用于设计桩和核的系统和方法 【技术领域】
本发明涉及用于提供牙齿桩核的设计的系统和方法， 具体地涉及桩和核的 CAD/ CAM 设计 / 制造的系统和方法。桩和核典型地是牙齿修复体的一部分。此外， 本发明涉及用 于在计算机上实现这种系统的计算机可读介质。背景技术
桩和核是用来充分地增强牙齿结构的牙齿修复体， 当由于牙齿结构因腐蚀或骨 折的损失而造成没有足够的牙齿结构来适当地保留齿冠时其用于未来带有齿冠的修复 体。在许多情况下， 去除齿根， 在牙齿中留下空的根管。一般将薄的刚性桩 ( 即， 金属桩 ) 插入至根管中， 并且此桩对 “核” 提供固位， 所述核是代替损失的牙齿结构的材料的组装体 (build up)。桩可以粘结在根管内， 并且为人工制品的核对代替牙齿的齿冠 (crown) 或 基底冠 (coping) 提供固位 (retention)。术语 “桩和核 (post and core)” 也称为 “桩核 (post-and-core)” 和 “inlay core( 嵌体核 )” 。桩和核修复体经常被表征为 “基底修复体 (foundation restorations)” 。
在根管操作中， 牙齿的神经一般被牙科医生使用牙钻去除， 即所谓的牙髓操作， 将 钻孔留在牙齿中。 在许多情况下， 可以提供专用桩， 其与钻孔的形状相匹配， 并且在钻孔后， 桩可以直接粘合在钻孔中。 然而， 牙根管可能具有不规则的结构， 并且在去除牙根后牙齿中 的钻孔经常也是不规则的， 但即使对于规则的形状， 钻孔的深度可能是未知的。 因此没有桩 能够匹配钻孔， 并且必须提供定制的桩。
当设计桩和核时一种典型的操作是牙科医生提供带有钻孔的准备的牙齿的印模， 并且还可能提供邻近牙齿的印模， 并将其一般送到牙医技工室的牙科技术员。 从此印模， 可 以浇铸出牙齿模型， 诸如石膏模型， 并且现在可以从该牙齿模型构建出包括桩核的牙齿修 复体。牙科技术员一般在蜡中构建桩和核， 然后进行熔模铸造， 使得以合适的材料， 例如金 属合金制造实际的桩和核。
Awad 等 在 J.Prosthet Dent 2007 ； 98 ； 161-162 的 论 文 “Fabrication of a custom-made ceramic post and core using CAD-CAM technology( 使用 CAD-CAM 工艺制 造定制的陶瓷桩和核 )” 公开了使用 CAD-CAM 工艺来制造定制的陶瓷桩和核， 包括制造直接 的丙烯酸树脂模型， 即， 蜡， 来获得根管的解剖学构造， 然后扫描该模型， 铣削并烧结。该模 型通过用水或唾液润滑根管的手工方法来制造， 然后用刷子将正自动聚合的丙烯酸树脂置 于塑料核上并将桩置于根管中。桩在原位保持几秒钟， 然后迅速地取出用于确定是否记录 了根管的全部解剖学构造。 如果需要， 将更多的丙烯酸树脂涂在桩上， 在其完全聚合之前将 桩放置回根管中， 然后将桩移进移出根管直至其能被动地插入和取出。然后将桩模型置于 根管中， 并加入核。桩和核模型连接至 CAD 系统的扫描环， 然后进行模型的扫描和铣削。因 此根据该公开内容， CAD 系统的扫描仪用来扫描定制的塑料样品桩核的形状用于在铣床上 制造实际的陶瓷桩核， 即所谓的仿形铣削。
Gu 等在 2nd Meeting of IADR Pan Asian Pacific Federation and the 1stMeeting of IADR Asia/Pacific Region(IADR 泛亚洲太平洋联合会第二次会议和 IADR 亚洲 / 太平洋地区第一次会议 )， 2009 年 9 月中的论文 “Primary Study of CAD/CAM for Individual post and core Restorations(CAD/CAM 用于个体桩核修复体的初步研究 )” 公开了制造具有不同位置和形状的制品的一对桩和核石膏模型。然后通过 CGI( 获取内部 几何形状 (Capture Geometrical Inside)) 法扫描该石膏模型以获取三维数据。然后在用 于口腔修复术的 CAD/CAM 软件中进行桩核修复体的三维设计， 并且最后借助于原型速成将 CAD 的三维数据转变成树脂的物体用机器制造出修复体。 因此根据该公开内容， 在设计和制 造实际的树脂桩核之前扫描桩和核石膏模型。
