專利名稱：制造逐步調(diào)整牙齒位置的牙科器械的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)是有關(guān)牙齒矯正領(lǐng)域，特別是有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助制造用于逐步調(diào)整牙齒位置的牙科器械的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的畸牙矯治方法是使用托槽矯正器進(jìn)行矯正，其缺點(diǎn)是鋼絲外露影響美觀以及需要醫(yī)生手工不斷調(diào)節(jié)從而使得矯治過程復(fù)雜，費(fèi)用昂貴。相對(duì)于傳統(tǒng)的托槽矯正器而言，隱形矯治技術(shù)，不需要托槽和鋼絲，采用的是一系列隱形矯治器，該種隱形矯治器由安全的彈性透明高分子材料制成，使矯治過程幾乎在旁人無察覺中完成，不影響日常生活和社交。同時(shí)，沒有了粘結(jié)托槽、調(diào)整弓絲的繁瑣，臨床操作大大簡(jiǎn)化，整個(gè)矯治過程省時(shí)又省力。因此，目前無托槽隱形矯治方法為越來越多的人所采用?，F(xiàn)有的隱形矯治器設(shè)計(jì)制造方法如中國(guó)專利第98806354. 9號(hào)以及中國(guó)專利申請(qǐng)第200910023198號(hào)所描述。但現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法是以插值法計(jì)算每一矯治步驟牙齒目標(biāo)狀態(tài)的位置，這樣，整個(gè)矯治過程中，每一涉及矯治的牙齒是按一固定步距朝某一方向移動(dòng)，使得矯治不夠靈活和個(gè)性化。因此，有必要提供一種更靈活的牙齒矯治器設(shè)計(jì)方法。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的目的之一在于提供一種新的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造多個(gè)用于逐步調(diào)整牙齒的牙科器械的方法和裝置。本申請(qǐng)的一方面提供了一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供表示牙齒組的三維圖像；提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)牙齒組的第一牙齒應(yīng)用操作符多次，獲得表示第一牙齒從第一狀態(tài)到第N1狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列；根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)牙齒組的第二牙齒應(yīng)用操作符多次，獲得表示第二牙齒從第一狀態(tài)到第隊(duì)狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，其中，第一及第二組用戶指令是由用戶根據(jù)三維圖像而輸入；以及根據(jù)第三組用戶指令，組合所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，產(chǎn)生表示所述牙齒組從第一狀態(tài)至第N狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，其中，N1^N2以及N均為大于2的整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，牙齒組的三維圖像是根據(jù)第一及第二組用戶指令實(shí)時(shí)更新。在一個(gè)實(shí)施方式中，操作符包括沿坐標(biāo)系X軸平移、沿坐標(biāo)系Y軸平移、沿坐標(biāo)系 Z軸平移、繞坐標(biāo)系X軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法還包括根據(jù)第四組用戶指令，設(shè)置操作符的步長(zhǎng)值。
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在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組包括牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，其中，對(duì)第一牙齒每應(yīng)用一次操作符對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，對(duì)第二牙齒每應(yīng)用一次操作符對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒位置的牙科器械的方法，其包括利用以上所述的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列的每一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組制作牙齒組的一個(gè)陽(yáng)模，獲得牙齒組的一系列陽(yáng)模；以及以彈性材料在一系列陽(yáng)模的每一個(gè)上形成一個(gè)陰模，獲得一系列陰模，作為逐步調(diào)整牙齒組的牙科器械。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像；提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得表示該組牙齒從所述第一牙齒狀態(tài)到第N牙齒狀態(tài)的一系列逐次的牙齒狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列，其中，所述用戶指令是用戶根據(jù)該組牙齒的三維圖像輸入的。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)第一組用戶指令的操作符的每一次應(yīng)用與第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集相對(duì)應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法還包括根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)牙齒組的第二牙齒應(yīng)用操作符多次。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)第二組用戶指令的操作符的每一次應(yīng)用與第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集相對(duì)應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，牙齒的三維圖像是根據(jù)用戶指令實(shí)時(shí)更新。在一個(gè)實(shí)施方式中，操作符包括以下的至少一個(gè)沿坐標(biāo)系X軸正向平移、沿坐標(biāo)系X軸負(fù)向平移、沿坐標(biāo)系Y軸正向平移、沿坐標(biāo)系Y軸負(fù)向平移、沿坐標(biāo)系Z軸正向平移、 沿坐標(biāo)系Z軸負(fù)向平移、繞坐標(biāo)系X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系X軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y 軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像；提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得第一操作序列；根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第二牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得第二操作序列，其中，第一組和第二組用戶指令是用戶根據(jù)該組牙齒的三維圖像輸入的；組合第一操作序列和第二操作序列獲得總操作序列；以及
