CN106137414A - 确定目标牙列布局的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于确定目标牙列布局的方法以及***，所述方法包括以下步骤：接收代表原始牙列布局的原始数据集，所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集；获取代表头部结构的参数集；利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集；以及根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，产生代表目标牙列布局的目标数据集。上述方法和***不仅允许快速、便捷、自动化或半自动化地确定目标牙列布局，并且将生物整体性矫正理念融入牙齿固定矫治和隐形矫治计算机排牙设计中，提高了牙齿矫治设计的生物安全性、合理性和有效性。

Description

确定目标牙列布局的方法和***

技术领域

本发明总体上涉及口腔正畸技术领域，具体来说，本发明涉及一种根据若干关键牙的目标位置确定目标牙列布局的方法和***。

背景技术

牙颌畸形是口腔三大疾病之一，有很高的患病率。传统的牙颌畸形矫治方法多采用粘接在牙齿上的固定托槽矫治器。相对于传统的固定托槽矫治技术而言，新型的隐形矫治技术不需要托槽和钢丝，而是采用一系列隐形矫治器，这种隐形矫治器由安全的弹性透明高分子材料制成，使矫治过程几乎在旁人无察觉中完成，不会影响日常生活和社交；并且由于患者可以自行摘戴，口腔卫生可以正常维护；同时，由于没有了粘结托槽、调整弓丝的繁琐步骤，使得临床操作大大简化，整个矫治过程省时又省力。

不管是传统的固定矫治或者最近发展的隐形矫治，都涉及对牙齿矫治后的牙列目标位置的设计或者预测。尤其在某些隐形矫治器设计中，首先采集患者的当前牙列布局图像，并由医生根据原始牙列布局人工确定最终牙列布局，也就是说牙列的最终目标位置(也可称为牙列目标位置)是仅凭医生的经验确定的。然后医生或设计师借助计算机辅助设计手段，在所述原始牙列布局和最终牙列布局之间进行线性或非线性内插计算，以得到多个中间牙列布局，由此制造一系列隐形矫治器。

尽管通过基于初始位置设置目标位置然后生产中间位置的排牙方法是一种直观的做法，但是对于如何确定目标位置，目前采用的方法是按照临床医生的要求由设计师机械性地模拟排牙目标位置，而设计师在排牙设计中主要考虑牙齿的机械性移动及数学性的问题，几乎没有考虑到牙根与牙槽骨的角度/位置关系，口腔软硬组织健康以及关节健康这样的生物整体性结构问题以及颜面美学问题。而且临床医生水平不一，对排牙结果的把控程度参差不齐；因此患者佩戴的矫治器很可能由于临床医生医学技术及美学原则的把控能力不足，而产生不能达到良好的矫治效果或矫治周期延长。

进一步，预先确定的目标位置不一定是医学上能够到达或者能够合理到达的目标位置，从而导致在医学上无法实现或者很难实现上述手工确定的目标位置。

因此，需要由一种符合医学和美学规则的、而且实际可操作的确定目标牙列布局的方法和***。

发明内容

相应地，本发明提出了一种数字化确定目标牙列布局的方法和***，其基于若干颗关键牙，先通过利用代表头部结构的参数先确定关键牙的位置，然后再基于所确定的关键牙的位置，确定整个上颌和/或下颌牙列的位置，从而使得将生物整体性矫正理念融入牙齿固定矫治和隐形矫治计算机排牙设计中成为可能。

相应地，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定目标牙列布局的方法，其包括以下步骤：接收代表原始牙列布局的原始数据集，所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集；获取代表头部结构的参数集；利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集；以及根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，产生代表目标牙列布局的目标数据集。

根据本发明的一种具体实施方式，所述原始数据集包括代表上颌原始牙列布局和下颌原始牙列布局中的至少一个的数据。而所述代表头部结构的参数集包括：头影参数测量数据集、牙科图像测量数据集、以及牙科参数标准值集的至少一个。

进一步，根据本发明的一种具体实施方式，所述至少一颗关键牙包括上颌第一磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一磨牙的垂直向目标位置。