因此， 仍然存在提供更有效和高质量的用于提供桩和核的 CAD-CAM 方法的问题。 发明内容 本发明公开了一种设计和 / 或制造用于匹配牙齿的钻孔的桩和核的计算机实施 方法， 所述方法包括以下步骤 ：
a) 获得一组包括钻孔的牙齿的至少一个印模 ；
b) 扫描所述组的包括钻孔的牙齿的所述印模 ；
c) 提供包括所述钻孔的所述印模的三维扫描图示 ；
d) 将所述三维扫描图示转换为所述组牙齿和所述钻孔的三维工作阳模 (positive working model) ； 和 e) 从所述钻孔的工作阳模设计桩和核。
因此一个优点是该方法提供了一种分辨牙齿钻孔的结构从而提供匹配的桩和核 的方式。因此该方法解决了这样的问题， 即在带有钻孔的牙齿石膏模型的常规 3D 扫描期间 扫描仪实际上不可能分辨狭窄的牙髓腔， 即钻孔的结构， 如图 11 中所见。因此过去不可能 检验准备的牙齿中的钻孔的结构或形状。这时因为用于扫描例如， 牙齿模型的 3D 扫描仪， 使用众所周知的三角测量原理来获得该 3D 扫描， 并且如果钻孔太狭窄或具有不规则形状， 则扫描仪的传感器， 例如， 照相机或发光器， 不能测量钻孔中的所有点。
印模扫描在本领域中是已知的。然而， 本发明涉及钻孔的印模的扫描。牙齿印模 将提供牙齿的负像图示， 即， 牙齿在该印模中将是孔洞， 然而在该印模中钻孔 / 腔的印模将 是毛刺 (spike)。因此当扫描钻孔的印模时， 可以获得良好的扫描结果， 因为将不会有扫描 仪不可以接近的区域， 因为印模中的钻孔的形成类似毛刺， 并且不象阳模中那样类似狭窄 的腔。因此钻孔的印模变成了桩和核模型的基础， 尤其是在设计与钻孔匹配的桩时。
然而， 为了得到对没有改变的牙齿的良好图示， 可以将印模扫描反转或转换成阳 模， 在此情况下牙齿具有一定的范围或延展而不是孔洞。 在此虚拟的阳模中， 钻孔是狭窄的 腔。
由印模扫描图示转换或反转形成的虚拟 3D 模型可以被指定为虚拟工作模型， 因 为可以使用该虚拟工作模型形成桩和核。 该虚拟工作模型可以被修改、 调整、 形成和成形使 得其类似于物理模型， 例如， 类似于石膏模型， 因此如果牙科技术员习惯于使用物理模型进 行工作， 则该虚拟工作模型的外观使得其容易被他 / 她用来进行设计。
桩和核可以使用该虚拟工作模型来设计， 使得牙科技术员容易地看到实际的桩和 核的外观如何并且如何适合于患者的口腔。
将印模的扫描图示转换或反转成工作阳模可以通过旋转该图示， 反转该图示的点
来进行， 和 / 或以专业技术人员已知的其他方式等来进行。
工作阳模可以通过例如， 删除一些侧面来产生， 例如如果它们对模型中的一些牙 齿提供暗度或阴影， 可以为虚拟工作阳模形成基座， 并且虚拟工作模型中的桩和核可以标 记和设置为可以被虚拟地从模型中去除或取出的部分。
传统上， 由于由扫描牙齿印模产生正确的虚拟 3D 模型的问题， 导致印模扫描经常 仅是石膏牙齿模型的补充。 然而， 当根据本发明设计桩和核时， 例如以石膏铸造牙齿模型可 以被省略， 从而提供更有效和高质量的 CAD/CAM 方法并且减少了错误的风险。
用于设计和制造牙齿修复体的 CAD/CAM 工艺导致质量改进、 成本减少并有可能便 于以吸引人的材料例如， 锆石制造， 除非这种材料不能获得， 这些均是优点。
CAD/CAM 工艺提供高精度， 这是一个优点， 因为对于牙齿修复体的精度要求非常 高， 否则牙齿修复体将在视觉上不吸引人， 不能安装到牙齿上， 可能导致疼痛或导致感染。
