确定膜片与牙颌模型位置的方法、膜片及选取方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，采用建立坐标系、在标准平面上设定规避边界、膜片投影上限定坐标轴、计算牙颌投影的轮廓线上的点到规避边界的最小距离值、及调整各个最小距离值在设定范围内的方法，优化膜片与牙颌模型之间的相对位置关系，并利用大量的牙颌模型验证膜片的兼容性，有效选取能够兼容不同牙颌模型的膜片，提高膜片的利用率，有效避免膜片材料的浪费，降低生产成本。本发明专利技术还提供了膜片数据模型选取方法、选取系统、及膜片和电子设备等，无需人工操作，不仅提高整个生产工艺的效率，还避免膜片在生产过程中的浪费现象。避免膜片在生产过程中的浪费现象。避免膜片在生产过程中的浪费现象。

【技术实现步骤摘要】
确定膜片与牙颌模型位置的方法、膜片及选取方法与系统


[0001]本专利技术属于牙齿矫治
，尤其涉及确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法、壳状牙科矫治器用膜片数据模型选取方法、一种壳状牙科矫治器用膜片、用于壳状牙科矫治器制造过程中的热压膜方法、电子设备以及壳状牙科矫治器用膜片数据模型自动选取系统。

技术介绍

[0002]近几年，口腔正畸技术得到了快速的发展，壳状牙科矫治器在正畸病例中的应用越来越广泛。相较于传统的托槽矫治方式，壳状牙科矫治器有着诸多优点：1、壳状牙科矫治器美观度更好，更好的满足了患者对外形的需求；2、壳状牙科矫治器相较于托槽更便于清理，能便于患者进行口腔清洁；3、相较于传统托槽矫治使用弓形钢丝产生的矫治力不均匀，壳状牙科矫治器的弹性应力分布更合理，矫治过程更科学，效率更高。
[0003]传统的壳状牙科矫治器制造方法包括：获得目标牙颌模型，将膜片加热后压制在牙颌模型上，最后经切割等后续待加工步骤后获得壳状牙科矫治器成品。现有的壳状牙科矫治器制造方法中存在以下问题：由于口腔结构不同，个体牙颌模型存在较大的差异性，为保证矫治器的产品质量，现有的壳状牙科矫治器生产线往往选用面积偏大的膜片，造成了膜片材料的浪费，提高了生产成本。具有较优布局的膜片应该具备对不同牙颌模型的高兼容性的特性，并且膜片能被充分利用。获取较优布局的膜片需要如下技术步骤：在数据模拟环境中，优化膜片与牙颌模型之间的相对位置关系，并利用大量的牙颌模型验证膜片的兼容性，进而选取具有较优布局的膜片；并根据在数据模拟环境中选取的具有较优布局的膜片来制造实体膜片。针对上述问题本专利技术提供了相应的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是克服现有技术缺陷，提供确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法、壳状牙科矫治器用膜片数据模型选取方法、壳状牙科矫治器用膜片、用于壳状牙科矫治器制造过程中的热压膜方法、电子设备以及壳状牙科矫治器用膜片数据模型自动选取系统，在数据模拟环境中，优化膜片与牙颌模型之间的相对位置关系，并利用大量的牙颌模型验证膜片的兼容性，有效选取能够兼容不同牙颌模型的膜片，提高膜片的利用率，有效避免膜片材料的浪费，降低生产成本。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，用于壳状牙科矫治器生产工艺过程，所述膜片数据模型的形状为圆形，包括如下步骤：
[0007]S1.建立空间坐标系，所述空间坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，设定由所述X轴和Y轴构建的平面为标准平面，膜片数据模型在标准平面上的投影设为膜片投影，牙颌数据模型在标准平面的投影设为牙颌投影；
[0008]S2.在所述标准平面上设定规避边界，所述规避边界至少包括膜片投影的轮廓边
界；
[0009]S3.在所述膜片投影上限定A轴和B轴，所述A轴和B轴为膜片投影的对称轴且相互垂直；
[0010]所述A轴将膜片投影划分成第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域分别位于A轴的两侧，所述B轴将膜片投影划分成第三区域和第四区域，所述第三区域和第四区域分别位于B轴的两侧，位于第一区域内的规避边界为L1，位于第二区域内的规避边界设为L2，位于第三区域内的规避边界设为L3，位于第四区域内的规避边界设为L4；
[0011]S4.设定所述牙颌投影的轮廓线条由点b1，...，b
n
组成，获取b1，...，b
n
各点与L1上各点的最小距离值d1，获取b1，...，b
n
各点与L2上各点的最小距离值d2，获取b1，...，b
n
各点与L3上各点的最小距离值d3，获取b1，...，b
