專利名稱：利用矯正器治療牙齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及牙齒護(hù)理領(lǐng)域，特別涉及畸齒矯正領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
畸齒矯正是處理對(duì)象牙齒的實(shí)踐，以提供更好的功能和外觀。通 常托架被結(jié)合于對(duì)象的牙齒并且用弓形的金屬線連接到一起。托架和 金屬線的組合在牙齒上提供了力量使牙齒移動(dòng)。 一旦牙齒移動(dòng)到期望 的位置并且在適當(dāng)?shù)奈恢蒙媳３忠欢未_定的時(shí)間，身體就使骨骼和組 織適應(yīng)使牙齒保持在期望的位置上。對(duì)象可以安裝保持架來幫助保持 牙齒在期望的位置?；X矯正師最初將他們的治療基于對(duì)象的實(shí)際畸齒矯正結(jié)構(gòu)的心 理圖像和用于該對(duì)象的所期望的實(shí)際畸齒矯正結(jié)構(gòu)的心理圖像，這可 以借助于X射線和/或模型?；谶@些心理圖像，畸齒矯正師依靠他/她 的經(jīng)驗(yàn)將托架和/或帶放置在牙齒上并且手工彎曲(即成形)金屬線， 這樣力量被施加到牙齒上，以重定位牙齒到期望的實(shí)際畸齒矯正結(jié)構(gòu)。 當(dāng)牙齒向著期望的位置移動(dòng)時(shí)，畸齒矯正師對(duì)治療的進(jìn)展、治療的下 一步驟(例如金屬線的新的彎曲，托架的重定位或者替換，head gear, 等等)，和前一步驟的成效做出持續(xù)的判斷。
通?；X矯正師基于他或她的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)金屬線做手工調(diào)整，和/ 或者替換或重定位托架。遺憾的是，在口腔環(huán)境中，由于人的視覺和 人口腔的實(shí)際結(jié)構(gòu)的限制，人類難以精確地開發(fā)出畸齒矯正結(jié)構(gòu)的視 覺三維圖像。此外，難以(如果不是不可能)精確地估計(jì)三維金屬線 彎曲(精確度在幾度內(nèi))并且手工為金屬線施加這樣的彎曲。此外， 難以(或者不可能)確定理想的托架位置以達(dá)到基于心理圖像的期望 的畸齒矯正結(jié)構(gòu)。也非常難以將托架手工放置到所估計(jì)的理想位置。 因此，畸齒矯正治療是需要多次金屬線改變的反復(fù)的過程，而過程的 成效和速度依靠畸齒矯正師的操作技能和診斷專業(yè)知識(shí)。多次改變金 屬線的結(jié)果是增加了費(fèi)用和對(duì)象的不舒適。每個(gè)畸齒矯正師的治療質(zhì) 量也是很不同的，治療每個(gè)對(duì)象的時(shí)間也不同。
畸齒矯正的實(shí)踐非常依賴畸齒矯正師的專業(yè)意見和判斷。已經(jīng)開 發(fā)了很多創(chuàng)新來幫助畸齒矯正師和其他醫(yī)學(xué)專業(yè)人員嘗試排列牙齒。 例如，Andreiko等人的美國專利第5,518,397號(hào)，提供了形成畸齒矯正 鋼絲套的方法。該方法包括獲得對(duì)象牙齒的模型和期望的牙齒定位的 方案。對(duì)象牙齒的外形由模型確定。計(jì)算對(duì)象牙齒的外形和所期望的 定位，并且隨后建立定制的托架用于容納弓形金屬絲以形成畸齒矯正 鋼絲套系統(tǒng)。美國專利第5，518，397號(hào)的裝置將弓形金屬絲以水平面上 的累進(jìn)的曲率和垂直面上基本線性結(jié)構(gòu)放置在托架上。托架被定制以便提供牙齒的三維移動(dòng)。Andreiko等人的美國專利第5，51S，397號(hào)，以 及所有在該說明中提到的專利和參考文獻(xiàn)其整個(gè)內(nèi)容通過參考結(jié)合于 此。
其它涉及托架和托架放置的創(chuàng)新也已經(jīng)被授予專利。例如，這樣 一些專利創(chuàng)新被公開于如下專利中名稱為"畸齒矯正托架和綁扎" (一種將弓形金屬線綁扎到托架的方法)的美國專利第5,618,716號(hào)， 名稱為"用于確定畸齒矯正托架放置方法"的美國專利第5,011，405號(hào)， 名稱為"形成畸齒矯正鋼絲套的方法"的美國專利第5,395,238號(hào)，名 稱為"畸齒矯正器具和因此的組合標(biāo)準(zhǔn)化托架以及制造、組裝和使用 該裝置矯正牙齒的方法"的美國專利第5,533,895號(hào)。
Kuroda等人的(1996) Am. J. Orthodontics 110:365-369描述了一 種用于激光掃描石膏牙齒鑄模以產(chǎn)生鑄模的數(shù)字圖像的方法。也見于 轉(zhuǎn)讓給Ormco Corporation的美國專利第5,605,459號(hào)和美國專利第 5,533,895號(hào)；5,474,448號(hào)；5,454,717號(hào)；5,447,432號(hào)；5,431,562 號(hào)；5,395,238號(hào)；5，368，478號(hào)；和5,319,419號(hào)，其描述了用于設(shè) 計(jì)畸齒矯正器具的牙齒的數(shù)字圖像處理方法。
美國專利第5,011,405號(hào)描述了用于牙齒數(shù)字成像并確定用于畸 齒矯正治療的最佳托架定位的方法。牙齒鑄模的激光掃描以產(chǎn)生三維 模型公開在美國專利第5，338，198號(hào)中，美國專利第5,452,219號(hào)描述 了用于激光掃描牙齒模型和軋制牙齒鑄模的方法。牙齒外形的數(shù)字計(jì) 算機(jī)處理公開在美國專利第5607305和5587912中。計(jì)算機(jī)處理的牙 弓的數(shù)字成像公開在美國專利第5,342,202和5，340，309中。
其它感興趣的專利包括美國專利第5,549,476號(hào)，5,382,164號(hào)， 5,273,429號(hào)，4,936,862號(hào)，3,860,803號(hào)，3'660，900號(hào)，5,645,421號(hào)， 5,055,039號(hào)，4,798,534號(hào)，4,856,991號(hào)，5,035,613號(hào)，5，059，118號(hào)， 5,186,623號(hào)，和4，755,139號(hào)。牙齒位置的現(xiàn)實(shí)模擬對(duì)于很多畸齒矯正治療過程非常有用。畸齒 矯正師可以使用上牙弓和下牙弓的石膏模型來建立一個(gè)可以被處理的 結(jié)構(gòu)來模仿牙齒起始和最后的位置。這樣，牙齒可以被模擬來幫助消
除猜測(cè)。托架可以被結(jié)合到每個(gè)牙齒模型為畸齒矯正師展示穿過托架 狹縫以達(dá)到期望結(jié)果的金屬線的幾何形狀。然后托架位置可以被轉(zhuǎn)移 到最初的咬合不正的模型。為了確保托架將被正確地結(jié)合到真實(shí)對(duì)象 牙齒的這個(gè)位置，可以制造用于每個(gè)牙齒的小模片，所述模片適合托 架和牙齒的相關(guān)部分，并且允許托架在對(duì)象牙齒上的可靠放置。可選 地，可以通過放置每個(gè)單個(gè)的托架到咬合不正的模型上為每個(gè)牙弓制 造轉(zhuǎn)移盤，然后每個(gè)牙弓制造單個(gè)的轉(zhuǎn)移盤，該轉(zhuǎn)移盤覆蓋所有托架 和每個(gè)牙齒的相關(guān)位置。因此，轉(zhuǎn)移盤可以使用間接結(jié)合幫助確保非 ?？炜墒欠浅＞_的結(jié)合。
Andreiko等人的美國專利第5,431,562號(hào)描述了計(jì)算機(jī)處理的，器 具驅(qū)動(dòng)的畸齒矯正的方法，在該方法中獲得牙齒的形狀信息并且從形 狀信息中計(jì)算出目標(biāo)牙弓形狀。定制的托架狹縫的形狀、托架基底， 和畸齒矯正弓形金屬線，根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)的目標(biāo)弓形形狀計(jì)算。然而畸 齒矯正師基本不與器具設(shè)計(jì)相互作用。
Align Technologies也提供了透明的、可拆除的矯正裝置。在這個(gè) 系統(tǒng)中，畸齒矯正師獲得對(duì)象齒系的印痕模型并且將這個(gè)模型運(yùn)送到 遠(yuǎn)程的器具制造中心，在那里用CT掃描儀掃描這個(gè)模型。該齒系最終
目標(biāo)情形的計(jì)算機(jī)模型在該器具制造中心產(chǎn)生，并且可以通過國際互 聯(lián)網(wǎng)被畸齒矯正師可見?；X矯正師指出他或者她希望對(duì)單獨(dú)牙齒位 置做出的改變。隨后，通過國際互聯(lián)網(wǎng)提供另一個(gè)虛擬模型，畸齒矯 正師可以檢查這個(gè)修訂的模型，并且指出任何更進(jìn)一步的改變。多次 這樣的反復(fù)之后，對(duì)目標(biāo)情形取得一致意見。 一系列可拆除的矯正裝 置(或者牙套)隨后被制造出來并且提供給畸齒矯正師。牙套(shells) 在理論上將該對(duì)象的牙齒移動(dòng)到期望或者(最終)的目標(biāo)位置。治療(全部治療過程)的不同步驟之間的配合通常包括來自從業(yè) 者(例如醫(yī)生、牙科技師等等)僅僅參考(治療)對(duì)象初始牙齒排列 而形成矯正器設(shè)計(jì)的早期輸入。大多數(shù)治療過程通過牙齒矯正器動(dòng)態(tài) 地與對(duì)患者正在進(jìn)行的治療相互作用。這樣，或許難以使從業(yè)者和正 在進(jìn)行生產(chǎn)的矯正器之間的互相作用最優(yōu)化。
Align Technology的美國專利第6,699,037號(hào)描述了從初始牙齒排 列到最終牙齒排列的重定位牙齒的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。重定位由包括 一系列器具的系統(tǒng)完成，該器具被配置成在腔體中接納牙齒、并且在
一系列至少三個(gè)連續(xù)步驟中遞增地重定位單個(gè)的牙齒。單個(gè)的器具優(yōu) 選的包括聚合物牙套，該牙套具有形成在那里的牙齒接納腔體，通常 通過立體平版印刷成型。每個(gè)單個(gè)的器具被配置成其牙齒接納腔體具 有對(duì)應(yīng)于中間或者最終牙齒排列的幾何形狀供該器具使用。也就是說， 當(dāng)對(duì)象第一次戴上該器具時(shí)，某些牙齒相對(duì)于器具腔體無形變的幾何 形狀不重合(misaligned)。然而該器具是有足夠的回彈力適應(yīng)或者符合 不重合的牙齒，并且將施加足夠的相反的回彈力于這樣不重合的牙齒 以便重定位牙齒到該治療步驟期望的中間或者最終排列。
美國專利6,471,511和6,682,346號(hào)描述了 Align Technology公司
的立體平版印刷制造過程。然而多個(gè)困難存在于立體平版印刷過程中。 立體平版印刷過程使用的材料可能對(duì)人的健康有毒并造成傷害。立體 平版印刷一層一層地構(gòu)造矯正器，當(dāng)該矯正器被對(duì)象戴上時(shí)，這可能 形成容易受微生物和細(xì)菌生長影響的空間。此外，Align Technology公 司的立體平版印刷過程在每個(gè)不同的治療階段也需要不同的矯正器模 具，這將產(chǎn)生很多廢棄物并且是對(duì)環(huán)境不利的。這樣，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用 就需要有效并且有高效的方法來產(chǎn)生牙齒矯正器。
建立對(duì)象的牙齒模型，例如建立上牙弓或者下牙弓的模型(包括 牙齒相互影響的方式)可能是在使用或者建立矯正裝置的重要特點(diǎn)。對(duì)象的牙齒模型在畸齒矯正期間能夠幫助引導(dǎo)對(duì)象的牙齒期望的移 動(dòng)。當(dāng)經(jīng)歷牙齒重新排列時(shí)模型能夠幫助避免對(duì)象牙齒之間的沖突。 模型也能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)和制造牙齒矯正裝置提供輸入。這樣，就需要精確 和有效率地獲得對(duì)象牙弓的模型，包括虛擬的和實(shí)際的模型。
使用矯正裝置的畸齒矯正治療的另一個(gè)挑戰(zhàn)是在反復(fù)的治療過程 中精確地將對(duì)象的牙齒移動(dòng)轉(zhuǎn)換為治療測(cè)量。當(dāng)前的治療技術(shù)不能定 量地監(jiān)視對(duì)象牙齒的移動(dòng)并根據(jù)對(duì)象牙齒的移動(dòng)精確地調(diào)整治療。
使用可拆除矯正裝置的畸齒矯正治療的另一個(gè)挑戰(zhàn)是精確地和最 有效率地實(shí)施牙齒移動(dòng)。當(dāng)前的治療技術(shù)通常不能估計(jì)對(duì)象牙齒真實(shí) 的和最小阻力的移動(dòng)，這導(dǎo)致想要的牙齒移動(dòng)和/或不必要的治療步驟 數(shù)量。
通過跟蹤上下牙弓中的牙齒的相對(duì)位置，可以設(shè)計(jì)并制造牙齒矯 正器裝置，以反映正在由畸齒矯正師或使用者在進(jìn)行的治療，以及對(duì) 該對(duì)象的治療效果。這樣可以最終節(jié)省成本、治療時(shí)間，并且還可以 增強(qiáng)使用者的舒適感。
最后，可以設(shè)計(jì)牙齒治療過程，以便能夠根據(jù)該對(duì)象牙齒的移動(dòng) 修改治療步驟。而且，需要優(yōu)化的治療過程，包括牙齒矯正器的制造。 這里描述的是可以解決上述一些現(xiàn)有問題裝置、系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種根據(jù)治療對(duì)象的牙弓設(shè)計(jì)、制造和使用牙齒矯正 裝置的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。這里描述的該方法、裝置和系統(tǒng)的實(shí)施包 括下述中的一個(gè)或多個(gè)。
這里的一般地描述的是移動(dòng)治療對(duì)象的牙齒(例如治療一個(gè)對(duì)象) 的方法，其中提供給治療對(duì)象戴上一個(gè)或多個(gè)矯正器，以便該矯正器的牙齒。矯正其可以設(shè)計(jì)成被戴上的一系 列矯正器的一部分。該系列可以根據(jù)治療對(duì)象的初始牙齒位置和來自 使用者(例如諸如醫(yī)生、畸齒矯正師、技術(shù)人員等的執(zhí)業(yè)者)的輸入 (input)確定。在一些變化中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)矯正器被戴上時(shí)，該治 療系列(因此該矯正器)可以根據(jù)來自治療對(duì)象牙齒位置的反饋來設(shè) 計(jì)。在一些變化中，使用者可以在治療過程中修改該系列。在一些變 化中，該系列根據(jù)一個(gè)或多個(gè)制約的移動(dòng)方向(例如，單個(gè)牙齒的移 動(dòng)或旋轉(zhuǎn)方向)來確定。提供了該裝置、方法和系統(tǒng)的變化和例子。
這里描述的用于生產(chǎn)移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒矯正器的方法。 一般而 言，這些方法可以包括如下步驟生產(chǎn)模擬對(duì)象牙齒之一的牙體的牙 齒模型；對(duì)該牙齒模型附加一個(gè)或多個(gè)模擬該對(duì)象牙根的對(duì)齊 (registration)特征；生產(chǎn)具有一個(gè)或多個(gè)接收特征的牙齒基底(base)， 其被構(gòu)造以接納牙齒模型；以及利用連接于在該牙齒基底上的一個(gè)或 多個(gè)接納特征的牙齒模型制造牙齒矯正器。
制造牙齒矯正器的步驟可以包括生產(chǎn)模擬該對(duì)象的牙齒的牙體的 多個(gè)牙齒模型；在牙齒基底上組裝實(shí)際的牙齒模型以形成實(shí)際的牙弓 模型；以及利用連接于牙齒基底的實(shí)際的牙弓模型制造牙齒矯正器。 實(shí)際牙齒模型上的對(duì)齊特征可以包括銷或凸起，而接納特征可以包括 空穴、狹槽或孔。該接納特征通常與對(duì)齊特征配合。在這里包括的一 些變化中，接納特征可以包括銷或凸起，而對(duì)齊特征可以包括空穴、 狹槽或孔?？梢允褂萌魏魏线m的對(duì)齊特征和接納特征。
通過利用對(duì)象的牙齒印痕生產(chǎn)該對(duì)象的實(shí)際牙弓模型，并且將該 實(shí)際的牙弓模型分開成一個(gè)或多個(gè)牙齒模型，可以生產(chǎn)牙齒模型。通 過在連接于牙齒基底的牙齒模型上利用矯正器制造材料片來真空形成 牙齒矯正器，或者通過CNC制造，或者通過鑄塑，可以構(gòu)建牙齒矯正 器。這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象的牙齒的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括 多個(gè)實(shí)際的牙齒模型，每個(gè)牙齒模型具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征(其中 該對(duì)齊特征模擬對(duì)象牙齒的牙根，并且其中每個(gè)牙齒模型包括用對(duì)象 的牙齒模型形成的牙體)；包含一個(gè)或多個(gè)接納特征的牙齒基底(牙 齒基底構(gòu)造成接納多個(gè)牙齒模型，以形成對(duì)應(yīng)于該對(duì)象的牙弓的目標(biāo) 結(jié)構(gòu)的實(shí)際的牙弓模型)；以及利用連接于該牙齒基底的多個(gè)實(shí)際牙
齒模型制造的牙齒矯正器，使得牙齒矯正器對(duì)應(yīng)該對(duì)象的牙弓的目標(biāo) 結(jié)構(gòu)。
這里描述的牙齒矯正器通常旨在將對(duì)象的牙齒從初始的結(jié)構(gòu)移動(dòng) 到最終的結(jié)構(gòu)。因此矯正器可以用于矯直牙齒或修正不閉合。這些牙 齒矯正器可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)和/或平移對(duì)象的牙齒而移動(dòng)對(duì)象的牙齒。例如， 當(dāng)矯正器被對(duì)象戴上時(shí)，該牙齒矯正器可以沿著圍繞其牙根的一個(gè)方 向或多個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)該對(duì)象的至少一顆牙齒。具體說，牙齒矯正器可以 沿著極方向、方位角方向以及自旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)或多個(gè)圍繞其牙根的
方向轉(zhuǎn)動(dòng)該對(duì)象的至少一顆牙齒。牙齒矯正器可以沿著X方向、Y方 向和/或Z方向平移對(duì)象的至少一顆(或多顆)牙齒。
用于治療對(duì)象的牙齒的另一種方法包括如下步驟確定對(duì)象牙齒 的目標(biāo)結(jié)構(gòu)；根據(jù)該目標(biāo)結(jié)構(gòu)在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征(接納特征 構(gòu)造成接納實(shí)際的牙齒模型)；將該實(shí)際的牙齒模型組裝在牙齒基底 上以形成實(shí)際的牙弓模型；以及利用該實(shí)際的牙弓模型生產(chǎn)牙齒矯正 器以將對(duì)象的牙齒移動(dòng)為目標(biāo)結(jié)構(gòu)。在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征的步 驟可以包括根據(jù)對(duì)象牙齒的目標(biāo)結(jié)構(gòu)在牙齒基底上確定接納特征的位 置，并且在該牙齒基底的確定的位置生產(chǎn)該接納特征。
如上所述，在該牙齒基底上生產(chǎn)該接納特征可以包括如下步驟 通過利用對(duì)象的牙齒印痕模制可塑的鑄塑材料生產(chǎn)對(duì)象實(shí)際牙弓模 型；在該對(duì)象實(shí)際牙弓模型上生產(chǎn)對(duì)齊特征；以及將該對(duì)象實(shí)際牙弓 模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模型。每個(gè)實(shí)際牙齒模型可以包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征。
確定對(duì)象牙齒的目標(biāo)結(jié)構(gòu)可以包括如下步驟確定對(duì)象牙齒的初 始的構(gòu)型；確定對(duì)象牙齒的最終構(gòu)型，以及確定多個(gè)治療步驟的每個(gè) 治療步驟的目標(biāo)構(gòu)型，該多個(gè)治療步驟的每個(gè)治療步驟用于將對(duì)象的 牙齒從初始的形式移動(dòng)到最終的構(gòu)型?？梢酝ㄟ^任意的適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ?造牙齒基底上的接納和/或?qū)R特征，包括通過基于CNC的制造，或其 他計(jì)算機(jī)控制的方法。在這里描述的一些方法、裝置和系統(tǒng)中，基準(zhǔn)
標(biāo)記(fiduciary mark)(例如接納和/或?qū)ζ涮卣?作為矯正器制造方 法的一部分來制造。