因此， CAD/CAM 工艺可以用于设计和制造牙齿修复体。常规或传统 CAD 制造工艺 中的第一个步骤是形成患者牙齿的三维牙齿模型。这可以通过 SD 扫描牙齿石膏模型来常 规地提供。牙齿的三维复制品输入至 CAD 程序中， 在该程序中设计整个牙齿修复体或子结 构。然后例如， 使用铣床、 3D 打印机、 快速原型速成制造或其他制造设备来制造最终的修复 体 3D 设计。 因此本发明方法的一个优点是不需要制造牙齿石膏模型， 因为完全数字地设计桩 和核， 无需使用任何手工制备的物理模型。 因此牙科技术员不需要浇铸石膏模型， 并且这节 省了时间和材料， 因此减少了周转周期， 这是一个优点。
然而， 一些牙科技术员可能仍然希望具有物理工作模型， 在其上他们可以测试和 调节桩核模型。因此， 优点是， 可以根据本发明方法制造桩核模型， 并同时还可以使用 CAD/ CAM 制造物理工作模型。 因此仍然减少了周转周期， 因为桩核模型和物理工作模型可以同时 制造， 并且设计或制造它们中之一不依赖于另一个的设计和制造。
根据本发明方法的制造可以使用 CAM 工艺来进行， 诸如 ：
- 铣削 (milling) ；
-3D 印刷 ；
-3D 激光烧结 ；
- 模塑。
在制造中使用的材料可以是 ：
- 氧化锆 ；
- 陶瓷 ；
-蜡；
- 贵金属合金 ；
- 非贵金属合金。
根据本发明的一个方面， 公开了一种设计和 / 或制造用于匹配牙齿的钻孔的桩和 核的方法， 所述方法包括以下步骤 ：
- 扫描钻孔的至少一个印模， 优选包括钻孔的印模的颚牙齿印模 ； 从而
- 获得印模的三维模型， 所述三维模型包括钻孔的阳模， 和
- 由钻孔的阳模形成桩和核模型。
在一个实施方案中， 获得印模的三维模型的步骤包括提供印模的三维扫描图示， 和将印模的三维扫描图示转换成包括钻孔的虚拟三维模型。
在一些实施方案中， 虚拟三维工作模型被配置为被修整， 和 / 或提供基座， 和/或 测试咬合， 和 / 或提供保留牙龈的截面制品。
在一些实施方案中， 制造包括制造所述桩和核设计和 / 或制造所述工作模型。
在一些实施方案中， 扫描至少一个印模的步骤包括 ：
f) 进行所述印模的初步扫描 ；
g) 基于进行所述扫描和所述印模的所述初步扫描的扫描仪的虚拟模型形成可视 性函数， 所述可视性函数能够通过至少一个预先确定的扫描次序评价所述印模的目的区域 的覆盖度 ；
h) 基于所述可视性函数的评价确定至少一个扫描次序 ；
i) 使用所述至少一个扫描次序进行所述印模的扫描 ；
j) 任选地重复步骤 h) 和 i) 至少一次直至获得所述印模的所述三维模型。
上述实施方案可以称为适应性扫描 (adaptive scanning)， 因为该扫描适用于特 殊的物体， 或在此情况下， 适用于印模。适应性扫描是有优点的， 因为其能够获得印模的全 部几何覆盖范围。使用例如结构光， 采用 3D 扫描的问题是照相机和扫描仪的光图像两者需 要同时 “看见” 每个表面点从而能够制作出该特殊点的 3D 重建。如果这不能被满足， 这导 致 “咬合” 或未覆盖区域， 这些区域在最终扫描中作为表面孔洞出现， 即， 无表面测量信息的 区域。从视觉和应用的角度来看， 在大多数情况下扫描中的孔洞均是不合乎需要的或不可 接受的。然而， 当使用适应性扫描时， 初始未覆盖的区域也被覆盖， 因为扫描仪软件对其中 未覆盖区域存在于在印模上的情况进行记录， 然后执行针对这些特定区域的扫描次序。 在本发明的另一个目的中， 用于桩的模型可以单独地和 / 或分开地和 / 或在与形 成核的模型分开的步骤中提供。 即， 桩必须匹配钻孔并且核必须匹配桩和邻近的牙齿， 并且 反之亦然 ： 桩必须匹配与邻近牙齿匹配的核。在分开的步骤中形成桩和核的模型还需要合 并 / 组合模型的步骤。
