来制作所述实体模型。
25.根据权利要求23所述的制作牙齿保持器的方法，其中通过使用所述快速原型制作法来制作用于所述实体模型的阴模，来执行制造实体模型的行为。
26.根据权利要求21所述的制作牙齿保持器的方法，其还包括在所述正畸托槽被从患者牙齿移除的同一天期间，为患者提供所述牙齿保持器的行为。
27.根据权利要求21所述的制作牙齿保持器的方法，其中在所述正畸托槽被从患者牙齿移除之前，执行制作所述牙齿保持器的行为。
28.一种制备虚拟齿列模型的系统，包括：
用于获得患者口腔结构的数字数据文件的装置，其中该数字数据文件包括表示患者牙齿表面的第一数据，和表示与患者牙齿的某些区域连接的邻接牙齿表面的多个正畸矫正器的第二数据；
用于获得表示在所述某些区域至少部分的患者牙齿表面的第三数据的装置；以及
用于将至少部分所述第一数据和至少部分所述第三数据组合，以提供省略了所述矫正器的至少一部分的患者牙齿的虚拟齿列模型的装置，其中所述虚拟齿列模型包括一个或多个表面，所述一个或多个表面具有与在所述某些区域中患者牙齿表面相同或基本相同的构造。
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