這里還描述的是用于治療對(duì)象的牙齒的方法，包括確定對(duì)象牙齒 的初始構(gòu)型；確定對(duì)象牙齒的最終構(gòu)型；對(duì)于對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)牙齒 設(shè)計(jì)從初始的構(gòu)型到最終構(gòu)型的移動(dòng)路徑；將移動(dòng)路徑分成多個(gè)治療 步驟(每個(gè)治療步驟具有對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型)；根據(jù)對(duì)象牙齒的目 標(biāo)構(gòu)型在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征(該接納特征構(gòu)造成接納實(shí)際的牙 齒模型)；在牙齒基底上組裝實(shí)際的牙齒模型以便形成目標(biāo)構(gòu)型的實(shí) 際的牙弓模型；以及利用該實(shí)際的牙弓模型生產(chǎn)該對(duì)象的至少一個(gè)牙 齒矯正器，以將該對(duì)象的牙齒移動(dòng)為目標(biāo)結(jié)構(gòu)形式。
在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征的步驟可以包括根據(jù)對(duì)象牙齒的目標(biāo) 結(jié)構(gòu)形式在牙齒基底上確定接納特征的位置，并且在牙齒基底上的確 定的位置生產(chǎn)接納特征。而且，在牙齒基底上組裝實(shí)際的牙齒模型的 步驟可以包括從對(duì)象的牙齒模型生產(chǎn)實(shí)際牙齒模型，其中該實(shí)際牙齒 模型包括對(duì)齊特征，該對(duì)齊特征構(gòu)造成被連接于該牙齒基底上的接納 特征。
該實(shí)際牙齒模型可以通過如下方式組裝在牙齒基底上即通過利
用對(duì)象的牙齒印痕模制可塑的鑄塑材料生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際牙弓模型，在 該對(duì)象實(shí)際牙弓模型上生產(chǎn)對(duì)齊特征，并且將該對(duì)象實(shí)際牙弓模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其中每個(gè)實(shí)際牙齒模型包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊 特征。通過利用基于CNC的制造可以生產(chǎn)實(shí)際牙齒模型，例如，或者 它們可以被模制。 一般來說，可以通過在實(shí)際牙弓模型上利用矯正器 制造材料片真空形成牙齒矯正器，通過在鑄塑腔中的實(shí)際牙弓模型上 模制可塑的鑄塑材料，或者通過利用基于CNC的制造，來生產(chǎn)牙齒矯 正器。
這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以 包括存儲(chǔ)裝置，其被構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒初始的構(gòu)型；對(duì)象牙齒最終 的構(gòu)型；對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)牙齒的從初始的構(gòu)型到最終構(gòu)型的移動(dòng)路 徑；以及沿著該移動(dòng)路徑的在該初始的構(gòu)型和最終的構(gòu)型之間的目標(biāo) 構(gòu)型。該系統(tǒng)還可以包括牙齒基底，其具有對(duì)應(yīng)于對(duì)象牙齒的目標(biāo)結(jié) 構(gòu)形式的接納特征；包括連接于在該基底上的接納特征的實(shí)際牙齒模 型的實(shí)際牙弓模型；以及利用該實(shí)際牙弓模型生產(chǎn)的牙齒矯正器，其 構(gòu)造成朝著目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)該對(duì)象的牙齒。該存儲(chǔ)裝置可以是計(jì)算機(jī)， 其可以構(gòu)造成在根據(jù)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型的位置上控制在牙齒基底 上的接納特征的制造。
這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括 計(jì)算機(jī)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒目標(biāo)構(gòu)型；牙齒基底，其具有對(duì)應(yīng)與 存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)中目標(biāo)結(jié)構(gòu)形式的接納特征； 一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模 型，其構(gòu)造成連接于該基底上的接納特征；以及利用連接于該牙齒基 底的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型生產(chǎn)的牙齒矯正器。由于它是從連接于 該牙弓的實(shí)際牙齒模型生產(chǎn)的，該矯正器構(gòu)造成朝著該目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng) 該對(duì)象的牙齒。該計(jì)算機(jī)可以構(gòu)造成在對(duì)應(yīng)該目標(biāo)構(gòu)型的位置控制在 牙齒基底上接納特征的制造。該計(jì)算機(jī)也可以構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒初 始的構(gòu)型，對(duì)象牙齒最終的構(gòu)型，以及對(duì)應(yīng)于從初始的構(gòu)型到最終構(gòu) 型的治療步驟中的多個(gè)目標(biāo)構(gòu)型。
這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括實(shí)際牙弓模型，其包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型，每個(gè)實(shí)際牙 齒模型具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征；具有接納特征的牙齒基底，該接納 特征構(gòu)造成接納該實(shí)際牙齒模型的對(duì)齊特征，以形成實(shí)際牙弓模型； 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型并且控制在該牙齒基
底上的接納特征的制造；以及利用實(shí)際牙弓模型生產(chǎn)的牙齒矯正器， 其構(gòu)造成朝著目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒。
該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以構(gòu)造成根據(jù)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)結(jié)構(gòu)形式確定該 牙齒基底上的接納特征的位置，以控制在該牙齒基底的確定位置的該 接納特征的制造。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒初始的構(gòu) 型和對(duì)象牙齒最終的構(gòu)型，并且確定從該初始的構(gòu)型到最終的構(gòu)型的 多個(gè)治療步驟的目標(biāo)構(gòu)型。
這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型；包括對(duì)齊特征的一 個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型；牙齒基底，其具有接納該對(duì)齊特征的接納特 征；構(gòu)造成構(gòu)型在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下根據(jù)該目標(biāo)構(gòu)型在該牙齒基底 上制造該接納特征的裝置；以及在連接于該牙齒基底的實(shí)際牙齒模型 上形成的牙齒矯正器；其中，該牙齒矯正器構(gòu)造成朝著該目標(biāo)構(gòu)型移 動(dòng)該對(duì)象的牙齒。
這里還描述的是用于移動(dòng)具有反饋的對(duì)象牙齒的牙齒治療方法。 該治療牙齒的方法可以包括如下步驟生產(chǎn)第一牙齒矯正器，用于朝 著第一目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒；在對(duì)象已經(jīng)戴上該第一牙齒矯正器 之后分析該對(duì)象牙齒的位置；根據(jù)該對(duì)象已經(jīng)戴上該第一牙齒矯正器 之后該對(duì)象牙齒的位置確定第二目標(biāo)構(gòu)型；以及生產(chǎn)第二牙齒矯正器， 用于朝著第二目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒。生產(chǎn)用于朝著第二目標(biāo)構(gòu)型 移動(dòng)對(duì)象的牙齒的第二牙齒矯正器的步驟可以包括生產(chǎn)具有接納特征 的(其中，該接納特征對(duì)應(yīng)于該對(duì)象牙齒的第二目標(biāo)構(gòu)型，該接納特
征構(gòu)造成接納實(shí)際牙齒模型)牙齒基底；將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙齒基底上，以形成實(shí)際牙弓模型；以及用該實(shí)際牙弓模型形成第二 牙齒矯正器。
該方法還包括從該對(duì)象的牙弓通過利用該對(duì)象的牙齒印痕生產(chǎn)模 板實(shí)際牙弓模型，形成實(shí)際牙齒模型的步驟；將對(duì)齊特征加在該模板 實(shí)際牙弓模型上，以及將該模板實(shí)際牙弓模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模 型，其中每個(gè)實(shí)際牙齒模型包括至少一個(gè)對(duì)齊特征。該方法還可以包 括確定該對(duì)象牙齒的最終目標(biāo)構(gòu)型，其中該第一牙齒矯正器和第二牙 齒矯正器朝著最終目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)該對(duì)象的牙齒。在對(duì)象已經(jīng)戴上該第 一牙齒矯正器之后分析該對(duì)象牙齒的位置可以包括在對(duì)象已經(jīng)戴上該 第一牙齒矯正器之后產(chǎn)生該對(duì)象牙齒的印痕，并且利用該對(duì)象牙齒的 印痕測(cè)量該對(duì)象牙齒的位置。
這里還描述的是用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 第一牙齒矯正器，其構(gòu)造成朝著第一目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒；測(cè)量 裝置，其構(gòu)造成在對(duì)象已經(jīng)戴上該第一牙齒矯正器之后測(cè)量該對(duì)象的 牙齒的位置；牙齒基底，其具有用于接納實(shí)際牙齒模型的接納特征； 以及分析裝置，其構(gòu)造成幫助技術(shù)人員根據(jù)對(duì)象己經(jīng)戴上該第一牙齒 矯正器之后該對(duì)象牙齒的位置確定第二目標(biāo)構(gòu)型(其中該分析裝置還 構(gòu)造以形成該牙齒基底的接納特征，以便它們對(duì)應(yīng)該第二目標(biāo)構(gòu)型)。 該測(cè)量裝置可以時(shí)機(jī)械定位裝置或光學(xué)掃描儀。該分析裝置可以包括 構(gòu)造成操縱該對(duì)象牙齒的數(shù)字模型的計(jì)算機(jī)，其中該分析裝置包括約 束邏輯電路，其正如這里進(jìn)一步描述的，指示對(duì)牙齒移動(dòng)的約束。
這里還描述的是構(gòu)建用于治療對(duì)象的牙齒矯正器的方法，該方法 包括確定該對(duì)象牙齒的初始的構(gòu)型，從該初始的構(gòu)型確定該對(duì)象牙齒 的目標(biāo)構(gòu)型(其中在目標(biāo)構(gòu)型中的牙齒在至少一個(gè)自由度不移動(dòng)的約 束下從初始的構(gòu)型移動(dòng))；以及生產(chǎn)該牙弓的實(shí)際模型，該牙弓的實(shí) 際模型具有排列為該目標(biāo)構(gòu)型的實(shí)際牙齒模型。該初始的構(gòu)型可以反 映在該對(duì)象的牙弓中的牙齒的當(dāng)前構(gòu)型。確定目標(biāo)構(gòu)型的步驟可以包
27括人工確定目標(biāo)構(gòu)型，并且可以通過利用包括約束邏輯電路的分析裝 置的幫助，該約束邏輯電路指示對(duì)牙齒移動(dòng)的約束。自由度通常從下 面一組中選擇X方向、Y方向、Z方向、極方向、方位角方向、以及 自旋方向。無移動(dòng)的約束可能意味著沿著X方向、Y方向、Z方向沒 有平移移動(dòng)，或牙齒在極方向、方位角方向、或自旋方向沒有繞牙根 的旋轉(zhuǎn)。
這里還描述的是構(gòu)建具有移動(dòng)約束的牙齒矯正器的系統(tǒng)。該系統(tǒng) 可以包括分析裝置，其構(gòu)造成允許操縱對(duì)象的牙弓模型從該初始的構(gòu) 型到牙齒的目標(biāo)構(gòu)型，其中該分析裝置包括約束邏輯電路，其指示對(duì) 該對(duì)象牙齒移動(dòng)在一個(gè)或多個(gè)自由度移動(dòng)的約束。該系統(tǒng)還可以包括 多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其構(gòu)造以形成該對(duì)象的牙弓(具有對(duì)齊特征的實(shí) 際牙齒模型，該對(duì)齊特征對(duì)應(yīng)于該對(duì)象牙齒的根部)；具有接納特征 的牙齒基底，該接納特征構(gòu)造成接納該實(shí)際牙齒模型，使得該實(shí)際牙 齒模型排列為目標(biāo)構(gòu)型。
這種分析裝置可以包括計(jì)算機(jī)裝置，其構(gòu)造成將該對(duì)象牙齒的移 動(dòng)分解成圍繞該對(duì)象牙齒的牙根的轉(zhuǎn)動(dòng)和該對(duì)象牙齒的平移。如上所 述，自由度可以從下面一組中選擇X方向、Y方向、Z方向、極方向、 方位角方向，和自旋方向。
公開的裝置、方法和系統(tǒng)可以提供牙齒矯正裝置。這樣獲得的牙 齒矯正裝置對(duì)重新調(diào)整牙齒是有效的，并且在可以增強(qiáng)配戴時(shí)的舒適 感。與現(xiàn)有的系統(tǒng)相比，該公開的裝置、系統(tǒng)和方法可以明顯地減少 治療時(shí)間和成本。在治療步驟之間可以共享實(shí)際牙齒模型和牙齒基底。 可以構(gòu)造實(shí)際牙弓模型并且對(duì)于不同的治療步驟可以重新構(gòu)造。該實(shí) 際牙齒模型在不同的治療步驟中可以用于形成不同的牙弓模型，這可 以明顯減少每個(gè)治療步驟需要的治療成本和循環(huán)時(shí)間。牙齒基底可以 包括多個(gè)目標(biāo)構(gòu)型，每個(gè)構(gòu)型用于不同的治療步驟。牙齒基底的成本 可以在個(gè)各治療步驟之間分擔(dān)?？梢岳迷搶?shí)際牙弓模型方便地并且廉價(jià)地構(gòu)建牙齒矯正器。
在附圖和下面的說明書內(nèi)容中提出一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)情 況。從下面說明和附圖以及從權(quán)利要求中本發(fā)明的其他特征、目的和 優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。


包含在本申請(qǐng)內(nèi)并構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí) 施方案，并且與該說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明用于為治療對(duì)象提供精確的畸齒校整治療的 流程圖。
圖1B是示出具有這里描述的反饋的牙齒治療方法的另一種變化 的流程圖。
圖2示出一種用于獲得牙齒印痕的表面位置和對(duì)象的牙齒位置的 示例的機(jī)械定位裝置。
圖3A示出對(duì)象的牙齒和移動(dòng)的分解。
圖3B示出能夠模擬圖3A的對(duì)象牙齒移動(dòng)的牙齒模型。
圖3C示出具有對(duì)齊特征的牙齒模型。
圖4示出生產(chǎn)用于接受實(shí)際牙齒模型的牙齒基底上的接收特征的 系統(tǒng)。
圖5是牙齒基底的俯視圖，包括用于接納附加在實(shí)際牙齒模型上 的接納銷的多個(gè)空穴。
圖6示出實(shí)際的牙齒模型，包括使實(shí)際的牙齒模型能夠插入牙齒 基底上兩個(gè)相應(yīng)的空穴中的兩個(gè)銷。
圖7示出利用牙弓模型制造牙齒矯正器的設(shè)置。
圖8示出描述治療方法的一種變化的流程圖，該方法用于這里所 述的治療不重合的牙齒。
具體實(shí)施例方式
下面的詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)參考附圖閱讀。附圖沒有必要按比例繪制，它示出選擇的實(shí)施例并不是想要限制本發(fā)明的內(nèi)容。詳細(xì)描述通過舉 例而不是限制的方式說明本發(fā)明的原理。該描述將清楚地使本領(lǐng)域的 技術(shù)人員能夠利用該發(fā)明，并且描述多個(gè)實(shí)施方案、修改、變化、替 代和應(yīng)用，包括據(jù)信是目前實(shí)施本發(fā)明最好的方式。
應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說明，這里描述的該方法、系統(tǒng)和裝置不需 要限制在畸齒矯正的治療的應(yīng)用。作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀了本發(fā) 明內(nèi)容后應(yīng)當(dāng)理解，變化可以用在各種其他牙科應(yīng)用中，例如用于牙 冠、牙橋和矯正器的構(gòu)建和或其治療計(jì)劃。牙齒模型也可以修改以支 持研究和/或教學(xué)應(yīng)用。而且，應(yīng)當(dāng)理解，這里描述的方法、裝置和系 統(tǒng)的變化可以與各種牙科診斷和治療裝置聯(lián)合應(yīng)用，以改善對(duì)象的牙 齒狀況。
應(yīng)當(dāng)指出，正如在說明書和權(quán)利要求中所用的，單數(shù)形式的"一 個(gè)"和"該"包括涉及的多個(gè)事物，除非在上下文中另外清楚地指出。 因此例如，術(shù)語"牙齒"意在指一顆牙齒或多顆牙齒的組合，"牙弓" 意在指一個(gè)或多個(gè)牙弓(例如，上下牙弓)。還有，正如這里所用的， "計(jì)算"和"用公式表示"可以包括利用手工和/或計(jì)算機(jī)計(jì)算，例如 用于建立對(duì)象的數(shù)字表示法(例如，數(shù)字模型)或測(cè)量牙齒位置的差 別的計(jì)算和公式表示法。例如數(shù)字表示法可以包括存在計(jì)算機(jī)的文件，
其中該文件包括表示牙弓的三維投影的數(shù)字。在另一種變化中數(shù)字表 示法包括數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組包括由計(jì)算機(jī)程序可利用以形成希望的對(duì) 象的數(shù)字模型的參數(shù)。
這里描述的是用于治療對(duì)象的不整齊的牙齒的治療方法。圖8示 出治療方法的圖解概要。。該方法總的包括如下步驟分析對(duì)象的牙 弓801;用公式表示治療計(jì)劃803;開始治療計(jì)劃805;監(jiān)視治療計(jì)劃 807;必要時(shí)修訂治療計(jì)劃809;以及繼續(xù)治療計(jì)劃直到達(dá)到希望的終
點(diǎn)811。該治療計(jì)劃可以包括任何適當(dāng)?shù)闹委熡?jì)劃，但是通常包括設(shè)計(jì)和 提供牙齒器械(也叫做牙齒矯正器)以改變對(duì)象的牙弓。該治療計(jì)劃 可以包括如下步驟分析對(duì)象的牙弓；建立牙弓的模型；設(shè)計(jì)由該對(duì) 象戴上的牙弓以便以希望的形式改變?cè)撗拦?。該治療?jì)劃還可以包括 如下步驟制備該對(duì)象的牙弓(例如通過提取、成形、修整，或另外 改變對(duì)象的一顆或多顆牙齒)。最后該治療計(jì)劃可以包括如下步驟 設(shè)計(jì)一個(gè)或一系列牙齒矯正器，和構(gòu)建一個(gè)或一系列牙齒矯正器。
下面提供的是治療方法的實(shí)例，包括特定的步驟，該步驟可以作 為治療方法的一部分，或治療方法的特征。具體說，描述'了用作治療 方法一部分的牙齒矯正器。
治療方法
這里描述的治療方法包括構(gòu)建一個(gè)或多個(gè)牙齒矯正器的各步驟。 牙齒矯正器(多個(gè)牙齒矯正器)可以形成為在牙齒模型上模制的一系 列聚合物牙齒矯正器。這個(gè)步驟通常包括在對(duì)象牙弓模型上形成標(biāo)