术语 “桩和核” 包括插入至钻孔中的桩和核， 所述核与桩连接， 形成用于牙齿修复 体的固位。桩和核可以以单片式或以两片或多片设计和 / 或铸造， 和 / 或设计和 / 或制造。 因此， “桩和核模型” 是 “桩和核” 的 3D 模型。
术语 “桩” 是指插入至钻孔中的桩核的一部分。因此， “桩模型” 仅是桩的 3D 模型。
术语 “核” 是指为牙齿修复体的固位的桩核的一部分。因此， “核模型” 仅是核的 3D 模型。
术语 “钻孔” 是指在准备的牙齿中钻出的腔 / 孔。 “钻孔模型” 是钻孔的 3D 模型。
术语牙齿印模也可以表述为颚印模。
当去除牙根 / 牙神经时， 牙科医生已经使用了一个或多个牙钻。因此， 得到的牙齿 钻孔的形状至少部分地由加工该钻孔的一个或多个钻的形状和类型决定。 在本发明进一步 的实施方案中， 桩和核模型和 / 或桩模型与形成所述钻孔的牙钻的形状相匹配。这被提供 用来改进桩和核模型。匹配形状可以是合并和 / 或组合形成所述钻孔的一个或多个牙钻的 形状信息， 诸如一个或多个钻的 CAD 模型的形状信息。因此可以识别和 / 或去除桩和核模 型的扫描伪影。 例如， 通过了解使用的特定钻的应用不可能提供某种缺口或切口， 则桩和核
模型中的此类缺口或切口可以被识别为扫描伪影。
当桩和核， 或包括所述桩和核的牙齿修复体安装在患者的口腔中时， 插入方向没 有必要与桩的主轴的方向一致。 特别地， 当设计桩和核模型时必须小心邻近的牙齿， 这是必 要的。牙齿钻孔的方向和结构常常主要由根管决定。因此， 在本发明进一步的实施方案中， 确定桩和核的插入方向。这可以例如， 通过考虑钻孔的方向、 钻孔的主轴、 损失的一个或多 个牙齿和邻近的牙齿的位置和倾度、 根管的结构、 基底冠和 / 或齿冠的位置和倾度、 颚中的 位置和 / 或类似因素来设置。
当在钻孔或根管治疗期间加工牙齿时， 得到的钻孔可能是非常不规则的， 在一些 情况下因为整个牙根的去除导致不规则的形状。 因此， 在一些情况下， 具有与钻孔精确映射 的桩的桩和核模型不可能插入至钻孔中， 例如， 由于钻孔中的咬边 (undercut) 造成。另一 个问题是当确定的插入方向使得不可能将桩和核插入至钻孔中时。因此， 本发明进一步的 实施方案涉及桩和核模型的咬边去除从而允许将桩和核插入至钻孔中。
在本发明进一步的实施方案中， 当将桩和核连接或固定在钻孔中时， 桩和核模型 可以被缩小、 整形、 优化和 / 或改变从而允许存在粘固剂 (cement) 空间或粘固剂间隙， 诸如 粘固剂层。这可以通过手工地、 自动地和 / 或半自动地提供。例如， 某些预定厚度的层可以 例如通过缩小桩和核模型来解释其原因。粘固剂空间也可以具有不同的厚度， 取决于钻孔 的结构。当说明粘固剂空间时， 与插入方向和咬边去除相关的问题可能是相关的。例如， 粘 固剂空间取决于一个或多个咬边区域。粘固剂空间的总体积也可以计算， 可能基于咬边去 除、 插入方向、 钻的形状、 扫描伪影、 钻孔结构等。 粘固剂空间的总体积可以提供对当将最终 的桩核安装在钻孔中时要使用的粘合剂诸如粘固剂的必需量的指示。
桩和核典型地包括至少一个刚性桩以增加强度。刚性桩诸如金属销或金属桩。因 此， 桩和核可以被以标准的 ( 刚性 ) 桩为基础进行定制设计。刚性桩可以存在于钻孔的印 模中。即， 印模设置有被印模材料包绕的一个或多个刚性桩。印模中的一个或多个刚性桩 可以是在最终桩核中使用的一个或多个实际桩， 或可以是刚性桩的复制模型。当扫描印模 时， 刚性桩将成为桩核模型和 / 或桩模型的一部分。因此桩模型可以包括刚性桩。在本发 明进一步的实施方案中， 通过将刚性桩与桩核模型和 / 或钻孔模型和 / 或桩模型的形状信 息整合和 / 或合并来改进和 / 或优化桩核模型。形状信息依据例如刚性桩的 CAD 模型。
