CN116807645A - 咬合诱导矫治器及其设计、制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于口腔正畸技术领域，公开了一种咬合诱导矫治器及其设计、制造方法,通过获取者的初始牙颌数字模型和颌平面倾斜角度并确定前牙引导区域，在初始牙颌数字模型中建立未萌出前牙的牙齿模型形成第一牙颌模型，调整前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度，基于调整后的前牙引导区域的牙齿模型，在第一牙颌模型中生成导轨模型以与第一牙颌模型结合形成第二牙颌模型，根据第二牙颌模型生成初步的咬合诱导矫治器数字模型，根据颌平面倾斜角度调整初步的咬合诱导矫治器数字模型的颌垫厚度和导轨槽深度得到最终的咬合诱导矫治器数字模型；从而可得到适配患者的个性化咬合诱导矫治，以有效改善前牙龅牙、前牙反颌和颌平面倾斜角度过大的情况。

Description

咬合诱导矫治器及其设计、制造方法

技术领域

本申请涉及口腔正畸技术领域，具体而言，涉及一种咬合诱导矫治器及其设计、制造方法。

背景技术

儿童在生长发育过程中，有时候会由于先天遗传因素与后天不良生活习等原因而引起牙齿排列不齐、牙齿与骨骼关系不协调等畸形（简称错颌畸形，又称牙面异常），其中，尤其容易出现前牙龅牙、前牙反颌以及颌平面倾斜角度过大的情况，不仅影响美观，而且会引起龋齿、牙周病和颞下颌关节病等疾病。因此，有必要对错颌畸形的牙齿进行正畸，以克服前牙龅牙、前牙反颌和颌平面倾斜角度过大的问题。

咬合诱导矫治器是一种基于OMT疗法（Oral Myofunctional Therapy，口腔肌功能疗法）设计的口腔肌功能训练器。这种创新性医疗器械的治疗原理是通过刺激儿童患者颞下颌关节发育，重新调整咬合关系以达到正常颌面的发育，其通过多方向上柔和力的使用，调整牙列的位置及牙弓形态，与传统的活动矫治器和托槽矫治器相比，更适用于儿童早期矫治。

儿童通常在6-8岁处于替换前牙的时期，此时前牙未萌出，目前的硅胶矫治牙套，前牙区域无法根据患者前牙未萌出的情况进行调整，从而无法对前牙已经出现或将要出现的畸形进行有效矫正，具体包括以下局限：

1.在前牙龅牙的时候，上下颌深覆盖超过4mm时，前牙难以进入牙槽；

2.在个别前牙反颌的时候，前牙牙槽形状与反颌牙齿不匹配，无法佩戴；

3.前牙牙槽无法给牙齿定向施加矫治力。

因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种咬合诱导矫治器及其设计、制造方法，可得到针对患者的前牙生长状况的个性化咬合诱导矫治，以有效改善前牙龅牙、前牙反颌和颌平面倾斜角度过大的情况。

第一方面，本申请提供了一种咬合诱导矫治器设计方法，用于针对具有至少一个未萌出前牙的患者设计咬合诱导矫治器，包括步骤：

A1.获取者的初始牙颌数字模型和颌平面倾斜角度，并确定前牙引导区域；

A2.在所述初始牙颌数字模型中建立未萌出前牙的牙齿模型，形成第一牙颌模型；

A3.在所述第一牙颌模型中调整所述前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度；

A4.基于调整后的所述前牙引导区域的牙齿模型，在所述第一牙颌模型中生成导轨模型，并用所述导轨模型与所述第一牙颌模型结合形成第二牙颌模型；

A5.根据所述第二牙颌模型生成初步的咬合诱导矫治器数字模型；所述咬合诱导矫治器数字模型包含与所述导轨模型相适配的导轨槽；

A6.根据所述颌平面倾斜角度，调整所述初步的咬合诱导矫治器数字模型的颌垫厚度和导轨槽深度，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

根据患者的初始牙颌数字模型进行咬合诱导矫治器数字模型的个性化设计，使得到的咬合诱导矫治器数字模型与使用者的牙颌生长情况更适配，避免出现无法佩戴的问题，更有利于提高正畸效果和提高佩戴的舒适性；此外，通过在前牙引导区域设置导轨模型，基于该导轨模型可在咬合诱导矫治器数字模型中的前牙区形成对应的导轨槽，通过导轨槽对前牙引导区域的所有牙齿的生长进行引导，能够有效改善前牙龅牙、前牙反颌的情况，同时，通过调节颌垫厚度和导轨槽深度能够实现对颌平面倾斜角度的矫正，改善颌平面倾斜角度过大的问题。