根據(jù)總操作序列和第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集產(chǎn)生表示牙齒組從第一牙齒狀態(tài)到第N牙齒狀態(tài)的一系列逐次的牙齒狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)第一牙齒的每一次操作符的應(yīng)用對(duì)應(yīng)第一操作序列中的一個(gè)操作，對(duì)第二牙齒的每一次操作符的應(yīng)用對(duì)應(yīng)第二操作序列中的一個(gè)操作。在一些實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集判斷牙齒組在調(diào)整過程中是否存在碰撞，如有，則指出存在碰撞的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集，同時(shí)指出在該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集中發(fā)生碰撞的牙齒。在一些實(shí)施例中，該方法還包括利用數(shù)子數(shù)據(jù)集序列中最后一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集檢測(cè)牙齒矯正參數(shù)。牙齒矯正參數(shù)包括但不限于擁擠度、覆蓋、覆合、Spee曲線曲度、Bolton指數(shù)、牙弓對(duì)側(cè)性、軸傾度、轉(zhuǎn)矩以及牙列中線等。在一些實(shí)施例中，在牙齒調(diào)整過程中，第一牙齒和第二牙齒可被同時(shí)移動(dòng)。比如， 先移動(dòng)第一牙齒兩次，接下來同時(shí)移動(dòng)第一牙齒和第二牙齒。在一些實(shí)施例中，該方法還包括第一牙齒和第二牙齒每移動(dòng)一次，檢驗(yàn)牙齒組是否存在碰撞，如是，則指示發(fā)生碰撞的牙齒，從而為用戶調(diào)整牙齒位置提供參考。在一些實(shí)施例中，所述檢驗(yàn)是實(shí)時(shí)的。在一些實(shí)施例中，該方法根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)組合第一及第二操作序列，形成總操作序列。進(jìn)一步的，在一些實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)用戶指令，修改第一和/或第二操作序列在總序列中的位置。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集，其包括表示該牙齒組中第一牙齒的第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組；基于第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像；提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一用戶指令，對(duì)第一牙齒應(yīng)用操作符一次，基于第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組獲得表示該第一牙齒第二狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，其中，第一用戶指令是用戶根據(jù)三維圖像輸入的；根據(jù)第一用戶指令更新三維圖像獲得第二三維圖像；根據(jù)第二用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用操作符一次，基于第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組獲得表示該第一牙齒第三狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，其中，第二用戶指令是用戶根據(jù)第二三維圖像輸入的；以及利用第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組產(chǎn)生表示牙齒組第二狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集，利用第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組產(chǎn)生表示牙齒組第三狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集。在一些實(shí)施方式中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組包括對(duì)應(yīng)一顆牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集包括牙齒組中所有牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種數(shù)據(jù)獲取方法，用于獲取制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒的牙科器械所需的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)獲取方法包括提供表示所述一組牙齒的三維圖像，其中，該一組牙齒包括第一牙齒和第二牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，多次移動(dòng)第一牙齒，獲得第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括所述第一牙齒在完成一次相應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；根據(jù)第二組用戶指令，多次移動(dòng)第二牙齒，獲得第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括所述第二牙齒在完成一次相應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)，其中，所述第一和第二組用戶指令是由用戶根據(jù)所述三維圖像而輸入； 以及根據(jù)第三組用戶指令，組合所述第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，產(chǎn)生第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括在一個(gè)相應(yīng)調(diào)整階段目標(biāo)狀態(tài)下所述第一牙齒和第二牙齒的坐標(biāo)。