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1、10申请公布号CN104127253A43申请公布日20141105CN104127253A21申请号201410392815922申请日20140811A61C19/04200601A61C7/0020060171申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县上街镇大学城学园路2号福州大学新区72发明人何炳蔚吕翱刘丽萍沈恒华74专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊54发明名称一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法57摘要本发明涉及一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，在获得原始牙颌数字化模型后，在原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间，即在待移动牙。
2、齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相适应的空间，即进行涂膜厚度补偿，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型，在原始牙颌数字化模型上根据矫治方案设计出目标牙颌数字化模型，然后制作出预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；在目标牙颌实体模型上制作出无痕矫治器，将传感器安装在预留传感器空间的牙颌实体模型上，然后将无痕矫治器佩戴在预留传感器空间的牙颌实体模型上，并通过传感器测量出矫治力。该方法不仅测量准确，而且简单易行，实施成本低。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页10申请公布号CN104127253。
3、ACN104127253A1/2页21一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，在获得原始牙颌数字化模型后，在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间，即在待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相适应的空间，即进行涂膜厚度补偿，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型，在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案设计出目标牙颌数字化模型，然后制作出预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；在所述目标牙颌实体模型上制作出无痕矫治器，将传感器安装在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，然后将所述无痕矫治器佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，并通过传感器测量出矫治力。2根据。
4、权利要求1所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，包括如下步骤步骤S1通过三维激光扫描患者牙颌石膏模型，获取原始牙颌数字化模型；步骤S2在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间根据医师制定的矫治方案，利用数字化正向工程软件在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型；步骤S3获得牙颌实体模型在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案移动待矫治牙位，得到目标牙颌数字化模型，然后将预留传感器空间的牙颌数字化模型和目标牙颌数字化模型导入快速成型机，利用光固化成型技术获得预留传感器空间的牙颌实体模型和目标。
5、牙颌实体模型；步骤S4在所述目标牙颌实体模型上利用真空成型技术制作出无痕矫治器；步骤S5通过恒温箱控制温度和湿度以模拟人体实际口腔环境；步骤S6测量由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力校准传感器后，将所述传感器固定在所述预留传感器空间的牙颌实体模型表面上的测试点，连接电路，然后将所述无痕矫治器正确佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，通过所述传感器实时测量出由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力。3根据权利要求2所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤步骤S201根据测力所需的传感器的粘贴情况，测量出传感器涂膜厚度和外形尺寸；步骤S202基于所述原始。