可选地，所述确定前牙引导区域的步骤包括：

把预设的前牙区域作为所述前牙引导区域。

可选地，所述确定前牙引导区域的步骤包括：

根据所述未萌出前牙的分布位置，确定所述前牙引导区域。

根据未萌出前牙的实际分布位置来确定前牙引导区域，能够避免前牙引导区域设置得过大或过小，保证通过引导进行初步矫正的区域大小合适，保证对前牙龅牙、前牙反颌的矫正效果。

优选地，步骤A3包括：

确定使所述前牙引导区域中的牙齿模型契合目标牙弓弓形的总位移和总矫正角度；

根据所述总位移和总矫正角度对所述前牙引导区域中的牙齿模型的位移和矫正角度进行分步设计，以得到单步位移量和单步矫正角度；

根据所述单步位移量和单步矫正角度调整所述前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度。

通过对前牙引导区域中的牙齿模型进行位置和倾斜角度调整，后续根据调整后的牙齿模型进行导轨模型的建立，可以使最终的咬合诱导矫治器数字模型中的导轨槽对前牙引导区域中的牙齿进行有效的引导作用，使前牙引导区域中的牙齿逐渐契合于目标牙弓弓形。

可选地，步骤A4包括：

B1.建立穿过所述前牙引导区域的牙龈边缘的辅助平面，并把所述前牙引导区域的修正后牙齿投影到所述辅助平面；

B2.在所述辅助平面内生成所有所述修正后牙齿的投影的封闭包络线，记为第一封闭包络线；

B3.用所述第一封闭包络线所包围的平面朝远离所述前牙引导区域的牙龈的方向拉伸形成对应的所述导轨模型；

B4.用所述导轨模型与所述第一牙颌模型作布尔和运算，得到所述第二牙颌模型。

可选地，步骤A4包括：

C1.根据所述前牙引导区域的牙齿模型的形状尺寸生成分别位于所述牙齿模型的上部、中部和下部的上封闭包络线、中封闭包络线和下封闭包络线；

C2.以所述上封闭包络线包围的平面作为顶面，以所述下封闭包络线包围的平面作为底面，以所述上封闭包络线、所述中封闭包络线和所述下封闭包络线作为轨道进行扫略生成周面，用所述顶面、所述底面和所述周面围成实体得到对应的所述导轨模型；

C3.用所述导轨模型与所述第一牙颌模型作布尔和运算，得到所述第二牙颌模型。

优选地，步骤A5包括：

根据所述第二牙颌模型生成咬合诱导矫治器主体基块；

用所述第二牙颌模型与所述咬合诱导矫治器主体基块作布尔减运算的，得到包含所述导轨槽的初步的咬合诱导矫治器数字模型。

优选地，步骤A6包括：

根据所述颌平面倾斜角度，减小上牙颌的导轨槽的深度，并对下牙颌的后牙区的颌垫进行增厚，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

通过减小上牙颌的导轨槽的深度，可对上前牙形成向上的矫治力，同时，通过对下牙颌的后牙区的颌垫进行增厚，可对下后牙形成向下的矫治力，在该两个矫治力的共同作用下，可使颌平面的后侧逐渐抬高且前侧逐渐下降，最终使颌平面的倾斜角度达到目标倾斜角度。

第二方面，本申请提供了一种咬合诱导矫治器的制造方法包括步骤：

S1.基于权前文所述的咬合诱导矫治器设计方法生成咬合诱导矫治器数字模型；

S2.采用3D打印工艺，根据所述咬合诱导矫治器数字模型打印得到咬合诱导矫治器。

第三方面，本申请提供了一种咬合诱导矫治器，包括唇侧外壁、舌侧外壁、设置在所述唇侧外壁和所述舌侧外壁之间的上齿槽和下齿槽以及设置在所述上齿槽和所述下齿槽之间的颌垫；所述上齿槽和下齿槽的前牙区具有导轨槽，所述咬合诱导矫治器通过前文所述的咬合诱导矫治器的制造方法制造得到。

