CN1764421B - 用于假牙的cad系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于CAD系统的方法，包括步骤：提供表示残齿的三维表面的输入数据，该残齿的三维表面为假牙而准备；为所述假牙规定最低稳定性必要条件，所述最低稳定性必要条件包括所述假牙的最小所需壁厚；根据所述输入数据产生控制数据，该控制数据表示满足所述最低稳定性必要条件的控制表面；产生表示所述假牙的三维形状的形状数据；将所述假牙的形状和所述控制表面一起显示在监视器上，其中所述显示的控制表面提供所述的最小所需壁厚的展示；由用户根据所述的三维形状的形状数据和显示的控制表面的可视比较来调整所述的形状数据；将所述假牙的设计形状和所述控制表面一起显示，所述假牙的设计形状对应于所述调整的形状数据。
Description
背景技术
本发明涉及假牙的生产，更精确的说，涉及一种用于处理假牙的三维状态数据的CAD系统。
术语“假牙”在此应作广意理解，不但应该包括诸如齿桥、植牙(implant)、和较狭义的假牙之类全部类型的假牙，而且还包括下面这样的假牙，例如仍然必须应用镶盖(veneer)来获得完整的齿冠或齿桥的齿冠结构和齿桥结构，以及单独的齿桥结构或齿桥单元。
因此，本发明不但包括例如两单元齿桥结构，其中两个单元通过连接臂相连，而且包括三单元或多单元齿桥结构，其中连接臂连接两个相邻单元的每一个。根据需要，这些单元可以是锚定单元、中间单元、或自由终端单元：锚定单元就像安装在作为支撑柱的残齿(toothstump)上的齿冠，中间单元在两个单元之间而且并非安装在支撑柱上，并且自由终端单元仅附于一个单元而且不附于支撑柱单元。本发明也包括这些单元。
众所周知，借助于CAD系统可处理齿冠和齿桥结构的三维形状的数据，该CAD系统是由3M ESPE AG(德国Seefeld)提供的名为LAVA的可用CIM系统的一部分，用于生产陶瓷齿冠和齿桥结构。
一方面，该CAD系统连接到这个已知LAVA系统的光学扫描仪，另一方面，其连接到NC研磨机。该扫描仪检测假牙的三维表面，并且将扫描的数据传输给CAD系统。可根据用户期望来用该CAD系统处理和调整这些表面数据，以便设计齿冠和齿桥结构的三维形状，其后将所得的形状数据发送到NC研磨机。该NC研磨机加工出基本符合设计数据的氧化锆或二氧化锆的陶瓷毛坯。
用该CAD系统设计的齿冠结构的特点在于具有均匀的厚度。根据表示为齿冠而准备的残齿三维表面的扫描仪输入数据，该系统如下自动计算该结构的相应设计数据：复制该表面的输入数据，其后，相对于该表面数据，这些复制的数据成比例向外增加，从而，原始表面上的每一点的法线距离，即与该表面正交的矢量方向上的距离，被假定为距复制品(replica)的外表面预定的固定值。因此，该预定的固定值表示该结构的均匀厚度，并且选择该预定的固定值从而该结构获得期望的强度，该期望的强度对于承受来自后续的研磨操作的负重、并承受在完成制造并在残齿上进行安装之后由于咀嚼所带来的负担是必需的。
通常，这些用CAD系统设计的均匀厚度的假牙结构很有用，但是，在一些特殊情况下，它们也会引出一些问题，在下面使用图2的示例中更详细地解释这些情况。
图2中所示的横截面是下门牙，更精确的说是以准备边缘16为边界的准备的下门牙的残齿10、和相对的上门牙11。因为现在在残齿10和下门牙11之间有很大缝隙，所以牙科医生必须在所示成问题的情况下将下门牙的齿尖部分作很大延长。现在，用已知CAD系统从准备边缘16之上的残齿表面12的原始数据开始，计算外部结构表面13的复制品的成比例数据，外部结构表面13位于距残齿表面12均匀距离的位置，从而假牙14的结构特点在于均匀厚度。