并且，当所述上颌第一磨牙呈病理性伸长时，所述至少一颗关键牙包括上颌第一前磨牙或上颌第二前磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一前磨牙或上颌第二前磨牙的垂直向目标位置。

其中，根据本发明的一种具体实施方式，所述代表头部结构的参数集包括头影参数测量数据集和相应头影参数的标准值集，所述方法进一步包括：通过比较所述头影参数的测量数据和相应头影参数的标准值，确定所述上颌第一磨牙的垂直向目标位置。

优选的，所述头影参数包括眼耳平面与下颌平面的交角(FMA)、前颅底平面与下颌平面的交角(SN-MP)以及后-前面高比(S-Go/N-Me)中的至少一个。

而所述目标数据集包括代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述上颌第一磨牙的垂直向目标位置的数据，利用由上颌第一磨牙和上颌中切牙所组成的合平面，确定所述代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据。

并且，所述目标数据集进一步包括代表下颌牙列的垂直向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据，利用上颌牙齿与对应下颌牙齿的覆合覆盖或牙合关系，确定所述代表下颌牙列的垂直向目标位置的数据。

根据本发明的又一种具体实施方式，所述至少一颗关键牙包括下颌尖牙和下颌第一磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置。

其中，根据本发明的一种具体实施方式，所述代表头部结构的参数集包括所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集，所述方法进一步包括：基于所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集，确定所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置。

优选的，所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集包括以下数据集中的任一组：根据牙槽基骨CT图像确定的代表所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置和牙槽基骨位置的关系的数据集、代表下颌牙列的WALA脊与下颌尖牙和下颌第一磨牙的FA点的位置关系的数据集、和代表下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量值的数据集和标准值集。

而所述目标数据集包括代表下颌牙列的横向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置的数据，利用由下颌尖牙和下颌第一磨牙和下颌中切牙所拟合的下颌咬合曲线，确定所述代表下颌牙列的横向目标位置的数据。

而且，所述目标数据集进一步包括代表上颌牙列的横向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述下颌咬合曲线得到镜像的上颌咬合曲线，确定所述代表上颌牙列的横向目标位置的数据。

根据本发明的再一种具体实施方式，所述至少一颗关键牙包括下颌中切牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括下颌中切牙的前后向目标位置。

其中，根据本发明的一种具体实施方式，所述代表头部结构的参数集包括所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集，所述方法进一步包括：基于所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集，确定所述下颌中切牙的前后向目标位置。

优选的，所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集包括以下数据集中的任一组：根据牙槽基骨CT图像确定的代表所述下颌中切牙的前后向位置和牙槽基骨位置的关系的数据集、代表下颌牙列的WALA脊与下颌中切牙的FA点的位置关系的数据集、和头影参数测量数据集和相应头影参数的标准值集。

例如，所述头影参数包括下中切牙-下颌平面角(IMPA)、上下中切牙长轴的夹角(U1-L1)、下中切牙长轴与NB连线的夹角(L1-NB角)、下中切牙切缘与NB连线的垂直距离(L1-NB线距)、上中切牙凸距(AP-L1)以及下中切牙凸距(NP-L1)的至少一个，其中NB连线为鼻根点和下齿槽座点连线。

而所述目标数据集包括代表下颌牙列的前后向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述下颌中切牙的前后向目标位置的数据，利用由下颌尖牙和下颌第一磨牙和下颌中切牙所拟合的下颌咬合曲线，确定所述代表下颌牙列的前后向目标位置的数据。

并且，所述目标数据集进一步包括代表上颌牙列的前后向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述下颌咬合曲线得到镜像的上颌咬合曲线，确定所述代表上颌牙列的前后向目标位置的数据。

最后，根据本发明的还一种具体实施方式，所述至少一颗关键牙包括上颌第一磨牙、下颌尖牙和下颌第一磨牙、以及下颌中切牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一磨牙的垂直向目标位置、下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置，以及下颌中切牙的前后向目标位置，而所述目标数据集包括代表上颌牙列和下颌牙列的垂直向、横向以及前后向目标位置的数据。

