联动排牙方法及装置、电子设备、计算机存储介质.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010140715.2 (22)申请日 2020.03.03 (66)本国优先权数据 202010125351.0 2020.02.27 CN (71)申请人 上海正雅齿科科技股份有限公司 地址 201203 上海市浦东新区自由贸易试 验区祖冲之路2305号122室 (72)发明人 沈斌杰姚峻峰 (74)专利代理机构 上海恒锐佳知识产权代理事 务所(普通合伙) 31286 代理人 黄海霞 (51)Int.Cl. A61C 7/00(2006.01) A61C 7/08(20。

2、06.01) (54)发明名称 联动排牙方法及装置、 电子设备、 计算机存 储介质 (57)摘要 本发明提供联动排牙方法及装置、 壳状牙齿 矫治器的设计方法、 制造壳状牙齿矫治器的方 法、 电子设备、 计算机存储介质, 联动排牙方法包 括: 获取所有牙齿的初始位置; 获取所有相邻数 字化牙齿之间的预设间隙值; 选择一颗牙齿并控 制调整该牙齿; 计算每颗牙齿的移动调整量, 并 据此移动至少一颗非被控制调整的牙齿; 判断移 动后的所有相邻牙齿之间的当前间隙值是否全 部达到预设间隙值; 如果否, 则再次计算每颗牙 齿的移动调整量并进行联动调整。 调整一颗或多 颗牙齿, 周围牙齿会发生联动移动, 由此。

3、可以提 高医生在设计牙齿矫治方案时的工作效率。 权利要求书4页 说明书12页 附图6页 CN 111281579 A 2020.06.16 CN 111281579 A 1.一种联动排牙方法, 其特征在于, 包括: 步骤S1, 获取数字化牙颌模型中所有数字化牙齿的初始位置信息; 步骤S2, 根据所有所述数字化牙齿的初始位置信息获取所述数字化牙颌模型所处目标 相对位置条件下, 所有相邻数字化牙齿之间的预设间隙值; 步骤S3, 在所述数字化牙颌模型上选择至少一颗数字化牙齿, 并控制调整所选择的数 字化牙齿; 步骤S4, 根据当前所有相邻数字化牙齿间的相对位置以及所有相邻数字化牙齿之间的 所述预设间。

4、隙值计算每颗数字化牙齿的移动调整量, 并根据每颗数字化牙齿的移动调整量 移动至少一颗非被控制调整的数字化牙齿; 步骤S5, 判断移动后的所有相邻数字化牙齿之间的当前间隙值是否全部达到所述预设 间隙值; 如果否, 则执行步骤S4; 如果是, 则结束排牙。 2.根据权利要求1所述的联动排牙方法, 其特征在于, 所述步骤S5包括: 对所述数字化 牙颌模型中任意两个相邻数字化牙齿标记为第一数字化牙齿和第二数字化牙齿, 并对所述 第一数字化牙齿的重心和所述第二数字化牙齿的重心进行连线; 设置与所述连线相垂直的垂直面以及与所述连线相平行的多条直线, 且所述垂直面位 于所述连线的中心靠近所述第一数字化牙齿的。

5、中心的一侧; 对所述多条直线中每条直线, 将所述直线与所述第一数字化牙齿靠近所述第二数字化 牙齿一侧表面的交点记为出射点, 将所述直线与所述第二数字化牙齿靠近所述第一数字化 牙齿一侧表面的交点记为入射点, 计算所述入射点和所述出射点到所述垂直面的距离之 差, 作为与所述直线相应的间隙; 查找与所述直线相应的间隙的最小值, 并将所述最小值作为所述第一数字化牙齿和所 述第二数字化牙齿之间的当前间隙值; 判断所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值是否达到所述预 设间隙值; 如果否, 则执行步骤S4; 如果是, 则结束排牙。 3.根据权利要求2所述的联动排牙方法, 其特征在于, 所述垂。

6、直面是经过所述第一数字 化牙齿的中心的所述第一数字化牙齿的截面; 所述直线与所述垂直面相交。 4.根据权利要求2所述的联动排牙方法, 其特征在于, 将与所述最小值相应的所述出射 点、 所述入射点作为所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿的碰撞点。 5.根据权利要求4所述的联动排牙方法, 其特征在于, 其特征在于, 所述步骤S4中每颗 数字化牙齿的移动调整量的计算方法包括: 将所述数字化牙颌模型上的各颗数字化牙齿记为T1、 T2、 T3、 、 Tn; 将T1、 T2的碰撞点记 为将T2、 T3的 碰撞点记为将、 Tn - 1、 Tn的 碰撞点记为 将T1、 T2的的所述预设间隙值记为g1 ,2,。