在本发明进一步的实施方案中， 刚性桩 ( 即， 刚性桩的模型 ) 从桩核模型和 / 或桩 模型中鉴别、 分开、 去除、 删除和 / 或消除。当具有桩的形状信息时， 可以提供此实施方案， 即， 桩可以在 3D 桩核模型中被 “识别” 。当了解桩的形状并且当桩在 3D 模型中被鉴别时， 也 可以将桩从桩核模型和 / 或桩模型中取出。可能在桩核模型和 / 或桩模型中留下孔洞 / 腔 / 空隙。 从而可以提供没有桩的桩核模型。 因此可以制造没有桩的最终的桩核， 并且随后桩 可以插入至最终的桩核中。
当获取牙齿和钻孔的印模时， 牙科医生可以使用比钻孔的深度更长的桩以便于控 制印模过程， 例如， 桩可以设置有手柄。在获得印模扫描后， 此手柄可以是桩核模型的一部 分。 在本发明进一步的实施方案中， 在桩核模型中切除桩， 优选以与例如， 牙齿修复体、 牙龈 和 / 或边缘线 (margin line) 相关的长度切除。
在一些实施方案中， 一条或多条桩和核边缘线被配置为基于边缘区 (margin area) 自动排列。因此， 当在阳模中排列时， 桩和核的边缘线可以在桩核端部处的位置， 例如， 在桩 和核的端部中自动地或手工地确定。
在一些实施方案中， 核和 / 或基底冠和 / 或齿冠的形状被配置为选自许多不同的 预定形状。
此实施方案的优点是牙科技术员或用户可以选择， 例如， 具有他所希望的形状， 或 具有适合特定情况的形状的核。在此可以考虑材料要求、 修复体的不同层的厚度等。如果 在桩核之前已经设计了齿冠或基底冠形状， 使用解剖复位， 桩和核的形状也可以来源于该 齿冠或基底冠的形状。
在一些实施方案中， 核和 / 或基底冠和 / 或齿冠的形状被配置为通过数字雕刻工 具改变。
此实施方案的优点是牙科技术员可以使用该雕刻工具获得设计灵活性。该雕刻 工具可以提供自由形工具和自动工具， 例如， 虚拟蜡刀， 表面的任何部分的自由形变形， 用于整体重新定位的转换， 自动修匀 (automatic smoothing)， 自动， 自动最小材料加固 (material enforcement) 和自动非常美观地切割至对咬齿 (antagonist) 或牙龈。
一些牙齿可以提供具有多个 “主轴” 的多根结构， 根管处于多个不平行的方向。 对于臼齿和前臼齿尤其如此。因此， 在本发明进一步的实施方案中， 桩核是分体核 (split core)， 诸如用于多根牙齿的分体核。 这可以提供更先进的桩核模型， 例如， 包括多个不平行 的桩以加强桩和核。 与在多根结构的钻孔中插入多个桩不同， 单根桩可以为桩和核提供足够的强度。 然后以单根桩为基础设计桩和核， 然而多根结构可能需要多个桩核结构以填充多个牙根的 全部腔隙。 在本发明进一步的实施方案中， 钻孔在插入桩核之前至少部分被填充， 优选地用 于简化桩和核的必需形状和结构。这可以例如在获得钻孔的印模之前来提供。备选地， 填 充可以在获得钻孔的印模之后被提供。
在一些实施方案中， 该方法进一步包括当对于具有多个钻孔的情况设计桩和核时 虚拟地填充钻孔之一， 然后为其余的一个或多个钻孔设计桩。
在本发明进一步的实施方案中， 桩和核模型和 / 或牙齿修复体模型与其他成像技 术组合或提供以其他成像技术， 诸如 X- 线扫描、 CT 扫描、 口内扫描等。 准备好的牙齿和 / 或 邻近牙齿的一个或多个 X- 线图像可以提供钻孔和准备好的牙齿的其他信息， 即， 结构、 体 积、 方向和 / 或类似信息。这可以例如辅助鉴别扫描伪影。X- 线成像还可以提供牙齿的一 般状况的信息， 即， 残存骨结构的厚度的任何隐藏的骨折。不能从印模中获得的典型特征。 了解牙齿的一般状况还可以提供关于可以向准备好的牙齿和 / 或邻近牙齿施加多大的压 力的信息， 从而例如能够确定要应用的桩的长度、 形状、 结构和 / 或厚度， 和 / 或是否需要牙 齿加固， 诸如牙带。
当设计桩和核模型时， 正确地与钻孔配合是至关重要的。因此， 在本发明进一步 的实施方案中， 钻孔模型和匹配的桩和核模型和 / 或桩模型可以被可视化， 优选同时可视 化。优选桩核模型和 / 或桩模型和钻孔模型之间的匹配可以被可视化， 诸如类似插头和插 座 (plug-and-socket) 那样被可视化。