n
各点与L4上各点的最小距离值d4；
[0012]S5.根据d1和d2的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，直至d1和d2的差值在第一设定范围内；根据d3和d4的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，直至d3和d4的差值在第二设定范围内。
[0013]进一步地，所述步骤S3和步骤S4之间还包括：获取牙颌投影的最小覆盖圆，调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，使得牙颌投影最小覆盖圆的圆心与膜片投影的圆心重合。牙颌投影的最小覆盖圆是利用最小圆覆盖算法获得，将最小覆盖圆圆心与膜片投影的圆心设置为重合，牙颌数据模型与膜片数据模型之间的相对位置关系得到初步优化，提高了后续调整步骤的执行效率。
[0014]进一步地，根据d1和d2的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置包括：当d1和d2的差值不在第一设定范围内且d1大于d2时，沿B轴移动牙颌数据模型和/或膜片数据模型，使得牙颌投影与第一区域的重合面积增大，牙颌模型上的点更加靠近第一区域，d1不断缩小；当d1和d2的差值不在第一设定范围内且d1小于d2时，沿B轴移动牙颌模型和/或膜片模型，使得牙颌投影与第二区域的重合面积增大，牙颌投影上的点更加靠近第二区域，d2不断缩小。通过这一步骤的调整，在B轴方向上，将牙颌数据模型调整至距离规避边界最远的目标位置。
[0015]进一步地，根据d3和d4的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置包括：当d3和d4的差值不在第二设定范围内且d3大于d4时，沿A轴移动牙颌模型和/或膜片模型，使得牙颌模型与第三区域的重合面积增大，牙颌模型上的点更加靠近第三区域，d3相应不断缩小；当d3和d4的差值不在第二设定范围内且d3小于d4时，沿A轴移动牙颌数据模型和/或膜片数据模型，使得牙颌投影与第四区域的重合面积增大，牙颌投影上的点更加靠近第四区域，d4相应不断缩小。通过这一步骤的调整，在A轴方向将牙颌数据模型调整至距离规避边界最远的目标位置。单次调整的位移距离设为C，C大于等于0mm且小于等于2mm。进一步地，C＝1mm。
[0016]进一步地，所述第一设定范围和第二设定范围均为[0mm，2mm]。
[0017]进一步地，膜片数据模型上设有至少一个用于为外力提供着力点的着力区域，所述膜片投影还包括着力区域投影，所述规避边界还包括所述着力区域投影的轮廓边界。若牙颌投影上任意一点与着力区域投影有重合，在实际生产中，不利于外力着力的稳定性。
[0018]进一步地，所述着力区域投影的形状为规则图形。进一步地，所述着力区域投影呈曲形长条状。
[0019]进一步地，所述着力区域投影沿膜片投影的轮廓边界延伸。
[0020]本专利技术还提供一种壳状牙科矫治器用膜片数据模型选取方法，包括如下步骤：
[0021]T1.获取M个膜片数据模型和N个牙颌数据模型，各个膜片数据模型的形状为圆形；
[0022]T2.将M个膜片数据模型分别执行如下步骤：
[0023]T21.选取一个牙颌数据模型，并利用上述确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法确定膜片数据模型与当前选取的牙颌数据模型的空间相对位置关系；
[0024]T22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，用于壳状牙科矫治器生产工艺过程，其特征在于，所述膜片数据模型的形状为圆形，包括如下步骤：S1.建立空间坐标系，所述空间坐标系包括X轴、Y轴和Z轴，设定由所述X轴和Y轴构建的平面为标准平面，膜片数据模型在标准平面上的投影设为膜片投影，牙颌数据模型在标准平面的投影设为牙颌投影；S2.在所述标准平面上设定规避边界，所述规避边界至少包括膜片投影的轮廓边界；S3.在所述膜片投影上限定A轴和B轴，所述A轴和B轴为膜片投影的对称轴且相互垂直；所述A轴将膜片投影划分成第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域分别位于A轴的两侧，所述B轴将膜片投影划分成第三区域和第四区域，所述第三区域和第四区域分别位于B轴的两侧，位于第一区域内的规避边界设为L1，位于第二区域内的规避边界设为L2，位于第三区域内的规避边界设为L3，位于第四区域内的规避边界设为L4；S4.设定所述牙颌投影的轮廓线条由点b1，...，b