7、 T2、 T3的所述预设间隙值记为 g2,3, , 将Tn-1、 Tn、 的所述预设间隙值记为gn-1,n; 将T1、 T2、 T3、 、 Tn的当前所处位置与所述 预设间隙值之间的移动调整量记为p1、 p2、 p3、 、 pn-1、 pn; 设定中间变量1 ,2、 2,3、 、 n-1,n; 权利要求书 1/4 页 2 CN 111281579 A 2 则有: 6.根据权利要求1所述的联动排牙方法, 其特征在于, 所述步骤S3包括: 计算所述数字 化牙颌模型中多个所述数字化牙齿的重心位置, 拟合所述多个数字化牙齿的重心位置形成 数字化牙颌模型平面; 建立数字化牙颌模型的坐标系, 记为O-XY。

8、Z坐标系, 其中以所有牙齿的重心位置的均值 为原点O, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为Z轴, 以沿牙弓方向为Y轴, 以垂直于Z轴和Y 轴的方向为X轴; 利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙齿的坐标系, 记为o-xyz; 利用所述数字化牙齿的坐标系o-xyz选择至少一颗数字化牙齿, 并控制调整所选择的 数字化牙齿。 7.根据权利要求6所述的联动排牙方法, 其特征在于, 所述利用所述数字化牙颌模型平 面建立每个所述数字化牙齿的坐标系, 记为o-xyz, 包括: 在所述数字化牙齿的坐标系o-xyz中, 以所述数字化牙齿的重心位置为原点o, 以所述 数字化牙颌模型平面的法向为z轴; 拟合所。

9、述多个数字化牙齿的重心位置形成曲线, 且所述曲线经过每个所述数字化牙齿 的重心位置, 将所述曲线投影到所述数字化牙颌模型平面, 以所述数字化牙齿的重心位置 的投影在所述曲线的投影的切向和法向为所述数字化牙齿的坐标系的x轴和y轴。 8.一种联动排牙装置, 其特征在于, 包括: 初始模块, 用于获取数字化牙颌模型中所有数字化牙齿的初始位置信息; 权利要求书 2/4 页 3 CN 111281579 A 3 间隙值获取模块, 用于根据所述所有数字化牙齿的初始位置信息获取所述数字化牙颌 模型所处目标相对位置条件下所有相邻数字化牙齿之间的预设间隙值; 控制调整模块, 用于在所述数字化牙颌模型上选择至少一。

10、颗数字化牙齿, 并控制调整 所选择的数字化牙齿; 移动调整模块, 用于根据所有相邻数字化牙齿之间的所述预设间隙值以及当前所有相 邻数字化牙齿间的相对位置计算每颗数字化牙齿的移动调整量, 并根据每颗数字化牙齿的 移动调整量移动至少一颗非被控制调整的数字化牙齿; 迭代模块, 用于判断移动后的所有相邻数字化牙齿之间的当前间隙值是否全部达到所 述预设间隙值; 如果否, 则调动移动调整模块; 如果是, 则结束排牙。 9.根据权利要求8所述的联动排牙装置, 其特征在于, 所述迭代模块包括: 连线单元, 用 于对所述数字化牙颌模型中任意两个相邻数字化牙齿, 将所述两个相邻数字化牙齿记为第 一数字化牙齿、 第。

11、二数字化牙齿, 并对所述第一数字化牙齿的重心和所述第二数字化牙齿 的重心进行连线; 设置单元, 用于设置与所述连线相垂直的垂直面以及与所述连线相平行的多条直线, 且所述垂直面位于所述连线的中心靠近所述第一数字化牙齿的中心的一侧; 计算单元, 用于对所述多条直线中每条直线, 将所述直线与所述第一数字化牙齿靠近 所述第二数字化牙齿一侧表面的交点记为出射点, 将所述直线与所述第二数字化牙齿靠近 所述第一数字化牙齿一侧表面的交点记为入射点, 计算所述入射点和所述出射点到所述垂 直面的距离之差, 作为与所述直线相应的间隙; 查找单元, 用于查找与所述直线相应的间隙的最小值, 并将所述最小值作为所述第一 。

12、数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值; 迭代单元, 用于判断所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值是 否达到所述预设间隙值; 如果否, 则调用移动调整模块; 如果是, 则结束排牙。 10.根据权利要求9所述的联动排牙装置, 其特征在于, 所述垂直面是经过所述第一数 字化牙齿的中心的所述第一数字化牙齿的截面; 所述直线与所述垂直面相交。 11.根据权利要求9所述的联动排牙装置, 其特征在于, 所述计算单元将与所述最小值 相应的所述出射点、 所述入射点作为所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿的碰撞 点。 12.根据权利要求8所述的联动排牙装置, 其特征在于, 所述控制调。

13、整模块包括: 拟合单元, 用于计算所述数字化牙颌模型中多个所述数字化牙齿的重心位置, 拟合所 述多个数字化牙齿的重心位置形成数字化牙颌模型平面; 牙颌坐标系建立单元, 用于建立数字化牙颌模型的坐标系, 记为O-XYZ坐标系, 其中以 所有牙齿的重心位置的均值为原点O, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为Z轴, 以沿牙弓 方向为Y轴, 以垂直于Z轴和Y轴的方向为X轴; 牙齿坐标系建立单元, 用于利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙齿的 坐标系, 记为o-xyz; 控制调整单元, 用于利用所述数字化牙齿的坐标系o-xyz选择至少一颗数字化牙齿, 并 控制调整所选择的数字化牙齿。 13.根据。