準(zhǔn)的牙科等級(jí)的聚合物(例如從RainTree Essix得到的牙科等級(jí)聚合物) 片，該牙弓模型用該對(duì)象的真實(shí)牙齒的環(huán)氧樹脂鑄塑物形成，然后手 工修正并拋光它們以便與對(duì)象的牙齦吻合。
獨(dú)立的計(jì)算機(jī)化處理可以促進(jìn)這個(gè)過程。例如，軟件程序能夠便 于與牙科專業(yè)人員(例如畸齒矯正師、醫(yī)生)的交流。對(duì)象的牙弓(例
如牙齒模型)可以被掃描以記錄牙齒位置，幫助技術(shù)人員或?qū)I(yè)人員 操作牙齒的三維模型，以用圖解法表示牙齒的移動(dòng)。在操作的三維模 型上記錄的牙齒位置然后指導(dǎo)CNC (計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的)機(jī)器在基板 上鉆孔，為了成形，單個(gè)的環(huán)氧樹脂鑄塑牙齒可以放置在該孔中。這 些計(jì)算機(jī)輔助方法加快矯正器批量生產(chǎn)過程，制造矯正器的核心作用。
專業(yè)人員可以逐漸調(diào)整該環(huán)氧樹脂牙齒排列以形成新的模型，在該新 模型上熱成形矯正器。形成牙齒矯正器的計(jì)算機(jī)輔助步驟和方法的進(jìn) 一步描述可以在同時(shí)待審的PCT申請(qǐng)中得到，名稱是"計(jì)算機(jī)輔助畸齒矯正治療計(jì)劃"，申請(qǐng)人為huafeng WEN, Muhammad Ziaulah Khan CHISHTI， Frank Zhenhuan LIU， Kashif MOHAMMED, Syed WAsi Mohsin Raza RIZVI,和Yasser BASHIR，其內(nèi)容結(jié)合于此供參考。
專業(yè)人員可以傳遞其關(guān)于治療方法的過程的指示和調(diào)整，使得用 于單個(gè)對(duì)象的順序的矯正器的制造在治療過程中可以進(jìn)行修改。而且， 單個(gè)的對(duì)象信息(例如對(duì)治療的響應(yīng))可以結(jié)合在牙齒矯正器的設(shè)計(jì) 中，并且結(jié)合在整個(gè)治療方法中。例如，書面指示和三維圖形(例如 數(shù)字牙齒模型)的操作可以用于修改牙齒矯正器的設(shè)計(jì)。這種交流使
技術(shù)人員在矯正器的每個(gè)制造步驟中能夠嚴(yán)格遵i牙科保健專業(yè)人員 (或?qū)ο?的指示和意見。相反，其他的矯正器制造方法不為專業(yè)人
員提供在連續(xù)的基礎(chǔ)上調(diào)整矯正器(因此和治療)的機(jī)會(huì)；而是計(jì)算 機(jī)算法確定牙齒移動(dòng)，而專業(yè)人員或?qū)ο笠淮谓邮苋舾赡甑难例X矯正 器治療。
這里描述的治療方法為專業(yè)人員提供回顧治療(例如在治療中的 當(dāng)前牙齒位置)的機(jī)會(huì)，并通過修改矯正器形狀提供修改該治療的機(jī) 會(huì)，并且在適當(dāng)時(shí)間(例如制造下一個(gè)矯正器之前)對(duì)牙弓起作用。
一種示例性的治療方法從分析對(duì)象的牙弓開始。例如，專業(yè)人員 (例如，諸如牙醫(yī)的醫(yī)生、畸齒矯正師、技術(shù)人員等)可以制作對(duì)象 的牙齒和牙齦的印痕。通常取上下頜的印痕。該印痕可以用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù) 制備，例如，用聚乙烯硅氧垸(PVS)填充的牙托(tray)。除了具有 該印痕的牙托之外，Panorex咬合對(duì)齊、口內(nèi)部照片、口外部片相以及 描述專業(yè)人人員希望的對(duì)象牙齒的再定位的書面說明可以用于制造對(duì) 象牙弓的模型(或多個(gè)模型)，和幫助設(shè)計(jì)對(duì)象的治療方案。正如所 提到的，專業(yè)人員可以提供描述期望的牙齒排列的指示或觀查(例如， 處方)，或?qū)崿F(xiàn)希望的牙齒排列的方式。這個(gè)處方可以基于專業(yè)人員 對(duì)該對(duì)象牙齒位置的檢查和其可能的改善。該方案可以以任何合適的 形式傳遞，包括寫在具有空白的用于識(shí)別那顆牙齒要被治療，希望什么樣的治療的表格中。在一些變化中，該方案可以包括特定的點(diǎn)，例
如，希望的鄰間減少(inter-proximal reduction) (IPR)，并且可以包 括檢查，例如那顆牙齒表面修復(fù)(并且因此不接受錨定鈕)，并且可 以包括現(xiàn)有的閉合信息，可以指示什么位置需要進(jìn)行提取，和/或可以 指示待施加其他特定的治療。來自專業(yè)人員的這種信息也可由專業(yè)人 員在其辦公室輸入為計(jì)算機(jī)化的形式，并且經(jīng)由另外專業(yè)人員或矯正 器制造者觀察可以在線得到。
可以分析這種牙齒印痕、圖像和從該對(duì)象的牙弓收集的其他數(shù)據(jù)， 以便做該對(duì)象牙弓的模型。例如，叫做MicroScribe的裝置可以用于識(shí) 別在上下印痕中的每個(gè)牙齒的位置和方向。然后這種位置信息可以用 于(例如由CNC機(jī)器)形成用于做牙弓模型的"基板"。做牙弓模型 的方法在下面和在前面結(jié)合的參考文獻(xiàn)中詳細(xì)地描述。這里總結(jié)這種 方法的一種變化以說明治療方法。 一種基板可以用于形成牙弓的實(shí)際 模型，這種牙齒拱形模型業(yè)用于形成牙齒矯正器。例如，基板可以具 有對(duì)應(yīng)于牙齒根部的位置和取向鉆的孔。銷可以設(shè)置在這些孔中，并 且可以作為基準(zhǔn)標(biāo)記起作用，以及幫助建立該牙齒的移動(dòng)和位置的模 型。在一種變化中，銷直徑大約1.6mm并且從該基板向外延伸大約 5mm。
然后對(duì)象的牙弓印痕(例如PVS印痕)可以與上述具有銷插入其
中的基板一道放置在的鑄塑容器中。然后該印痕被鑄塑(例如用硬環(huán) 氧樹脂型材料)，以形成該對(duì)象的牙齒的精確的復(fù)制品，其中金屬銷 埋入每個(gè)牙齒內(nèi)。環(huán)氧樹脂硬化之后，鑄塑件可以從印痕中取出，在 其初始未治療的位置形成對(duì)象牙齒(以及對(duì)象的牙齦)的陽模陽模。
在一些變化中，制造兩個(gè)模型牙弓， 一個(gè)為上牙弓， 一個(gè)為下牙
弓，并且用提供的PVS Bite連接在一起。可以測(cè)量在該兩個(gè)牙弓上的 已知點(diǎn)以確定兩個(gè)牙弓之間的咬合關(guān)系。然后可以從該陽模上取下該基板。該陽模被切割開，使得模型的 每個(gè)部分包含一個(gè)單個(gè)的模型牙齒和相鄰的牙齦。通常，具有其牙齦 的每個(gè)模型牙齒具有從其伸出兩個(gè)銷。正如提到過的，這些銷可以用 作基準(zhǔn)標(biāo)記(示出該牙齒相對(duì)于彼此的取向)，并且可以表示該牙齒 的"根"。
然后，每個(gè)模型牙齒用激光掃描器單個(gè)地掃描以生成該牙齒的三 維計(jì)算機(jī)模型，其包括該模型牙齒暴露的表面，和從該牙齒延伸的兩 個(gè)銷的位置和取向。牙弓的計(jì)算機(jī)模型根據(jù)該掃描數(shù)據(jù)重建。存儲(chǔ)的 銷的位置和存儲(chǔ)的虛擬模型牙齒用隨機(jī)位置發(fā)生器組合以形成牙弓的 數(shù)字模型。方便起見，這種數(shù)字牙弓在這里被稱作"工作牙弓"。
在虛擬(例如工作)牙弓中的對(duì)象牙齒位置可以根據(jù)來專業(yè)人員 的輸入(例如提供的書面輸入)處理成希望的位置。技術(shù)人員可以利 用該數(shù)字模型以形成來自該工作牙弓的該牙弓的目標(biāo)排列(通常，中 間目標(biāo)排列)。在一些變化中，處理實(shí)際牙弓以形成目標(biāo)牙弓。該牙 弓可以由技術(shù)人員或?qū)I(yè)人員處理成目標(biāo)牙弓。技術(shù)人員可以在形成 該牙弓的目標(biāo)排列時(shí)應(yīng)用其自己的經(jīng)驗(yàn)，并且根據(jù)該專業(yè)人員設(shè)置的 標(biāo)志線。正如在下面進(jìn)一步描述的，在一些變化中，根據(jù)包含在對(duì)象 牙齒移動(dòng)中的移動(dòng)約束，技術(shù)人員形成目標(biāo)牙弓。由目標(biāo)排列形成的 數(shù)字模型在虛擬牙弓中，也可以稱作虛擬牙齒位置的"處方視角"(或
RxView)。
牙弓的目標(biāo)排列也可以是最終目標(biāo)排列，其中該牙齒排列為希望 的最終位置，或它這可以是中間目標(biāo)排列，其中該牙齒被朝著該最終 目標(biāo)排列移動(dòng)。每個(gè)目標(biāo)排列(中間和最終兩者)可以與一個(gè)或多個(gè) 牙齒矯正器相關(guān)。
因此，RxView通常是技術(shù)人員解釋來自醫(yī)生的處方的可視的說 明。通常，RxView (數(shù)字牙弓模型)不用于制造矯正器。例如，這種數(shù)字牙弓模型可以具有反映治療效果不好的小間隙，并且牙齒甚至可
以相互重疊。，該RxView通常是不指向所用的正如下面所描述的該環(huán)
氧樹脂牙齒模型的實(shí)際設(shè)置以生成該矯正器的可見的引導(dǎo)。
RxView數(shù)據(jù)可以傳遞給專業(yè)人員。例如，經(jīng)由在基于網(wǎng)絡(luò)帳戶上 運(yùn)行的軟件。專業(yè)人員或者可以利用軟件修改該數(shù)字牙弓模型
(RxView)，或者可以發(fā)送建議進(jìn)一步修改該目標(biāo)牙弓模型的意見。 技術(shù)人員可以整合這些意見。
例如，技術(shù)人員可以利用計(jì)算機(jī)程序處理在數(shù)字模型(或者最初 的模型或者RxView模型)中的該對(duì)象牙齒的位置。該牙弓的牙齒可以 處理成一個(gè)位置，以便形成為對(duì)應(yīng)這個(gè)位置("下一個(gè)器械位置") 的矯正器朝著希望的矯正移動(dòng)該牙齒。因此在該第一關(guān)(pass)，牙弓 模型將處于"當(dāng)前位置"(反映該牙齒的當(dāng)前為遏制)并且能夠移動(dòng) 到"下一個(gè)器械"位置，該"下一個(gè)器械"位置是第一器械位置。在 這個(gè)方法的一些變化中，RxView可以被技術(shù)人員用作可視的參考，但 是它通常不是在技術(shù)人員進(jìn)行的處理中所用的數(shù)字信息源。而是，技 術(shù)人員處理當(dāng)前牙齒位置是根據(jù)技術(shù)人員的可見判斷當(dāng)前牙齒位置 與在Rx View中的可見表示的希望位置如何相關(guān)，并且根據(jù)在技術(shù)人 員心中的將牙齒從當(dāng)前位置朝著這些希望位置移動(dòng)的最好路徑。
在這個(gè)步驟中，軟件可以對(duì)移動(dòng)范圍或作用于牙齒的力施加解剖 學(xué)衍生的限制(約束)，例如，將移動(dòng)限制在0.3mm或以下。當(dāng)牙齒 移動(dòng)完成時(shí)，技術(shù)人員通常儲(chǔ)存新的虛擬牙弓(具有對(duì)應(yīng)于將要被下 一個(gè)器械達(dá)到的牙齒位置的牙齒位置)。這些"下一個(gè)器械"數(shù)字模 型可以包括模擬牙齦和牙根，該牙齦和牙根可以被附加在包含在虛擬 模型牙齒中的該牙齒的暴露表面。
在利用裝置制造矯正器之前，可以通知專業(yè)人員準(zhǔn)備"下一個(gè)器 械"模型，并且可以被檢查。專業(yè)人員可以觀察在其當(dāng)前未治療位置的虛擬模型牙齒的虛擬牙弓，在Rx View中的虛擬模型牙齒的虛擬牙 弓，以及當(dāng)它們將被將使用的矯正器定位時(shí)，虛擬的"下一個(gè)器械" 模型牙齒的虛擬牙弓。正如在前面結(jié)合的參考專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述的，
專業(yè)人員可以利用選擇并移動(dòng)牙齒的控制器修改Rx View牙齒位置和 和用于下一個(gè)器械的牙齒位置。通常專業(yè)人員最終認(rèn)可(例如通過計(jì) 算機(jī)入口)該(潛在修改的)RxView和下一個(gè)器械的(潛在修改的) 虛擬牙弓牙齒位置。然后將制造該"下一個(gè)器械"。在一些變化中， 同時(shí)制造多個(gè)(例如，兩個(gè))器械。因此可以建立中間的"下一個(gè)器 械"和該"下一個(gè)器械"之后的器械的模型(數(shù)字地)，并且然后如 上所述制造該器械。'
正如在下面更詳細(xì)地描述的，矯正器制造方法用于利用通過形成 實(shí)際的(非數(shù)字)模型的數(shù)字模型生產(chǎn)一個(gè)或多個(gè)牙齒矯正器。 一旦 Rx View最終被專業(yè)人員批準(zhǔn)，在用于第一器械的虛擬模型牙齒中的銷 的位置可以用編程該CNC機(jī)器，以在構(gòu)架板(也稱作基板)上對(duì)應(yīng)于 用于將應(yīng)用的器械的模型牙齒的銷的位置上鉆孔。具有銷的模型牙齒 人工插入由CNC機(jī)器鉆出的該構(gòu)架板的孔中，在在將被形成的器械的 位置中形成牙齒的實(shí)際的排列。
然后，可以利用"垂掛和成形"工藝，用牙科壓力成形機(jī)，在定 位于構(gòu)架板上的模型牙齒上制造矯正器，并且可以修整該校正器。也 可以制造具有專業(yè)人員要求的特定的特征的矯正器，例如扣和窗口， 以幫助某些牙齒移動(dòng)。例如，扣和窗口可以用來幫助將該矯正器固定 于該牙弓，并且可以用于引導(dǎo)力以移動(dòng)該牙弓的牙齒。例如，如果要 求這種特征，可以在制造過程中將小的扣安裝在模型牙齒上。制造模 板塑料托架以幫助醫(yī)生將該扣放置在對(duì)象的牙齒中。然后可以制造在 每個(gè)規(guī)定的扣的位置上具有窗口 (例如小切口)的矯正器。
制造之后，在該矯正器上可以做鑄塑編號(hào)和對(duì)象的名字的標(biāo)記(或 以別的方式標(biāo)簽)，清洗、消毒以及包裝以便運(yùn)輸。在一些變化中，小盒運(yùn)送給該專業(yè)人員，該小盒包括兩個(gè)塑料袋，該塑料袋包含在前 述過程中形成的兩組器械，加上扣的模板(如果有)。專業(yè)人員代表 該對(duì)象檢查該器械("下一個(gè)矯正器")以測(cè)試該配合。在制作牙齒 印痕之后在第一次訪問專業(yè)人員時(shí)，該"下一個(gè)器械"將是第一個(gè)器 械。如果專業(yè)人員認(rèn)為該矯正器將被正確配合，該對(duì)象可以帶著當(dāng)前 的器械和下一個(gè)器械離開，并且每一個(gè)連續(xù)用三周。
在使用最近提供給該對(duì)象的器械6周時(shí)間中，技術(shù)人員可以處理 該對(duì)象牙齒的"當(dāng)前"位置(它們是用于產(chǎn)生最近提供給對(duì)象的器械 的位置)，以技術(shù)人員相信應(yīng)當(dāng)由下一個(gè)器械完成的方式移動(dòng)該牙齒。 如上所述，這次提出的新位置可以做成專業(yè)人員同意采用或修改，并 且可以用來以上面描述的方式形成下一個(gè)器械。
在配戴接受的兩個(gè)矯正器中的每個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間(例如三周)之后， 該對(duì)象通常返回到專業(yè)人員。然后該專業(yè)人員可以監(jiān)視該矯正器使用 的效果，以確定該對(duì)象是否像預(yù)期的那樣進(jìn)展，或者該治療計(jì)劃是否 需要修改。例如，專業(yè)人員可以取得該對(duì)象的附加的圖像，或者可以 取得該對(duì)象牙齒的附加鑄塑件。對(duì)該對(duì)象的治療的監(jiān)視和分析可以發(fā) 送給制造者(例如，為了制造該矯正器的技術(shù)人員使用)。如果沒有 必要修改，或者修改、認(rèn)可的步驟以后，基本上如上所述重復(fù)該數(shù)字 模型的進(jìn)一步修改和新矯正器的制造。
可以重復(fù)這些步驟直到專業(yè)人員和/或該對(duì)象停止該治療。停止該 治療通常意味著治療目的已經(jīng)達(dá)到，治療被終結(jié)，或?qū)I(yè)人員或?qū)ο?放棄該治療。
這里描述的治療方法的各步驟可以包括附加的步驟，或可以省去 一些步驟。而且，可以使用任意合適的方法以進(jìn)行所包含的不同步驟。 例如，可以通過為該牙弓做模型，使用任何合適的方法或裝置用來設(shè) 計(jì)和形成牙齒矯正器。在一些變化中，矯正器通過第一次做該牙弓的模型來制成。
牙齒模型
可以由真實(shí)的圖像、印痕或該對(duì)象的牙齒的復(fù)制品形成牙齒模型， 或者，可以從對(duì)象或?qū)ο蟮拇砦锏贸龅臏y(cè)量或其他信息制造模型。 正如這里所用的，除非上下文另外清楚地表明，術(shù)語"模型"、"牙 科模型"、"牙齒模型"和"牙弓模型"可以指真實(shí)的(例如實(shí)際的) 或虛擬的(例如數(shù)字的)模型。而且，這里所述的模型可以包括單個(gè) 牙齒的全部或部分，多個(gè)牙齒的全部或部分，牙弓的全部或部分(包 括牙齦、牙齒、牙根、頜等)。因此，這里所述的模型可以包括牙弓 的有關(guān)的信息或牙弓任何特征的表示，特別是與牙齒的適當(dāng)功能和外 觀相關(guān)的那些特征。例如，模型可以表示牙齒外觀(例如，定位、尺 寸、位置、顏色、形狀、取向、質(zhì)地等)、相互作用(例如，對(duì)另一 個(gè)牙齒的接近度、下頜骨特征、動(dòng)力學(xué)等)等。
正如這里所用的，"對(duì)象"可以包括其牙齒結(jié)構(gòu)(例如牙齒、牙 齦等)可以通過這里所述的裝置、方法和系統(tǒng)做模型的任何對(duì)象(人 或動(dòng)物)，包括畸齒矯正病人。
對(duì)象牙齒的模型有許多用途。具體說，該模型可以用于了解并治 療該對(duì)象的牙齒矯正。該模型是可以處理的，以便對(duì)象牙齒的不同的 矯正可以做模型。在一些變化中，模型可以包括對(duì)牙齒的移動(dòng)的或排 列的限制(約束)。這些約束可以是基于生理的約束，包括其他牙齒 的取向，咬合對(duì)齊，以及在一個(gè)或多個(gè)方向移動(dòng)真實(shí)的牙齒的難易程 度。該可處理的模型可以是數(shù)字的(計(jì)算機(jī)處理的)或?qū)嶋H的模型。
1.產(chǎn)生牙齒模型
牙齒模型可以利用任何合適的方法形成。而且，該模型可是實(shí)際 的模型或虛擬的模型。例如，模型可以由痕跡、模具、測(cè)量、圖像或 對(duì)象牙齒特征的測(cè)量構(gòu)造。一個(gè)模型可以從另一個(gè)模型制造(推導(dǎo)出)。因此，實(shí)際模型可以從虛擬模型制造，而虛擬模型可以從實(shí)際模型制 造。具體說，模型可以改變，并且然后可以從原來的模型產(chǎn)生一個(gè)或 多個(gè)推導(dǎo)的模型。例如，模型的部件(單個(gè)牙齒)可以稍稍移動(dòng)以形 成第二個(gè)模型。因此模型可以表示對(duì)象牙齒的真實(shí)的排列或推導(dǎo)出的 排列。不出現(xiàn)在對(duì)象牙齒上的特征(例如，牙冠、假牙等)可以包括 作為該牙齒模型的部件。
在一個(gè)變化中，模型可以利用對(duì)象的上牙弓模具(例如，對(duì)象的 上牙弓的陽?；蜿幠?和對(duì)象的下牙弓模具生成。此外，對(duì)齊裝置(例 如向下咬合對(duì)齊裝置)也可以用于做該對(duì)象的咬合對(duì)齊的模型。基準(zhǔn) 的參考可以用于重合該模型的任何部件。
例如，在做模型過程的開始，實(shí)際的模型(例如，模具或鑄塑件) 可以用對(duì)象的上下牙弓制造?？梢允褂弥圃鞂?duì)象牙弓的鑄塑件或模型 的任何合適的方法。在一個(gè)變化中，用該對(duì)象的上下牙弓的全部(或 部分)制造陰模。例如，被制造的牙齒鑄塑件示出該對(duì)象的上下牙齒 相對(duì)于彼此的排列。然后可以用這個(gè)陰模形成陽模復(fù)制品。正如上面 提到的許多專利申請(qǐng)中所描述的，該陽模陰模也可以用于精確地做單 個(gè)牙齒的相對(duì)于彼此的關(guān)系的模型。模制牙弓模型的其他例子公開在 上面參考的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)11/013,160 (用于鑄塑實(shí)際牙齒模型的 系統(tǒng)和方法)和美國專利申請(qǐng)序列號(hào)10/979,823 (用于制造和構(gòu)造實(shí)際 牙弓模型的方法和設(shè)備)中。
因此，可以制造對(duì)象牙齒的當(dāng)前排列(或初始的排列)的牙齒模 型。例如，該牙齒模型可以包括該實(shí)際牙弓的任何特征，或這些特征 的子集合。例如，該牙齒模型可以包括牙齒的牙冠區(qū)、牙齦(牙齦)、
牙根等。這些特征中一些可以是實(shí)際測(cè)量的或推導(dǎo)的。例如，牙齒根 部的結(jié)構(gòu)和定位可以從測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算(或計(jì)算機(jī)生成)，該測(cè)量值 是從牙冠區(qū)或?qū)ο蟮难例X的其他部分或嘴得到的，如由Huafeng Wen 等人于2005年4月19日提交名稱為"計(jì)算機(jī)輔助畸齒矯正治療計(jì)劃"的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)所描述的。
在一些變化中，牙齒模型可以通過直接掃描對(duì)象的牙齒制造。例