6、牙颌数字化模型，在数字化正向工程软件上设计出传感器的外形尺寸图；步骤S203在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿上，将所述传感器的外形尺寸图向此牙齿表面的法线方向进行投影；步骤S204将投影所得的曲面片沿着投影方向移动与传感器涂膜厚度相同的距离，从而在待移动牙齿表面去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间；步骤S205填补空洞，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型。4根据权利要求2所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，所述传感器为薄膜单点力传感器。5根据权利要求2所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，所述传感器的粘贴位置，选择在所述原始牙颌数字化。
7、模型待移动牙齿的舌侧或颊侧。权利要求书CN104127253A2/2页36根据权利要求2所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，预留的传感器空间为一个形状、深度分别与所述传感器的外形尺寸、涂膜厚度相适应，以使所述传感器可以嵌入其间的空间。7根据权利要求2所述的一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，其特征在于，传感器涂膜厚度包括硅胶片、生物医用胶水和传感器的厚度总和。权利要求书CN104127253A1/5页4一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法技术领域0001本发明涉及口腔医学中无痕矫治器矫治力测量技术领域，特别涉及一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器。
8、矫治力测量方法，可用于测量并分析牙齿无痕矫治过程中的受力情况。背景技术0002无托槽隐形矫治器于1997年在美国出现。无托槽隐形矫治器在计算机辅助设计和加工的基础上，以其隐形、美观、舒适的特点，受到广大医生和患者的关注。近年来无托槽隐形矫治器发展迅速，其矫治范围也得到不断拓展。0003无托槽隐形矫治技术的整个工作流程为取牙颌阳模或者阴模、层析获得数字化牙模、牙颌畸形计算机辅助诊断、矫正过程计算辅助设计、矫正过程各阶段母模设计、矫正过程各阶段母模加工、矫正过程各阶段矫正器制作。无托槽隐形矫治器的优点有（1）外形美观，佩戴舒适；（2）口腔卫生易于维护；（3）出现口腔急症次数较少；（4）椅旁操作时间。
9、相对较短。0004目前，矫正各阶段牙齿的平动量和转动量更多的是依据医师临床经验确定，由于个体组织特性的差异往往造成在矫治过程中作用力过大，使患者产生疼痛感。因此，通过对隐形矫治器的作用力系以及作用效果的研究，可以使正畸医生制定更加合理有效的治疗方案，设计人员也可以设计出更完美的个性化无痕矫治器。0005测隐形矫治力最直接的方法就是用力传感器，将力传感器置于牙齿和矫治器的接触面，测量两者之间的挤压力。目前有些学者研究隐形矫治力是用了应变片，力传感器等，但是由于口腔医学隐形矫治的矫治力微小，牙齿表面与隐形矫治器接触面积和接触间隙紧，测量过程中对传感器的尺寸、厚度及柔软度要求高，要直接精确测量隐形矫。
10、治力很难做到。发明内容0006本发明的目的在于提供一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，该方法不仅测量准确，而且简单易行，实施成本低。0007为实现上述目的，本发明的技术方案是一种具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，在获得原始牙颌数字化模型后，在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间，即在待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相适应的空间，即进行涂膜厚度补偿，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型，在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案设计出目标牙颌数字化模型，然后制作出预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；在所述目标牙颌实体模型上制作出无痕矫治器，将传感器。
11、安装在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，然后将所述无痕矫治器佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，并通过传感器测量出矫治力。0008进一步的，上述具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，包括如下步说明书CN104127253A2/5页5骤步骤S1通过三维激光扫描患者牙颌石膏模型，获取原始牙颌数字化模型；步骤S2在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间根据医师制定的矫治方案，利用数字化正向工程软件在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型；步骤S3获得牙颌实体模型在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案移动待矫。
