可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法及装置制造方法及图纸

一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，包括以下步骤：(1)搭建牙齿矫治力测量装置；(2)依据患者CT扫描数据构建患者的牙列模型；(3)针对患者的临床病症，对患者进行排牙设计，获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型；(4)针对不同矫治阶段的牙列模型，将牙根切除得到牙冠，牙冠列与标准模拟牙根实现数字模型装配；(5)对牙牙合模型装配矫治器，将力学传感器连接到需要测量的模拟牙齿上；(6)实现正畸矫治力的测量；(7)更换不同矫治阶段的模拟牙齿牙列，实现牙齿移动过程中矫治力的准动态测量。以及提供一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量装置。本发明专利技术可有效实现牙齿移动过程中矫治力的近似动态测量。

Method and apparatus for simulating quasi dynamic tooth correction force measurement at any time

A simulation method of quasi dynamic correction of arbitrary moment orthodontic force measurement, which comprises the following steps: (1) build the orthodontic force measuring device; (2) according to the patient's CT scan data to construct patients with dentition model; (3) the clinical symptoms of patients with tooth row, designed for patients, patients in under the different treatment stages of dentition model; (4) according to the different treatment stages of dentition, the root resected crown, crown and root column standard analog digital assembly model; (5) the dental model assembly appliance will force sensor connected to the analog teeth need to measure; (6) measurement of orthodontic force; (7) the replacement of different treatment stages of simulated dental dentition, quasi dynamic measurement of orthodontic force during tooth movement. The utility model provides a quasi dynamic tooth correction force measuring device which can simulate any correction time. The invention can effectively realize the approximate dynamic measurement of the orthodontic force during tooth movement.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及口腔正畸领域，是一种可模拟牙齿移动过程中任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法及装置。
技术介绍
口腔正畸是针对牙齿排列畸形或错牙合(牙合为一个字，下同)，利用弓丝、托槽等组成的固定矫治器械或者可摘式的隐形牙套，对牙齿施加机械矫治力和力矩，调整颜面骨骼、牙齿和颌面肌肉三者间的平衡和协调，经过一段时间的矫治后改善面型、排齐牙列并提高咀嚼效能。在正畸中，无论方丝弓还是直丝弓固定矫治器，或可摘式隐形矫治器，都是通过弓丝或隐形牙套的变形将持续载荷实施在牙齿上，实现牙齿的移动。因此矫治器提供给牙齿的正畸力和力矩将决定牙齿的移动过程和移动量，正畸治疗过程中要实现牙齿精确的按需要移动必须先清楚地知道正畸系统所提供的力和力矩。许多不希望的牙齿移动正是因为对正畸力的认识和控制不清晰造成的。不正确的力和力矩会导致牙齿移动过量或不足，此时需要根据实际情况调整弓丝或隐形牙套以加力或减力，这样将大为延长矫治的时间，同时可能造成牙周组织的吸收，增加矫治失败的风险，出现较大的不确定性。