如，口內(nèi)的三維成像裝置，如由OraMetrix⑧zhizaoldlOraScanner⑧可以
用于使對(duì)象牙弓數(shù)字化。數(shù)字牙弓模型連續(xù)地分段成單個(gè)的牙齒，其 包括該單個(gè)牙齒的牙冠部分的數(shù)字表示。在一種應(yīng)用中，對(duì)象牙齒的
掃描在牙醫(yī)辦公室進(jìn)行。從掃描產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，§卩，對(duì)象牙齒的數(shù)字表 示，然后在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上被傳送到接收計(jì)算機(jī)用于另外的處理。
實(shí)際牙齒模型也可以用于構(gòu)造數(shù)字牙齒模型。例如，對(duì)象牙弓的 陽模可以從該對(duì)象牙齒的陰的印痕建立。然后該陽模的牙齒被分段成 單個(gè)單元(例如牙齒)并且數(shù)字化或用各種三維掃描技術(shù)進(jìn)行掃描， 并且重新構(gòu)造以便數(shù)字化地表示該對(duì)象的上牙弓或下牙弓?？梢杂糜?建立數(shù)字模型的合適的掃描方法的例子在下面進(jìn)一步描述。牙弓的實(shí) 際模型也可以從數(shù)字模型制造。例如，上牙弓和/或下牙弓的實(shí)際模型 可以用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)制造機(jī)(例如銑床、立體金屬板印刷、 激光加工)來制造。
有利的是在上下牙弓模型上包括對(duì)諸如基準(zhǔn)參考物的標(biāo)記。
2.基準(zhǔn)參考物
基準(zhǔn)參考物可以用于矯正牙齒以形成牙齒模型。對(duì)象的虛擬的任 何標(biāo)記、物體或物體的區(qū)域可以被識(shí)別作為用于矯正牙弓模型的基準(zhǔn) 參考物?；鶞?zhǔn)參考物可以是可以用其識(shí)別牙弓模型或牙弓模型部件(例 如單個(gè)牙齒)的取向和/或位置的立體參考標(biāo)記。例如，基準(zhǔn)參考物可 以是刻畫在牙弓模型上或該牙弓模型與其連接的物體上的點(diǎn)或一組 點(diǎn)。
在一些變化中，模型包括可以是板(例如基板或牙板)的固定物， 該固定物不是對(duì)象真實(shí)牙弓的部件，但是牙弓牙齒模型連接在其上。物。牙弓的部件(例如單顆牙齒模型)可 以固定于該固定物，以便牙弓相對(duì)于該固定物不改變位置。因此，該 基準(zhǔn)參考物可以在牙弓上做標(biāo)記，或者它可以標(biāo)記在該固定物上，或 者兩者兼而有之。在一個(gè)變化中，該固定物包括連接或接收位置，其 與牙齒模型上的基準(zhǔn)部件配合以提供基準(zhǔn)參考。因此，該固定物可以 包括接合表面，以對(duì)齊(和/或固定)該牙齒模型的其他部件。
例如，牙齒模型可以包括可與牙板上接納特征配合的對(duì)齊特征。 可以使用的對(duì)齊特征的例子包括，但不限于銷、凸起、柱、夾子等。 在一些變化中，對(duì)齊特征可以做牙齒根部取向的模型。在如上所述的 對(duì)齊系統(tǒng)中，單顆牙齒模型可以與不同的牙板一起使用以示出牙齒不 同的排列。例如，如果牙齒要被移動(dòng)以形成修改的牙齒模型，那么該 模型可以容易通過移動(dòng)該牙板上的接納特征并且利用同一個(gè)牙齒模型 構(gòu)造。對(duì)齊特征另外的例子描述在下面的實(shí)施例部分。
基準(zhǔn)標(biāo)記的位置和取向可以由使用者("使用者"可以指技術(shù)人 員、制造商或者在一些情況下，專業(yè)人員)選擇，或者自動(dòng)選擇(例 如由計(jì)算機(jī))。例如，該使用者可以在牙弓的掃描圖像中指明每個(gè)牙 齒上在哪里設(shè)置對(duì)齊特征(例如，銷)牙弓。
基準(zhǔn)參考物可以包括任意數(shù)量的標(biāo)記。例如，單個(gè)的基準(zhǔn)標(biāo)記可 以用于指示牙弓部件的位置和取向?；鶞?zhǔn)參考物可以包括兩個(gè)、三個(gè) 或更多個(gè)單獨(dú)的標(biāo)記。在一些變化中，基準(zhǔn)參考物是三維結(jié)構(gòu)(例如， 切口、凹點(diǎn)等)。在一些變化中，基準(zhǔn)參考物是二維結(jié)構(gòu)(例如標(biāo)記)。 在一些變化中，基準(zhǔn)參考物可以包括區(qū)別于其他牙弓模型的顏色或紋 理。
正如所描述的，對(duì)齊裝置可以用于比較精確地為對(duì)象牙弓做模型。 例如，可以用向下咬合對(duì)齊裝置，并且其可以包括當(dāng)對(duì)象向下咬合時(shí) 與上下牙弓之間的空間吻合的材料(例如，蠟咬合)?？梢允褂昧硗獾牟牧弦孕纬裳例X模型，包括成像(掃描、X射線等)等。 掃描
可以對(duì)牙齒(例如牙齒模型)進(jìn)行掃描或測(cè)量，以確定牙齒的位 置?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)姆椒y(cè)量牙齒的位置，包括手工測(cè)量、接觸 式掃描和非接觸式掃描。接觸式掃描包括通過實(shí)際(或計(jì)算機(jī)輔助的)
測(cè)量，包括諸如微劃線器(Microscibe)的機(jī)械定位裝置。掃描可以用
于從包含基準(zhǔn)參考物的牙弓獲得坐標(biāo)(例如三維坐標(biāo))。
例如，微劃線器是三維數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其能夠用于從現(xiàn)有的三維物
體產(chǎn)生數(shù)字化計(jì)算機(jī)模型。示例性的微劃線器可以從Immersion and Phantom得到。接觸式微劃線掃描儀可以包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)械臂，其與 包含傳感器的精確軸承具有機(jī)械連接。例如，微劃線器可以在牙齒模 型上移動(dòng)記錄針并記錄該記錄針接觸點(diǎn)的精確的三維位置和角度信 息。因此，該記錄針可以接觸(或被指向接觸)牙齒、基板和任何基 準(zhǔn)參考物。該機(jī)械定位裝置還可以包括附加的傳感器(例如位于微劃 線器的記錄針末端上的傳感器)，用于特定的或自動(dòng)檢測(cè)該基準(zhǔn)參考 物。附加傳感器的例子包括光學(xué)傳感器、RF傳感器等。
當(dāng)掃描實(shí)際牙齒模型時(shí)，該模型可以被分成片(例如牙齒)，用 于單個(gè)片的掃描。于是隨后該單個(gè)的掃描被重新組裝(，例如，利用
基準(zhǔn)標(biāo)記)。而且，有利的是將模型(或模型片)安裝或固定在掃描 板(例如可以發(fā)生掃描的平面)。例如，該模型可以連接于掃描板， 該板轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)到組裝位置，以便它可以被精確地掃描。在一些變化 中，該組件被固定于掃描板。
牙齒模型(或牙齒)也可以用非接觸式方法掃描。三維非接觸式 掃描儀和掃描技術(shù)的例子包括但不限于激光掃描、光學(xué)掃描、破壞性 掃描、CT掃描以及聲波掃描。在一些變化中，圖像(例如，X射線等) 可以被分析，以確定牙齒部件的位置。該分析可以包括圖像分析技術(shù)，例如，X射線斷層攝影法。
掃描儀可以與用于控制該掃描的計(jì)算機(jī)通信，并且/或儲(chǔ)存來自掃 描的信息。能夠獲得、儲(chǔ)存并分析位置和取向信息。計(jì)算機(jī)也可以用 作控制器，并且可以控制該掃描過程的其他部分，包括掃描板。例如， 該計(jì)算機(jī)可以允許用戶輸入并且還可以提供輸出。
對(duì)于牙齒模型的每部分，基準(zhǔn)參考物也可以作為單次掃描的一部 分被掃描，并且牙齒(牙弓)的數(shù)字模型從這些掃描產(chǎn)生。每個(gè)數(shù)字 模型可以具有其自己的坐標(biāo)系統(tǒng)。在一些變化中。單個(gè)的牙弓可以以 片或段的方式被掃描，并且隨后重新構(gòu)造以形成具有單個(gè)坐標(biāo)的單個(gè) 牙弓模型。
根據(jù)從掃描識(shí)別的位置信息，可以計(jì)算牙齒的相對(duì)位置，并且可 以測(cè)量在治療步驟之后或之中牙齒的移動(dòng)。
矯正器
術(shù)語"牙齒矯正器"可以指用于產(chǎn)生校正的牙齒移動(dòng)或用于矯正 不整齊牙齒的裝置。 一個(gè)或多個(gè)牙齒矯正器可以戴在對(duì)象的牙齒上， 使得戴上牙齒矯正器的對(duì)象通過該牙齒矯正器"推"(或"拉")牙 齒使其相對(duì)于牙齒，或牙齦(牙齦)逐漸地重新定位。
可以從此處所述的牙齒模型制造矯正器。制造牙齒矯正器的詳細(xì) 情況公開在上面參考的美國專利申請(qǐng)中，它們是2004年11月2日由
Huafeng Wen提交的名稱為"用于制造和構(gòu)造牙齒矯正器的方法和設(shè) 備"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/979,497; 2005年3月7日由Liu等人 提交的名稱為"用于提供精確的牙齒治療的牙齒矯正器"，美國專利 申請(qǐng)序列號(hào)為11/074,301;2005年3月7日由Liu等人提交的名稱為"用 于生產(chǎn)用于牙齒治療的折疊的牙齒矯正器"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為 11/074,297; 2005年3月7日由Huafeng Wen提交的名稱為"流體可滲透的牙齒矯正器"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/074,300;以及2005 年3月7日由Huafeng Wen提交的名稱為" 一次性使用的牙齒矯正器"， 美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/074,298。
可以用任何合適的制造方法來從牙齒模型制造牙齒矯正器。例如， 可以通過在鑄造腔中鑄塑形成有塑性鑄塑的材料制造牙齒矯正器。該 模具可以包括至少一部分牙弓模型。該牙弓模型可以包括對(duì)象的實(shí)際 牙齒的多個(gè)模型，該牙齒模型可以定位成用于特定的治療步驟的目標(biāo) 構(gòu)型。
該牙齒矯正器也可以通過基于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)的制造來 制造?；贑NC的鉆床或銑床能夠接收數(shù)字矯正器模型作為輸入，并 且產(chǎn)生與在特定的治療步驟中規(guī)定的目標(biāo)構(gòu)型相配合的牙齒矯正器。 生產(chǎn)實(shí)際牙弓模型和相關(guān)基底的詳細(xì)情況公開在上面參考并且共同轉(zhuǎn) 讓的美國專利申請(qǐng)中，它們是2004年11月2日由HuafengWen提交 的名稱為"用于制造和構(gòu)造實(shí)際牙弓模型的方法和設(shè)備"，美國專利 申請(qǐng)序列號(hào)為10/979,823; 2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名 稱為"用于制造和構(gòu)造牙齒矯正器的方法和設(shè)備"，美國專利申請(qǐng)序 列號(hào)為10/979,497; 2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名稱為"生 產(chǎn)可調(diào)整的實(shí)際牙弓模型"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/979,504; 2004 年11月2日由Huafeng Wen提交的名稱為"生產(chǎn)用于實(shí)際牙弓模型的 基體"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/979，824。
在一些變化中，該牙齒矯正器從牙齒模型通過真空成形制造。例 如，矯正器制造材料片附著于片材保持器，并且然后升高接近加熱元 件。該片材用均勻分布的單一材料制造或者包括不同材的料多個(gè)層。 在該矯正器制造材料被加熱規(guī)定的時(shí)間之后，片材保持器被壓在基板 上的對(duì)象的牙弓模型上。真空泵除去在基板底部的空氣，以使得變軟 的矯正器制造材料松弛并且圍繞該對(duì)象牙弓模型合適地形成。這個(gè)矯 正器制造過程叫做真空成形。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)象的牙弓模型包括通孔，該通孔可以與附
著于對(duì)象牙齒上的連接器配合。這種搭鎖矯正器公開在2005年4月15 曰由HuafengWen提交的名稱為"具有搭鎖連接器的牙齒矯正器裝置" 的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)中，此處以其全文引作參考。
在每個(gè)牙齒治療步驟可以為治療對(duì)象提供一個(gè)或多個(gè)牙齒矯正 器。每個(gè)矯正器可以戴一段時(shí)間，從幾個(gè)小時(shí)到幾周。由牙齒矯正器 引起的牙齒移動(dòng)通常與治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)不完全相同。
一般而言，矯正器制造成使得它們施加力以移動(dòng)牙齒，得到牙齒 的重新排列。因此，矯正器通常用表示牙齒位置的牙齒模型制造，該 位置已經(jīng)沿著導(dǎo)向希望的矯正位置的方向稍稍偏移，以使牙齒趨向于 朝著希望的位置移動(dòng)。該牙齒最終位置的選擇以及已將牙齒移動(dòng)到希 望位置的移動(dòng)路徑的選擇可以由畸齒矯正師選擇。
選擇移動(dòng)路徑
牙齒模型可以用于確定矯正牙齒的最終位置。例如，畸齒矯正師 可以處理牙齒模型以確定該牙齒的最終矯正位置。在一些變化中，畸 齒矯正師可以利用計(jì)算機(jī)軟件以確定牙齒的最終位置。該牙齒的最終 位置可以用于確定移動(dòng)路徑，以便將對(duì)象的牙齒從第一位置(例如， 初始位置或開始治療過程之后的隨后的位置)移動(dòng)到最終位置。
移動(dòng)路徑可以手工選擇、自動(dòng)選擇或可以由使用者用計(jì)算機(jī)輔助 系統(tǒng)選擇。選擇用于矯正對(duì)象牙齒的最終位置和/或移動(dòng)路徑的方法、 裝置和系統(tǒng)可以在前面參考的并通過參考引入的許多專利申請(qǐng)中得 到，包括2004年12月14日由HuafengWen提交的名稱為"制造與實(shí) 際牙齒模型配合的基底"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,145; 2004 年12月14日由Huafeng Wen提交的名稱為"在基底上生產(chǎn)不干擾的 牙齒模型"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,156。例如，軟件可以用于幫助使用者選擇對(duì)象牙齒的最終矯正。在一 個(gè)例子中，從數(shù)字牙弓模型提供牙齒的數(shù)字表示形式。然后當(dāng)在該牙 弓內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)單顆牙齒的位置和取向被修改時(shí)，數(shù)字牙弓模型用 于向使用者提供可視反饋。該對(duì)象牙弓內(nèi)的牙齒的單個(gè)實(shí)際模型可以 用于表示該牙弓。
在另一個(gè)變化中，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件產(chǎn)生用戶界面，使用戶 能夠顯示并修改在該牙弓模型內(nèi)的一顆或多顆牙齒。在該牙弓模型內(nèi) 單個(gè)牙齒的位置可以相對(duì)于該牙弓模型內(nèi)的另一個(gè)牙齒選擇地修改 (例如，移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等)。該用戶界面可以以并排的方式顯示修改前 的牙弓模型和修改后的牙弓模型。這種顯示通過將修改的牙弓與原來 的牙弓(開始的牙弓)進(jìn)行比較，可以使用戶能夠確認(rèn)該變化。用一 個(gè)或多個(gè)牙齒的各種變化或調(diào)整提供同一個(gè)對(duì)象的三個(gè)或更多個(gè)數(shù)字 牙弓模型。用戶界面可以構(gòu)造成時(shí)用戶能夠選擇任何兩個(gè)牙弓模型并 且為了比較并排地顯示它們。
在一些變化中， 一旦牙齒的目標(biāo)(或最終)矯正位置已經(jīng)被確定， 可以確定移動(dòng)路徑。該移動(dòng)路徑可以根據(jù)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，包括牙 齒移動(dòng)的總距離、移動(dòng)牙齒的難度(例如根據(jù)被移動(dòng)牙齒的周圍結(jié)構(gòu)、 類型和位置)以及能夠提供的其他的對(duì)象特定數(shù)據(jù)。根據(jù)這類信息， 軟件可以生成適當(dāng)數(shù)量的中間步驟(對(duì)應(yīng)于一些治療步驟或被制造的 矯正器)。在一些變化中，用戶可以指定步驟/矯正器的數(shù)目，并且軟 件相應(yīng)地對(duì)不同的矯正器的構(gòu)型作圖?？蛇x地，移動(dòng)路徑可以用使用 者引導(dǎo)(或設(shè)置)。
在一個(gè)例子中，表示在矯正治療計(jì)劃過程中牙齒的目標(biāo)位置的一 系列九對(duì)不同的牙弓在使用者選擇最終矯正位置之后由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生。 使用者可以選擇在該治療計(jì)劃內(nèi)的任何牙弓并且以并排的方式顯示它 們。允許使用者改變?cè)撗拦瓋?nèi)的牙齒。例如， 一個(gè)窗口可以示出在未治療狀態(tài)中牙齒的牙弓。第二個(gè)窗口可以示出牙齒在其預(yù)定目標(biāo)位置 的牙弓。如果希望的話，使用者可以修改在窗口內(nèi)的牙弓。然后根據(jù) 在不同治療階段的牙弓的數(shù)字表示形式，可以根據(jù)在該窗口內(nèi)修改的 牙弓形成矯正器。
軟件也可以設(shè)置成使用戶能夠轉(zhuǎn)動(dòng)牙弓，使得牙弓可以從不同的 視角來檢查該牙弓。在一個(gè)變化中，在左右窗口中的兩組牙齒總是以 相同的方向視角示出，使得如果使用者在右窗口轉(zhuǎn)動(dòng)修改后的牙弓， 對(duì)應(yīng)的修改前的牙弓也將沿著相同的方向并且以相同的量轉(zhuǎn)動(dòng)。如果 在左窗口中修改前的牙弓被使用這轉(zhuǎn)動(dòng)，那么對(duì)應(yīng)的修改后的牙弓也 將以相同的量作相同的轉(zhuǎn)動(dòng)。在一個(gè)變化中，由計(jì)算機(jī)控制器(例如 鼠標(biāo)，接觸板等)控制的光標(biāo)可以用于拖動(dòng)在用戶界面中示出的牙弓 的數(shù)字表示形式以轉(zhuǎn)動(dòng)該牙弓。選擇地，可以在用戶界面內(nèi)提供表示 選擇的預(yù)定義的牙弓視角的圖標(biāo)，使得使用者通過選擇圖標(biāo)能夠顯示 所希望的視角。在一個(gè)變化中，通過單擊圖標(biāo)，在不同窗口中顯示牙 弓將被改變，以示出該牙弓的選擇的視角。
當(dāng)選擇最終牙齒構(gòu)型并且當(dāng)選定移動(dòng)路徑時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件可以模 擬對(duì)移動(dòng)的約束。例如，當(dāng)通過使用者或者計(jì)算機(jī)程序修改牙齒位置 時(shí)，牙齒的數(shù)字表示形式可以模擬牙齒之間的潛在的抵觸。此外，可 以預(yù)先定義邊界條件以限制牙齒的移動(dòng)(例如轉(zhuǎn)動(dòng))量。例如，牙冠 的轉(zhuǎn)動(dòng)可以在牙根末端引起大的位移，這能夠引起相鄰牙根的抵觸。 在一個(gè)變化中，計(jì)算機(jī)軟件可以設(shè)置成當(dāng)表示第一個(gè)牙根的邊界參數(shù) 越過表示第二個(gè)牙根的邊界參數(shù)檢測(cè)到抵觸。該軟件向使用者指示已 經(jīng)發(fā)生抵觸，或可以直截了當(dāng)?shù)夭辉试S將發(fā)生抵觸的移動(dòng)路徑。在另 一個(gè)變化中， 一旦已經(jīng)檢測(cè)到抵觸，該軟件將不允許使用者進(jìn)一步沿 著抵觸方向轉(zhuǎn)動(dòng)牙齒，并且可以開始尋找不同的移動(dòng)路徑以實(shí)現(xiàn)相同 的(或相似的)最終矯正位置。在另一個(gè)例子中，每個(gè)牙齒(例如牙 冠/牙根)由點(diǎn)網(wǎng)表示。當(dāng)該表示第一牙齒的點(diǎn)網(wǎng)和表示第二牙齒的點(diǎn) 網(wǎng)占據(jù)同一個(gè)空間時(shí)，這將表示兩個(gè)牙齒已經(jīng)發(fā)生抵觸。在另一個(gè)變化中，邊界參數(shù)可以定義為模擬對(duì)象的嘴和顎中的生 理?xiàng)l件，這種條件將限制牙齒的轉(zhuǎn)動(dòng)和/或移動(dòng)。在一個(gè)例子中，軟件 利用邊界參數(shù)防止牙齒的過度轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，可以為每個(gè)牙齒定義邊界 條件以限制可以由使用者規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)量。邊界條件可以根據(jù)人 類牙齒、牙齦和顎結(jié)構(gòu)的人群樣本數(shù)據(jù)產(chǎn)生。然后邊界條件可以用于 防止使用者向著不實(shí)際的條件引導(dǎo)牙齒的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。而且，可以對(duì) 于不同的人口亞群確定邊界條件。對(duì)于每個(gè)對(duì)象，可以確定來自與對(duì) 象的身體參數(shù)匹配的適當(dāng)人口亞群的邊界條件可以用于提供對(duì)生理限 制的較好的估計(jì)。在一些變化中，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)(例如從X射線， 模型等)對(duì)于每個(gè)單個(gè)專利可以確定邊界條件。