在一些实施方案中， 该方法进一步包括下列步骤包括下述的任一步骤 ：
- 提供桩核模型和牙齿修复体模型之间的界面，
- 将所述三维印模模型反转和 / 或将所述桩和核模型与包括准备的牙齿的牙齿模 型合并， 从而获得包括所述准备的牙齿和所述钻孔的牙齿模型，
- 加入用于所述牙齿修复体模型的基座，
- 确定所述牙齿修复体的插入方向，
- 去除扫描伪影， 和/或
- 向所述模型加入至少一个基底冠或齿冠。
在本发明的另一个实施方案中， 提供了设计和 / 或制造包括桩和核的牙齿修复体 的至少一部分。 桩和核典型地是牙齿修复体的一部分。 因此， 优选地提供另外的步骤来设计 桩和核周围或顶部上的牙齿修复体。借助于钻孔的阳模提供桩和核某型。然而， 包括钻孔 的印模典型地包括准备好的牙齿和邻近牙齿的负像图示。 这些的牙齿阳模可以例如通过反 转三维印模图示来提供。 牙齿模型还可以通过扫描牙齿的铸模并随后将桩核模型与牙齿模 型合并和 / 或组合来提供。然而， 优选桩核模型和牙齿模型两者均由印模扫描来提供。并 且优选它们在如图 3A 和 3B 中所示的双侧可旋转 3D 模型中组合和可视化， 所述图 3A 和 3B 显示桩核和牙齿的负像图示和阳模两者。因此， 虚拟工作阳模可以由印模的扫描图示来形 成。 可以向牙齿修复体模型进一步添加基座。 优选自动或半自动地确定牙齿修复体的 插入方向但优选还可以由用户手动地调节。在本发明进一步的实施方案中， 牙齿修复体是 齿桥。
在一些实施方案中， 至少一个基底冠或齿冠自动地定位在所述桩和核上。
在一些实施方案中， 所述基底冠或齿冠的位置被配置为被调节。
在一些实施方案中， 所述齿冠和 / 或基底冠在设计所述桩和核之前进行设计。
因此， 首先设计齿冠和 / 或基底冠， 然后之后设计桩和核， 使得齿冠和 / 或基底冠 决定桩和核的形状， 特别地决定与齿冠和 / 或基底冠连接的核的形状。
否则， 首先设计桩和核， 然后之后设计齿冠和基底冠， 使得桩和核决定齿冠和 / 或 基底冠的形状。
在一些实施方案中， 桩和核的形状被配置为来源于齿冠和 / 或基底冠的形状。
在根管治疗后， 牙齿的强度可能大大下降。 并且在牙齿中安装桩和核时， 施加于桩 和核的垂直力 ( 例如， 通过咀嚼或咬紧牙关 ) 可能传递为牙根中的水平力， 可能导致牙根的 骨折。这可以借助于在边缘线和 / 或牙龈附近施用于牙齿周围的牙带来预防。这可以通过 向牙齿修复体模型施用、 设计、 整合或合并牙带或牙带的模型来说明。 牙带可以在印模之前 施用于准备好的牙齿， 并且牙带或其负像图示因此将出现在从印模获得的三维模型中。优 选牙齿模型可以通过组合和 / 或合并牙带的形状信息， 例如牙带的 CAD 模型来改进。
在一些实施方案中， 桩和核设计被自动地从电子图书馆中检索， 使得所述桩和核 具有相对于钻孔的正确解剖学配合关系。
在一些实施方案中， 钻孔中的粘固剂间隙被限定为使得在固定所述桩和核之前存 在用于向物理钻孔中添加粘固剂或胶水的空间。
在本发明进一步的实施方案中， 提供了整合和 / 或合并从多个和 / 或不同的印模 获得的印模扫描。这可以例如提供用于改进桩和核模型和 / 或牙齿修复体模型和 / 或牙齿 模型。 例如， 模型的选择部分可以被重新扫描， 可能更详细地扫描， 然后合并至原始模型中。
可以扫描、 提供和 / 或组合单侧和 / 或双侧印模和 / 或下颚牙齿印模和 / 或上颚印模。
在一些实施方案中， 至少一个步骤借助于 CAD/CAM 提供。
本发明涉及不同的方面， 包括上面和下面所述的方法， 以及相应的方法、 装置、 系 统和 / 或产品工具， 每个均产生结合提及的第一个方面所述的一个或多个益处和优点， 并 且每个均具有关于第一个方面所述的实施方案所述的和 / 或后附的权利要求中公开的实 施方案对应的一个或多个实施方案。