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種數(shù)據(jù)獲取裝置，用于獲取制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒的牙科器械所需的數(shù)據(jù)，其包括三維圖像產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生所述一組牙齒的三維圖像， 為用戶調(diào)整所述一組牙齒提供參考。所述數(shù)據(jù)獲取裝置還包括牙齒坐標(biāo)記錄表，用于存儲(chǔ)第一和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，分別對(duì)應(yīng)第一和第二被移動(dòng)的牙齒，每一所述第一和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列包括多個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，其每一包括對(duì)應(yīng)牙齒在完成對(duì)應(yīng)的移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；牙齒移動(dòng)模塊，根據(jù)移動(dòng)牙齒的指令，產(chǎn)生被移動(dòng)的牙齒在完成每一次移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)，并將其寫入所述牙齒坐標(biāo)記錄表；以及調(diào)整方案產(chǎn)生模塊，根據(jù)用戶指令組合所述第一和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，形成第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一數(shù)據(jù)組包括在一個(gè)對(duì)應(yīng)調(diào)整階段目標(biāo)狀態(tài)下所述第一和第二被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)。在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)獲取裝置還包括步長(zhǎng)值記錄表，用于記錄移動(dòng)牙齒的步長(zhǎng)值。在一些實(shí)施例中，所述三維圖像產(chǎn)生模塊根據(jù)所述牙齒坐標(biāo)記錄表中第一和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列中最后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組更新所述三維圖像。在一些實(shí)施例中，所述牙齒移動(dòng)模塊可對(duì)牙齒進(jìn)行以下操作沿坐標(biāo)系X軸平移、 沿坐標(biāo)系Y軸平移、沿坐標(biāo)系Z軸平移、繞坐標(biāo)系X軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z 軸旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)獲取裝置還包括碰撞檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一數(shù)據(jù)組所對(duì)應(yīng)的所述一組牙齒的狀態(tài)是否存在牙齒碰撞，如是，則指出相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組及牙齒。在一些實(shí)施例中，調(diào)整方案產(chǎn)生模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)組合第一和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，形成第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列。進(jìn)一步的，在一些實(shí)施例中，調(diào)整方案產(chǎn)生模塊可根據(jù)用戶指令修改單顆牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組在第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列中的位置。本申請(qǐng)又一方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其存儲(chǔ)有一計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序被一計(jì)算機(jī)執(zhí)行，所述計(jì)算機(jī)將執(zhí)行以下操作提供表示所述一組牙齒的三維圖像； 根據(jù)用戶指令，多次移動(dòng)第一牙齒，獲得第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括所述第一牙齒在完成一次相應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；根據(jù)用戶指令，多次移動(dòng)第二牙齒，獲得第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括所述第二牙齒在完成一次相應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)，其中，所述牙齒移動(dòng)指令是由用戶根據(jù)所述三維圖像而輸入；以及根據(jù)用戶指令，組合所述第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列和第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，產(chǎn)生第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括在完成一個(gè)相應(yīng)調(diào)整階段時(shí)所述第一牙齒和第二牙齒的坐標(biāo)。 