專業(yè)人員(例如畸齒矯正師)可以手工確定(例如通過輸入計(jì)算 機(jī))移動(dòng)路徑，或計(jì)算機(jī)可以產(chǎn)生建議的移動(dòng)路徑。在任何一種情況 下，在制造矯正器之前，或者在對(duì)象已經(jīng)開始戴上矯正器或一系列矯 正器之后，使用者可以調(diào)整移動(dòng)路徑。這使畸齒矯正師在必要時(shí)能夠 修正處方。而且，使用者可以提供在形成移動(dòng)路徑和/或相應(yīng)的矯正器 時(shí)可以使用的意見或指示。因此，畸齒矯正師通過修改在牙弓的數(shù)字 表示形式中的一個(gè)或多個(gè)牙齒，可以修改他的新矯正器的處方。
對(duì)移動(dòng)的約束
如上所述，移動(dòng)移動(dòng)模型部件(例如牙齒)以構(gòu)思移動(dòng)路徑或最 終矯正可以通過各種因素約束。
牙齒模型可以描述為具有牙體和牙根。 一般而言，牙齒移動(dòng)可以 分解成繞牙根的轉(zhuǎn)動(dòng)和牙根的平移。牙根的平移可以用坐標(biāo)系統(tǒng)描述， 例如由X、 Y和Z軸定義的笛卡爾坐標(biāo)。在一個(gè)變化中，可以認(rèn)為牙 根的移動(dòng)是與牙齒的取向分開的牙齒中心的移動(dòng)。牙齒的長軸L可以
沿著極方向P、自轉(zhuǎn)方向S和方位角方向A轉(zhuǎn)動(dòng)。沿著P、 S和A的移
動(dòng)可以認(rèn)為是取向移動(dòng)。盡管存在移動(dòng)的可選方案，但是牙齒移動(dòng)的這種定義的優(yōu)點(diǎn)在于將大的(轉(zhuǎn)動(dòng))取向移動(dòng)與小的(平移)移動(dòng)分 離開。由于牙根通常固定，因此在外力作用下牙齒300的主要移動(dòng)是 圍繞牙根的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而牙根的平移的值相對(duì)較小。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)或取向
移動(dòng)可以看作繞牙齒轉(zhuǎn)動(dòng)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的移動(dòng)。圖3A和3B示出這些移動(dòng) 軸線(X、 Y、 Z)和(P、 S、 A)。
因此，牙齒模型的移動(dòng)可以用坐標(biāo)系來描述，該坐標(biāo)系與用于對(duì) 象的牙齒的坐標(biāo)系相同。例如，牙根可以用如上所述的對(duì)齊特征模擬。 該對(duì)齊特征的平移可以用基于X、 Y和Z軸的笛卡爾坐標(biāo)描述，而牙 齒模型的轉(zhuǎn)動(dòng)可以用該牙齒模型的長軸L沿著極方向P'、自轉(zhuǎn)軸方向 S'和方位角方向A'的轉(zhuǎn)動(dòng)來描述。
在一些變化中，沿著一個(gè)或多個(gè)這些方向的移動(dòng)被限制或約束。 例如，當(dāng)計(jì)劃移動(dòng)路徑(或幫助使用者選擇移動(dòng)路徑)時(shí)，軟件或?qū)?際模型可以防止某些類型的移動(dòng)(例如沿著被約束的方向)或可優(yōu)選 移動(dòng)類型以便實(shí)現(xiàn)牙齒的最終矯正。在一些變化中，該軟件可以不同 地"加權(quán)"某些類型的移動(dòng)，例如，對(duì)應(yīng)于沿著一個(gè)或多個(gè)方向的移動(dòng) 難度。這些加權(quán)可以用于計(jì)算移動(dòng)路徑。在一些變化中，當(dāng)已經(jīng)選定 沿著約束方向的移動(dòng)時(shí)，軟件可以告訴用戶，或者軟件可以直截了當(dāng) 地阻止技術(shù)人員或?qū)I(yè)人員選擇沿著這個(gè)方向的移動(dòng)。
在一些變化中，由于對(duì)齊特征模仿對(duì)象牙齒的牙根，連接于牙齒 基底的該牙齒模型能夠最接近地模擬該對(duì)象牙齒目前或目標(biāo)的構(gòu)型。 該對(duì)象牙齒的移動(dòng)分解成大移動(dòng)(即，繞對(duì)齊特征或牙根的轉(zhuǎn)動(dòng))和 小移動(dòng)(即，對(duì)齊特征或牙根的平移)。因此牙齒矯正器可以設(shè)計(jì)成 重點(diǎn)放在在每個(gè)治療步驟的大移動(dòng)上，這種移動(dòng)通常涉及很小的牙根 平移。因此牙齒矯正裝置可以用在沿著移動(dòng)路徑上的各個(gè)點(diǎn)生成的牙 齒模型來形成?？梢陨删哂卸鄠€(gè)位置(例如，初始或開始位置，第 一次治療位置、第二次治療位置等，直至達(dá)到最終位置)的治療系列。在一些變化中，執(zhí)業(yè)醫(yī)師可以在對(duì)象還處在接受治療的情況下調(diào) 整治療位置，或者根據(jù)使用者的喜好或者根據(jù)來自該對(duì)象的直到最近 治療的反饋。
2.形成移動(dòng)路徑過程中的反饋
如上所述，在對(duì)象的治療期間可以調(diào)整移動(dòng)路徑。例如，在選擇 矯正路徑并且在構(gòu)造一個(gè)或多個(gè)矯正器之后，附加的對(duì)象數(shù)據(jù)(例如 在治療期間得到的牙齒測(cè)量值)可以用于精選或改變移動(dòng)路徑，并且 因此重新設(shè)計(jì)移動(dòng)路徑，可能包括最終構(gòu)型位置。在一些變化中，執(zhí) 業(yè)醫(yī)師(例如，畸齒矯正師)在治療期間可以精選治療路徑，包括最 終位置。
在一些變化中，通過在治療過程期間測(cè)量對(duì)象的真實(shí)牙齒位置可 以修改治療路徑。例如，對(duì)象牙齒的測(cè)量可以用任何合適的方法進(jìn)行， 包括前面所述的掃描方法。在一個(gè)形式中，在對(duì)象已經(jīng)戴上矯正器之 后，在治療期間在一些點(diǎn)制作對(duì)象牙齒的陰印痕。然后，從對(duì)象牙齒 進(jìn)行的測(cè)量可以與初始位置、最終位置以及任何中間治療位置進(jìn)行比 較。這些測(cè)量值可以提供信息，反饋到下一個(gè)治療步驟的設(shè)計(jì)。
在一些變化中，在治療過程期間進(jìn)行的測(cè)量可以提供關(guān)于對(duì)象如 何響應(yīng)治療并且可以能夠進(jìn)一步定制該治療的特定信息。例如，如果 對(duì)象戴上第一個(gè)矯正器(對(duì)應(yīng)于第一個(gè)重合位置)規(guī)定的時(shí)間，通過 比較戴上第一矯正器之后該牙齒的真實(shí)位置和初始的第一次重合位 置，可以確定牙齒從初始位置到第一次重合位置的移動(dòng)。然后可以修 改這個(gè)路徑，以修正期望的第一矯正位置和真實(shí)的第一矯正位置之間 的差。在一些情況下，可以對(duì)移動(dòng)路徑添加附加的矯正步驟，或者可 以改變移動(dòng)路徑以指出前面未發(fā)覺的一些或全部牙齒移動(dòng)的約束。
下面描述的是這里所述矯正裝置、方法和系統(tǒng)許多不同部件的實(shí) 施例。所述的任何步驟可以與任何一個(gè)其他步驟或一部分其他步驟組合使用。
實(shí)施例
實(shí)施例l:具有反饋的治療方法
圖1A示出一種利用反饋為對(duì)象提供畸齒矯正治療的方法。首先， 測(cè)量該對(duì)象牙弓的初始構(gòu)型110。該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型可以包括在治 療開始之前該對(duì)象牙齒的位置和取向。該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型的分析 可以包括制做該對(duì)象牙齒的上牙弓/下牙弓的牙齒印痕。然后可以制造 該對(duì)象牙弓的數(shù)字模型。如上所述并且如在結(jié)合的參考文獻(xiàn)中所述， 可以測(cè)量該牙齒印痕的表面位置以確定該對(duì)象牙齒的位置和取向。例 如，對(duì)牙齒印痕進(jìn)行測(cè)量的詳細(xì)情況公開在上面的參考的美國專利申
請(qǐng)中2004年12月14曰由Huafeng Wen提交的名稱為"制造用于精 確地接納牙科牙齒模型的基底"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,159; 2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名稱為"制造用于牙弓模型 的精確的基底"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,157。
專業(yè)人員可以確定該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型。該目標(biāo)構(gòu)型可以是最 終目標(biāo)構(gòu)型120(例如，在治療終結(jié)時(shí)表示的該齒的最終構(gòu)型)，或者 它可以表示中間目標(biāo)構(gòu)型。專業(yè)人員可以通過處理實(shí)際或數(shù)字模型并 提供處理的模型，或者通過提供關(guān)于該牙齒應(yīng)當(dāng)如何相對(duì)于其當(dāng)前的 位置(或其他參考物)或其一些組合定位的口頭的或書面的指示，指 示目標(biāo)構(gòu)型。
專業(yè)人員可以通過確定牙齒的目標(biāo)排列(例如最終目標(biāo)排列)設(shè) 計(jì)治療計(jì)劃120。正如上面所提到的，最終目標(biāo)排列不必在早期階段明 確地確定；治療可以開始并且專業(yè)人員可以僅僅在看到該對(duì)象的牙齒 如何響應(yīng)治療之后確定最終排列。 一旦目標(biāo)排列確定之后，可以確定 移動(dòng)路徑130。該移動(dòng)路徑是當(dāng)牙齒被矯正器或多個(gè)矯正器移動(dòng)以達(dá)到 其目標(biāo)排列時(shí)牙齒所采取的路徑。該矯正器通常逐漸地移動(dòng)牙齒。如 果移動(dòng)路徑需要牙齒移動(dòng)多于預(yù)定的量(例如沿著X或Y平移0.3mm或以下)，那么移動(dòng)路徑可以分成多個(gè)步驟，其中每個(gè)步驟對(duì)應(yīng)單獨(dú) 的目標(biāo)排列140。該預(yù)定的量通常是對(duì)于每個(gè)治療步驟在要求的時(shí)間 (例如3周)內(nèi)矯正器沿著特定的方向能夠移動(dòng)牙齒的量。對(duì)于每個(gè) 這些治療步驟可以制造牙齒矯正器150。
可以利用諸如計(jì)算機(jī)分析裝置(例如計(jì)算機(jī)運(yùn)行的邏輯電路)的 分析裝置的幫助以確定移動(dòng)路徑。例如，分析裝置可以構(gòu)造成包括如 上所述指示對(duì)牙齒移動(dòng)約束的約束邏輯電路。因此，移動(dòng)路徑可以包 括由專業(yè)人員明確地指示，或者由分析裝置建議并且由專業(yè)人員批準(zhǔn)。 在一些變化中，移動(dòng)路徑可以利用分析軟件的幫助由技術(shù)人員產(chǎn)生(見
下面的實(shí)例2)。計(jì)算機(jī)分析裝置通常構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的初始和目
標(biāo)構(gòu)型(例如，最終和中間目標(biāo)構(gòu)型)，以及來自初始和目標(biāo)構(gòu)型的 移動(dòng)路徑。該移動(dòng)路經(jīng)可以避免牙齒抵觸和重疊，并且可以考慮到牙 齒的移動(dòng)約束，包括對(duì)牙齒在給定的治療步驟可以移動(dòng)多少的約束。
正如所提到的，移動(dòng)路徑可以分成多個(gè)連續(xù)的治療步驟140?？?以有例如10個(gè)到40個(gè)步驟。對(duì)于每個(gè)治療步驟150可以制造一個(gè)或 多個(gè)牙齒矯正器。對(duì)象戴上一個(gè)或多牙齒矯正器，以作為每個(gè)步驟的 一部分160移動(dòng)其牙齒。
可以如這里所述制造牙齒矯正器。在牙齒治療的每個(gè)步驟可以為 對(duì)象提供一個(gè)或多個(gè)矯正器。每個(gè)矯正器可以戴一段時(shí)間，從幾個(gè)小 時(shí)到幾周(例如3周)。在一天中的一部分時(shí)間矯正器可以連續(xù)地戴。
正如所描述的，畸齒矯正治療方法可以包括"反饋"，其允許在 治療期間根據(jù)牙齒對(duì)一個(gè)或多個(gè)牙齒矯正器如何響應(yīng)而反復(fù)地調(diào)整該 牙齒。因此，在作為進(jìn)行的治療的一部分當(dāng)對(duì)象已經(jīng)戴上牙齒矯正器 之后，僅僅在分析該對(duì)象牙齒的排列之后， 一個(gè)或多個(gè)矯正器可以構(gòu) 造成用于將來的治療步驟。由牙齒矯正器引起的牙齒移動(dòng)與該治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的移動(dòng)通常不是 完全形同的。因此，如上面所述，在戴上矯正器之后可以分析牙齒的 移動(dòng)170以確定它們?cè)谠撗拦械奈恢?，或者從開始前面的治療步驟 (或多個(gè)步驟)以來它們移動(dòng)了多少。得到的移動(dòng)可以因式分解成該 治療計(jì)劃，特別是在附加矯正器的設(shè)計(jì)中。然后可以測(cè)量對(duì)象牙齒的 位置和取向，該測(cè)量可以用作反饋，以調(diào)整治療計(jì)劃。
在對(duì)象已經(jīng)戴上牙齒矯正器一段時(shí)間之后可以獲得該對(duì)象牙弓的 陰性印痕，并且如上所述進(jìn)行測(cè)量用于確定分析該對(duì)象的牙弓的構(gòu)型。 圖2示出一種用于確定對(duì)象的牙弓的構(gòu)型的方法。'對(duì)象的陰性牙齒印 痕280能夠用環(huán)氧樹脂固定在容器290中。該容器290可以用定義該 印痕280的坐標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記295進(jìn)行標(biāo)記。利用機(jī)械定位 裝置200測(cè)量該對(duì)象牙齒脫離該印痕的相對(duì)位置。機(jī)械定位裝置的一 個(gè)例子是微劃線器，其可以從Immersion and Phantom得到。該微劃線器 是手持式三維數(shù)字儀(數(shù)字轉(zhuǎn)換器)，其能夠得到(devel叩)現(xiàn)有三 維物體的數(shù)字計(jì)算機(jī)模型。'該機(jī)械定位裝置200可以包括具有一個(gè)或 多個(gè)機(jī)械接頭230的機(jī)械臂210、 220。該機(jī)械接頭230具有用于平滑 地操作的精密軸承，和用于解碼該機(jī)械臂1210、 220的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的 內(nèi)部數(shù)字光學(xué)傳感器。末端部分是記錄針240,該記錄針能夠被操作以 接觸保持在容器290中的牙齒印痕280上的點(diǎn)。該機(jī)械定位裝置200 可以固定在作為容器290的普通的平臺(tái)上。記錄針接觸的點(diǎn)的精確三 維位置和角度信息可以被解碼并且在電子輸出端口 270輸出。該位置 和取向信息可以通過另外的解碼器獲得。另外的傳感器可以設(shè)置在該 記錄針的末端，以測(cè)量該被測(cè)量物體的表面硬度。Immersion Corp.' s MicroScribe(微劃線器)利用連接于CMM型裝置的裝有尖點(diǎn)的記錄針， 以產(chǎn)生0.009英寸的精度。
在從對(duì)象牙齒的印痕測(cè)量牙齒位置時(shí)，該MicroScribe數(shù)字儀安裝 在固定于基板的固定物上。該裝置經(jīng)由USB或串行端口能夠與主計(jì)算 機(jī)通信。然后使用者(例如技術(shù)人員或生產(chǎn)者)在該印痕中的每個(gè)牙齒位置選擇感興趣的點(diǎn)并且將該記錄針放在感興趣的點(diǎn)上。位置和角 度信息被解碼并且然后傳輸給計(jì)算機(jī)。然后計(jì)算并記錄獲得的點(diǎn)的笛 卡爾XYZ坐標(biāo)，用于對(duì)每個(gè)第一位置和取向(或可選地每個(gè)牙齒)取 對(duì)數(shù)。
可以根據(jù)牙弓印痕保持在其中的容器腔建立新坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo) 系通過在該容器的兩側(cè)上的兩個(gè)點(diǎn)的讀數(shù)以形成X軸來建立。該平面
上另一個(gè)讀數(shù)建立X-Y平面。然后在該X-Y平面上確定原點(diǎn)。Z軸將 通過取X軸和Y軸的交點(diǎn)建立。
其次，使用者在對(duì)應(yīng)于每個(gè)牙齒的牙弓印痕的表面上選擇多個(gè)點(diǎn)。 然后插值從印痕表面測(cè)量的三維點(diǎn)以形成表面并整體化成整個(gè)設(shè)計(jì)。
定義曲線的點(diǎn)的數(shù)目和曲線的數(shù)目取決于該模型的希望的分辨 率。由該設(shè)計(jì)應(yīng)用提供的表面函數(shù)用于形成并融合該模型表面。根據(jù) 設(shè)計(jì)者的意圖該模型可以被涂成陰影或提供，定義為固體或使之有動(dòng) 畫。通過該記錄針得到的所有讀數(shù)可以實(shí)時(shí)地提供以使使用者能夠看 得見該數(shù)字牙齒模型。該坐標(biāo)軸和點(diǎn)可以用不同顏色的圓柱/球在軟件 中提供，以便區(qū)別各值的不同含義。
通過光學(xué)掃描該牙齒印痕或用該牙齒印痕模制的牙齒模型也能夠 得到該牙齒位置。光學(xué)掃描系統(tǒng)可以包括具有牙齒印痕或牙齒模型安 裝于其上的掃描臺(tái)。該掃描臺(tái)可以由在計(jì)算機(jī)控制下的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)掃描臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)角度位置時(shí)， 一個(gè)或多個(gè)圖像捕獲裝置能夠捕獲 該牙齒印痕或模制的牙齒模型的圖像。圖像捕獲裝置的光軸可以是例 如偏離豎直軸線(或該掃描臺(tái)的頂表面)45度。
數(shù)字牙弓模型可以包括多個(gè)數(shù)字牙齒模型。根據(jù)第一特征位置和 取向，或可選地通過機(jī)械定位裝置獲得的該實(shí)際牙齒模型的坐標(biāo)，可 以產(chǎn)生該數(shù)字牙齒模型。分析該牙齒印痕或牙齒模型的圖像。牙齒印痕上或牙齒模型的多 個(gè)表面點(diǎn)的坐標(biāo)利用捕獲的圖像數(shù)據(jù)通過三角測(cè)量計(jì)算。牙齒印痕或 牙齒模型的表面通過插值該計(jì)算的表面上的點(diǎn)的坐標(biāo)來構(gòu)造。因此能 夠得到該對(duì)象牙齒的位置。對(duì)象牙齒的位置還可以通過激光跟蹤系統(tǒng) 和移動(dòng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)象牙齒的印痕上測(cè)量位置信息的詳細(xì)
情況公開在上面參考的美國專利申請(qǐng)中2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名稱為"制造用于精確地接納牙科牙齒模型的基底"，美 國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,159; 2004年12月14日由Huafeng Wen 提交的名稱為"制造用于牙弓模型的精確的基底"，共同轉(zhuǎn)讓的美國 專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,157。
測(cè)量的對(duì)象牙齒的位置與在治療計(jì)劃中的該治療步驟中的目標(biāo)構(gòu) 型在步驟180中進(jìn)行比較。如果該目標(biāo)構(gòu)型在規(guī)定的公差內(nèi)實(shí)現(xiàn)，該 治療可以根據(jù)原來的設(shè)計(jì)繼續(xù)進(jìn)行。正如在步驟190中原來計(jì)劃的那 樣可以制造用于下一個(gè)治療步驟的一個(gè)或多個(gè)矯正器。