其中，所述方法进一步包括：利用所述下颌尖牙、下颌第一磨牙和下颌中切牙，拟合得到下颌咬合曲线；根据所述下颌咬合曲线，确定所述上颌牙列的每颗牙齿的前后向以及横向目标位置；基于所述下颌咬合曲线，产生镜像的上颌咬合曲线；以及确定所述上颌牙列的每颗牙齿的前后向以及横向目标位置。

优选的，所述方法进一步包括：调整下颌牙列的每颗牙齿的目标位置，使得所述下颌牙列的每颗牙齿的转矩、轴倾角度需等于或基本等于标准值，并且每颗牙齿的扭转角度不大于特定阈值。

而且，所述方法还进一步包括：调整上颌牙列的每颗牙齿的目标位置，使得所述上颌牙列的每颗牙齿的转矩、轴倾角度需等于或基本等于标准值，并且每颗牙齿的扭转角度以与相应的下颌牙齿覆合覆盖均匀、尖窝嵌合良好为准。

另外，所述方法进一步包括：根据关节参数对上下颌牙列的位置进行整体移动，以得到反映关节参数的目标数据集。

优选的，所述整体移动包括：调整所述上下颌牙列的垂直向、横向以及前后向目标位置，使得当上下颌牙列在最大尖窝接触关系位时，下颌髁状突在关节窝的位置的测量数据等于或近似于标准值。

此外，所述方法进一步包括：基于唇面部美学指标，对上下颌的中切牙、尖牙以及第一磨牙进行调整，以得到反映美学指标的目标数据集。

而且，所述方法还可进一步包括：根据矫治手段及矫治工具所对应的矫治限度，对所述目标数据集进行调整。

优选的，所述方法是通过计算机实现的。

相应地，根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于确定目标牙列布局的***，其包括：输入单元，其用于接收代表原始牙列布局的原始数据集和获取代表头部结构的参数集，所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集；控制器，其用于利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集；以及根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，产生代表目标牙列布局的目标数据集。

相应地，通过应用本发明所述的方法和***，通过利用若干颗关键牙，确定整个上颌和/或下颌牙列的目标位置，从而允许快速、便捷、自动化或半自动化地确定目标牙列布局，提升了排牙效率。

进一步，本发明能够根据患者的原始牙齿排列、牙槽骨以及面部结构等生物整体性的因素，快速、准确地确定矫治后希望获得以及可以获得的目标牙列的位置。

最后，本发明所述的方法使得将生物整体性矫正理念融入牙齿固定矫治和隐形矫治计算机排牙设计中成为可能，提高了牙齿矫治设计的生物安全性、合理性和有效性。

附图说明

本发明的上述及其他特征将通过下面结合附图及其详细描述作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本发明的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本发明保护范围的限制。除非特别说明，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。

图1示出了根据本发明的一个具体实施方式的用于确定目标牙列布局的方法的流程图；

图2A-2D为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明头影参数的示意图；

图3为根据本发明的一种具体实施方式的牙位图；

图4A-4C分别为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明头影角度FMA、SN-MP以及头影比例S-Go/N-Me的示意图；

图5为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明WALA脊与FA点的关系的示意图；

图6示出了根据本发明的一种具体实施方式的咬合曲线图；

图7A-7B为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明牙齿转矩以及其标准值的示意图；

图8A-8B为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明牙齿轴倾以及其标准值的示意图；

图9A-9B为根据本发明的一种具体实施方式的用于说明关节与牙列位置关系的示意图；

图10示出了根据本发明的一种具体实施方式的计算机***的示意图。

具体实施方式

以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性的目的，并非意图限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以理解，也可以采用许多其他的实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本发明的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本发明的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都包含在本发明中。

本发明提供了用于确定目标牙列布局的方法和***，通过应用本发明的方法和***，能够根据患者的原始牙齿排列、牙槽骨以及面部结构等生物整体性的因素，快速、准确地确定矫治后希望获得以及可以获得的目标牙列布局，从而使得将生物整体性矫正理念融入固定矫治和牙齿矫治计算机排牙设计中成为可能，并且能够在矫治开始之前就让患者能充分了解牙齿矫治后所能达到的效果，所以提高了牙齿矫治设计的生物安全性、合理性和有效性。