本申請(qǐng)的又一方面提供了一種數(shù)據(jù)獲取方法，獲取用于制造逐步調(diào)整牙齒位置的牙科器械所需的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)獲取方法包括產(chǎn)生牙齒組的三維圖像；根據(jù)用戶指令多次移動(dòng)一顆或多顆牙齒，對(duì)應(yīng)每一被移動(dòng)的牙齒產(chǎn)生一單顆被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，每一單顆被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括對(duì)應(yīng)牙齒在完成對(duì)應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；組合單顆被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，形成被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，每一被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括與當(dāng)前調(diào)整階段目標(biāo)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的各被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組。本申請(qǐng)的又一方面提供了一種數(shù)據(jù)獲取裝置，用于獲取制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒的牙科器械所需的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)獲取裝置包括三維圖像產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生所述一組牙齒的三維圖像，為用戶調(diào)整所述一組牙齒提供參考。該數(shù)據(jù)獲取裝置還包括牙齒坐標(biāo)記錄表，用于記錄每一被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括對(duì)應(yīng)牙齒在完成對(duì)應(yīng)的移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；牙齒移動(dòng)模塊，根據(jù)移動(dòng)牙齒的指令，產(chǎn)生被移動(dòng)的牙齒在完成每一次移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)，并將其寫入所述牙齒坐標(biāo)記錄表；以及調(diào)整方案產(chǎn)生模塊，根據(jù)用戶指令組合所述被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組，形成被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，其中，所述被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的每一數(shù)據(jù)組包括在一個(gè)對(duì)應(yīng)調(diào)整階段目標(biāo)狀態(tài)下每一被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)。以上為本申請(qǐng)的概述，必然有簡(jiǎn)化、概括和省略細(xì)節(jié)的情況，因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該部分僅是例示說明性的，而不旨在以任何方式限定本申請(qǐng)范圍。本概述部分既非旨在確定所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也非旨在用作為確定所要求保護(hù)主題的范圍的輔助手段。
通過下面說明書和所附的權(quán)利要求書并與附圖結(jié)合，將會(huì)更加充分地清楚理解本申請(qǐng)內(nèi)容的上述和其他特征。可以理解，這些附圖僅描繪了本申請(qǐng)內(nèi)容的若干實(shí)施方式，因此不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)本申請(qǐng)內(nèi)容范圍的限定。通過采用附圖，本申請(qǐng)內(nèi)容將會(huì)得到更加明確和詳細(xì)地說明。圖1是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒的牙科器械的方法的流程圖。圖2是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中數(shù)據(jù)獲取裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，參考了構(gòu)成其一部分的附圖。在附圖中，類似的符號(hào)通常表示類似的組成部分，除非上下文另有說明。詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求書中描述的例示說明性實(shí)施方式并非旨在限定。在不偏離本申請(qǐng)的主題的精神或范圍的情況下，可以采用其他實(shí)施方式，并且可以做出其他變化?？梢岳斫猓梢詫?duì)本文中一般性描述的、在附圖中圖解說明的本申請(qǐng)內(nèi)容的各個(gè)方面進(jìn)行多種不同構(gòu)成的配置、替換、組合，設(shè)計(jì)，而所有這些都在明確設(shè)想之中，并構(gòu)成本申請(qǐng)內(nèi)容的一部分。圖1展示了本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒的牙科器械的方法 100的流程圖。雖然，圖1展示了按特定順序排列的框或操作，但該順序并非旨在限制本申請(qǐng)的范圍。類似的，在圖1中未被展示的其他框或操作可被加入方法100，而圖1中的一些框和操作可被從方法100中去除。方法100可包括框101-123所展示的操作的一個(gè)或多個(gè)。在框101中，一組牙齒的石膏模型被獲取。在一些實(shí)施例中，該石膏模型為一位患者的上下頌的石膏模型。在另一些實(shí)施例中，該石膏模型為一位患者的上頌?zāi)Ｐ突蛘呦马災(zāi)Ｐ?。在又一些?shí)施例中，該石膏模型為一位患者上頌的一部分或者下頌的一部分的石膏模型?？傊?，可以根據(jù)需要調(diào)整的牙齒等具體情況來獲取相應(yīng)的石膏模型。在框103中，掃描框101中獲得的石膏模型，獲得牙齒組的原始整體輪廓數(shù)據(jù)，牙齒組的原始整體輪廓數(shù)據(jù)表示整組牙齒原始的整體三維形狀。在另一些實(shí)施例中，牙齒組的整體輪廓數(shù)據(jù)也可以通過直接椅旁掃描患者的上下頌的全部或部分而獲得。在又一些實(shí)施例中，牙齒的整體輪廓數(shù)據(jù)也可以通過掃描患者的牙齒印模獲得。在框105中，根據(jù)用戶指令，計(jì)算機(jī)處理牙齒組的整體輪廓數(shù)據(jù)獲得單個(gè)牙齒的輪廓數(shù)據(jù)及原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，可在計(jì)算機(jī)中利用牙齒組的整體輪廓數(shù)據(jù)提供牙齒組的三維圖像，再通過曲面分割等方法，在該三維圖像中把齒冠從牙齦組織分離，獲得單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)及原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而使得各齒冠的位置可被調(diào)整。