如果在步驟180中發(fā)現(xiàn)牙齒矯正器沒有移動(dòng)該對(duì)象的牙齒到希望 的目標(biāo)構(gòu)型，根據(jù)在這個(gè)治療階段測(cè)量的該對(duì)象牙齒的當(dāng)前牙齒位置 和希望的位置，畸齒矯正師可以設(shè)計(jì)另一個(gè)牙齒矯正器。通常，畸齒 矯正師利用計(jì)算機(jī)軟件模擬牙齒移動(dòng)到該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)。 該目標(biāo)構(gòu)型形式包括希望的牙齒位置和取向。該目標(biāo)構(gòu)型可以在原來 的治療計(jì)劃中規(guī)定，用于這一個(gè)或下一個(gè)治療步驟。而且，畸齒矯正 師還可以根據(jù)該對(duì)象牙齒的移動(dòng)動(dòng)態(tài)地調(diào)整用于下一個(gè)治療步驟的該 目標(biāo)牙齒構(gòu)型。
正如所描述的，利用能夠組裝形成實(shí)際牙弓模型的實(shí)際牙齒模型 的幫助可以制造牙齒矯正器。該實(shí)際牙弓模型可以在牙齒基底上形成。 可以制造該實(shí)際牙齒模型并用于一個(gè)或多個(gè)治療步驟。牙齒基底可以 包括接納牙齒模型的多個(gè)接納特征。該牙齒模型可以包括與接納特征配合的多個(gè)對(duì)齊特征。牙齒基底可以包括不同的構(gòu)型，其每個(gè)對(duì)應(yīng)于 一個(gè)或多個(gè)治療步驟。不同治療步驟中利用的實(shí)際牙弓模型可以方便 地并且廉價(jià)地制造牙齒矯正器。治療步驟之間的實(shí)際牙齒模型和牙齒 基底的共同使用明顯減少治療時(shí)間和成本。公開的治療系統(tǒng)和方法的 各步驟公開在上述參考并且共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)中，其內(nèi)容結(jié)合 于此供參考。
如果任何牙齒模型被磨損或損壞，在第一個(gè)治療步驟之前可以制 造實(shí)際牙齒模型，或在任何隨后的步驟中再次產(chǎn)生。也可以一次制造 多個(gè)牙齒模型以節(jié)省設(shè)立時(shí)間和處理成本。在一個(gè)例子中，實(shí)際牙齒
模型可以用陰性印痕280在鑄塑腔或容器290中。該容器290用由可 塑的材料填充。容器290可以被密封。鑄塑材料可以借助于加熱、加 壓和/或紫外輻照固化。然后對(duì)象牙齒的實(shí)際牙弓模型可以分成多個(gè)牙 齒模型。 一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記295可以同時(shí)模制在實(shí)際牙弓模型上， 使得該實(shí)際牙弓模型上的表面點(diǎn)精確地變回到該陰性牙弓印痕原來的 坐標(biāo)。模制實(shí)際牙弓模型的詳細(xì)情況公開在上面參考的并且共同轉(zhuǎn)讓 的美國專利申請(qǐng)中2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名稱為 "用于鑄塑實(shí)際牙齒模型的方法和系統(tǒng)"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)是 11/013,160;和2004年11月2日由Huafeng Wen提交的名稱為"用于 制造和構(gòu)造實(shí)際牙弓模型的方法和設(shè)備"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為 10/979,823，其內(nèi)容結(jié)合于此供參考。
圖3A示出包括牙齒體310和牙根320的對(duì)象牙齒300。根據(jù)本發(fā) 明，牙齒移動(dòng)可以分解為繞牙根320的轉(zhuǎn)動(dòng)和牙根320的平移。牙根 320的平移可以用坐標(biāo)系來描述，例如由X、 Y和Z軸定義的笛卡爾坐 標(biāo)。牙齒300的縱軸L可以沿著極方向P、自轉(zhuǎn)方向S和方位角方向A 轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然存在可選的移動(dòng)描述，但是這里公開的牙齒移動(dòng)的定義的 優(yōu)點(diǎn)在于將大移動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))和小移動(dòng)(平移)分開。由于牙根向下錨 定很深，因此牙齒300在外力作用下最容易的移動(dòng)是繞牙根320的轉(zhuǎn) 動(dòng)，因而牙根320的平移具有小得多的幅度。牙齒的牙根可以看作牙齒繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。
圖3B示出牙齒模型350，其能夠模擬圖3A的對(duì)象的牙齒300的 移動(dòng)。該牙齒模型350可以包括牙齒模型主體360和一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊 特征370。該牙齒模型主體360可以模擬牙齒體310。根據(jù)本發(fā)明，該 對(duì)齊特征370可以包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽、孔或能夠連接 于圖5和圖6所示的牙齒基底上的接納特征的其他特征。
牙根320的對(duì)齊特征370的模擬可以通過對(duì)象牙齒的數(shù)字表示形 式幫助，S卩，數(shù)字牙齒模型。包括牙根的對(duì)象牙齒的圖像可以被沿著 不同方向用X射線捕獲。對(duì)象牙齒的三維數(shù)字模型可以從圖像構(gòu)造。 牙齒模型也可以光學(xué)掃描或由定位裝置測(cè)量以得到數(shù)字牙齒模型。該 數(shù)字牙齒模型可以被外推以描述牙根。然后可以模擬對(duì)齊特征370使 得該對(duì)齊特征370的端部相對(duì)于牙齒模型350就像牙根320相對(duì)牙齒 300在同樣的位置。
牙齒模型350的移動(dòng)可以用坐標(biāo)系描述，該坐標(biāo)系可以是與在圖 3A中用于描述對(duì)象牙齒300的坐標(biāo)系是同樣的。對(duì)齊特征370的平移 用基于X'、 Y'和Z'軸的笛卡爾坐標(biāo)系描述。牙齒模型350的轉(zhuǎn)動(dòng)可以 用牙齒模型350的縱軸L'沿著極方向P'、自轉(zhuǎn)軸方向S'和方位角方 向A'的轉(zhuǎn)動(dòng)來描述。
圖3C示出一般化的牙齒模型380，其具有牙體380和對(duì)齊銷(模 擬牙根)390。
在牙齒治療的每個(gè)步驟，牙齒矯正器可以用連接于牙齒基底上的 牙齒模型形成。由于對(duì)齊特征模仿對(duì)象牙齒的牙根，連接于牙齒基底 上的該牙齒模型可以最精確地模擬對(duì)象牙齒當(dāng)前的或目標(biāo)構(gòu)造形式。 該對(duì)象牙齒的移動(dòng)分解成大移動(dòng)(即，繞對(duì)齊特征或牙根的轉(zhuǎn)動(dòng))和 小移動(dòng)(即，對(duì)齊特征或牙根的平移)。因此牙齒矯正器可以將重點(diǎn)放在在每個(gè)治療步驟的大移動(dòng)上，這種移動(dòng)通常涉及很小的牙根平移。 因此生產(chǎn)的牙齒矯正產(chǎn)生更精確的對(duì)象牙齒的移動(dòng)。
該公開的牙齒矯正器可以更有效移動(dòng)對(duì)象的牙齒。現(xiàn)有技術(shù)的牙 齒矯正器通常試圖繞牙根上的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)象的牙齒，這經(jīng)常造成不現(xiàn)實(shí) 或不想要的移動(dòng)。這種不想要的移動(dòng)經(jīng)常不得不在返工步驟中修正。 該公開的系統(tǒng)能夠減少修正或返工治療步驟的數(shù)目，因此使總的治療 步驟最少。用于治療時(shí)間和成本減少。
與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比，該公開的系統(tǒng)和方法還簡化了畸齒治療 的過程。繞對(duì)象牙齒的牙根的轉(zhuǎn)動(dòng)和牙根的平移之間的分解有助于將 牙齒的移動(dòng)重點(diǎn)放在主要移動(dòng)上，即，繞牙根的轉(zhuǎn)動(dòng)。在許多情況下， 在牙齒根部不需要或只需要很小的平移移動(dòng)。
如上所述，牙弓部件(如牙齒)移動(dòng)的約束也可以有助于確定從 初始模型和最終(希望的)牙弓構(gòu)型插值的中間數(shù)字(或?qū)嶋H)模型。
具體說，約束牙齒的移動(dòng)以便它們更精確地模擬(model)其根埋在齒 齦和顎內(nèi)的牙齒的移動(dòng)，所述移動(dòng)可能得到更精確更有效的矯正器設(shè) 計(jì)。實(shí)現(xiàn)這種效果的一種方法是約束或限制沿X、 Y和/或Z軸的移動(dòng)， 而更容易使移動(dòng)繞牙根轉(zhuǎn)動(dòng)(例如，方位角和極方向的移動(dòng))。
在其他情況下，在特定的治療步驟牙齒可以約束成只沿著極方向、 自轉(zhuǎn)軸方向和方位角方向的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。在其他情況下，在另外 的治療步驟牙齒可以約束成不沿著極X、 Y和/或Z軸移動(dòng)。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng) 約束有助于減少調(diào)整牙齒構(gòu)型的自由度的可變度，這簡化了治療設(shè)計(jì)。
在一個(gè)方面，約束的牙齒移動(dòng)減少相鄰牙齒之間干擾的可能性。 設(shè)計(jì)沒有相鄰牙齒之間的干擾的牙齒移動(dòng)的詳細(xì)情況公開在上面參考 并共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)中即由Huafeng Wen提交的名稱為"在 基底上生產(chǎn)不干擾的牙齒模型"，美國專利申請(qǐng)序列號(hào)為11/013,156。在另一方面，在不同的治療步驟中不同的約束的牙齒移動(dòng)使得容 易在整個(gè)治療過程中監(jiān)視牙齒移動(dòng)。可以使治療更有重點(diǎn)并且牙齒可 以更直接地向該治療計(jì)劃的最終構(gòu)型移動(dòng)。簡化的牙齒移動(dòng)也減少不 正確移動(dòng)的機(jī)會(huì)，并且因此減少在治療中的修正測(cè)量。結(jié)果可以減少 治療步驟的數(shù)目，其減少花費(fèi)的成本和時(shí)間。
該對(duì)齊特征370可以在模制過程中通過將它們模制在可塑的鑄塑
材料上同時(shí)制造例如，該對(duì)齊特征370可以是在可塑材料被固化前 插入該可塑的鑄塑材料中的銷。可選地，該對(duì)齊特征370可以在制造 實(shí)際牙弓模型之后并且在該實(shí)際牙弓模型被分成牙齒模型350之前在 牙齒模型350中制造。例如，該對(duì)齊特征370可以包括由鉆孔系統(tǒng)400 在實(shí)際牙弓模型上鉆出的空穴，如圖4所示。獲得具有對(duì)齊特征的實(shí) 際牙弓模型和三維參考位置的詳細(xì)情況公開在上面參考的2004年12 月14日由HuafengWen提交的名稱為"制造用于精確接納牙科牙齒模 型的基底"的美國專利申請(qǐng)中。
圖3B所示的牙齒模型350可以包括牙齒模型主體360和一個(gè)或多 個(gè)對(duì)齊特征370。該對(duì)齊特征370可以包括銷、凸起、短柱、空穴、狹 槽、孔或能夠連接于圖5和圖6所示的牙齒基底上的接納特征的其他 特征。在步驟185，該對(duì)齊特征可以通過將它們模制在可塑的鑄塑材料 上在模制過程中同時(shí)制造。例如，該對(duì)齊特征可以是銷，在可塑材料 被固化之前插入該可塑的鑄塑材料中?？蛇x地，該對(duì)齊特征370可以 在制造實(shí)際牙弓模型之后并且在該實(shí)際牙弓模型被分成牙齒模型350 之前在牙齒模型350中制造。例如，該對(duì)齊特征370可以包括由鉆孔 系統(tǒng)400在實(shí)際牙弓模型上鉆出的空穴，如圖4所示。獲得具有對(duì)齊 特征的實(shí)際牙弓模型和三維參考位置的詳細(xì)情況公開在上面參考的 2004年12月14日由Huafeng Wen提交的名稱為"制造用于精確接納 牙科牙齒模型的基底"的美國專利申請(qǐng)中。在步驟186，用于接納該牙齒模型上的對(duì)齊特征的接納特征在牙 齒基底上然后制造。該牙齒基底上的接納特征與牙齒模型上的對(duì)齊特 征互補(bǔ)并且配合。該接納特征可以包括一個(gè)或多個(gè)銷、凸起、短柱、
空穴、狹槽和孔。如圖4所示，牙齒基底410被保持在工作臺(tái)415上。 鉆孔裝置430安裝在能夠沿著三個(gè)方向移動(dòng)該鉆孔裝置430的定位系 統(tǒng)440上。該定位系統(tǒng)440在計(jì)算機(jī)420的控制下首先在牙齒基底410 上定位參考點(diǎn)412。該參考點(diǎn)412精確地對(duì)應(yīng)牙齒印痕280上的參考標(biāo) 記295。定位裝置440可以根據(jù)牙齒基底410上的參考點(diǎn)定義坐標(biāo)系。 利用該參考標(biāo)記295，牙齒基底410的坐標(biāo)能夠被定量地平移到該陰性 牙齒印痕280的原來的坐標(biāo)。計(jì)算機(jī)420儲(chǔ)存待制造在牙齒基底410 上的空穴的位置。該空穴的位置對(duì)應(yīng)牙齒模型350上的對(duì)齊特征370
(銷)?？昭ê蛯?duì)齊特征370兩者可以由原來的參考標(biāo)記295定義。 例如，牙齒基底上接納特征的位置至少取決于兩個(gè)因素第一，由最 近一次的牙齒矯正器引起該牙齒移動(dòng)之后該對(duì)象牙齒的測(cè)量位置；第
二，該對(duì)象牙齒的希望的位置。
該定位系統(tǒng)440朝著儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)420中的預(yù)定的空穴位置移動(dòng) 該鉆孔裝置430。該鉆孔裝置430可以利用機(jī)械鉆頭鉆出該空穴或用任 何合適的裝置，例如高能激光束，通過熔燒形成它們。
可選地，牙齒基底410而不是鉆孔裝置430可以安裝在定位裝置 上。該定位裝置能夠在牙齒基底410和鉆孔裝置430之間產(chǎn)生相對(duì)移 動(dòng)。根據(jù)參考點(diǎn)412得到的坐標(biāo)系，其能夠被定量地平移到基于牙齒 印痕280上的參考標(biāo)記的坐標(biāo)系。牙齒基底410被移動(dòng)到能夠在預(yù)定 位置鉆出該空穴的位置。牙齒基底410上的牙齒位置之間的精確對(duì)齊 確保牙齒模型350按照用于下一個(gè)治療步驟的該牙齒的希望位置(或 目標(biāo)構(gòu)型)精確地安裝在該牙齒基底410上。
圖5是牙齒基底500的頂視圖，其包括用于接納牙齒模型上的多 個(gè)短柱的多個(gè)空穴510、 520。該空穴510和520的位置通過該對(duì)象牙弓的初始牙齒位置，或者在畸齒矯正治療過程中的牙齒位置確定。該
基底500可以是圖5所示的包括多對(duì)空穴510、 520的板的形式。每對(duì) 空穴510、 520適于接納與實(shí)際牙齒模型連接的兩個(gè)銷。每對(duì)空穴包括 在牙弓模型內(nèi)的空穴510和在牙弓模型外的空穴520。
圖6示出用兩個(gè)銷615固定的牙齒模型610。牙齒基底620包括 能夠與銷615對(duì)齊的空穴625。該空穴625適于接納兩個(gè)銷615，以使 牙齒模型610能夠與牙齒基底620組裝。由于空穴625和銷615根據(jù) ，樣的坐標(biāo)系制造，它們能夠精確地對(duì)齊以使它們能夠組裝在一起。 在步驟187中牙齒模型610安裝在牙齒基底620上，以形成牙弓模型。
在步驟188中牙齒矯正器可以利用該牙弓模型方便地制造。圖7 示出利用該牙弓模型制造的牙齒矯正器的設(shè)置。矯正器制造材料片710 附著在片材保持器并且然后升高接近加熱元件。該片可以用單一材料 的均勻分布制造，或者包括不同材料的多層。在校正器制造材料被加 熱規(guī)定的時(shí)間之后，片材保持器被壓緊在在該基板上的該對(duì)象的牙弓 模型上。真空泵除去在基板底部的空氣，以使得變軟的矯正器制造材 料松弛并且圍繞該對(duì)象的牙弓模型合適地形成。這個(gè)矯正器制造過程 叫做真空成形。
該對(duì)象的牙弓模型可以包括對(duì)齊點(diǎn)412，在真空成形期間其能夠 被復(fù)制在該矯正器制造材料片710上。復(fù)制的對(duì)齊標(biāo)記720形成在矯 正器750上。數(shù)字牙弓模型捕獲該對(duì)象牙齒模型的形狀信息和關(guān)于對(duì) 齊標(biāo)記的信息。該數(shù)字牙弓模型可以進(jìn)一步規(guī)定待產(chǎn)生在該對(duì)象牙齒 上的該特征的位置，以接納能夠使牙齒矯正器被搭鎖在該對(duì)象牙齒上 的該通孔。
如這里所述得到的矯正器可以是特別設(shè)計(jì)的以在治療過程的當(dāng)前 階段朝著希望的位置移動(dòng)該對(duì)象牙齒。在步驟160對(duì)象戴上該矯正器。 可以重復(fù)從步驟160到步驟180的過程。實(shí)際牙齒模型和牙齒基底可以在不同的治療步驟之間共享。對(duì)于 不同的治療步驟可以構(gòu)造并且再構(gòu)造個(gè)實(shí)際牙弓模型。牙齒矯正器可 以利用該實(shí)際牙弓模型方便地并且廉價(jià)地制造。
實(shí)例2:移動(dòng)路徑和中間目標(biāo)構(gòu)型的人工確定
在一個(gè)變化中，生產(chǎn)可除去的畸齒矯正器具(矯正器)的方法依 靠技術(shù)人員初始設(shè)置中間目標(biāo)構(gòu)型(治療步驟)。如上所述，該矯正 器用透明塑料制造并且模制成以緊貼地配合在對(duì)象的牙齒上。
總的來說，治療系統(tǒng)包括一系列矯正器，每個(gè)矯正器具有稍稍不 同于該對(duì)象牙齒的未治療位置的構(gòu)型。每個(gè)矯正器對(duì)該對(duì)象的牙齒施 加壓力，迫使該牙齒與該矯正器的構(gòu)型吻合。待該對(duì)象的牙齒已經(jīng)與 該矯正器的構(gòu)型吻合時(shí)。該對(duì)象繼續(xù)新的矯正器。 一般來說，當(dāng)對(duì)象 的牙齒已經(jīng)達(dá)到該治療臨床醫(yī)師希望的構(gòu)型時(shí)，該治療過程結(jié)束。
圖1B示出這種治療方法的一種變化所進(jìn)行的步驟。該治療過程以 由專業(yè)人員提供的對(duì)象信息開始1010。這種信息通過由專業(yè)人員對(duì)該 對(duì)象的檢査由該專業(yè)人員收集，并且包括該對(duì)象的上下牙齒的牙齒印 痕，"蠟咬合"(即，通過由該對(duì)象咬進(jìn)蠟制品中形成的該對(duì)象牙齒 的印痕)、對(duì)象牙齒的X射線照片、對(duì)象臉部的照相以及處方。制造 實(shí)體利用這種信息以制造為每個(gè)對(duì)象定制的該矯正器。
對(duì)象牙齒的實(shí)際模型用由制造實(shí)體1020提供的信息制造。對(duì)象牙
齒的印痕和x射線照片用于形成像牙齒的實(shí)際模型。實(shí)際模型的這種 形成通過以下步驟完成。首先，技術(shù)人員檢查該牙齒印痕和x射線照 片以確定該對(duì)象牙齒的每個(gè)牙齒的取向。通過看牙齒的印痕和x射線
照片，該技術(shù)人員能夠確定每個(gè)牙齒的z軸，即該牙齒所指向的方向。 該"z軸"信息輸入三維數(shù)字儀中。如上所述，該三維數(shù)字儀是空間測(cè)
量工具，用于確定在物體表面上的點(diǎn)的x、 y和z軸坐標(biāo)。在這種情況下，三維數(shù)字儀用于確定在該對(duì)象牙齒印痕的表面上的點(diǎn)的X、 y和z 軸坐標(biāo)。該"z軸"信息通常用三維數(shù)字儀(例如，MicroScribe)計(jì)算 以得到在牙冠上的多個(gè)坐標(biāo)。然后這些坐標(biāo)用于估算該對(duì)象的每個(gè)單 個(gè)牙齒的牙根的位置。
其次，計(jì)算機(jī)控制的(CNC)銑床用于在塑料板(基板)上鉆一 系列的孔，這些孔對(duì)應(yīng)于估算的牙根的位置。對(duì)每個(gè)牙齒鉆兩個(gè)孔并 且銷插入該孔中。每個(gè)銷的長度大于每個(gè)孔的深度，使得一旦插入之 后，每個(gè)銷從該基板部分地伸出。形成兩個(gè)基板， 一個(gè)用于該對(duì)象的 上牙弓， 一個(gè)用于對(duì)象的下牙弓。
然后模制材料注入該對(duì)象的牙齒印痕中，并且基板配合于該牙齒 印痕以便從基板伸出的銷伸進(jìn)該液態(tài)的模制材料中。當(dāng)模制材料硬化 時(shí)，該銷變成被埋入該材料中，形成具有從每個(gè)牙齒伸出的兩個(gè)銷的 牙齒模型。包括銷的牙齒模型從牙齒印痕和基板取出。最后，這些模 型被分開，例如切割開以形成各對(duì)象牙齒的單個(gè)牙齒。