12、治牙位，得到目标牙颌数字化模型，然后将预留传感器空间的牙颌数字化模型和目标牙颌数字化模型导入快速成型机，利用光固化成型技术获得预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；步骤S4在所述目标牙颌实体模型上利用真空成型技术制作出无痕矫治器；步骤S5通过恒温箱控制温度和湿度以模拟人体实际口腔环境；步骤S6测量由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力校准传感器后，将所述传感器固定在所述预留传感器空间的牙颌实体模型表面上的测试点，连接电路，然后将所述无痕矫治器正确佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，通过所述传感器实时测量出由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力。0009进一步的，所述步骤S2具体包括如下步骤步骤。
13、S201根据测力所需的传感器的粘贴情况，测量出传感器涂膜厚度和外形尺寸；步骤S202基于所述原始牙颌数字化模型，在数字化正向工程软件上设计出传感器的外形尺寸图；步骤S203在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿上，将所述传感器的外形尺寸图向此牙齿表面的法线方向进行投影；步骤S204将投影所得的曲面片沿着投影方向移动与传感器涂膜厚度相同的距离，从而在待移动牙齿表面去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间；步骤S205填补空洞，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型。0010进一步的，所述传感器为薄膜单点力传感器。0011进一步的，所述传感器的粘贴位置，选择在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿的舌侧或颊侧。00。
14、12进一步的，预留的传感器空间为一个形状、深度分别与所述传感器的外形尺寸、涂膜厚度相适应，以使所述传感器可以嵌入其间的空间。0013进一步的，传感器涂膜厚度包括硅胶片、生物医用胶水和传感器的厚度总和。0014相较于现有技术，本发明的有益效果是针对口腔医学无痕矫治器矫治力的测量过程中，无痕矫治器佩戴在牙齿表面上接触间隙紧密，传感器粘贴在牙齿表面所测的力为牙齿移动量加上传感器粘贴层厚度的移动量的应力，所导致的测力不准确的问题，提出一种具有涂膜厚度补偿的测力方法，该方法在数字化牙齿模型表面去除与传感器粘贴厚度相同的空间，制作出预留传感器空间的原始牙颌和目标牙颌三维实体模型，在目标牙颌模型相应牙面上，。
15、采用真空成型技术制作出无痕矫治器，最后将此无痕矫治器佩戴在预留传感器空间的原始牙颌模型上进行矫治力的测量，有效地解决了传感器涂膜厚度所带来的测量不准确的问题，且测量方法简单易行，成本低，具有很强的实用性和广阔的应用前景。说明书CN104127253A3/5页6附图说明0015图1是本发明方法的实现流程图。0016图2是本发明方法对应的测量系统的示意图。具体实施方式0017本发明具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，在获得原始牙颌数字化模型后，在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间，即在待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相适应的空间，即进行涂膜厚度补偿，得到预留传感器空间。
16、的牙颌数字化模型，在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案设计出目标牙颌数字化模型，然后分别根据所述预留传感器空间的牙颌数字化模型和目标牙颌数字化模型制作出预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；在所述目标牙颌实体模型上制作出无痕矫治器，将传感器安装在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，然后将所述无痕矫治器佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，并通过传感器测量出矫治力。0018具体的，如图1所示，上述具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，包括如下步骤步骤S1通过三维激光扫描患者牙颌石膏模型，获取原始牙颌数字化模型。0019步骤S2在所述原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间根据医。
17、师制定的矫治方案，利用数字化正向工程软件在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿表面相应位置去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间，补洞后得到预留传感器空间的牙颌数字化模型（图2）。其中，补洞是指，在原始牙颌数字化模型上移动表面三角面片，移动后在移动面边缘上势必产生空洞，因此需要将此洞补上并做光滑处理。步骤S2具体包括如下步骤步骤S201根据测力所需的传感器的粘贴情况，测量出传感器涂膜厚度和外形尺寸。在本实施例中，所述传感器为薄膜单点力传感器。0020步骤S202基于所述原始牙颌数字化模型，在数字化正向工程软件上设计出传感器的外形尺寸图。0021步骤S203在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿上，将所述。