14、权利要求12所述的联动排牙装置, 其特征在于, 所述牙齿坐标系建立单元包 权利要求书 3/4 页 4 CN 111281579 A 4 括: 初始子单元, 用于在所述数字化牙齿的坐标系o-xyz中, 以所述数字化牙齿的重心位置 为原点o, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为z轴; 拟合子单元, 用于拟合所述多个数字化牙齿的重心位置形成曲线, 且所述曲线经过每 个所述数字化牙齿的重心位置, 将所述曲线投影到所述数字化牙颌模型平面, 以所述数字 化牙齿的重心位置的投影在所述曲线的投影的切向和法向为所述数字化牙齿的坐标系的x 轴和y轴。 14.一种壳状牙齿矫治器的设计方法, 其特征在于, 包括联动排牙。

15、步骤, 所述联动排牙 步骤为根据所述权利要求1-7中任一项所述的联动排牙方法。 15.一种制造壳状牙齿矫治器的方法, 其特征在于, 包括: 根据权利要求14所述的壳状 牙齿矫治器的设计方法设计壳状牙齿矫治器; 采用3D打印或热压膜方法制造所述壳状牙齿矫治器。 16.一种电子设备, 其特征在于, 包括处理器和存储器, 所述处理器执行所述存储器存 储的计算机指令, 使得所述电子设备执行权利要求1至7任一项所述的联动排牙方法。 17.一种计算机存储介质, 其特征在于, 包括计算机指令, 当所述计算机指令在电子设 备上运行时, 使得所述电子设备执行权利要求1至7任一项所述的联动排牙方法。 权利要求书 。

16、4/4 页 5 CN 111281579 A 5 联动排牙方法及装置、 电子设备、 计算机存储介质 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械的技术领域, 尤其涉及联动排牙方法及装置、 壳状牙齿矫治 器的设计方法、 制造壳状牙齿矫治器的方法、 电子设备、 计算机存储介质。 背景技术 0002 使用隐形牙齿矫治器对牙齿进行矫治越来越被患者所接受, 因为其美观、 舒适且 方便患者自行摘戴, 隐形牙齿矫治器是根据患者的口内情况进行虚拟矫治方案的设计, 再 根据虚拟矫治方案制备能够使牙齿从第一布局重新定位至第二布局的隐形牙齿矫治器, 所 制备的隐形牙齿矫治器为一系列逐渐调整牙齿布局的高分子壳状器械, 当患。

17、者佩戴隐形牙 齿矫治器时能够使患者的牙齿进行重新的布局, 逐渐变化至目标矫治位置。 0003 目前牙齿调整时都是将单颗牙齿作为独立单元进行利用, 由于单颗牙齿移动可能 导致其与周围牙齿的碰撞, 导致周围牙齿或者更远的牙齿发生移动, 因此现有技术下医生 调整牙齿效率低, 往往在调整完单颗牙齿后还需要对其他牙齿进行后续调整。 发明内容 0004 本发明的目的在于本发明提供联动排牙方法及装置、 壳状牙齿矫治器的设计方 法、 制造壳状牙齿矫治器的方法、 电子设备、 计算机存储介质, 解决现有技术下医生调整牙 齿效率低, 往往在调整完单颗牙齿后还需要对其他牙齿进行后续调整的问题, 提高医生在 设计牙齿矫。

18、治方案时的工作效率。 0005 本发明的目的采用以下技术方案实现: 0006 第一方面, 本发明提供了一种联动排牙方法, 包括: 0007 步骤S1, 获取数字化牙颌模型中所有数字化牙齿的初始位置信息; 0008 步骤S2, 根据所述所有数字化牙齿的初始位置信息获取所述数字化牙颌模型所处 目标相对位置条件下所有相邻数字化牙齿之间的预设间隙值; 0009 步骤S3, 在所述数字化牙颌模型上选择至少一颗数字化牙齿, 并控制调整所选择 的数字化牙齿; 0010 步骤S4, 根据所有相邻数字化牙齿之间的所述预设间隙值以及当前所有相邻数字 化牙齿间的相对位置计算每颗数字化牙齿的移动调整量, 并根据每颗数。

19、字化牙齿的移动调 整量移动至少一颗非被控制调整的数字化牙齿; 0011 步骤S5, 判断移动后的所有相邻数字化牙齿之间的当前间隙值是否全部达到所述 预设间隙值; 如果否, 则执行步骤S4; 如果是, 则结束排牙。 0012 这样, 首先选定一颗或多颗牙齿进行调整, 然后按照预设的牙齿间隙值计算所有 牙齿的调整量, 据此调整周围牙齿和其他部位的牙齿, 实现多颗牙齿的联动调整; 在对多颗 牙齿进行初步调整后, 计算所有相邻牙齿的当前间隙值是否达到相应的预设间隙值, 如果 没有则继续调整周围牙齿和其他部位的牙齿, 迭代这两个步骤直到所有相邻牙齿在碰撞检 测后满足其预设间隙值。 调整一颗或多颗牙齿, 。