然后產(chǎn)生對(duì)象牙齒(數(shù)字模型)的數(shù)字圖像以幫助引導(dǎo)治療方案。 對(duì)象牙齒的模型、對(duì)象牙齒的牙根的估算位置、以及執(zhí)業(yè)醫(yī)師的處方 用于形成該對(duì)象牙齒的規(guī)定位置的數(shù)字圖像。這個(gè)過程通過下述步驟 完成。首先，各對(duì)象牙齒的模型安裝在稱作"掃描板"的另一個(gè)基板 上， 一次一個(gè)(或在一些變化中， 一組)。該掃面板可以用與用在上 述模制過程中的基板的同一種材料制造，但是給出不同的名稱，以表 示在該過程的不同點(diǎn)使用，并且用于不同目的。
每個(gè)牙齒模型一旦被安裝在掃描板上之后，用激光掃描該每個(gè)牙 齒模型以獲得表示其三維幾何圖形的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與估算的牙根位 置和開業(yè)醫(yī)生的處方組合，用于形成該對(duì)象牙齒的處方位置的數(shù)字圖 像，即根據(jù)開業(yè)醫(yī)生的處方定位的該對(duì)象牙齒的圖像。該數(shù)字圖像稱 作"處方視角圖像"，即RxRiew。該處方視像是在數(shù)據(jù)格式中編碼的計(jì)算機(jī)圖形圖像。在處方視像中獲得的數(shù)據(jù)足以形成該對(duì)象 牙齒的可視表示形式，但是，根據(jù)其自身，它可能不足以提供制造實(shí) 際矯正器的基礎(chǔ)。
處方視圖通常是對(duì)象牙齒的整體圖像，包括在齒齦線以下的牙齒 部分。齒齦線以上的牙齒部分的處方視圖用從該模型牙齒的激光掃描 得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生。齒齦線以下的牙齒部分的處方視圖是根據(jù)表示的牙 齒類型的近似，例如，臼齒的圖像是基于臼齒的形狀的，而兩尖齒的 圖像是基于該兩尖齒的形狀的。該處方視圖可以經(jīng)由計(jì)算機(jī)提供給開 業(yè)醫(yī)師以被認(rèn)可。該開業(yè)醫(yī)師利用已知的計(jì)算機(jī)程序檢査該處方視圖， 使該開業(yè)醫(yī)師能夠提供指示和治療修改。 一旦該開業(yè)醫(yī)師已經(jīng)看過該 方案視圖，該開業(yè)醫(yī)師可以同意該處方視圖，或者修改處方視圖。
開業(yè)醫(yī)師確定可以接受的方案視圖已經(jīng)形成之后，技術(shù)人員(例 如制造公司的部門)開始單個(gè)地制做矯正器， 一次同時(shí)輸送兩組。"一 組"矯正器包括用于對(duì)象上部牙齒的矯正器和用于對(duì)象下部牙齒的矯 正器，除非該對(duì)象試圖專門治療他的上牙或下牙。在這種情況下，在 他的"一組"矯正器將由單個(gè)矯正器構(gòu)成。
矯正器的實(shí)際制造可以利用第三個(gè)計(jì)算機(jī)程序，該程序利用從單 個(gè)模型牙齒的激光掃描得到的數(shù)據(jù)和該對(duì)象牙齒的牙根的估算位置， 以形成該對(duì)象牙齒的當(dāng)前位置的數(shù)字圖像1040。然后技術(shù)人員看這個(gè) 數(shù)字圖像，并且利用軟件手工將該牙齒的位置調(diào)整到第一修改位置 1050。技術(shù)人員通常利用軟件依靠調(diào)整和經(jīng)驗(yàn)手工調(diào)整該牙齒的位置， 以便利用單個(gè)矯正器使必要的移動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)將牙齒的位置從當(dāng)前位置 改變到第一修改位置。在進(jìn)行這種調(diào)整時(shí)，技術(shù)人員可以只參考處方 視圖作為可視指導(dǎo)，很多技術(shù)人員看牙齒的實(shí)際模型作為指導(dǎo)。來自 處方視圖的數(shù)據(jù)不是必須用于建立這些中間治療步驟的模型(該牙齒 的中間目標(biāo)構(gòu)型)。在一些變化中，由于建立這些中間目標(biāo)構(gòu)型的模 型的軟件可以對(duì)技術(shù)人員移動(dòng)牙齒的能力施加約束。例如，技術(shù)人員可能被限制他能夠?qū)⒀例X繞該牙根轉(zhuǎn)動(dòng)或沿著X、 y和Z軸平移移動(dòng)多 遠(yuǎn)，如上所述。技術(shù)人員用于修改中間目標(biāo)構(gòu)型的軟件可以由于限制 允許每個(gè)牙齒的移動(dòng)的范圍導(dǎo)致的誤差而防止該技術(shù)人員的錯(cuò)誤。例
如，能夠阻止技術(shù)人員將牙齒定位在不希望的或不可能的取向，例如 重疊取向。
一旦調(diào)整完成之后，從第一中間目標(biāo)構(gòu)型(上面描述的"第一修
改位置")制造牙齒矯正器1060。計(jì)算機(jī)控制的(CNC)銑床用于在
稱之為"構(gòu)架板"的基板上鉆一系列的孔，這些孔對(duì)應(yīng)于"第一修改 的"牙根的位置。該構(gòu)架板與上述鑄塑和掃描板是同樣的，但是給出 不同的名稱，以表示它在該過程中被用于不同的點(diǎn)。技術(shù)人員將每個(gè) 實(shí)際牙齒模型插入該"第一修改的"構(gòu)架板中其對(duì)應(yīng)的一對(duì)孔中。這 樣形成該對(duì)象牙齒的第一修改目標(biāo)位置的實(shí)際模型。然后技術(shù)人員通 過在這個(gè)實(shí)際模型上熱成形聚合物片來形成矯正器。
在一些變化中，可以立即形成第二修改目標(biāo)位置(即第二中間目 標(biāo)構(gòu)型)，從該第二修改目標(biāo)位置可以制造矯正器。如上所述，技術(shù) 人員用軟件看第一修改位置的數(shù)字圖像，并且利用其判斷和經(jīng)驗(yàn)將第
一修改位置手工調(diào)整到第二修改位置。然后，計(jì)算機(jī)控制的(CNC) 銑床用于在構(gòu)架板上鉆一系列的孔，這些孔對(duì)應(yīng)于"第二修改的"目 標(biāo)牙根位置。技術(shù)人員將該模型牙齒插入新的構(gòu)架板孔，并且在該實(shí) 際模型上模制第二矯正器。
通常可以同時(shí)制造兩個(gè)矯正器，跨約六周的治療期，并且直接提 供給該對(duì)象，或者提供該開業(yè)醫(yī)師給戴該矯正器的對(duì)象1070。這些矯 正器可以戴例如21天。兩組矯正器同時(shí)送給該開業(yè)醫(yī)師。該對(duì)象戴該 兩組矯正器的時(shí)間，42天(6周)稱作"治療周期"。兩組矯正器提 供給該開業(yè)醫(yī)師之后，該開業(yè)醫(yī)師接收詢問該開業(yè)醫(yī)師是否對(duì)該治療 進(jìn)行調(diào)整的信息，并與技術(shù)人員進(jìn)行商量，或讓技術(shù)人員再設(shè)計(jì)并制 造兩個(gè)矯正器。正器向另一個(gè)矯正器接著 進(jìn)行時(shí)，開業(yè)醫(yī)師可以觀察最近修改的牙齒位置并向技術(shù)人員提供反 饋和輸入，改變治療路徑(例如治療過程)。隨著治療過程的進(jìn)展， 開業(yè)醫(yī)師不斷的輸入并修改治療，通過重復(fù)這些過程，可以形成隨后 的矯正器。
每個(gè)治療周期開始之后大約四周(留下兩周時(shí)間制造下兩組矯正 器)，開業(yè)醫(yī)師有能力進(jìn)行下兩組矯正器的調(diào)整。根據(jù)臨床醫(yī)生檢査 的對(duì)象牙齒的當(dāng)前狀態(tài)，這種交互作用過程確保每對(duì)矯正器能夠提供 重定位。
正如這里所描述的，牙弓(牙齒)的實(shí)際移動(dòng)可以反饋到該治療。 例如在該對(duì)象已經(jīng)戴一個(gè)或多個(gè)矯正器之后，牙齒的位置可以用于計(jì) 劃下一個(gè)(或下幾個(gè))治療步驟。在一些變化中，在該對(duì)象已經(jīng)戴一 個(gè)或多個(gè)矯正器之后，開業(yè)醫(yī)師向技術(shù)人員(制造者)提供關(guān)于該對(duì) 象牙齒構(gòu)型的信息1080。該制造者(或開業(yè)醫(yī)師)可以確定單個(gè)牙齒
的位置變化1090，并且因此可以調(diào)整下一個(gè)目標(biāo)構(gòu)型1050。如果一個(gè)
或多個(gè)牙齒被證明對(duì)移動(dòng)特別具有抵抗性，開業(yè)醫(yī)師可以由下一個(gè)(多 個(gè))矯正器增加施加在那個(gè)牙齒上的力的量，或者改變?cè)撗例X被矯正 器移動(dòng)方式。在一些變化中，如上所述，在戴上最近的矯正器之后， 該對(duì)象牙齒的實(shí)際位置能夠用作確定下一個(gè)目標(biāo)構(gòu)型的起點(diǎn)，而不是 用作前面的確定的預(yù)定目標(biāo)構(gòu)型。
在這個(gè)例子中，同時(shí)輸送具有包裝的兩組矯正器給開業(yè)醫(yī)師，該 包裝被設(shè)計(jì)為使技術(shù)人員能夠選擇合適的組給該對(duì)象而不需要在該矯 正器上放置標(biāo)記或指示。例如，每組單個(gè)地包裝并且該包裝是一個(gè)重 疊在另一個(gè)上面，使得該上面的一組必需首先移開，留下下面的一組 原封不動(dòng)并且附著于該包裝，以在該治療周期下半個(gè)周期使用。該制 造者可以繼續(xù)制造并提供矯正器直到開業(yè)醫(yī)師通知他該治療已經(jīng)完成為止。
在一些變化中，鈕與該治療一起使用。鈕是實(shí)際連接于該對(duì)象牙 齒的小結(jié)構(gòu)?？梢灾圃斐C正器使得它們包括"窗口"，即這些鈕通過 它伸出的孔。當(dāng)具有窗口的矯正器用鈕安裝在牙齒上時(shí)，該矯正器能 夠?qū)x擇的牙齒施加附加的或不同的力，允許產(chǎn)生更積極或更專門的 牙齒移動(dòng)。開業(yè)醫(yī)師可以指示該對(duì)象是否需要鈕，并且如果需要，該 開業(yè)醫(yī)師指示什么地方應(yīng)當(dāng)設(shè)置鈕。根據(jù)這種處方，開業(yè)醫(yī)師形成一 個(gè)模板，開業(yè)醫(yī)師用于將該鈕附著，即膠結(jié)于該對(duì)象的牙齒。
因此，在上面提供的一個(gè)實(shí)例中，對(duì)象牙齒的中間目標(biāo)位置用技 術(shù)人員的判斷和經(jīng)驗(yàn)確定，而不是通過任何數(shù)學(xué)算法或公式確定。但 是應(yīng)當(dāng)清楚，形成中間目標(biāo)位置時(shí)，技術(shù)人員可以通過幫助建立牙齒 移動(dòng)模型的(例如，反映牙齒之間的現(xiàn)實(shí)的交互作用和沿著某些方向 移動(dòng)的困難等)軟件引導(dǎo)或幫助。
雖然在附圖中已經(jīng)示出并且在前面的詳細(xì)說明中已經(jīng)描述了本發(fā) 明的具體實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于專利描述的具體實(shí)施 方案，而是能夠在許多方面再設(shè)置、修改和替代而不脫離本發(fā)明的內(nèi) 容。下面的權(quán)利要求旨在包含所有這些修改。
這里提供的所有參考文獻(xiàn)通過參考接合于此用于各種合理的目 的，并且其內(nèi)容旨在當(dāng)作全部公開的一部分。
雖然本發(fā)明的實(shí)施方案已經(jīng)在附圖中示出并且在前面的詳細(xì)說明 中描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于這里描述的具體實(shí)施方案，而是 能夠在許多方面再設(shè)置、修改和替代而不脫離本發(fā)明的內(nèi)容。下面的 權(quán)利要求旨在包含所有這些修改。
權(quán)利要求
1.一種具有反饋的移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療方法，該牙齒治療方法包括生產(chǎn)第一牙齒矯正器，用于朝著第一目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒；在對(duì)象已經(jīng)戴上該第一牙齒矯正器之后分析該對(duì)象牙齒的位置；響應(yīng)該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙齒矯正器之后該對(duì)象牙齒的位置，確定第二目標(biāo)構(gòu)型；通過下列步驟，生產(chǎn)第二牙齒矯正器，用于朝著第二目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒生產(chǎn)具有接納特征的牙齒基底，其中該接納特征對(duì)應(yīng)該對(duì)象牙齒的第二目標(biāo)構(gòu)型；該接納特征構(gòu)造成接納實(shí)際牙齒模型；將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙齒基底上，以形成實(shí)際牙弓模型；以及用該實(shí)際牙弓模型形成第二牙齒矯正器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中該實(shí)際牙齒模型包括對(duì)齊特征， 其構(gòu)造成連接于該牙齒基底上的接納特征。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該對(duì)齊特征包括銷、凸起、短柱、 空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括 通過以下步驟從該對(duì)象的牙弓形成實(shí)際牙齒模型 利用該對(duì)象牙齒的印痕制作模板實(shí)際牙弓模型； 將對(duì)齊特征加入到該模板實(shí)際牙弓模型上；以及 將該模板實(shí)際牙弓模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其中每個(gè)實(shí)際牙齒模型包括至少一個(gè)對(duì)齊特征。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該牙齒基底上的接納特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括確定該對(duì)象牙齒的最終目標(biāo)構(gòu) 型，其中該第一牙齒矯正器和第二牙齒矯正器朝著該最終目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)該對(duì)象的牙齒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中在該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙齒矯 正器之后分析該對(duì)象牙齒位置的該步驟還包括在該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙齒矯正器之后，制作該對(duì)象牙齒的印 痕；禾口利用該對(duì)象牙齒的印痕測(cè)量該對(duì)象牙齒的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中用該實(shí)際牙弓模型形成第二牙齒 矯正器的步驟包括利用矯正器制造材料片在該實(shí)際牙弓模型上真空形成該第二牙齒 矯正器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括計(jì)算該對(duì)象牙齒的第一目標(biāo)構(gòu)型和在該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙齒 矯正器之后該對(duì)象牙齒的位置之間的差別。
10. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括 第一牙齒矯正器，其構(gòu)造成朝著第一目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)對(duì)象的牙齒；測(cè)量裝置，其構(gòu)造成在該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙齒矯正器之后確定該對(duì)象牙齒的位置；牙齒基底，其具有用于接納實(shí)際牙齒模型的接納特征；以及 分析裝置，其構(gòu)造成幫助技術(shù)人員根據(jù)該對(duì)象已經(jīng)佩戴該第一牙 齒矯正器之后該對(duì)象牙齒的位置確定第二目標(biāo)構(gòu)型，其中該分析裝置 還構(gòu)造以形成該牙齒基底的接納特征，以便它們對(duì)應(yīng)該第二目標(biāo)構(gòu)型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io的牙齒治療系統(tǒng)，其中該測(cè)量裝置是機(jī)械定位裝置或光學(xué)掃描儀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO的牙齒治療系統(tǒng)，其中該分析裝置包括計(jì)算 機(jī)，其構(gòu)造成處理該對(duì)象牙齒的數(shù)字模型，其中該分析裝置包括約束 邏輯電路，其指示對(duì)牙齒移動(dòng)的約束。
13. —種為對(duì)象制造牙齒矯正器的方法，包括 確定該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型；從該初始構(gòu)型確定該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型，其中在目標(biāo)構(gòu)型中， 牙齒在不移動(dòng)的約束下以至少一自由度從初始構(gòu)型移動(dòng)；以及制作該牙弓的實(shí)際模型，該牙弓的實(shí)際模型具有以該目標(biāo)構(gòu)型排 列的實(shí)際牙齒模型。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該初始的構(gòu)型反映在該對(duì)象的 牙弓中牙齒的當(dāng)前構(gòu)型。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中確定目標(biāo)構(gòu)型的步驟包括人工 確定目標(biāo)構(gòu)型。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中確定目標(biāo)構(gòu)型的步驟還包括利 用包括約束邏輯電路的分析裝置，該約束邏輯電路指示對(duì)牙齒移動(dòng)的 約束。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該自由度選自X方向、Y方向、 Z方向、極方向、方位角方向以及自旋方向。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該不移動(dòng)的約束包括牙齒沒有 沿著X方向、Y方向或Z方向的平移，或牙齒沒有在極方向、方位角 方向或自旋方向的繞牙根的旋轉(zhuǎn)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括利用矯正器制造材料片在該牙弓的實(shí)際牙齒模型上真空形成該牙 齒矯正器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中制做該牙弓的實(shí)際模型的步驟包括制做具有接納特征的牙齒基底，其中該接納特征構(gòu)造成與實(shí)際牙 齒模型配合，以制作該牙弓的實(shí)際模型，該實(shí)際模型具有以該目標(biāo)構(gòu) 型排列的實(shí)際牙齒模型。
21. —種制造牙齒矯正器的牙齒治療系統(tǒng)，包括分析裝置，其構(gòu)造成能夠?qū)?duì)象的牙弓的模型從該初始構(gòu)型處理 為目標(biāo)構(gòu)型，其中該分析裝置包括約束邏輯電路，其指示沿著一個(gè)或 多個(gè)自由度的方向?qū)υ搶?duì)象牙齒移動(dòng)的約束；多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其構(gòu)造以形成該對(duì)象的牙弓，該模型具有對(duì)應(yīng)該對(duì)象牙齒的根部的對(duì)齊特征；以及具有接納特征的牙齒基底，其構(gòu)造成接納該實(shí)際牙齒模型，使得 該實(shí)際牙齒模型以目標(biāo)構(gòu)型排列。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的牙齒治療系統(tǒng)，其中該自由度可以從下面 組中選擇X方向、Y方向、Z方向、極方向、方位角方向，和自旋方 向。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21的牙齒治療系統(tǒng)，其中分析裝置包括計(jì)算機(jī) 裝置，其構(gòu)造成將該對(duì)象牙齒的移動(dòng)分解成圍繞該對(duì)象牙齒的牙根的 轉(zhuǎn)動(dòng)和該對(duì)象牙齒的平移。