对于牙齿矫治来说，确定矫治后的目标牙列布局，尤其是牙列上的各颗牙齿的目标位置是非常重要的。尤其对于某些排牙方法来说，需要确定矫治后的牙齿目标位置然后再确定各排牙阶段所对应的牙齿位置，然后设计对应的各排牙阶段适用的牙齿矫治器，这样的话，确定一个符合医学规则的合理的牙列的各颗牙齿目标位置是相当重要的。但是，目前均是由临床医生根据个人经验确定牙齿目标位置，再由排牙操作人员按照医生指示来手工移动各颗牙齿以确定牙列上各颗牙齿的目标位置，因为临床医生水平不一，从而对排牙结果的把控程度参差不齐，以至于所确定的牙齿目标位置不能实现最优化。

因此，本发明提出了一种基于“关键牙”的确定目标牙列布局的方法和***，并且，根据本发明的一种具体实施方式，上述方法和***允许快速、便捷、自动化或半自动化地确定目标牙列布局，尤其适合通过计算机***来确定目标牙列布局。以下，将参考图1对于本发明进行示例性地说明。

图1示出了根据本发明的一个具体实施方式的用于确定目标牙列布局的方法的流程图。在图1所示的方法中，首先在步骤S100中接收代表原始牙列布局的原始数据集，其中，所述原始数据集包括原始牙列(上下颌的至少一颗牙齿，优选为上下颌的所有牙齿)的形态和位置数据，所以所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集。以下将分别予以说明。

例如，原始牙列的数据例如为患者的原始牙列的数据。其中，所述患者的原始牙列布局(也可称为原始牙列、当前牙列或当前牙列布局)表示患者的矫治前的牙列上包括的各颗牙齿的原始形态和位置。

所述代表原始牙列布局的数据，例如代表原始牙列布局的数字模型，可以通过多种方法来产生。例如，可以借助取印模获得牙列排列状态，由此生成物理牙模。也可通过光学扫描、X光成像，超声成像，三维照相、三维摄像、医用CT扫描或核磁共振等方法直接获取牙齿、或者牙齿及其周边组织的图像。进一步，可以通过对物理牙模的扫描、或者对口腔组织图像的计算机处理，将所采集到的牙列布局、或者牙齿及其周边组织状态转换成牙列布局数据集，由此可得到牙齿在三维空间内的X、Y、Z坐标，其可以在计算机***的图形界面上可视化显示并加以操控(例如平移或旋转)。这里，代表原始牙列布局的数字模型可以为原始牙列布局的上颌牙列和/或原始牙列布局的下颌牙列。

通常而言，可以利用总所周知的技术先借助印模获得患者牙列的石膏模型，然后通过扫描仪对患者牙列的石膏模型进行扫描，从而产生牙列布局数据集。其中扫描仪例如可以包括非接触型激光扫描仪和接触型激光扫描仪等。并且由扫描仪所产生的数据集可能呈现各种数字格式中的任何一种，从而确保和软件的相容性。

应当注意的是，本发明并不限制用于获得原始牙列布局的方法。例如，还可以通过口腔内影像***来获得原始牙列布局的数据。口腔内影像***是允许牙科从业人员看见患者口腔内并且在显示监视器上显示牙齿的表面形状特性的诊断设备。某些三维(3D)口腔内影像仪可包括带光源的口腔内照相机。三维口腔内影像仪可以由牙科从业人员***患者的口腔。在口腔内影像仪被***口腔后，牙科从业人员可以捕捉牙齿和牙龈的可见部分的图像。并且口腔内照相机捕捉到的图像可以显示在显示监视器上，并且可以被传送到计算设备，从而得到原始牙列布局的数据。