有益效果：本申请提供的咬合诱导矫治器及其设计、制造方法，根据患者的初始牙颌数字模型进行咬合诱导矫治器数字模型的个性化设计，使得到的咬合诱导矫治器数字模型与使用者的牙颌生长情况更适配，避免出现无法佩戴的问题，更有利于提高正畸效果和提高佩戴的舒适性；此外，通过在前牙引导区域设置导轨模型，基于该导轨模型可在咬合诱导矫治器数字模型中的前牙区形成对应的导轨槽，通过导轨槽对前牙引导区域的所有牙齿的生长进行引导，能够有效改善前牙龅牙、前牙反颌的情况，同时，通过调节颌垫厚度和导轨槽深度能够实现对颌平面倾斜角度的矫正，改善颌平面倾斜角度过大的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的咬合诱导矫治器设计方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的咬合诱导矫治器的制造方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的咬合诱导矫治器的结构示意图。

图4为示例性的牙颌数字模型的结构示意图。

图5为示例性的牙颌的牙位图。

图6为建立上牙列导轨模型的牙颌数字模型的示意图。

图7为正畸矫治器主体基块的示意图。

图8为颌平面倾斜角度矫正过程的示意图。

图9为前牙引导区域中的牙齿模型的倾斜角度调整过程的示意图。

标号说明：100、上颌数字模型；200、下颌数字模型；300、颌垫；400、导轨槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，本申请一些实施例中的一种咬合诱导矫治器设计方法，用于针对具有至少一个未萌出前牙的患者设计咬合诱导矫治器，包括步骤：

A1.获取者的初始牙颌数字模型和颌平面倾斜角度，并确定前牙引导区域；

A2.在初始牙颌数字模型中建立未萌出前牙的牙齿模型，形成第一牙颌模型；

A3.在第一牙颌模型中调整前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度；

A4.基于调整后的前牙引导区域的牙齿模型，在第一牙颌模型中生成导轨模型，并用导轨模型与第一牙颌模型结合形成第二牙颌模型；

A5.根据第二牙颌模型生成初步的咬合诱导矫治器数字模型；咬合诱导矫治器数字模型包含与导轨模型相适配的导轨槽；

A6.根据颌平面倾斜角度，调整初步的咬合诱导矫治器数字模型的颌垫厚度和导轨槽深度，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

根据患者的初始牙颌数字模型进行咬合诱导矫治器数字模型的个性化设计，使得到的咬合诱导矫治器数字模型与使用者的牙颌生长情况更适配，避免出现无法佩戴的问题，更有利于提高正畸效果和提高佩戴的舒适性；此外，通过在前牙引导区域设置导轨模型，基于该导轨模型可在咬合诱导矫治器数字模型中的前牙区形成对应的导轨槽，通过导轨槽对前牙引导区域的所有牙齿的生长进行引导，能够有效改善前牙龅牙、前牙反颌的情况，同时，通过调节颌垫厚度和导轨槽深度能够实现对颌平面倾斜角度的矫正，改善颌平面倾斜角度过大的问题。

其中，初始牙颌数字模型是指当前治疗阶段（整个正畸过程包括多个治疗阶段）的起始时刻的牙颌数字模型，如果当前治疗阶段为整个正畸过程中的首个治疗阶段，则该初始牙颌数字模型实际上是指使用者在接受治疗前的牙颌数字模型。

其中，初始牙颌数字模型是指当前治疗阶段（整个正畸过程包括多个治疗阶段）的起始时刻的牙颌数字模型，如果当前治疗阶段为整个正畸过程中的首个治疗阶段，则该初始牙颌数字模型实际上是指使用者在接受治疗前的牙颌数字模型。

其中，参考图4，牙颌数字模型一般包括上颌数字模型100和下颌数字模型200，上颌数字模型100包括上牙列模型（上牙列模型由多个上牙模型组成）、上颌骨模型和上牙龈模型，下颌数字模型200包括下牙列模型（下牙列模型由多个下牙模型组成）、下颌骨模型和下牙龈模型；其中，上颌数字模型100和下颌数字模型200之间根据咬合关系（该咬合关系实际上是指上颌数字模型100和下颌数字模型200之间的相对位置）进行摆放。