24. —種制造移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒矯正器的方法，包括 制做模擬該對(duì)象牙齒之一的牙體的牙齒模型； 在該牙齒模型上附加模擬該對(duì)象牙齒根部的一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征；制做具有一個(gè)或多個(gè)接納特征的牙齒基底，其構(gòu)造成接納該牙齒 模型；和利用連接于該牙齒基底上的一個(gè)或多個(gè)接納特征的該牙齒模型制 造牙齒矯正器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中制造牙齒矯正器的步驟包括 制做模擬該對(duì)象牙齒的牙體的多個(gè)牙齒模型； 將該實(shí)際牙齒模型組裝在牙齒基底上，以形成實(shí)際牙弓模型；以及利用連接于牙齒基底的實(shí)際牙弓模型制造牙齒矯正器。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中該實(shí)際牙齒模型上的對(duì)齊特征 包括銷。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中該接納特征包括空穴、狹槽或孔。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中制做牙齒模型的步驟包括 利用該對(duì)象牙齒的印痕制做該對(duì)象牙齒的實(shí)際牙弓模型；和 將該實(shí)際牙弓模型分開成一個(gè)或多個(gè)牙齒模型。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中制造牙齒矯正器的步驟包括 利用矯正器制造材料片在連接于牙齒基底的牙齒模型上真空形成該牙齒矯正器。
30. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括-多個(gè)實(shí)際牙齒模型，每個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征，其中該對(duì)齊特征模擬個(gè)對(duì)象牙齒的牙根，并且其中每個(gè)牙齒模型包括從對(duì)象的牙 齒模型形成的牙體；包含一個(gè)或多個(gè)接納特征的牙齒基底，該牙齒基底構(gòu)造成接納多 個(gè)牙齒模型，以形成對(duì)應(yīng)該對(duì)象牙弓的目標(biāo)構(gòu)型的實(shí)際牙弓模型；以 及利用連接于該牙齒基底的多個(gè)實(shí)際牙齒模型制做的牙齒矯正器， 使得牙齒矯正器對(duì)應(yīng)該對(duì)象牙弓的目標(biāo)構(gòu)型。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30的牙齒治療系統(tǒng)，其中該牙齒矯正器構(gòu)造成 當(dāng)該對(duì)象佩戴該矯正器時(shí)，沿著一個(gè)或多個(gè)方向繞其牙根轉(zhuǎn)動(dòng)該對(duì)象 牙齒的至少一個(gè)牙齒。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30的牙齒治療系統(tǒng)，其中該牙齒矯正器構(gòu)造成 沿著極方向、方位角方向，和自旋方向中的一個(gè)或多個(gè)方向繞其牙根 轉(zhuǎn)動(dòng)該對(duì)象的至少一個(gè)牙齒。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30的牙齒治療系統(tǒng)，其中該牙齒矯正器構(gòu)造成 沿著x方向、y方向，和z方向中的一個(gè)或多個(gè)方向平移該對(duì)象的至少 一個(gè)或多個(gè)牙齒。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30的牙齒治療系統(tǒng)，其中該實(shí)際牙齒模型上的 對(duì)齊特征包括銷、凸起、短柱中的一種或多種。
35. 根據(jù)權(quán)利要求30的牙齒治療系統(tǒng)，其中該牙齒基板上的接納 特征包括空穴、狹槽、孑L。
36. —種用于治療對(duì)象的牙齒的方法，包括 確定對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型；響應(yīng)該目標(biāo)構(gòu)型，在牙齒基底上制做接納特征，該接納特征構(gòu)造 成接納實(shí)際牙齒模型；將該實(shí)際牙齒模型組裝在牙齒基底上以形成實(shí)際牙弓模型；以及 利用該實(shí)際牙弓模型生產(chǎn)牙齒矯正器以將該對(duì)象的牙齒移動(dòng)至目標(biāo)構(gòu)型。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中在牙齒基底上制做接納特征的步驟包括響應(yīng)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型，確定該接納特征在該牙齒基底上的 位置；和在該牙齒基底上的確定的位置制做該接納特征。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中該實(shí)際牙齒模型包括對(duì)齊特征， 該對(duì)齊特征待連接于該牙齒基底上的接納特征。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中該實(shí)際牙齒模型上的對(duì)齊特征 包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
40. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中在牙齒基底上制做接納特征的 步驟還包括通過利用該對(duì)象牙齒的印痕模制可塑鑄塑材料制做對(duì)象實(shí)際牙弓 模型；在該對(duì)象實(shí)際牙弓模型上制做對(duì)齊特征；以及 將該對(duì)象實(shí)際牙弓模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其中每個(gè)實(shí)際 牙齒模型包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征。
41. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中確定該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型的 步驟包括確定該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型； 確定該對(duì)象牙齒的最終構(gòu)型；以及確定多個(gè)治療步驟的每個(gè)治療步驟的目標(biāo)構(gòu)型，用于將該對(duì)象的 牙齒從初始構(gòu)型移動(dòng)到最終構(gòu)型。
42. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征的步驟包括利用基于CNC的制造方法生產(chǎn)該實(shí)際牙齒模型。
43. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中在牙齒基底上的該接納特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
44. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中制做牙齒矯正器的步驟包括利用矯正器制造材料片在該實(shí)際牙弓模型上真空形成該牙齒矯正器。
45. 根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中制做牙齒矯正器的步驟包括 在鑄塑腔中在實(shí)際牙弓模型上模制可塑的鑄塑材料，以形成該牙齒矯正器。
46. —種用于治療對(duì)象的牙齒的方法，包括； 確定該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型； 確定該對(duì)象牙齒的最終構(gòu)型；對(duì)于對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)牙齒設(shè)計(jì)從初始構(gòu)型到最終構(gòu)型的移動(dòng)路徑；將該移動(dòng)路徑分成多個(gè)治療步驟，每個(gè)治療步驟具有該對(duì)象牙齒 的目標(biāo)構(gòu)型；響應(yīng)對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型，在牙齒基底上生產(chǎn)接納特征，該接納 特征構(gòu)造成接納實(shí)際牙齒模型；將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙齒基底上，以便形成目標(biāo)構(gòu)型的實(shí) 際牙弓模型；以及利用該實(shí)際牙弓模型制做至少一個(gè)牙齒矯正器，該牙齒矯正器構(gòu) 造成將該對(duì)象牙齒移動(dòng)至目標(biāo)構(gòu)型。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中在牙齒基底上制做接納特征的 步驟包括確定該接納特征在該牙齒基底上的位置，該接納特征的位置適應(yīng) 該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型；和在該牙齒基底上的確定的位置制做該接納特征。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙 齒基底上的步驟包括從該對(duì)象的牙齒模型制做實(shí)際牙齒模型，其中該實(shí)際牙齒模型包 括對(duì)齊特征，該對(duì)齊特征構(gòu)造成連接于該牙齒基底上的接納特征。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中該實(shí)際牙齒模型上的對(duì)齊特征 包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
50. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙 齒基底上的步驟包括通過利用該對(duì)象牙齒的印痕模制可塑的鑄塑材料制做對(duì)象實(shí)際牙 弓模型；在該對(duì)象實(shí)際牙弓模型上制做對(duì)齊特征；以及 將該對(duì)象實(shí)際牙弓模型分開成多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其中每個(gè)實(shí)際 牙齒模型包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征。
51. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中將該實(shí)際牙齒模型組裝在該牙 齒基底上的步驟包括利用基于CNC的制造方法生產(chǎn)該實(shí)際牙齒模型。
52. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中在牙齒基底上制做接納特征的 步驟包括制做該接納特征，所述接納特征包括銷、凸起、短柱、空 穴、狹槽和孔中的一種或多種。
53. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中制做至少一個(gè)牙齒矯正器的步 驟包括利用矯正器制造材料片在該實(shí)際牙弓模型上真空形成該牙齒矯正器。
54. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中制做至少一個(gè)牙齒矯正器的步驟包括通過在鑄塑腔中在實(shí)際牙弓模型上模制可塑的鑄塑材料，制做該 牙齒矯正器。
55. 根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中制做至少一個(gè)牙齒矯正器的步 驟包括利用基于CNC的制造方法生產(chǎn)該牙齒矯正器。
56. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)裝置，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型，對(duì)象牙齒的最終 構(gòu)型，對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)牙齒從初始構(gòu)型到最終構(gòu)型的移動(dòng)路徑，以及沿著該移動(dòng)路徑在該初始構(gòu)型和最終構(gòu)型之間的中間目標(biāo)構(gòu)型； 牙齒基底，其具有對(duì)應(yīng)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型的接納特征； 包含連接于在牙齒基底上的接納特征的實(shí)際牙齒模型的實(shí)際牙弓模型；以及利用該實(shí)際牙弓模型制做的牙齒矯正器，其構(gòu)造成朝著目標(biāo)構(gòu)型 移動(dòng)該對(duì)象牙齒。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56的牙齒治療系統(tǒng)，其中該存儲(chǔ)裝置包括計(jì)算機(jī)。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)構(gòu)造成響應(yīng) 該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型的位置處控制在該牙齒基底上的接納特征的制 造。
59. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型； 牙齒基底，其具有對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存在該計(jì)算機(jī)中的目標(biāo)構(gòu)型的接納特征； 一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其構(gòu)造成連接于該牙齒基底上的接納 特征；以及利用連接于該牙齒基底的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型制做的牙齒矯 正器，該牙齒矯正器構(gòu)造成朝著該目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)該對(duì)象牙齒。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)構(gòu)造成響應(yīng) 該目標(biāo)構(gòu)型的位置處控制在該牙齒基底上的位置制造接納特征。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中該實(shí)際牙齒模型包括 對(duì)齊特征，該對(duì)齊特征構(gòu)造成與該牙齒基底上接納特征配合。
62. 根據(jù)權(quán)利要求61的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該實(shí)際牙齒模型上 的對(duì)齊特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
63. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)構(gòu)造成存儲(chǔ) 該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型和最終構(gòu)型，和對(duì)應(yīng)于從初始構(gòu)型到最終構(gòu)型 的治療步驟的多個(gè)目標(biāo)構(gòu)型。
64. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中該實(shí)際牙齒模型利用 基于CNC的制造技術(shù)來生產(chǎn)。
65. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該牙齒基底上接納 特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
66. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該牙齒矯正器包括 在實(shí)際牙弓模型上真空形成的成形的矯正器制造材料片。
67. 根據(jù)權(quán)利要求59的牙齒治療系統(tǒng)，其中該牙齒矯正器包括在鑄塑腔中在實(shí)際牙弓模型上用可塑的鑄塑材料模制的模制結(jié)構(gòu)。
68. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括 實(shí)際牙弓模型，其包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型，每個(gè)實(shí)際牙齒模型具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊特征；具有接納特征的牙齒基底，其構(gòu)造成接納該實(shí)際牙齒模型的對(duì)齊特征，以形成實(shí)際牙弓模型；—計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型并且控制在該 牙齒基底上的接納特征的制造；以及利用該實(shí)際牙弓模型制做的牙齒矯正器，其構(gòu)造成朝著該目標(biāo)構(gòu) 型移動(dòng)該對(duì)象牙齒。
69. 根據(jù)權(quán)利要求68的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造成 響應(yīng)該對(duì)象牙齒目標(biāo)構(gòu)型，確定在該牙齒基底上的接納特征的位置， 以控制在該牙齒基底上確定位置處的該接納特征的制造。
70. 根據(jù)權(quán)利要求68的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該實(shí)際牙齒模型上 的對(duì)齊特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
71. 根據(jù)權(quán)利要求68的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)構(gòu)造成存儲(chǔ) 該對(duì)象牙齒的初始構(gòu)型和最終構(gòu)型，并且確定多個(gè)治療步驟從初始構(gòu) 型到最終構(gòu)型的目標(biāo)構(gòu)型。
72. 根據(jù)權(quán)利要求68的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該牙齒基底上接納 特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
73. —種用于移動(dòng)對(duì)象牙齒的牙齒治療系統(tǒng)，包括 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型； 一個(gè)或多個(gè)實(shí)際牙齒模型，其包括對(duì)齊特征； 牙齒基底，其具接納該對(duì)齊特征的接納特征；一種裝置，構(gòu)造成在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下響應(yīng)該目標(biāo)構(gòu)型在該 牙齒基底上制造該接納裝置；以及在連接于該牙齒基底的實(shí)際牙齒模型上形成的牙齒矯正器，其中 該牙齒矯正器構(gòu)造成朝著該目標(biāo)構(gòu)型移動(dòng)該對(duì)象牙齒。
74. 根據(jù)權(quán)利要求73的牙齒治療系統(tǒng)，其中該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造成響應(yīng)該對(duì)象牙齒的目標(biāo)構(gòu)型，確定該牙齒基底上接納特征的位置，以 控制在牙齒基底上確定的位置處該接納特征的制造。
75. 根據(jù)權(quán)利要求73的牙齒治療系統(tǒng)，其中在該實(shí)際牙齒模型上 的對(duì)齊特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
76. 根據(jù)權(quán)利要求73的牙齒治療系統(tǒng)，其中在牙齒基底上的該接 納特征包括銷、凸起、短柱、空穴、狹槽和孔中的一種或多種。
全文摘要
一種在牙科治療中用于移動(dòng)(治療)對(duì)象牙齒的方法，包括使用一個(gè)或者多個(gè)牙齒矯正器向著希望的位置移動(dòng)(治療)對(duì)象的牙齒。移動(dòng)路徑可以包括確定達(dá)到最終結(jié)構(gòu)途中的許多中間移動(dòng)位置。在選擇移動(dòng)路徑時(shí)，可以約束一個(gè)或者多個(gè)方向上的移動(dòng)。在治療期間基于(治療)對(duì)象牙齒實(shí)際位置的反饋可以用來更改治療方法，包括移動(dòng)路徑和矯正器。
文檔編號(hào)A61C3/00GK101616637SQ200680014757
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者弗蘭克·振寰·劉, 文華峰 申請(qǐng)人:矯正技術(shù)公司