而且，所述牙列布局不仅可以包括牙冠的状态，还可以包括牙根的状态。例如，可以通过二维或者三维的X射线***，CT扫描仪和核磁共振设备等获取牙根和周边组织的数据。

因为代表原始牙列布局的数字模型可以为原始牙列布局的上颌牙列和/或原始牙列布局的下颌牙列，如果代表原始牙列布局的数字模型为原始牙列布局的上颌牙列和下颌牙列，那么在患者的石蜡咬印可以被用来取得正中咬合状态下上颌和下颌牙列的相对位置。例如，对于激光扫描来说，可以在将患者当前的下颌牙列的石膏模型上先放置石蜡咬印，然后按照石蜡咬印，再在下颌牙列上放置上颌牙列，从而使得上下颌牙列按照石蜡咬印来确定相对位置，这时进行激光扫描，从而能获得代表和患者口腔内的相对位置同样的上下颌牙列模型。当然，也可以单独扫描石蜡咬印，并且将扫描石蜡咬印的数据和通过扫描石膏模型的数据相结合从而得到代表患者原始牙列布局的上颌和下颌牙列的数字模型。

并且，在这一步骤中，还可以进一步基于所获得的牙列的数字模型得到每一颗牙齿的数字模型。即，通过计算机自动分割、人工分割或者自动和人工相结合的分割方式可以将上述通过扫描获得的上颌牙列和/或下颌牙列的数字模型分割成每颗牙齿的数字模型，并确定每颗牙齿的坐标。

当然，在步骤S100中，如上所述，根据一种具体实施方式，可以先获得整个上颌牙列和/或下颌牙列的数字模型再分割成每颗牙齿的数字模型。而根据另一种具体实施方式，也可以先对通过印模获得的牙列的石膏模型进行分割，以得到单颗牙齿的石膏模型，并记录每颗牙齿在牙列中的位置或者牙齿间的相互位置关系，然后对每颗牙齿进行扫描，以得到每颗牙齿的数字模型，然后根据所记录的每颗牙齿在牙列中的位置或者牙齿间的相互位置关系，从而在计算机中得到整个牙列，即代表患者原始牙列布局的数字模型。上述具体实施方式均为示例性的而非限制性的，因此只要能获得代表患者原始牙列布局的数字模型的方法均属于本发明的保护范围。

并且，在步骤S110中，获取代表头部结构的参数集。需要注意的是，步骤100和步骤110的执行次序是可以交换的，并且该两个步骤也是可以同时进行的或者合并进行的。本发明并不对上述两步骤的执行次序或者方式进行任何限制。

代表头部结构的参数集可以包括头影数据集。进一步，优选的，其还可以包括牙科统计参数集、基于牙齿以及头部结构的CT图而得到的参数等。

以下将首先说明头影数据集。一般而言，牙颌以及头颅模型的测量主要有接触式测量和非接触式测量两种。接触式测量主要是通过各种测量仪器对牙颌模型进行直接接触测量，又分为手工接触测量和针触机械测量。其中手工测量是一种传统的测量方法，目前仍然被广泛使用，主要工具为：直尺、分规、游标卡尺和万能角度尺，它是一种二维测量方法，有着耗资少，适用于临床个别模型测量的优点，但缺点是由于使用工具坚硬，因而必须灌制硬石膏，同时需要大量的空间储存模型，从而费时费力，精度不高。

而非接触式测量是经过光学仪器和计算机软件重建出牙颌模型三维图像，其细微结构清晰可辨，不仅可任意旋转或平移以供观察和测量模型表面的各个部位，还可完成任意点的三维坐标提取，空间任意两点距离、任意角度、弧长和曲面面积等项的测量分析，使手工测量无法涉及的指标成为可能，而且方便、直观。1931年美国Broadbent和德国Hofranth创立了X线头颅定位测量方法，X线正侧位片分析成为研究牙颌以及头颅模型的重要方法。随着计算机技术的发展，头影测量从最初的手工描点测量发展到目前对全自动化图像测量分析的探索，提高了精度和效率。而且，目前国内、国外已陆续有计算机头影测量分析方法和相应软件产生，例如WinCeph，OnyxCeph等数字化头影测量软件。

但是，需要注意的是，本发明并不均限于通过X线获得头影数据的方法。随着例如CT、核磁共振等成像技术的发展，可以获得更精确的头影数据。例如通过将锥形束断层扫描(CBCT)与数字计算机相结合，可获得牙齿及周围骨骼结构、软组织、肌肉、血管等的图像。在CBCT扫描期间，CBCT扫描仪绕患者头部旋转并可获得几百幅不同的CBCT图像，这些CBCT图像可以被称为CBCT影像。CBCT影像可以被传送到计算设备从而可产生三维解剖数据。然后可以用特殊的软件对三维解剖数据进行操作和可视化处理，以便进行CBCT影像的头影测量分析。