20、周围牙齿会发生联动移动, 由此可以提高医 说明书 1/12 页 6 CN 111281579 A 6 生在设计牙齿矫治方案时的工作效率。 0013 可选地, 所述步骤S5包括: 0014 对所述数字化牙颌模型中任意两个相邻数字化牙齿, 将所述两个相邻数字化牙齿 记为第一数字化牙齿、 第二数字化牙齿, 并对所述第一数字化牙齿的重心和所述第二数字 化牙齿的重心进行连线; 0015 设置与所述连线相垂直的垂直面以及与所述连线相平行的多条直线, 且所述垂直 面位于所述连线的中心靠近所述第一数字化牙齿的中心的一侧; 0016 对所述多条直线中每条直线, 将所述直线与所述第一数字化牙齿靠近所述第二数 字化。

21、牙齿一侧表面的交点记为出射点, 将所述直线与所述第二数字化牙齿靠近所述第一数 字化牙齿一侧表面的交点记为入射点, 计算所述入射点和所述出射点到所述垂直面的距离 之差, 作为与所述直线相应的间隙; 0017 查找与所述直线相应的间隙的最小值, 并将所述最小值作为所述第一数字化牙齿 和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值; 0018 判断所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值是否达到所 述预设间隙值; 如果否, 则执行步骤S4; 如果是, 则结束排牙。 0019 这样, 根据基于图像空间的方法, 利用垂直于相邻牙齿重心连线的平面以及垂直 于平面的直线, 对整个牙颌中的所有相邻牙齿对进。

22、行碰撞检测, 首先对相邻牙齿分别进行 深度图的渲染, 计算直线在两颗牙齿之间的间隙, 将间隙的最小值作为两科牙齿之间的当 前间隙值, 将当前间隙值与预设间隙值进行比对, 判断是否满足结束排牙的条件。 0020 可选地, 所述垂直面是经过所述第一数字化牙齿的中心的所述第一数字化牙齿的 截面; 所述直线与所述垂直面相交。 0021 这样, 将垂直面限定为通过第一数字化牙齿中心的平面, 保证直线与两颗牙齿表 面相交所形成的入射点、 出射点在垂直面的同一侧, 计算过程中可以将入射点、 出射点到垂 直面的距离直接求差, 而不需要考虑两个距离的正负符号, 由此可以简化计算步骤, 提升排 牙效率。 0022。

23、 可选地, 将与所述最小值相应的所述出射点、 所述入射点作为所述第一数字化牙 齿和所述第二数字化牙齿的碰撞点。 0023 在两颗牙齿的中心连线方向进行深度渲染, 可以得到射线在第一颗牙出射时的深 度以及在第二颗牙入射时的深度, 将深度差值最小的出射点和入射点作为相邻牙齿间的碰 撞点。 0024 可选地, 所述步骤S4中每颗数字化牙齿的移动调整量的计算方法包括: 0025 将所述数字化牙颌模型上的各颗数字化牙齿记为T1、 T2、 T3、 、 Tn; 将T1、 T2的碰撞 点记为将T2、 T3的碰撞点记为将、 Tn-1、 Tn的碰撞点记为 将T1、 T2的的所述预设间隙值记为g1 ,2, T2、 。

24、T3的所述预设间隙值记为 g2,3, , 将Tn-1、 Tn、 的所述预设间隙值记为gn-1,n; 将T1、 T2、 T3、 、 Tn的当前所处位置与所述 预设间隙值之间的移动调整量记为p1、 p2、 p3、 、 pn-1、 pn; 设定中间变量1 ,2、 2,3、 、 n-1,n; 说明书 2/12 页 7 CN 111281579 A 7 0026 0027 0028 0029 则有: 0030 0031 0032 0033 0034 0035 这样, 利用每一步迭代计算得到的牙齿移动量, 使得牙齿在当前迭代步骤下的移 动后位置满足相邻牙齿之间的预设间隙值。 0036 可选地, 所述步骤S。

25、3包括: 0037 计算所述数字化牙颌模型中多个所述数字化牙齿的重心位置, 拟合所述多个数字 化牙齿的重心位置形成数字化牙颌模型平面; 0038 建立数字化牙颌模型的坐标系, 记为O-XYZ坐标系, 其中以所有牙齿的重心位置的 均值为原点O, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为Z轴, 以沿牙弓方向为Y轴, 以垂直于Z轴 和Y轴的方向为X轴; 0039 利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙齿的坐标系, 记为o-xyz; 0040 利用所述数字化牙齿的坐标系o-xyz选择至少一颗数字化牙齿, 并控制调整所选 择的数字化牙齿。 0041 这样, 计算每个牙齿的重心位置, 将所有牙齿的重心拟合。