可容易地从图2看到，通过牙科技术施加于假牙14的结构镶面(veneering)15必须封闭与相对门牙11之间的缝隙，而该缝隙很难由假牙14的结构所封闭。然而，该镶面的厚度将不超过某个最大值，否则该镶面的稳定性会极大地降低。
发明内容
本发明提出用第一方案解决此问题，第一方案提出将该结构在切咬区域(incisal area)设计得比通常情况下厚。这可容易地从图1看到。
例如，这可通过对已知外部结构表面13’的所谓“整体”调整而实现，外部结构表面13’属于均匀厚度假牙14’的结构，所述“整体”调整是通过在至少两个空间轴方向上以不同方式成比例地调整以已知方式计算的复制品的表面。例如，表示图1中所示假牙14的结构外部表面13的复制品的表面在垂直方向上比在矢状方向有更大的增加。
结果，图1中的镶面15在切咬区域比图2中的镶面15’明显变薄，从而获得更高的稳定性。而且，由于必须将更少的材料应用于假牙14的结构，所以牙科技术可更快地制造图1中的镶面15。
可通过CAD系统执行根据本发明的整体调整，因此下面的准备边缘16没有改变。这对于将假牙14的结构准确地套在残齿10上是重要的。而且，不但能用恒定的比例因数，而且能够用例如可变比例因数执行在特定空间轴方向上按比例缩放，该可变比例因数取决于距准备边缘16的距离。因此，例如梯形按比例缩放功能可用于垂直轴和/或矢状方向轴，从而该复制品或结构表面13在切咬区域变形最大。这样，能够最大程度接近牙齿的自然形状。
例如，在空间轴的正部和负部进行按不同的比例缩放是可能的，因此能够在末梢方向和中央方向获得不同的变形。
经由键盘和/或使用鼠标输入数据可以设置该按比例缩放。
因为整体调整不能涵盖全部可能的最佳情况，所以本发明提供第二方案，所谓“局部”调整。例如，“局部”调整可以模仿传统的蜡刀以使牙科技术的应用变得容易。
如图3中的图像序列所示，从业人员必须用鼠标标记表面的区域(图3中浅色所示)，其后用预先设置的参数调整区域。这些参数至少包括局部调整的直径和厚度。术语“厚度”在此描述应用的结构材料或去除的结构材料的厚度。所谓温度也可被使用，温度限定在调整期间应该使该表面平滑到什么程度。
对于任何调整都必须履行一定的条件以确保符合假牙的最低稳定性条件。例如，一种结构必须具有最小壁厚以避免破损。可根据本发明的第三方案通过创建附加控制表面来控制该结构，该附加控制表面符合最低稳定性条件并且与该结构的设计表面一起示出。
在第四方案中，本发明涉及一种用于处理假牙(14)的三维形状数据的方法，其特征在于以下步骤：
a)提供表示残齿(10)的三维表面的输入数据，所述残齿(10)的三维表面为所述假牙(14)而准备；
b)为所述假牙(14)规定最低稳定性必要条件，其中所述最低稳定性必要条件包括所述假牙的最小所需壁厚；
c)根据所述输入数据产生控制数据，所述控制数据表示满足所述最低稳定性必要条件的控制表面；
d)产生表示所述假牙(14)的三维形状的形状数据；
e)将所述假牙(14)的形状和所述控制表面一起显示在监视器上，其中所述显示的控制表面提供所述的最小所需壁厚的展示；
其特征在于进一步包括步骤：
f)由用户根据所述的三维形状的形状数据和显示的控制表面的可视比较来调整所述的形状数据；以及
g)将所述假牙(14)的设计形状和所述控制表面一起显示，所述假牙(14)的设计形状对应于所述调整的形状数据。
可由扫描仪或口内扫描仪提供步骤a)中的输入数据，其中扫描仪检测牙印的三维形状，口内扫描仪捕获患者口中的牙齿状态的三维表面。
例如，可借助于计算机自动地和/或由用户手动地规定步骤b)中的稳定性条件。
例如，可借助于计算机自动地和/或由用户手动地产生步骤c)中的控制数据。
例如，可借助于计算机自动地和/或由用户手动地产生步骤d)中的形状数据。
可借助于监视器实现步骤e)中的显示。