以下，将以通过X射线获得头影数据的过程为例，进行说明。如图2A-2B所示，首先，通过X射线摄像技术，在头颅定位仪的严格定位下，获取如图2A所示的头颅侧位头影像，并将其输入到计算机中，从而得到头部结构的原始数据集。

然后，例如，在获取数字的头颅侧位头影像后，可利用数字化头影测量软件，例如WinCeph软件(如图2B所示的根据X线头影像得到头影线条)得到如图2C中的头影图。需要注意的是，虽然本申请中将以数字化软件的方式为例来介绍本发明，但是本发明并不排除手工接触式测量或手工描绘头影图的方式。

医学上，各学者提出了不同的头影测量方法以及相应的头影测量标志点、标志平面以及标志角。例如，常用的头影测量的标志点包括：颅部标志点(例如包括蝶鞍点(S.sella)和耳点(P.porion)等)、上颌标志点(例如包括上齿槽缘点(SPr.superior prosthion)和上中切牙点(UI.upper incisor)等)、下颌标志点(例如包括髁顶点(Co.condylion)和下切牙点(Li.lower incisor)等)、软组织侧面标志点(例如包括眼点(E.eye)、软组织鼻根点(NS nasion of soft tissue)和唇缘点(vermilionborders)等)。

并且，常用的标志平面包括基准平面和测量平面，其中基准平面是在头影测量中作为相对稳定的平面。目前最常用的基准平面为前颅底平面(SN)、眼耳平面(FH)和审美平面(EP)。而测量平面则包括腭平面(ANS-PNS)，全颅底平面(Ba-N)，合平面(OP)以及下颌平面(MP)等。由此，基准平面与各测量标志点及其他测量平面间构成角度、线距、比例等8个测量项目。

例如，如图2D所示，1代表前颅底平面；2代表眼耳平面；3代表牙合平面；4代表下颌平面；5代表审美平面。

进一步，可以确定头影角度。常用的头影测量角度包括：SNA角(由蝶鞍中心、鼻根点及上齿槽座点所构成的角)、NP-FH(也称为面角，即面平面NP与眼耳平面FH相交之后下角)、SN-MP(前颅底平面与下颌平面的交角)、MP-FH(也称为下颌平面角，其是由下颌平面(MP)与眼耳平面(FH)的交角)、1〖TXX-〗-SN角(上中切牙长轴与SN平面相交的下内角)、1〖TX-〗-MP角(下中切牙长轴与下颌平面相交之上内角)和FMA(眼耳平面与下颌平面的交角)等等。

而头影测量的常用线距包括：ANS-Me(下前面高)；S-Go(后面高)；N-Me(前面高)，而常用比例包括S-Go/N-Me(后-前面高比)、ANS-Me/N-Me(下-前面高比)等。

需要注意的是，上述每一测量项目都有其特定的意义，说明相应结构的特征或生长变化趋势。但是，孤立地评价一项指标常会导致错误的结论。因为头颅是牙颌、颅面各部分结构组成的复合体。其正常与否并不完全取决于某一指标：而取决于各部分间的配合，因此需要综合考虑。而牙颌畸形正是由于牙颌、颅面各部间的不调所致。

因此本发明所提出的通过测量各项头影参数，并且主要利用头影参数，并结合其他参数来设计矫治后的牙列位置的方法，从而能够将牙根与牙槽骨的角度/位置关系，口腔软硬组织健康以及关节健康这样的生物整体性结构问题以及颜面美学问题综合考虑，以设计出符合临场医学和美学的牙列目标位置。

进一步，在步骤S120中，利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。并且，进一步，在步骤S130中，根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，确定代表所述原始牙列的目标位置的代表目标牙列布局的目标数据集。

这里，首先，本发明提出了一个“关键牙”的概念，“关键牙”是指牙列中包括的某一颗或几颗牙，其对于确定整个牙列的位置起着重要的作用。而对于原始牙列矫治后的目标位置的确定，包括垂直、横向以及前后向三维空间坐标上的目标位置确定。因此下文中将对于如何确定每一个方向的目标位置来具体介绍。