單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)表示單個(gè)齒冠的三維形狀，單個(gè)齒冠的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示單個(gè)齒冠在未調(diào)整的整組牙齒中所處的位置。在一些實(shí)施例中，可以切割所有牙齒。在又一些實(shí)施例中，可以只切割涉及調(diào)整的牙齒。涉及調(diào)整的牙齒包括需要被調(diào)整的牙齒、為調(diào)整提供支撐力的牙齒以及與被調(diào)整的牙齒相鄰的牙齒等。在一些實(shí)施例中，除了單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)和原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)外，還可獲得剩余部分的整體輪廓數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，剩余部分可以包括牙齦，也可以包括未被切割的齒冠。在框107中，一計(jì)算機(jī)接收單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)和原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以用于后續(xù)處理。在一些實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)還可接收剩余部分的輪廓數(shù)據(jù)，用于后續(xù)處理。在框109中，該計(jì)算機(jī)利用框107中所接收的單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)和原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生牙齒組的三維圖像。在一些實(shí)施例中，可以利用單個(gè)齒冠的輪廓數(shù)據(jù)和原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及剩余部分的整體輪廓數(shù)據(jù)來產(chǎn)生牙齒組的三維圖像。在另一些實(shí)施例中，可以只產(chǎn)生切割獲得的牙齒組的三維圖像。在框111中，根據(jù)按預(yù)定量多次移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)牙齒的用戶指令，對(duì)應(yīng)每一被移動(dòng)的牙齒產(chǎn)生一坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可提供一些調(diào)整操作符供用戶選擇。移動(dòng)牙齒的方式包括但不限于沿坐標(biāo)系X軸平移、沿坐標(biāo)系Y軸平移、沿坐標(biāo)系Z軸平移、繞坐標(biāo)系X軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。在一些實(shí)施例中，可以為這些調(diào)整操作符預(yù)先設(shè)置步長(zhǎng)值，甚至可以為每一次移動(dòng)設(shè)置不同的步長(zhǎng)值。比如，先把沿坐標(biāo)系X軸平移的步長(zhǎng)值設(shè)置為0.1毫米，以該操作符沿X軸正向第一次移動(dòng)第一牙齒，接著把該步長(zhǎng)值再設(shè)置為0. 2毫米，然后以該操作符沿X軸正向第二次移動(dòng)第一牙齒。在一些實(shí)施例中，可以只設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)系來描述各牙齒的位置。在又一些實(shí)施例中，可以設(shè)置一全局坐標(biāo)系，以描述某一狀態(tài)下各牙齒之間的相對(duì)位置關(guān)系，對(duì)應(yīng)每一被選中牙齒設(shè)置一局部坐標(biāo)系，以描述這顆牙齒移動(dòng)后位置與原始位置的相對(duì)位置關(guān)系。用戶可根據(jù)框109中產(chǎn)生的三維圖像，判斷需要調(diào)整哪些牙齒，以及調(diào)整的方向和量，然后把按預(yù)定量多次移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)牙齒的指令輸入計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，在設(shè)置了各操作符的步長(zhǎng)值后，用戶可利用鼠標(biāo)、鍵盤、軌跡球、觸摸屏、操縱桿等輸入裝置直接拖動(dòng)牙齒，實(shí)現(xiàn)牙齒的移動(dòng)。在另一些實(shí)施例中，用戶可以先選中要移動(dòng)的牙齒，再選擇相應(yīng)的操作符作用于選中的牙齒，實(shí)現(xiàn)牙齒的移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，一次可以只移動(dòng)一顆牙齒，也可以同時(shí)移動(dòng)多顆牙齒。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可以指示出用戶在移動(dòng)牙齒過程中發(fā)生的碰撞。比如，當(dāng)兩顆牙齒發(fā)生碰撞，計(jì)算機(jī)可以在三維圖像上以閃爍的效果來表現(xiàn)這兩顆牙齒，通知用戶發(fā)生碰撞的情況并顯示碰撞量。這可以為用戶移動(dòng)牙齒提供指導(dǎo)。在一些情況下，在設(shè)計(jì)牙齒矯治方案時(shí)，允許牙齒發(fā)生碰撞，使得醫(yī)生可根據(jù)碰撞的情況對(duì)相應(yīng)的牙齒進(jìn)行去釉。對(duì)于不能去釉的牙齒，則在設(shè)計(jì)牙齒矯治方案時(shí)應(yīng)盡量避免其碰撞。在一些實(shí)施例中，可以在設(shè)計(jì)矯治方案之初，為每顆牙齒設(shè)置屬性，指出其是否可去釉，從而決定在設(shè)計(jì)過程中該顆牙齒是否可發(fā)生碰撞。以下將不希望的碰撞統(tǒng)稱為不必要碰撞。計(jì)算機(jī)可根據(jù)用戶輸入的移動(dòng)牙齒的指令，分別為每一被移動(dòng)的牙齒產(chǎn)生坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)單個(gè)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列實(shí)時(shí)更新牙齒組的三維圖像。在另一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)也可以根據(jù)用戶的指令，基于單個(gè)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列更新牙齒組的三維圖像。牙齒的坐標(biāo)可表示為(X，y，ζ，α χ，ay, a z) , χ表示在X軸上的位置，y表示在Y 軸上的位置，ζ表示在Z軸上的位置，Cix表示以X軸為軸的角度，a y表示以Y軸為軸的角度，以及a z表示以Z軸為軸的角度。