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组成，获取b1，...，b
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各点与L1上各点的最小距离值d1，获取b1，...，b
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各点与L2上各点的最小距离值d2，获取b1，...，b
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各点与L3上各点的最小距离值d3，获取b1，...，b
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各点与L4上各点的最小距离值d4；S5.根据d1和d2的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，直至d1和d2的差值在第一设定范围内；根据d3和d4的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，直至d3和d4的差值在第二设定范围内。2.权利要求1所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4之间还包括：调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置，使得牙颌投影最小覆盖圆的圆心与膜片投影的圆心重合。3.如权利要求1所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，根据d1和d2的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置包括：当d1和d2的差值不在第一设定范围内且d1大于d2时，沿B轴移动牙颌数据模型和/或膜片数据模型，使得牙颌投影与第一区域的重合面积增大；当d1和d2的差值不在第一设定范围内且d1小于d2时，沿B轴移动牙颌模型和/或膜片模型，使得牙颌投影与第二区域的重合面积增大。4.如权利要求1所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，根据d3和d4的差值调整牙颌数据模型和/或膜片数据模型的位置包括：当d3和d4的差值不在第二设定范围内且d3大于d4时，沿A轴移动牙颌数据模型和/或膜片数据模型，使得牙颌投影与第三区域的重合面积增大；当d3和d4的差值不在第二设定范围内且d3小于d4时，沿A轴移动牙颌模型和/或膜片模型，使得牙颌模型与第四区域的重合面积增大。5.如权利要求1所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，所述第一设定范围和第二设定范围均为[0mm，2mm]。6.如权利要求1所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，膜片数据模型包括至少一个用于为外力提供着力点的着力区域，所述膜片投影还包括着力区域投影，所述规避边界还包括所述着力区域投影的轮廓边界。7.如权利要求6所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，所述着力区域投影的形状为规则图形。8.如权利要求7所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，所述着力区域投影呈曲形长条状。
9.如权利要求8所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法，其特征在于，所述曲形长条状的着力区域投影沿膜片投影的轮廓边界延伸。10.一种壳状牙科矫治器用膜片数据模型选取方法，其特征在于，包括如下步骤：T1.获取M个膜片数据模型和N个牙颌数据模型，各个膜片数据模型的形状均为圆形；T2.将M个膜片数据模型分别执行如下步骤：T21.选取一个牙颌数据模型，并利用如权利要求1
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9中任一所述的确定膜片数据模型与牙颌数据模型空间相对位置关系的方法确定膜片数据模型与当前选取的牙颌数据模型的空间相对位置关系；T22.检测所述规避边界与点b1，...，b
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【专利技术属性】
技术研发人员：於路，王必聪，沈斌杰，姚峻峰，
申请(专利权)人：正雅齿科科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：