1、确定排牙垂直向定位

首先，根据本发明的一种具体实施方式，所述目标位置包括垂直向的目标位置，而为了确定整个牙列的垂直向的目标位置，选择以上颌第一磨牙作为关键牙。所以，在第一种具体实施方式中，在步骤S120中，需要利用所获得的参数集，确定代表上颌第一磨牙矫治后希望得到的垂直向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。

如上文所述，头影测量所获得的参数有很多，在本发明的一种具体实施方式中，选择以头影角度FMA和SN-MP，以及头影比例S-Go/N-Me为主要参数来确定上颌第一磨牙矫治后希望得到的垂直向目标位置。

图3示出了正常人的整个牙列的牙位图，其中对于每一颗牙齿均标记了具体的编号。但是，应当注意的是，有些患者或青少年的牙列并不包含如图3所示的所有牙齿，图3只是用于说明各颗牙齿的位置，并不用于限制本发明。

其中，上颌第一磨牙包括牙位编号为16或26的磨牙(即左侧或右侧上颌第一磨牙)。在这里，优选的是，左侧和右侧上颌第一磨牙的垂直位置调整为基本一致，然后根据左侧或右侧上颌第一磨牙的垂直向位置，来确定整个牙列的垂直向位置。但是，也可以只利用左侧上颌第一磨牙来确定整个牙列的垂直向位置，或利用右侧上颌第一磨牙来确定整个牙列的垂直向位置，本发明并不对此进行限制。

首先，FMA为眼耳平面与下颌平面的交角，如图4A所示。正常同人种的FMA角度基本很接近，例如，根据Tweed分析法可确定正常中国人的FMA的测量均值为31.3度(标准差为5.0度)。

而SN-MP为前颅底平面与下颌平面的交角，如图4B所示。同样，正常同人种的SN-MP角度基本很接近，例如正常中国人在替牙期的SN-MP的测量均值为35.8度(标准差为3.6度)，而恒牙期的SN-MP的测量均值为32.5度(标准差为5.2度)。

如果FMA和SN-MP角度高于平均范围的话，就为高角；而FMA和SN-MP角度低于平均范围的话，就为低角；另一方面，FMA和SN-MP角度落于平均范围的话，就为均角。

而头影比例S-Go/N-Me(后-前面高比)，如图4C所示，S-Go/N-Me(后-前面高比)正常比率为62％左右，其是一项重要指标，比率过大表明面部呈水平矢状方向生长，反之表明面部呈垂直方向生长。

因此，基于所测得的上述头影参数，并结合上述牙科统计数据可以确定上颌第一磨牙的垂直向位置。例如，如果通过患者的FMA和SN-MP角度，综合判断其属于高角或均角病例的话，则上颌第一磨牙不能设计伸长；而如果是低角病例的话，则上颌第一磨牙不能设计压入。同时，通过调整上颌第一磨牙的垂直位置，维持S-Go/N-Me的范围在正常比率左右。

应该注意的是：上述设计是针对上颌第一磨牙无病理性伸长的病例，如果上颌第一磨牙有病理性伸长的病例，以上颌第一前磨牙(即14或24牙位的牙齿)或上颌第二前磨牙(即15或25牙位的牙齿)的垂直高度代替，即，在这种情况下，决定垂直向高度的关键牙可以是上颌第一前磨牙或上颌第二前磨牙。

并且，还需要根据病例具体情况综合考虑，例如根据矫治手段及使用的工具所包含的矫治限度对矫治目标进行相应调整；原则是：矫治手段及工具支持牙移动的实现，则设计可向标准靠拢；不支持牙移动的实现，则以矫治手段及工具支持的限度为设计限度，尽可能向理想矫治目标靠拢，最低限度为保持原位。

一旦上颌第一磨牙的垂直向高度确定，则在步骤S130中，可以基于上颌第一磨牙的垂直向高度，确定当前的上下颌牙列矫治后希望得到的垂直向高度，即确定其余牙齿在垂直向的目标高度，即得到代表目标牙列布局的目标数据集。