18、传感器的外形尺寸图向此牙齿表面的法线方向进行投影。在本实施例中，所述传感器的粘贴位置，选择在所述原始牙颌数字化模型待移动牙齿的舌侧或颊侧。0022步骤S204将投影所得的曲面片沿着投影方向移动与传感器涂膜厚度相同的距离，从而在待移动牙齿表面去除与传感器涂膜厚度、形状相同的空间。传感器涂膜厚度包括硅胶片、生物医用胶水和传感器的厚度总和。0023步骤S205填补空洞，得到预留传感器空间的牙颌数字化模型。预留的传感器空间为一个形状、深度分别与所述传感器的外形尺寸、涂膜厚度相适应，以使所述传感器可以嵌入其间的空间。0024步骤S3获得牙颌实体模型在所述原始牙颌数字化模型上根据矫治方案移动待矫治牙位，得。
19、到目标牙颌数字化模型，然后将预留传感器空间的牙颌数字化模型和目标牙颌数字化模型导入快速成型机，利用光固化成型技术获得预留传感器空间的牙颌实体模型和目标牙颌实体模型；步骤S4在所述目标牙颌实体模型上利用真空成型技术制作出无痕矫治器。说明书CN104127253A4/5页70025步骤S5通过恒温箱控制温度和湿度以模拟人体实际口腔环境。0026步骤S6测量由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力校准传感器后，将所述传感器固定在所述预留传感器空间的牙颌实体模型表面上的测试点，连接电路，得到如图2所示的测量系统。然后将所述无痕矫治器正确佩戴在所述预留传感器空间的牙颌实体模型上，通过所述传感器实时测量出由无痕矫治。
20、器施加给牙齿的矫治力。0027下面结合一具体实施例对本发明作进一步说明。0028本发明具有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测量方法，按如下步骤实现无痕矫治器矫治力测量（1）牙颌三维数据采集。由牙科医生提供的患者的牙颌物理模型，利用三维数字激光扫描设备获取患者牙颌石膏模型的数字化几何模型。0029（2）在患者原始牙颌数字化模型上预留出传感器空间。根据医师制定的个性化矫治方案，利用正向工程软件在数字化牙颌模型待移动牙齿表面去掉与传感器粘贴厚度相同的曲面片空间，补洞后得到预留传感器空间的原始牙颌数字化模型。0030（21）根据测力所需的薄膜单点力传感器的粘贴情况，测量出传感器的涂膜厚度和传感器外形尺寸。
21、，以此为基础设计传感器的预留空间。0031（22）基于原始牙颌数字化模型，在正向工程软件上建立草图平面，设计出传感器的平面外形尺寸图。0032（23）选中待测力牙位的牙面曲面三角面片，求得此曲面的法线方向，将上述传感器外形平面尺寸图向沿着法线方向朝着牙面方向进行投影，在牙面上就得到了传感器的外形尺寸图。0033（24）根据传感器涂膜厚度，将牙面上投影所得的传感器曲面外形图沿着投影方向移动相应的距离，此时在牙面上出现内凹的外形形状，此内凹区域与传感器粘贴所占的空间相同。0034（25）填补上述模型的空洞，即可得到预留传感器空间的牙颌数字化模型。0035（3）牙颌实体模型的获得。在原始牙颌模型上根。
22、据矫治方案移动待矫治牙位得到目标牙颌数字化模型，将预留传感器空间的原始牙颌数字化模型和目标牙颌数字化模型导入快速成型机，利用光固化成型技术在计算机的控制下制作出预留传感器空间的原始牙颌实体模型和目标牙颌实体模型。0036（4）以目标牙颌实体模型为母模板，利用真空成型技术制作出矫治器毛坯，根据使用佩戴要求，对毛坯进行加工和修整制作无痕矫治器。0037（5）选择传感器及测试系统。根据实施例待测牙齿表面大小，选择感应区域为直径1MM的薄膜单点力传感器及其测试系统，该测试系统包括薄膜单点力传感器、数据采集处理电路、数据连接线等。数据采集处理电路主要包括运算放大器、ADC转换器和数据输出的通讯模块。00。
23、38（6）校准薄膜单点力传感器。根据不同加载量，用推拉力计在薄膜单点力传感器上做出FR图和F1/R图，重复校准多次，直至F1/R图呈较好的线性关系，停止校准，保证传感器精度。0039（7）利用恒温箱模拟人体口腔环境。在恒温箱中设置并控制类人体口腔的温度和湿度，将模型放入此恒温箱中测试牙齿的无痕矫治力。说明书CN104127253A5/5页80040（8）测量由无痕矫治器施加给牙齿的微型矫治力。将薄膜单点力传感器固定在预留传感器空间的原始牙颌实体模型表面上的测试点，连接电路，将上述无痕矫治器正确佩戴在预留传感器空间的原始牙颌实体模型上，实时测量出由无痕矫治器施加给牙齿的矫治力。0041（81）在薄膜单点力传感器接触表面粘贴硅胶片，用生物医用胶水将传感器固定在牙颌实体模型待测试点上，实现隔层接触测量，保护传感器。0042（82）薄膜单点力传感器的输出端依次连接运算放大电路、ADC转换电路，最后通过数据输出的通讯模块连接到计算机上。0043（83）将无痕矫治器戴入预留传感器空间的原始牙颌实体模型，要求无痕矫治器完全就位，此时在计算机上就能够实时显示矫治力。0044以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。说明书CN104127253A1/1页9图1图2说明书附图CN104127253A。