26、形成牙颌平面, 在此基础 上建立牙颌坐标系。 每颗牙齿有其自身坐标系, 而牙颌坐标系是一个统一的坐标系, 通过这 个统一的坐标系可以求出相邻牙齿之间的碰撞点。 0042 可选地, 所述利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙齿的坐标系, 记为o-xyz, 包括: 0043 在所述数字化牙齿的坐标系o-xyz中, 以所述数字化牙齿的重心位置为原点o, 以 所述数字化牙颌模型平面的法向为z轴; 说明书 3/12 页 8 CN 111281579 A 8 0044 拟合所述多个数字化牙齿的重心位置形成曲线, 且所述曲线经过每个所述数字化 牙齿的重心位置, 将所述曲线投影到所述数字化牙颌模型平面。

27、, 以所述数字化牙齿的重心 位置的投影在所述曲线的投影的切向和法向为所述数字化牙齿的坐标系的x轴和y轴。 0045 这样, 对每个牙齿建立坐标系, 每个坐标系的原点为每个牙齿的重心位置, 坐标系 的z轴为牙颌平面的法向, 坐标系的x轴和y轴分别为牙齿重心在牙颌平面上投影点的切向 和法向。 0046 第二方面, 本发明提供了一种联动排牙装置, 包括: 0047 初始模块, 用于获取数字化牙颌模型中所有数字化牙齿的初始位置信息; 0048 间隙值获取模块, 用于根据所述所有数字化牙齿的初始位置信息获取所述数字化 牙颌模型所处目标相对位置条件下所有相邻数字化牙齿之间的预设间隙值; 0049 控制调整。

28、模块, 用于在所述数字化牙颌模型上选择至少一颗数字化牙齿, 并控制 调整所选择的数字化牙齿; 0050 移动调整模块, 用于根据所有相邻数字化牙齿之间的所述预设间隙值以及当前所 有相邻数字化牙齿间的相对位置计算每颗数字化牙齿的移动调整量, 并根据每颗数字化牙 齿的移动调整量移动至少一颗非被控制调整的数字化牙齿; 0051 迭代模块, 用于判断移动后的所有相邻数字化牙齿之间的当前间隙值是否全部达 到预设间隙值; 如果否, 则调动移动调整模块; 如果是, 则结束排牙。 0052 可选地, 所述迭代模块包括: 0053 连线单元, 用于对所述数字化牙颌模型中任意两个相邻数字化牙齿, 将所述两个 相邻。

29、数字化牙齿记为第一数字化牙齿、 第二数字化牙齿, 并对所述第一数字化牙齿的重心 和所述第二数字化牙齿的重心进行连线; 0054 设置单元, 用于设置与所述连线相垂直的垂直面以及与所述连线相平行的多条直 线, 且所述垂直面位于所述连线的中心靠近所述第一数字化牙齿的中心的一侧; 0055 计算单元, 用于对所述多条直线中每条直线, 将所述直线与第一数字化牙齿靠近 所述第二数字化牙齿一侧表面的交点记为出射点, 将所述直线与所述第二数字化牙齿靠近 所述第一数字化牙齿一侧表面的交点记为入射点, 计算所述入射点和所述出射点到所述垂 直面的距离之差, 作为与所述直线相应的间隙; 0056 查找单元, 用于查。

30、找与所述直线相应的间隙的最小值, 并将所述最小值作为所述 第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙值; 0057 迭代单元, 用于判断所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿之间的当前间隙 值是否达到所述预设间隙值; 如果否, 则调用移动调整模块; 如果是, 则结束排牙。 0058 可选地, 所述垂直面是经过所述第一数字化牙齿的中心的所述第一数字化牙齿的 截面; 所述直线与所述垂直面相交。 0059 可选地, 所述计算单元将与所述最小值相应的所述出射点、 所述入射点作为所述 第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿的碰撞点。 0060 可选地, 所述控制调整模块包括: 0061 拟合单元, 用。

31、于计算所述数字化牙颌模型中多个所述数字化牙齿的重心位置, 拟 合所述多个数字化牙齿的重心位置形成数字化牙颌模型平面; 0062 牙颌坐标系建立单元, 用于建立数字化牙颌模型的坐标系, 记为O-XYZ坐标系, 其 说明书 4/12 页 9 CN 111281579 A 9 中以所有牙齿的重心位置的均为原点O, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为Z轴, 以沿牙 弓方向为Y轴, 以垂直于Z轴和Y轴的方向为X轴; 0063 牙齿坐标系建立单元, 用于利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙 齿的坐标系, 记为o-xyz; 0064 控制调整单元, 用于利用所述数字化牙齿的坐标系o-xyz选择至少一。