可根据期望或需要来选择步骤的顺序。例如，可在步骤c)之前、与其同时、或在其之后执行步骤d)。而且，例如在步骤e)中可首先单独地显示控制表面，其后，例如可通过超级曝光(super exposure)附加地显示假牙的形状，而且，逆序成像或同时开始成像也是可能的。
例如，根据以上给出的限定在步骤f)中整体调整形状数据，和/或根据以上给出的限定在步骤f)中局部调整形状数据，和/或集中于计算机在步骤f)中自动地调整形状数据，和/或由用户在步骤f)中手动地调整形状数据。
例如，在步骤g)中可首先单独地显示控制表面，其后，可通过超级曝光显示假牙的设计形状，而且，逆序成像或同时开始成像也是可能的。
可以规定，从输入数据产生步骤d)中的形状数据。
可以规定，整体调整形状数据，从而给定的准备边缘(16)保持不变。
可以规定，控制表面完全符合最低稳定性条件。
可以规定，借助于计算机程序执行根据本发明的方法。
在第五方案中，本发明涉及执行根据本发明的方法的数据处理系统，具有：
-输入装置，用于该方法所需的数据；
-中央处理单元，连接到输入装置，其中根据该方法处理数据的程序运行；
-输出装置，连接到中央处理单元，用于假牙(14)的形状和控制表面。
在第六方案中，本发明涉及计算机程序，其被设计以执行根据本发明的方法。
在第七方案中，本发明涉及计算机程序，当其在计算机上运行时执行根据本发明的方法。
在第八方案中，本发明涉及计算机程序，其特征在于执行根据本发明的方法的命令。
在第九方案中，本发明涉及计算机程序，其实施根据本发明的方法。
在第十方案中，本发明涉及一种数据存储装置，其存储根据本发明的计算机程序。例如，该数据存储装置可为软盘、磁带、CD、DVD、存储棒、硬盘驱动器、RAM部件、ROM部件。
至此，已经参照不同类型的本发明实施例描述本发明。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可对所述实施例进行很多改变。因此，本发明的范围将不限于本申请中描述的结构，而是由权利要求的记载所描述的结构以及那些等价物的结构来限定。
Claims (4)
1.用于处理假牙(14)的三维结构数据的方法，其中，所述方法特征在于以下步骤：
a)提供表示残齿(10)的三维表面的输入数据，所述残齿(10)的三维表面为所述假牙(14)而准备；
b)为所述假牙(14)规定最低稳定性必要条件，其中所述最低稳定性必要条件包括所述假牙的最小所需壁厚；
c)根据所述输入数据产生控制数据，所述控制数据表示满足所述最低稳定性必要条件的控制表面；
d)根据所述输入数据产生表示所述假牙(14)的三维形状的形状数据；
e)将所述假牙(14)的形状和所述控制表面一起显示在监视器上，其中显示的所述控制表面提供所述的最小所需壁厚的展示；
其特征在于进一步包括步骤：
f)由用户根据所述的三维形状的形状数据和显示的控制表面的可视比较来调整所述的形状数据；以及
g)将所述假牙(14)的设计形状和所述控制表面一起显示，所述假牙(14)的设计形状对应于所述调整的形状数据。
2.根据权利要求1的方法，其中，根据所述步骤d)中，根据所述输入数据产生所述形状数据。
3.根据权利要求1的方法，其中，在至少两个空间轴方向上以不同方式成比例地整体调整所述假牙(14)的外表面，使得给定的准备边缘(16)保持不变，其中，所述准备边缘为残齿的边界。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述控制表面正好满足假牙的所述最低稳定性必要条件。
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Granted publication date: 20120418 Termination date: 20190326 |
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