其中，可采用已有技术获取使用者的初始牙颌数字模型；例如，通过光学扫描技术、X光或超声波成像技术、CT扫描或核磁共振技术获取牙齿、颌骨以及牙龈等周边组织的三维数据，并进一步通过人工分割、计算机自动分割或者两者结合的半自动分割等方式建立上述部位的数字化模型，得到初始上颌数字模型和初始下颌数字模型，并通过X光或超声波成像技术、CT扫描或核磁共振技术获取头颅侧位图，再根据头颅侧位图获取FH平面、髁导斜度等咬合参数，最后基于该咬合参数对初始上颌数字模型和初始下颌数字模型进行定位，即得到初始牙颌数字模型。

其中，颌平面是指从双侧上颌中切牙近中邻接点至双侧第一磨牙的近中颊尖顶所构成的假象平面，参考图8，图中的OH平面即为颌平面。正常情况下，颌平面的前侧是朝下倾斜一定角度的（如图8中右侧的情况），但有时候，一些患者会存在倾斜角度过大的情况（如图8中左侧的情况），严重影响美观，因此需要对该倾斜角度进行校正。患者的颌平面倾斜角度可根据初始牙颌数字模型获取，此为现有技术，此处不对其进行详述。

在一些实施方式中，确定前牙引导区域的步骤包括：

把预设的前牙区域作为前牙引导区域。

通过上述方式确定前牙引导区域，效率较高。

例如，预设的前牙区域可以是前牙2-2区域、前牙3-3区域或前牙4-4区域等，但不限于此。参考图5所示的牙位图，对于上牙列，前牙2-2区域是指从12号牙齿到22号牙齿的区域、前牙3-3区域是指从13号牙齿到23号牙齿的区域、前牙4-4区域是指从14号牙齿到24号牙齿的区域，以此类推；对于下牙列，前牙2-2区域是指从42号牙齿到32号牙齿的区域、前牙3-3区域是指从43号牙齿到33号牙齿的区域、前牙4-4区域是指从44号牙齿到34号牙齿的区域，以此类推。

在另一些实施方式中，确定前牙引导区域的步骤包括：

根据未萌出前牙的分布位置，确定前牙引导区域。

根据未萌出前牙的实际分布位置来确定前牙引导区域，能够避免前牙引导区域设置得过大或过小，保证通过引导进行初步矫正的区域大小合适，保证对前牙龅牙、前牙反颌的矫正效果。

具体地，根据未萌出前牙的分布位置，确定前牙引导区域的步骤包括：

若上牙列和下牙列中均存在未萌出前牙，则获取上牙列中沿左右两侧最靠外的未萌出前牙，记为第一参考牙，并获取下牙列中沿左右两侧最靠外的未萌出前牙，记为第二参考牙；以上牙列中与第一参考牙对称的牙作为第三参考牙，并以下牙列中与第二参考牙对称的牙作为第四参考牙；以上牙列中的第一参考牙到第三参考牙的区域作为上牙列的前牙引导区域，并以下牙列中的第二参考牙到第四参考牙的区域作为下牙列的前牙引导区域；

若仅上牙列存在未萌出前牙，则获取上牙列中沿左右两侧最靠外的未萌出前牙，记为第一参考牙；以上牙列中与第一参考牙对称的牙作为第三参考牙；以上牙列中的第一参考牙到第三参考牙的区域作为上牙列的前牙引导区域，并以下牙列中与上牙列的前牙引导区域对应的区域为下牙列的前牙引导区域（例如，若上牙列的前牙引导区域为上牙列的前牙3-3区域，则下牙列的前牙引导区域为下牙列的前牙3-3区域）；

若仅下牙列存在未萌出前牙，则获取下牙列中沿左右两侧最靠外的未萌出前牙，记为第二参考牙；以上牙列中与第二参考牙对称的牙作为第四参考牙；以上牙列中的第二参考牙到第四参考牙的区域作为下牙列的前牙引导区域，并以上牙列中与下牙列的前牙引导区域对应的区域为上牙列的前牙引导区域（例如，若下牙列的前牙引导区域为下牙列的前牙3-3区域，则上牙列的前牙引导区域为上牙列的前牙3-3区域）。

例如，上牙列的11号牙和22号牙为未萌出前牙，则沿左右两侧最靠外的未萌出前牙为22号牙，从而第一参考牙为22号牙，与22号牙对称的12号牙为第三参考牙，上牙列的前牙引导区域为12号牙到22号牙的区域；下牙列的前牙引导区域的确定方法与之类似，此处不再赘述。