32、颗数字化牙 齿, 并控制调整所选择的数字化牙齿。 0065 可选地, 所述牙齿坐标系建立单元包括: 0066 初始子单元, 用于在所述数字化牙齿的坐标系o-xyz中, 以所述数字化牙齿的重心 位置为原点o, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为z轴; 0067 拟合子单元, 用于拟合所述多个数字化牙齿的重心位置形成曲线, 且所述曲线经 过每个所述数字化牙齿的重心位置, 将所述曲线投影到所述数字化牙颌模型平面, 以所述 数字化牙齿的重心位置的投影在所述曲线的投影的切向和法向为所述数字化牙齿的坐标 系的x轴和y轴。 0068 第三方面, 本发明提供了一种壳状牙齿矫治器的设计方法, 包括联动排牙步骤, 。

33、所 述联动排牙步骤为根据上述所述的联动排牙方法。 0069 第四方面, 本发明提供了一种制造壳状牙齿矫治器的方法, 包括: 0070 根据上述所述的壳状牙齿矫治器的设计方法设计壳状牙齿矫治器; 采用3D打印或 热压膜方法制造所述壳状牙齿矫治器。 0071 第五方面, 本发明提供了一种电子设备, 包括处理器和存储器, 所述处理器执行所 述存储器存储的计算机指令, 使得所述电子设备执行上述任一项联动排牙方法。 0072 第六方面, 本发明提供了一种计算机存储介质, 包括计算机指令, 当所述计算机指 令在电子设备上运行时, 使得所述电子设备执行上述任一项联动排牙方法。 0073 本发明提供联动排牙方。

34、法及装置、 一种壳状牙齿矫治器的设计方法、 一种制造壳 状牙齿矫治器的方法、 电子设备、 计算机存储介质, 能够带来以下至少一种有益效果: 0074 本发明提先选定一颗或多颗牙齿进行调整, 然后按照预设的牙齿间隙值计算所有 牙齿的调整量, 据此调整周围牙齿和其他部位的牙齿, 实现多颗牙齿的联动调整; 在对多颗 牙齿进行初步调整后, 计算所有相邻牙齿的当前间隙值是否达到相应的预设间隙值, 如果 没有则继续调整周围牙齿和其他部位的牙齿, 迭代这两个步骤直到所有相邻牙齿在碰撞检 测后满足其预设间隙值。 调整一颗或多颗牙齿, 周围牙齿会发生联动移动, 由此可以提高医 生在设计牙齿矫治方案时的工作效率。。

35、 附图说明 0075 下面将以明确易懂的方式, 结合附图说明优选实施方式, 对上述特性、 技术特征、 优点及其实现方式予以进一步说明。 0076 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0077 图1是第一实施例提供的一种联动排牙方法的流程示意图; 0078 图2是图1中步骤S3的一种流程示意图; 0079 图3是图2中步骤S33的一种流程示意图; 0080 图4是图1中步骤S5的一种流程示意图; 说明书 5/12 页 10 CN 111281579 A 10 0081 图5是第二实施例提供的一种联动排牙装置200的结构示意图; 0082 图6是图5中控制调整模块230的一种结构示意图; 0。

36、083 图7是图6中牙齿坐标系建立单元233的一种结构示意图; 0084 图8是图5中迭代模块250的一种结构示意图; 0085 图9是数字化牙颌模型的坐标系O-XYZ与数字化牙齿的坐标系o-xyz的示意图; 0086 图10是相互平行的多条直线与发生碰撞的两颗相邻数字化牙齿T1、 T2相交的示意 图; 0087 图11a是口腔内部数字化牙齿的初始位置示意图; 0088 图11b是口腔内部数字化牙齿一次调整后的位置示意图; 0089 图11c是口腔内部数字化牙齿二次调整后的位置示意图; 0090 图11d是口腔内部数字化牙齿的目标位置示意图。 0091 图中: 200、 联动排牙装置; 210。

37、、 初始模块; 220、 间隙值获取模块; 230、 控制调整模 块; 231、 拟合单元; 232、 牙颌坐标系建立单元; 233、 牙齿坐标系建立单元; 233a、 初始子单 元; 233b、 拟合子单元; 234、 控制调整单元; 240、 移动调整模块; 250、 迭代模块; 251、 连线单 元; 252、 设置单元; 253、 计算单元; 254、 查找单元; 255、 迭代单元。 具体实施方式 0092 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对照附图说明 本发明的具体实施方式。 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例, 对于 本领域普通技术人。

38、员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他 的附图, 并获得其他的实施方式。 0093 下面, 结合附图以及具体实施方式, 对本发明做进一步描述, 需要说明的是, 在不 相冲突的前提下, 以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施 例。 0094 参见图1, 第一实施例提供了一种联动排牙方法, 包括步骤S1S5。 0095 本实施例中的联动排牙方法可以用来设计牙科器械, 首先通过设计数字化牙科器 械模型, 并进一步的根据数字化牙科器械模型设计牙科器械并制造。 0096 步骤S1, 获取数字化牙颌模型中所有数字化牙齿的初始位置信息。 0097 通过口内。