目前正畸力的测量存在的问题：目前国内关于正畸力检测的报道一种是用四根弹簧作为测力元件来换算矫治器的力，这种方法需要复杂换算，而且无法得到牙齿所受的力矩值，也无法同时进行多牙测量。还有一种是用基于力传感器的测量装置进行测量，声称直接可以用于口内测量，但由于需要在托槽与和牙齿之间插入插拔垫片，在临床实际使用中是不可能实现的，因为现有的正畸矫治器械都是根据人体口腔尺寸设计成标准尺寸的元件，不允许插入多余辅件，否则会影响病人戴上器械后舒适性和治疗效果，而且也会大大增加临床医生的工作量，无法得到真正的实施；更为重要的是测量的力学数据是已经佩戴了矫治器后的数据，无法用于临床实施前的正畸治疗方案的设计中，即使测量的力学数据不满意，也无法对正畸治疗方案进行根本的修改了。另外一种被广泛采用的是基于模拟牙牙合模型的力学传感器测量方法，但多数测量系统只能测量牙齿移动前或移动后某一时刻的正畸力系，这主要是因为无论是石膏牙模还是立体打印的模拟牙模，模型上的牙列都是固定不动的，无法模拟出牙齿移动过程由于位置改变而导致实时改变的正畸力；而在临床正畸中，牙齿处于动态移动过程中，不同的矫治阶段所获得的矫治力并不相同，矫治器械所施加在牙上的力系统会产生衰减和实时改变，掌握这一动态数据对于精确制订治疗方案，并实现牙齿的精确移动，具有比弄清某一时刻静止的初始力系统更加重要的意义。
技术实现思路
为了克服已有测量系统无法实现牙齿移动过程中矫治力的动态测量的不足，本专利技术提供一种可有效实现牙齿移动过程中矫治力的近似动态测量的可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法及装置，将牙齿移动过程近似的划分为一系列的矫治阶段，构建和制作各阶段的实物模型，并进一步测量获得牙齿在每阶段中的矫治力，从而获得矫治过程中近似动态的牙齿正畸力。通过这一方法和装置，可以指导临床正畸方案的优化设计，实现牙齿可控的精确移动。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，所述测量方法包括以下步骤：(1)搭建牙齿矫治力测量装置，包括用于模拟患者真实的正畸环境的牙牙合模型和用于数据的采集和处理的测量系统，所述牙牙合模型中，牙牙合基座的轮廓曲线与模拟齿单元的安装位置均与人体标准牙列分布相一致，所述测量系统包括与需要测量正畸力的模拟牙齿连接的力学传感器；(2)依据患者CT扫描数据构建患者的牙列模型；(3)针对患者的临床病症，对患者进行排牙设计，获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型；(4)针对不同矫治阶段的牙列模型，将牙根切除以得到牙冠，进一步，牙冠列与标准模拟牙根实现数字模型装配；标准件模拟牙根的实物模型通过定位元件实现与模拟牙窝的实际装配，从而将牙齿的虚拟相对位置转移到实物模型上，保持模拟牙齿的空间位置关系；(5)对牙牙合模型进行矫治器的装配，并将力学传感器连接到需要测量正畸力的模拟牙齿上；(6)将待测量模拟齿单元底部的插销拔出，并将模拟牙窝下压，致使模拟牙齿与模拟牙窝脱离，模拟牙齿除矫治器外只与力学传感器相连接，矫治器变形所产生的矫治力传递到力学传感器上，从而实现正畸矫治力的测量；(7)针对不同的矫治阶段，更换其相应的模拟牙齿牙列，通过不同阶段矫治力的测量，即获得牙齿在移动过程一系列近似动态的牙齿矫治力。进一步，所述步骤(1)中，牙牙合模型的加工制作采用三维立体打印技术；所述步骤(4)中，利用三维立体打印技术获得模拟牙齿的实物模型；所述步骤(5)中，所述矫治器为固定矫治器或者可摘式隐形矫治器，所述固定矫治器包括正畸托槽和弓丝。再进一步，所述测量系统为计算机测量系统，所述计算机测量系统还包括机算机、信号采集器和数据传输线。更进一步，所述步骤(3)中，通过排牙获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型，将牙齿移动过程划分为若干个矫治阶段，通过不同阶段的牙齿移动逐步完成牙齿的矫正。再进一步，所述步骤(3)中，通过排牙获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型，，通过移动牙齿得到任意矫治时刻牙列模型。或者是：所述步骤(3)中，根据患者矫治的实际情况和测量需要，直接取模得到患者矫治过程中任意时刻的实际牙列模型。一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量装置，所述测量装置包括用于模拟患者真实的正畸环境的牙牙合模型和用于数据的采集和处理的测量系统，所述牙牙合模型包括牙牙合基座和模拟齿单元，所述的牙牙合基座的外周设计有用于安装模拟齿单元的插槽，牙牙合基座上插槽的分布与临床标准牙列相一致；所述的模拟齿单元用于模拟人体的一颗牙齿单元，是牙齿矫治力的测量单元；所述测量系统包括信号采集器、数据传输线和力学传感器，所述力学传感器连接到需要测量正畸力的模拟牙齿上。进一步，所述的模拟齿单元包括插销、模拟牙窝和模拟牙齿，所述的插销处于模拟齿单元的底部，所述的模拟牙窝模拟人体口腔中的牙槽骨，中间留有插孔用于模拟牙齿的装配，插孔的深度小于插销的厚度；所述的模拟牙齿与模拟牙窝之间的装配通过定位元件完成，模拟牙齿的牙冠部分依据患者CT数据重建，牙根部分为标准件模拟牙根，模拟牙根的分布与标准牙列一致，与牙牙合基座相对应。