其中，步骤A2中，可对未萌出前牙萌出后的位置和形状尺寸进行预测（此为现有技术，此处不对其进行详述），得到未萌出前牙的预测数据，根据该预测数据在初始牙颌数字模型中建立相应的牙齿模型，得到第一牙颌模型。

具体地，步骤A3包括：

A301.确定使前牙引导区域中的牙齿模型契合目标牙弓弓形的总位移和总矫正角度；

A302.根据总位移和总矫正角度对前牙引导区域中的牙齿模型的位移和矫正角度进行分步设计，以得到单步位移量和单步矫正角度；

A303.根据单步位移量和单步矫正角度调整前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度。

通过对前牙引导区域中的牙齿模型进行位置和倾斜角度调整，后续根据调整后的牙齿模型进行导轨模型的建立，可以使最终的咬合诱导矫治器数字模型中的导轨槽对前牙引导区域中的牙齿进行有效的引导作用（该导轨槽不但能够对引导区域中的牙齿提供位置矫治力，还能够对倾斜角度异常的牙齿提供扭转矫治力，从而同时改善牙齿的位置和倾斜角度），使前牙引导区域中的牙齿逐渐契合于目标牙弓弓形。

其中，目标牙弓弓形是指在整个正畸过程结束时所期望达到的牙弓弓形，该目标牙弓弓形可根据患者的患者信息（如年龄、身高、体重、性别等）和相关的标准牙弓数据参考表确定得到，也可以通过人工确定（如由医生进行确定），或者通过其它现有技术确定得到。

步骤A301中，获取前牙引导区域中的牙齿模型在目标牙弓弓形中的位置，记为目标位置，计算前牙引导区域中的牙齿模型从当前位置到对应的目标位置之间的距离，得到对应的总位移。参考图9，图中显示了前牙引导区域中的牙齿模型的倾斜角度的调整过程，其中左图显示的是牙齿模型的初始倾斜角度，右图显示的是牙齿模型的目标倾斜角度（即整个正畸过程结束时所期望达到的倾斜角度）；其中，该倾斜角度是牙齿模型绕牙根前后倾斜的角度；目标倾斜角度与初始倾斜角度之间的角度偏差即为总矫正角度。

步骤A302中，根据整个正畸过程划分的治疗阶段的数量（根据实际需要进行划分）对前牙引导区域中的牙齿模型的位移和矫正角度进行分步设计，例如，按照治疗阶段的数量对总位移和总矫正角度进行平均划分，得到每个治疗阶段的单步位移量和单步矫正角度（假设总位移为S1，总矫正角度为R1，划分的治疗阶段的数量为N，则单步位移量为S1/N，单步矫正角度为R1/N）。

步骤A303中，对于当前治疗阶段，可在第一牙颌模型的基础上，把前牙引导区域中的牙齿模型的位置朝对应的目标位置移动一个单步位移量，并把前牙引导区域中的牙齿模型绕牙根朝对应的目标倾斜角度位置摆动一个单步矫正角度。

在一些实施方式中，步骤A4包括：

B1.建立穿过前牙引导区域的牙龈边缘的辅助平面，并把前牙引导区域的修正后牙齿投影到辅助平面；

B2.在辅助平面内生成所有修正后牙齿的投影的封闭包络线，记为第一封闭包络线；

B3.用第一封闭包络线所包围的平面朝远离前牙引导区域的牙龈的方向拉伸形成对应的导轨模型；

B4.用导轨模型与第一牙颌模型作布尔和运算，得到第二牙颌模型。

其中，辅助平面优选为平行于颌平面的平面。

其中，步骤B2中，先在辅助平面内生成前牙引导区域的所有牙齿模型的投影的前包络线（或叫唇侧包络线）和后包络线（或叫舌侧包络线），对该前包络线和后包络线进行平滑处理，连接前包络线和后包络线的左端点，并连接前包络线和后包络线的右端点，形成第一封闭包络线。