39、扫描等方式获取患者口腔内所有牙齿在初始时刻的位置信息, 由此进一 步计算出初始时刻相邻牙齿之间的当前间隙值。 0098 步骤S2, 根据所有所述数字化牙齿的初始位置信息获取所述数字化牙颌模型所处 目标相对位置条件下所有相邻数字化牙齿之间的预设间隙值。 0099 根据牙齿间隙的不同, 以及结合口腔内牙列的状态信息, 患者的意愿, 进行针对性 的为患者制定个性化矫治方案, 并形成目标矫治方案, 因此目标相对位置条件是预先设定 的, 在实际矫治过程中, 根据矫治状态的效果不同, 可以根据患者需求和医生建议进行适应 性的调整方案。 当然最主要的还是要结合个人口腔牙列信息, 进行生物力学分析等, 才能确。

40、 定各个不同阶段的矫治目标信息, 目标矫治信息包括牙列移动的预设间隙值, 每个矫治阶 段其间隙值也不尽相同, 其主要符合个人生物承受能力, 以及医学数据信息, 也即用于设计 符合实际应用需求的牙科器械。 说明书 6/12 页 11 CN 111281579 A 11 0100 步骤S3, 在所述数字化牙颌模型上选择至少一颗数字化牙齿, 并控制调整所选择 的数字化牙齿。 0101 该步骤用于选定所需调整的牙齿, 并控制调整所选定的牙齿。 医生根据患者的矫 治需求调整牙齿的位置, 调整方式包括平移和/或旋转, 调整牙齿的数量也可以是单颗调整 或者多颗整体调整, 在本实施例中单颗调整和多颗调整是一样。

41、的技术方案。 无论是平移还 是旋转都是基于初始的牙列状态, 将初始牙齿调整至目标牙齿状态, 根据目标牙齿状态与 初始牙齿的状态之间的差值设定矫治步骤, 设定每一步骤调整的角度和/或位移。 0102 参见图2, 在进行牙齿调整过程中, 需要建立一个基准环境界面, 在本发明中通过 建立一坐标系, 针对口腔的牙列, 以及各个牙列映射在拟定的相对的坐标系中, 具体的包括 以下: 0103 所述步骤S3可以包括步骤S31S34。 0104 步骤S31, 计算所述数字化牙颌模型中多个所述数字化牙齿的重心位置, 拟合所述 多个数字化牙齿的重心位置形成数字化牙颌模型平面。 0105 数字化牙齿的重心位置的获取。

42、过程可以包括: 0106 将数字化牙齿模型的顶点集合记为Vi, 则数字化牙齿的重心位置为, 其中n是数 字化牙齿顶点个数。 0107 步骤S32, 建立数字化牙颌模型的坐标系, 记为O-XYZ坐标系, 其中以所有牙齿的重 心位置的均值为原点O, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为Z轴, 以沿牙弓方向为Y轴, 以 垂直于Z轴和Y轴的方向为X轴, O-XYZ坐标系如图9所示。 0108 该步骤利用数字化牙颌模型平面建立数字化牙颌模型的坐标系。 0109 步骤S33, 利用所述数字化牙颌模型平面建立每个所述数字化牙齿的坐标系, 记为 o-xyz, 如图9所示。 0110 该步骤利用数字化牙颌模型平面建。

43、立数字化牙齿的坐标系。 0111 步骤S34, 利用所述数字化牙齿的坐标系o-xyz选择至少一颗数字化牙齿, 并控制 调整所选择的数字化牙齿。 0112 这样, 计算每个牙齿的重心位置, 将所有牙齿的重心拟合形成牙颌平面, 在此基础 上建立牙颌坐标系。 每颗牙齿建立其自身坐标系, 而牙颌坐标系是一个统一的坐标系, 通过 这个统一的坐标系可以求出相邻牙齿之间的碰撞点。 0113 参见图3, 所述步骤S33可以包括步骤S331S332。 0114 步骤S331, 在每个所述数字化牙齿的坐标系o-xyz中, 以所述数字化牙齿的重心位 置为原点o, 以所述数字化牙颌模型平面的法向为z轴。 0115 步。

44、骤S332, 拟合所述多个数字化牙齿的重心位置形成曲线, 且所述曲线经过每个 所述数字化牙齿的重心位置, 将所述曲线投影到所述数字化牙颌模型平面, 以所述数字化 牙齿的重心位置的投影在所述曲线的投影的切向和法向为所述数字化牙齿的坐标系的x轴 和y轴。 0116 根据人体口内结构, 牙齿重心位置连线可以构成一条曲线。 这样, 对每个牙齿建立 坐标系, 每个坐标系的原点为每个牙齿的重心位置, 坐标系的z轴为牙颌平面的法向, 坐标 系的x轴和y轴分别为牙齿重心在牙颌平面上投影点的切向和法向。 0117 步骤S4, 根据所有相邻数字化牙齿之间的所述预设间隙值以及当前所有相邻数字 说明书 7/12 页 。