在一些實(shí)施例中，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可以設(shè)置多個(gè)坐標(biāo)系，一個(gè)全局坐標(biāo)系和每一被移動(dòng)牙齒的局部坐標(biāo)系。全局坐標(biāo)系用于度量各牙齒之間的相互位置關(guān)系，每一牙齒的局部坐標(biāo)系分別用于度量其移動(dòng)后位置與原始位置之差。在一些實(shí)施例中，一顆牙齒的原始位置在其局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(0，0，0，0，0，0)。每一被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列記錄了其移動(dòng)的軌跡，即按順序記錄了該牙齒每次移動(dòng)后的坐標(biāo)，每一數(shù)據(jù)組記錄一個(gè)這樣的坐標(biāo)。下表1是牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列的一個(gè)示例性實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組的方法，該方法包括 獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供所述牙齒組的三維圖像； 提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)所述牙齒組的第一牙齒應(yīng)用所述操作符多次，對(duì)應(yīng)獲得表示所述第一牙齒從第一狀態(tài)到第N1狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列；根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)所述牙齒組的第二牙齒應(yīng)用所述操作符多次，對(duì)應(yīng)獲得表示所述第二牙齒從第一狀態(tài)到第隊(duì)狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，其中，所述第一及第二組用戶指令是由用戶根據(jù)所述三維圖像而輸入；以及根據(jù)第三組用戶指令，組合所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列和第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，產(chǎn)生表示所述牙齒組從第一狀態(tài)至第N狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列，其中，所述N”隊(duì)以及N均為大于2的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙齒組的三維圖像是根據(jù)所述第一及第二組用戶指令實(shí)時(shí)更新成新的三維圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作符包括沿坐標(biāo)系X軸平移、沿坐標(biāo)系Y軸平移、沿坐標(biāo)系Z軸平移、繞坐標(biāo)系X軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)第四組用戶指令，設(shè)置所述操作符的步長(zhǎng)值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組包括牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，對(duì)所述第一牙齒每應(yīng)用一次操作符對(duì)應(yīng)產(chǎn)生所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，對(duì)所述第二牙齒每應(yīng)用一次操作符對(duì)應(yīng)產(chǎn)生所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組。
7.一種制造多個(gè)逐步調(diào)整一組牙齒位置的牙科器械的方法，其包括利用如權(quán)利要求1所述的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組序列的每一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組制作所述牙齒組的一個(gè)陽(yáng)模，獲得所述牙齒組的一系列陽(yáng)模；以及以彈性材料在所述一系列陽(yáng)模的每一個(gè)上形成一個(gè)陰模，獲得一系列陰模，作為逐步調(diào)整所述牙齒組的牙科器械。
8.—種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括 獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像； 提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得表示該組牙齒從所述第一牙齒狀態(tài)到第N牙齒狀態(tài)的一系列逐次的牙齒狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列，其中，所述用戶指令是用戶根據(jù)該組牙齒的三維圖像輸入的，其中，N為大于2的整數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一組用戶指令的所述操作符的每一次應(yīng)用與所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集相對(duì)應(yīng)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)所述牙齒組的第二牙齒應(yīng)用所述操作符多次。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第二組用戶指令的所述操作符的每一次應(yīng)用與所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列中的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集相對(duì)應(yīng)。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述牙齒的三維圖像是根據(jù)用戶指令實(shí)時(shí)更新為新的三維圖像。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述操作符包括以下的至少一個(gè)沿坐標(biāo)系X軸正向平移、沿坐標(biāo)系X軸負(fù)向平移、沿坐標(biāo)系Y軸正向平移、沿坐標(biāo)系Y軸負(fù)向平移、 沿坐標(biāo)系Z軸正向平移、沿坐標(biāo)系Z軸負(fù)向平移、繞坐標(biāo)系X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系X軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。