再进一步，所述模拟牙窝的插孔四周设计有0.25mm宽度的缝隙，用于填充牙周膜模拟材料。所述测量系统为计算机测量系统，所述力学传感器通过数据传输线与信号采集器连接，所述信号采集器与计算机连接。本专利技术的有益效果主要表现在：1、可以实现牙齿不同移动阶段下，牙齿矫治力的准动态测量；2、测量装置中的多数部件为标准件，可循环利用，避免的测试模型的浪费；3、正畸力的精确测量可用于指导临床正畸治疗方案的设计和优化。附图说明图1是矫治力测量装置示意图；图2是牙牙合模型结构示意图；图3是牙牙合模型的牙牙合基座；图4是模拟齿单元构造示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图4，一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，包括以下步骤：(1)搭建牙齿矫治力测量装置，包括用于模拟患者真实的正畸环境的牙牙合模型2(模拟牙齿223除外)和用于数据的采集和处理的测量系统1，所述牙牙合模型2中，牙牙合基座的轮廓曲线与模拟齿单元的安装位置均与人体标准牙列分布相一致，所述测量系统包括与需要测量正畸力的模拟牙齿连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤：(1)搭建牙齿矫治力测量装置，包括用于模拟患者真实的正畸环境的牙牙合模型和用于数据的采集和处理的测量系统，所述牙牙合模型中，牙牙合基座的轮廓曲线与模拟齿单元的安装位置均与人体标准牙列分布相一致，所述测量系统包括与需要测量正畸力的模拟牙齿连接的力学传感器；(2)依据患者CT扫描数据构建患者的牙列模型；(3)针对患者的临床病症，对患者进行排牙设计，获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型；(4)针对不同矫治阶段的牙列模型，将牙根切除以得到牙冠，进一步，牙冠列与标准模拟牙根实现数字模型装配；标准件模拟牙根的实物模型通过定位元件实现与模拟牙窝的实际装配，从而将牙齿的虚拟相对位置转移到实物模型上，保持模拟牙齿的空间位置关系；(5)对牙牙合模型进行矫治器的装配，并将力学传感器连接到需要测量正畸力的模拟牙齿上；(6)将待测量模拟齿单元底部的插销拔出，并将模拟牙窝下压，致使模拟牙齿与模拟牙窝脱离，模拟牙齿除矫治器外只与力学传感器相连接，矫治器变形所产生的矫治力传递到力学传感器上，从而实现正畸矫治力的测量；(7)针对不同的矫治阶段，更换其相应的模拟牙齿牙列，通过不同阶段矫治力的测量，即获得牙齿在移动过程一系列近似动态的牙齿矫治力。...

【技术特征摘要】
1.一种可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤：(1)搭建牙齿矫治力测量装置，包括用于模拟患者真实的正畸环境的牙牙合模型和用于数据的采集和处理的测量系统，所述牙牙合模型中，牙牙合基座的轮廓曲线与模拟齿单元的安装位置均与人体标准牙列分布相一致，所述测量系统包括与需要测量正畸力的模拟牙齿连接的力学传感器；(2)依据患者CT扫描数据构建患者的牙列模型；(3)针对患者的临床病症，对患者进行排牙设计，获得患者在不同矫治阶段下的牙列模型；(4)针对不同矫治阶段的牙列模型，将牙根切除以得到牙冠，进一步，牙冠列与标准模拟牙根实现数字模型装配；标准件模拟牙根的实物模型通过定位元件实现与模拟牙窝的实际装配，从而将牙齿的虚拟相对位置转移到实物模型上，保持模拟牙齿的空间位置关系；(5)对牙牙合模型进行矫治器的装配，并将力学传感器连接到需要测量正畸力的模拟牙齿上；(6)将待测量模拟齿单元底部的插销拔出，并将模拟牙窝下压，致使模拟牙齿与模拟牙窝脱离，模拟牙齿除矫治器外只与力学传感器相连接，矫治器变形所产生的矫治力传递到力学传感器上，从而实现正畸矫治力的测量；(7)针对不同的矫治阶段，更换其相应的模拟牙齿牙列，通过不同阶段矫治力的测量，即获得牙齿在移动过程一系列近似动态的牙齿矫治力。2.如权利要求1所述的可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中，牙牙合模型的加工制作采用三维立体打印技术；所述步骤(4)中，利用三维立体打印技术获得模拟牙齿的实物模型；所述步骤(5)中，所述矫治器为固定矫治器或者可摘式隐形矫治器，所述固定矫治器包括正畸托槽和弓丝。3.如权利要求1或2所述的可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，其特征在于：所述测量系统为计算机测量系统，所述计算机测量系统还包括机算机、信号采集器和数据传输线。4.如权利要求1或2所述的可模拟任意矫治时刻的准动态牙齿矫治力测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云峰，仵健磊，范莹莹，黄森达，彭伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33