45、12 CN 111281579 A 12 化牙齿间的相对位置计算每颗数字化牙齿的移动调整量, 并根据每颗数字化牙齿的移动调 整量移动至少一颗非被控制调整的数字化牙齿。 0118 在步骤S3中选择被控牙齿后进行调整, 在调整过程中非被控牙齿会自主的发生联 动, 因此需要获取相邻数字化牙齿的相对位置信息, 也即为前所有相邻数字化牙齿间的相 对位置, 计算与预设间隙之间的变化, 是否达到对应的调整量, 根据该调整量进一步可将其 设置为下一周期被控牙齿, 进行迭代运算; 具体每颗数字化牙齿的移动调整量的计算方法 可以包括如下步骤: 0119 将所述数字化牙颌模型上的各颗数字化牙齿记为T1、 T2、 T。

46、3、 、 Tn; 将T1、 T2的碰撞 点记为将T2、 T3的碰撞点记为将、 Tn-1、 Tn的碰撞点记为 将T1、 T2的的所述预设间隙值记为g1 ,2, T2、 T3的所述预设间隙值记为 g2,3, , 将Tn-1、 Tn、 的所述预设间隙值记为gn-1,n; 将T1、 T2、 T3、 、 Tn的当前所处位置与所述 预设间隙值之间的移动调整量记为p1、 p2、 p3、 、 pn-1、 pn; 设定中间变量1 ,2、 2,3、 、 n-1,n; 0120 0121 0122 0123 则有: 0124 0125 0126 0127 0128 0129 这样, 利用每一步迭代计算得到的牙齿移动。

47、量, 使得牙齿在当前迭代步骤下的移 动后位置满足相邻牙齿之间的预设间隙值。 0130 步骤S5, 判断移动后的所有相邻数字化牙齿之间的当前间隙值是否全部达到所述 说明书 8/12 页 13 CN 111281579 A 13 预设间隙值; 如果否, 则执行步骤S4; 如果是, 则结束排牙。 0131 参见图4, 所述步骤S5可以包括步骤S51S55。 0132 步骤S51, 对所述数字化牙颌模型中任意两个相邻数字化牙齿, 将所述两个相邻数 字化牙齿记为第一数字化牙齿、 第二数字化牙齿, 并对所述第一数字化牙齿的重心和所述 第二数字化牙齿的重心进行连线。 0133 步骤S52, 设置与所述连线相。

48、垂直的垂直面以及与所述连线相平行的多条直线, 且 所述垂直面位于所述连线的中心靠近所述第一数字化牙齿的中心的一侧。 0134 在一种优选的情况, 所述垂直面可以是经过所述第一数字化牙齿的中心的所述第 一数字化牙齿的截面; 所述直线与所述垂直面相交。 这样, 将垂直面限定为通过第一数字化 牙齿中心的平面, 保证直线与两颗牙齿表面相交所形成的入射点、 出射点在垂直面的同一 侧, 计算过程中可以将入射点、 出射点到垂直面的距离直接求差, 而不需要考虑两个距离的 正负符号, 由此可以简化计算步骤, 提升排牙效率。 进一步优选地, 所述多条直线可以是自 垂直面发出的射线。 0135 步骤S53, 对所述。

49、多条直线中每条直线, 将所述直线与所述第一数字化牙齿靠近所 述第二数字化牙齿一侧表面的交点记为出射点, 将所述直线与所述第二数字化牙齿靠近所 述第一数字化牙齿一侧表面的交点记为入射点, 计算所述入射点和所述出射点到所述垂直 面的距离之差, 作为与所述直线相应的间隙。 0136 参见图10中的T1、 T2记为两颗相邻的数字化牙齿, 第一条直线与T1靠近T2的一侧、 T2靠近T1的一侧的交点分别记为T11、 T21, 第一条直线的出射点、 入射点分别为T11、 T12; 第 二条直线与T1靠近T2的一侧、 T2靠近T1的一侧的交点分别记为T12、 T22, 第二条直线的出射 点、 入射点分别为T1。

50、2、 T22; 以此类推, 第N条直线与T1靠近T2的一侧、 T2靠近T1的一侧的交 点分别记为T1N、 T2N, 第N条直线的出射点、 入射点分别为T1N、 T2N, 其中N是正整数。 根据出 射点和入射点求取其相应的当前间隙值。 0137 在一些实施例中, 步骤S53还可以包括: 将与所述最小值相应的所述出射点、 所述 入射点作为所述第一数字化牙齿和所述第二数字化牙齿的碰撞点。 在两颗牙齿的中心连线 方向进行深度渲染, 可以得到射线在第一颗牙出射时的深度以及在第二颗牙入射时的深 度, 将深度差值最小的出射点和入射点作为相邻牙齿间的碰撞点, 可以用于牙齿之间的碰 撞检测。 0138 步骤S5。

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