其中，步骤B3中，对于上牙列的前牙引导区域，用第一封闭包络线所包围的平面朝下拉伸形成对应的导轨模型，对于下牙列的前牙引导区域，用第一封闭包络线所包围的平面朝上拉伸形成对应的导轨模型。其中，拉伸长度大于或等于该前牙引导区域中各牙齿模型牙尖离该辅助平面的距离的最大值，以保证导轨模型覆盖该前牙引导区域中所有牙齿模型。

在另一些实施方式中，步骤A4包括：

C1.根据前牙引导区域的牙齿模型的形状尺寸生成分别位于牙齿模型的上部、中部和下部的上封闭包络线、中封闭包络线和下封闭包络线；

C2.以上封闭包络线包围的平面作为顶面，以下封闭包络线包围的平面作为底面，以上封闭包络线、中封闭包络线和下封闭包络线作为轨道进行扫略生成周面，用顶面、底面和周面围成实体得到对应的导轨模型；

C3.用导轨模型与第一牙颌模型作布尔和运算，得到第二牙颌模型。

其中，步骤C1中，可在前牙引导区域处建立穿过各牙齿模型上部的上平面、穿过各牙齿模型中部的中平面和穿过各牙齿模型下部的下平面，该平面、中平面和下平面均平行于颌平面，提取上平面、中平面、下平面与各修正后牙齿外表面的相交线，分别记为上相交线、中相交线、下相交线，在上平面上生成所有上相交线的封闭包络线记为上封闭包络线（具体生成方法可参考步骤B2的第一封闭包络线的生成方法，此处不对其进行赘述），在中平面上生成所有中相交线的封闭包络线记为中封闭包络线，在下平面上生成所有下相交线的封闭包络线记为下封闭包络线。

其中，步骤C2中用上端点在上封闭包络线上、下端点在下封闭包络线上且与中封闭包络线相交的曲线，以上封闭包络线、中封闭包络线和下封闭包络线作为轨道进行扫略生成周面。

优选地，步骤C1之后和步骤C2之前，还可包括步骤：C4.调整上封闭包络线和下封闭包络线的上下位置。具体地，把上封闭包络线上移并把下封闭包络线下移，以保证得到的导轨模型能够把前牙引导区域的所有牙齿模型包裹在内；其中，上移和下移的距离可根据实际需要设置。

例如图6为建立上牙列导轨模型的牙颌数字模型的示意图，图中，e1为导轨模型。

具体地，步骤A5包括：

A501.根据第二牙颌模型生成咬合诱导矫治器主体基块；

A502.用第二牙颌模型与咬合诱导矫治器主体基块作布尔减运算的，得到包含导轨槽的初步的咬合诱导矫治器数字模型。

其中，步骤A501包括：根据第二牙颌模型生成舌侧上边缘轮廓线、舌侧下边缘轮廓线、唇侧上边缘轮廓线、唇侧下边缘轮廓线（各边缘轮廓线可采用现有技术生成，此处不对其进行详述），以舌侧上边缘轮廓线和唇侧上边缘轮廓线为轨道扫略生成上表面，以舌侧下边缘轮廓线和唇侧下边缘轮廓线为轨道扫略生成下表面，以舌侧上边缘轮廓和舌侧下边缘轮廓线为轨道扫略生成舌侧侧面，以唇侧上边缘轮廓线和唇侧下边缘轮廓线为轨道扫略生成唇侧侧面，封闭上表面、下表面、舌侧侧面和唇侧侧面的左端得到左端面，封闭上表面、下表面、舌侧侧面和唇侧侧面的右端得到右端面，用上表面、下表面、舌侧侧面、唇侧侧面、左端面和右端面围成实体，得到正畸矫治器主体基块。

参考图7，为一种示例性的正畸矫治器主体基块，其中，曲线d1为舌侧上边缘轮廓线，曲线d2为唇侧上边缘轮廓线，曲线d3为舌侧下边缘轮廓线，曲线d4为唇侧下边缘轮廓线，f3面为上表面，f4面为下表面，f1面为舌侧侧面，f2为唇侧侧面，f5为左端面，f6为右端面。

其中，通过用第二牙颌模型对正畸矫治器主体基块做布尔减运算，可在正畸矫治器主体基块的上、下表面处形成与上牙列相适配的上齿槽和与下牙列相适配的下牙槽，其上齿槽和下牙槽中的前牙引导区域为与相应的导轨模型相适配的导轨槽。其中，在初步的咬合诱导矫治器数字模型中，位于后牙区的上下齿槽之间的实体部分为颌垫。