具体地， 本发明还涉及包括用于提供任一种所列举的方法的工具的系统。本发明 还涉及一种包括计算机可读介质的计算机程序产品， 所述计算机程序产品包括用于执行所 列举的方法的所有步骤的工具。 附图说明 通过下列对本发明的实施方案的说明性和非限制性详述， 参考附图进一步阐明本 发明的上述和 / 或其他目的、 特征和优点， 在附图中 ：
图 1 显示牙齿印模的图片。
图 2 示意性地图示包括桩和核的牙齿修复体。
图 3 显示 3D 模型， 该模型是印模扫描的结果。 图 4 示意性地图示具有两个销的桩和核。 图 5 示意性地图示包括桩和核的齿桥。 图 6 是图 3 中桩模型的放大图。 图 7 是显示方法的流程图的实例。 图 8 显示方法的整个工作流程。 图 9 显示虚拟工作模型的实例。 图 10 显示当设计桩和核时可以使用的不同步骤的实例。 图 11 显示制品中咬边区的实例。具体实施方式
在下面的描述中， 将参考附图， 附图通过图示显示可以如何实施本发明。
图 1a) 是包括用于桩和核的标准刚性桩的牙齿印模的图片。刚性桩在放大图中更 详细地显示。
图 1b) 是包括钻孔的印模的另一牙齿印模的图片。在此， 钻孔的印模以与印模的 其余部分不同的材料制备。钻孔的印模是不规则的。
图 2 示意性地图示包括桩和核 21 的牙齿修复体。桩和核 21 包括进入并匹配牙齿 24 的钻孔的桩 26 和核 27， 所述核 27 提供基底冠 22 和齿冠 23 的固位 (retention)。受损 的牙齿 24 已经准备好， 即， 其已经在牙龈 25 附近被磨掉， 并且已经借助于牙钻提供了钻孔。 桩和核 21 与准备好的牙齿 24 的钻孔相匹配。桩和核 21 还提供对基底冠 22 和齿冠 23 的 固位 / 支撑。桩和核 21， 基底冠 22 和齿冠均可以根据本发明设计 / 提供。
图 3A 和 3B 显示一个三维模型， 其是印模扫描的结果。图 3A 是以负像图示显示牙 齿的印模的 3D 扫描图示， 并且钻孔 31 的印模 32 形成毛刺样形式， 其形成桩和核模型的基 础。阳印模 32 的放大图显示在图 6 中。图 3B 显示了一个虚拟 3D 阳模， 例如， 该组牙齿和牙齿钻孔的工作模型， 该模型由 图 3A 中的印模的 3D 图示倒置或转变而成。包括桩和核的牙齿修复体可以根据本发明以图 3 中显示的 3D 模型为基础来设计。
图 4 图示了具有两个桩 42， 43 和一个核 41 的桩和核， 其用于具有多个钻孔的牙 齿。由于钻孔的不同方向导致桩和核必须分成至少两个部分， 从而提供两个桩 42， 43 至钻 孔的插入。在本发明的一个实施方案中， 提供了用于多个钻孔牙的桩和核的设计和 / 或制 造。桩和核模型分成至少两个部分， 诸如每个钻孔一个部分， 提供桩和核至钻孔的插入。优 选为每个部分和 / 或为每个钻孔提供插入方向。
图 5 显示固位桩和核 51 的齿桥 52 的模型。提供齿桥 52 以支撑代替损失的牙齿 的桥体 53。桩和核 51 为齿桥提供固位。粗箭头图示桩和核 51 和齿桥 52 的插入方向是不 同的。桩和核 51 被设计为匹配钻孔 55 并且桩和核 51 的插入方向被计算为提供桩和核至 钻孔 55 中的插入。然而， 为齿桥 52 提供固位的桩和核 51 的上部被设计为与齿桥 52 的计 算插入方向平行。
图 7 显示设计和 / 或制造用于匹配牙齿的钻孔的桩和核的方法的流程图。在步骤 701， 进行钻孔的至少一个印模的扫描。优选所述印模是包括钻孔的印模的牙齿印模， 由此 获得印模的三维模型， 其中所述三维模型包括钻孔的阳模。在步骤 702， 执行从所述钻孔的 阳模形成桩和核模型。
图 8 显示根据该方法整个工作流程如何进行的实例。