14.一種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括 獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集；基于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像； 提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得第一操作序列；根據(jù)第二組用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第二牙齒應(yīng)用所述操作符多次，獲得第二操作序列，其中，所述第一組和第二組用戶指令是用戶根據(jù)該組牙齒的三維圖像輸入的；根據(jù)第三組用戶指令，組合所述第一操作序列和第二操作序列獲得總操作序列；以及根據(jù)所述總操作序列和所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集產(chǎn)生表示所述牙齒組從所述第一牙齒狀態(tài)到第N牙齒狀態(tài)的一系列逐次的牙齒狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集序列。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，對(duì)所述第一牙齒的每一次操作符的應(yīng)用對(duì)應(yīng)所述第一操作序列中的一個(gè)操作，對(duì)所述第二牙齒的每一次操作符的應(yīng)用對(duì)應(yīng)所述第二操作序列中的一個(gè)操作。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述操作符包括以下的至少一個(gè)沿坐標(biāo)系X軸正向平移、沿坐標(biāo)系X軸負(fù)向平移、沿坐標(biāo)系Y軸正向平移、沿坐標(biāo)系Y軸負(fù)向平移、 沿坐標(biāo)系Z軸正向平移、沿坐標(biāo)系Z軸負(fù)向平移、繞坐標(biāo)系X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系X軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、繞坐標(biāo)系Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以及它們的任意組合。
17.—種產(chǎn)生表示牙齒狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的方法，該方法包括獲取表示一組牙齒第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集，其中，該第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集包括表示該牙齒組第一牙齒的第一狀態(tài)的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組；基于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集提供該組牙齒的三維圖像； 提供至少一個(gè)操作符，用于以離散的方式移動(dòng)牙齒；根據(jù)第一用戶指令，對(duì)所述第一牙齒應(yīng)用所述操作符一次，基于所述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組獲得表示該第一牙齒第二狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，其中，所述第一用戶指令是用戶根據(jù)所述三維圖像輸入的；根據(jù)所述第一用戶指令更新所述三維圖像獲得第二三維圖像； 根據(jù)第二用戶指令，對(duì)該組牙齒中的第一牙齒應(yīng)用所述操作符一次，基于所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組獲得表示該第一牙齒第三狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組，其中，所述第二用戶指令是用戶根據(jù)所述第二三維圖像輸入的；以及利用所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組產(chǎn)生表示所述牙齒組第二狀態(tài)的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集，利用所述第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組產(chǎn)生表示所述牙齒組第三狀態(tài)的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集。
全文摘要
一種制造逐步調(diào)整牙齒位置的牙科器械的方法，其包括產(chǎn)生牙齒組的三維圖像；根據(jù)用戶指令多次移動(dòng)一顆或多顆牙齒，對(duì)應(yīng)每一被移動(dòng)的牙齒產(chǎn)生一單顆被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，每一單顆被移動(dòng)牙齒坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括對(duì)應(yīng)牙齒在完成對(duì)應(yīng)移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)；組合單顆被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組形成被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列，每一被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組包括與當(dāng)前調(diào)整階段目標(biāo)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的各被移動(dòng)牙齒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)組；利用被移動(dòng)牙齒組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組序列制作一系列牙齒組的陽(yáng)模；在這些陽(yáng)模上形成一系列陰模，作為逐步調(diào)整牙齒位置的牙科器械。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102375908SQ20111022224
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者田杰, 陳樂明 申請(qǐng)人:無錫時(shí)代天使醫(yī)療器械科技有限公司