具体地，步骤A6包括：

根据颌平面倾斜角度，减小上牙颌的导轨槽的深度，并对下牙颌的后牙区的颌垫进行增厚，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

通过减小上牙颌的导轨槽的深度，可对上前牙形成向上的矫治力，同时，通过对下牙颌的后牙区的颌垫进行增厚，可对下后牙形成向下的矫治力，在该两个矫治力的共同作用下，可使颌平面的后侧逐渐抬高且前侧逐渐下降，最终使颌平面的倾斜角度达到目标倾斜角度。

参考图8，由于上颌骨的位置基本上是无法改变的，要想减小颌平面的倾斜角度，主要通过改变下颌骨的位置，同时抑制上颌前牙的生长，减小上颌前牙的垂直高度；此处，通过减小上牙颌的导轨槽的深度，使上颌前牙引导区域的牙齿被上导轨槽的槽底压迫而抑制生长，从而减小上颌前牙引导区域的牙齿的垂直高度，并通过加厚下牙颌的后牙区的颌垫，使下牙颌的后牙受压迫而抑制生长，从而减小下牙颌的后牙的垂直高度，最终使颌平面的前侧朝上调整、后侧朝下调整，最终达到目标颌平面倾斜角度（即在整个正畸过程结束时所希望达到的颌平面倾斜角度）。

其中，可获取在目标颌平面倾斜角度下，上颌的前牙引导区域的牙齿的垂直高度和下牙颌的后牙的垂直高度，分别记为第一垂直高度和第二垂直高度；然后获取第二牙颌模型中颌的前牙引导区域的牙齿模型的实际垂直高度和下牙颌的后牙模型的实际垂直高度；用上颌的前牙引导区域的各牙齿模型的实际垂直高度减去第一垂直高度得到上导轨槽在上颌的前牙引导区域各牙齿模型处需要减小的总深度，并根据计算结果调整上导轨槽的深度（通过抬高上导轨槽的槽底来实现）；用下颌的各后牙模型的实际垂直高度减去第二垂直高度，得到下牙颌的后牙区的颌垫在各后牙模型处需要增加的总厚度，并根据计算结果调整下牙颌的后牙区的颌垫的厚度（通过下移下牙颌的后牙区的颌垫的下表面来实现）。

实际上，若目标颌平面倾斜角度与当前的颌平面倾斜角度之间的角度偏差过大（即大于预设的偏差阈值，该偏差阈值可根据实际需要设置），还可以对上导轨槽的深度减小量和下牙颌的后牙区的颌垫的厚度增加量进行分步设计，得到上导轨槽的单步深度减小量和下牙颌的后牙区的颌垫的单步厚度增加量（例如，用上导轨槽在上颌的前牙引导区域各牙齿模型处需要减小的总深度除以治疗阶段数，得到对应的单步深度减小量，用下牙颌的后牙区的颌垫在各后牙模型处需要增加的总厚度除以治疗阶段数，得到对应的单步厚度增加量），然后在初步的咬合诱导矫治器数字模型的基础上，令上导轨槽的槽底在各牙齿模型处减小对应的单步深度减小量的深度，并令下牙颌的后牙区的颌垫在各后牙模型处增加对应的单步厚度增加量的厚度。从而避免单步矫正量过大而导致佩戴不适。

参考图2，本申请提供了一种咬合诱导矫治器的制造方法包括步骤：

S1.基于前文的咬合诱导矫治器设计方法生成咬合诱导矫治器数字模型；

S2.采用3D打印工艺，根据咬合诱导矫治器数字模型打印得到咬合诱导矫治器。

与传统的根据正畸矫治器数字模型先制备实体模具再根据实体模具制备正畸矫治器的方式相比，生产成本更低，更适用于定制化生产。

优选地，步骤S2包括：

使用医用材料打印得到咬合诱导矫治器；医用材料包括液态硅胶、热塑性弹性体、TPU、TPE、 聚氨酯、尼龙、PETG中的至少一种。

参考图3，本申请提供了一种咬合诱导矫治器，包括唇侧外壁、舌侧外壁、设置在唇侧外壁和舌侧外壁之间的上齿槽和下齿槽以及设置在上齿槽和下齿槽之间的颌垫；上齿槽和下齿槽的前牙区具有导轨槽，咬合诱导矫治器通过前文的咬合诱导矫治器的制造方法制造得到。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种咬合诱导矫治器设计方法，用于针对具有至少一个未萌出前牙的患者设计咬合诱导矫治器，其特征在于，包括步骤：