在步骤 A， 显示印模。 在具有钻孔的患者中制备印模， 桩和核应该固定在该钻孔中。 金属工作桩设置在为钻孔位置的印模中， 因此在此情况下， 借助于工作桩该钻孔在印模中 形成毛刺。 在其他实施例中， 钻孔在印模中形成毛刺， 其中毛刺的材料与印模的其余部分相 同。
在步骤 B， 印模已经被扫描， 并且显示印模的扫描图像。钻孔作为毛刺被看到。
在步骤 C， 从印模的扫描图示形成牙齿的虚拟阳模。 钻孔在阳模中变成腔。 由于负 像图示和阳模均可作为数字图像获得， 因此可以从所有的侧面看到钻孔且没有未覆盖的区 域， 因此适合于钻孔的桩和核可以被设计为完美地配合钻孔。
在步骤 D， 显示了形成的完美配合钻孔的桩和核。附图上的附图标记在图 2 中解 释。
图 9 显示了虚拟工作模型的实例。
虚拟工作模型 901 包括未改变的牙齿 902 和准备好的牙齿 903， 该牙齿 903 准备用 于牙齿修复体。准备好的牙齿 903 或牙齿修复体之一可以是桩和核修复体。附图中的工作 模型已经被修整， 即， 形成该模型的扫描被修整， 该模型设置有基座， 并且具有保留牙龈的 截面制品。此外， 模型可以测试咬合。
图 10 显示了当设计桩和核时可以使用的不同步骤的实例。
图 10a) 显示了桩和核模型 101， 其中点 102 指示边缘线 103 的范围。
图 10b) 显示了桩和核模型 101， 其指示了钻孔或桩 105 的插入方向 104。
图 10c) 显示了桩和核模型 101， 其具有插入方向 104 和边缘线 103。
图 10d) 显示了设计的适合于完整模型 106 的桩和核模型 112， 或该组牙齿其余部 分的工作模型或模型， 或牙齿模型。粘固剂空间 107 包括在设计的桩和核模型 112 和模型106 之间。
图 10e) 显示了通过模型 106 和通过桩和核模型 112 的横截面 108。在图 10e) 的 右下部分中的图像显示了此横截面， 其中还看见了粘固剂空间 107。
图 10f) 显示了模型 106 和与设计的桩和核连接的齿冠 109。
图 10g) 显示了模型 106 和齿冠 109 以及齿冠下方的核 110， 其中齿冠 109 已经被 调整为与模型 106 相配合。
图 10h) 显示了模型 106 和齿冠 109 和核 110， 其中已经进行了核 110 的咬边去除， 使得齿冠 109 与核 110 将毫无问题地连接。
图 10i) 显示了模型 106 中的完整的桩和核 112， 其中桩和核包括核 110 和桩 111。
图 11 显示了制品中咬边区的实例。
该图显示了扫描仪为何不能获得制品中咬边或隐藏区域的图像信息。扫描仪 201 包括发光器 202 和用于获取反射光的照相机 203。扫描仪 201 正在扫描带有咬边 205 的牙 齿制品 204， 但如所见的那样， 扫描仪不能获得咬边 205 处的图像信息， 因为发光器 202 和 / 或照相机 203 不能接近于咬边的点。因此咬边是未覆盖的区域。
尽管已经详细地描述和显示了一些实施方案， 但本发明不限于它们， 而是还可以 在下列权利要求中限定的主题的范围内以其他方式来实现。 具体地， 要理解的是， 在不背离 本发明的范围的前提下， 可以利用其他实施方案并且可以作出结构和功能性的改动。
在列举数种装置的设备权利要求中， 这些装置中的数种可以由一项和相同项的硬 件来实现。某些措施在相互不同的从属权利要求中引用或在不同实施方案中描述， 仅这一 事实并不表明这些措施的组合不能用来获得优势。
应该强调术语 “包括 / 包含” 当在本说明书中使用时被用来特指所述的特征、 整 数、 步骤或成分的存在但不排除存在或添加一个或多个特征、 整数、 步骤、 成分或其群组。
上面和下面所述的方法的特征可以在软件中实现和在数据处理系统或通过计算 机可执行指令的执行所产生的其他处理工具上执行。所述指令可以是加载在存储器诸如 RAM 中的来自存储介质或经由计算机网络来自另一台计算机的程序代码工具。 备选地， 所述 的特征可以通过硬连线电路而非软件或与软件相结合来实现。