A1.获取者的初始牙颌数字模型和颌平面倾斜角度，并确定前牙引导区域；

A2.在所述初始牙颌数字模型中建立未萌出前牙的牙齿模型，形成第一牙颌模型；

A3.在所述第一牙颌模型中调整所述前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度；

A4.基于调整后的所述前牙引导区域的牙齿模型，在所述第一牙颌模型中生成导轨模型，并用所述导轨模型与所述第一牙颌模型结合形成第二牙颌模型；

A5.根据所述第二牙颌模型生成初步的咬合诱导矫治器数字模型；所述咬合诱导矫治器数字模型包含与所述导轨模型相适配的导轨槽；

A6.根据所述颌平面倾斜角度，调整所述初步的咬合诱导矫治器数字模型的颌垫厚度和导轨槽深度，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

2.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，所述确定前牙引导区域的步骤包括：

把预设的前牙区域作为所述前牙引导区域。

3.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，所述确定前牙引导区域的步骤包括：

根据所述未萌出前牙的分布位置，确定所述前牙引导区域。

4.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，步骤A3包括：

确定使所述前牙引导区域中的牙齿模型契合目标牙弓弓形的总位移和总矫正角度；

根据所述总位移和总矫正角度对所述前牙引导区域中的牙齿模型的位移和矫正角度进行分步设计，以得到单步位移量和单步矫正角度；

根据所述单步位移量和单步矫正角度调整所述前牙引导区域中的牙齿模型的位置和倾斜角度。

5.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，步骤A4包括：

B1.建立穿过所述前牙引导区域的牙龈边缘的辅助平面，并把所述前牙引导区域的修正后牙齿投影到所述辅助平面；

B2.在所述辅助平面内生成所有所述修正后牙齿的投影的封闭包络线，记为第一封闭包络线；

B3.用所述第一封闭包络线所包围的平面朝远离所述前牙引导区域的牙龈的方向拉伸形成对应的所述导轨模型；

B4.用所述导轨模型与所述第一牙颌模型作布尔和运算，得到所述第二牙颌模型。

6.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，步骤A4包括：

C1.根据所述前牙引导区域的牙齿模型的形状尺寸生成分别位于所述牙齿模型的上部、中部和下部的上封闭包络线、中封闭包络线和下封闭包络线；

C2.以所述上封闭包络线包围的平面作为顶面，以所述下封闭包络线包围的平面作为底面，以所述上封闭包络线、所述中封闭包络线和所述下封闭包络线作为轨道进行扫略生成周面，用所述顶面、所述底面和所述周面围成实体得到对应的所述导轨模型；

C3.用所述导轨模型与所述第一牙颌模型作布尔和运算，得到所述第二牙颌模型。

7.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，步骤A5包括：

根据所述第二牙颌模型生成咬合诱导矫治器主体基块；

用所述第二牙颌模型与所述咬合诱导矫治器主体基块作布尔减运算的，得到包含所述导轨槽的初步的咬合诱导矫治器数字模型。

8.根据权利要求1所述的咬合诱导矫治器设计方法，其特征在于，步骤A6包括：

根据所述颌平面倾斜角度，减小上牙颌的导轨槽的深度，并对下牙颌的后牙区的颌垫进行增厚，得到最终的咬合诱导矫治器数字模型。

9.一种咬合诱导矫治器的制造方法，其特征在于，包括步骤：

S1.基于权利要求1-8任一项所述的咬合诱导矫治器设计方法生成咬合诱导矫治器数字模型；

S2.采用3D打印工艺，根据所述咬合诱导矫治器数字模型打印得到咬合诱导矫治器。

10.一种咬合诱导矫治器，包括唇侧外壁、舌侧外壁、设置在所述唇侧外壁和所述舌侧外壁之间的上齿槽和下齿槽以及设置在所述上齿槽和所述下齿槽之间的颌垫；其特征在于，所述上齿槽和下齿槽的前牙区具有导轨槽，所述咬合诱导矫治器通过权利要求9所述的咬合诱导矫治器的制造方法制造得到。