其中，根据本发明的一种具体实施方式，其是以合平面(occlusal plane,OP，也称牙合平面)作为参考标志来确定上颌其他牙齿的垂直向高度。在口腔学中，合平面是一假想平面，其由牙齿的切缘和咬合面组成的平均平面，严格意义上并不能算是个平面，它代表的是这些面的二维均数。适宜的合平面是保证颌面部各器官、组织处于生理协调状态的因素之一。

合平面是由以下三点确定的：其中二点由上颌双侧第一磨牙(即16和26牙位的牙齿)确定，第三点由一颗位置相对正常的上颌中切牙(即11或21牙位的牙齿)确定(中切牙位置的确定需参考唇齿关系)，具体如下：

A、上颌双侧第一磨牙点的选择：便于识别的标志点-可选窝；近中/远中边缘嵴；近中/远中邻接点；牙尖；托槽定位点等。可根据不同的平面，选择不同的标志点。

B、上颌中切牙点的选择：便于识别的标志点-可选窝；近中/远中边缘嵴；近中/远中邻接点；切角；切端；托槽定位点等。可根据不同的平面，选择不同的标志点。

相应的，上颌其余牙齿垂直向高度的确定方法如下：如果以理想位置的上颌中切牙的近中切角到理想位置的双侧第一磨牙的近中颊尖顶所构成的假象平面作为合平面(也有采用双侧第二磨牙的近中舌尖或远中颊尖作为定位点的)，则上颌各牙与该平面的位置关系是：上颌中切牙、尖牙、前磨牙颊尖与该平面接触，依据不同的上颌合平面的定义，上颌第一磨牙的近中颊尖、近中舌尖或上颌第二磨牙颊尖与该平面接触；侧切牙与该平面不接触；磨牙的牙尖距离该平面的距离，从前向后依次增大。

而下颌的牙齿垂直向高度的确定方法如下：前牙(一般而言，上下3-3称为前牙)与上颌呈良好的覆合覆盖关系。其中覆合指牙尖交错合时，上颌牙盖过下颌牙唇(颊)面的垂直距离，对于前牙，指上切牙切缘与下切牙切缘之间的垂直距离，正常为2-4mm；覆盖指牙尖交错合时，上颌牙盖过下颌牙的水平距离，对于前牙，指上切牙切缘与下切牙切缘之间前后向的水平距离，正常约为2-4mm。而后牙(除了前牙的其他牙齿)的排列则与上颌的后牙呈最广泛接触的牙合关系。

并且，最后还需要根据病例具体情况调整：例如前牙垂直高度可参考病例微笑线等美学分析进行相应调整，以及参考矫治手段、使用的工具所包含的矫治限度进行相应调整；而后牙垂直高度根据矫治手段及使用的矫治手段及使用的工具所包含的矫治限度进行相应调整。

总体原则是：矫治手段及工具支持牙移动的实现，则设计可向标准靠拢；不支持牙移动的实现，则以工具支持的限度为设计限度，尽可能向理想矫治目标靠拢，最低限度为保持原位。

2、确定排牙横向定位：

并且，根据本发明的另一种具体实施方式，所述目标位置包括横向的目标位置，而为了确定整个牙列的横向的目标位置，选择以下颌尖牙(即33或43牙位的牙齿)及下颌第一磨牙(即36或46牙位的牙齿)作为关键牙，定位整个牙列的横向宽度。

所以，在第二种具体实施方式中，在步骤S120中，需要利用所获得的参数集，确定代表下颌尖牙及下颌第一磨牙矫治后希望得到的横向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。

和上述第一种具体实施方式相类似的，其中，下颌第一磨牙包括牙位编号为36或46的磨牙(即左侧或右侧下颌第一磨牙)，而下颌尖牙包括牙位编号为33或43的尖牙(即左侧或右侧下颌尖牙)。在这里，优选的是，左侧和右侧下颌第一磨牙的横向位置调整为基本对称，左侧和右侧下颌尖牙的横向位置也调整为基本对称，然后根据左侧或右侧下颌第一磨牙以及左侧或右侧下颌尖牙的横向位置，来确定整个牙列的横向位置。

总原则是参考基骨的宽度确定下颌尖牙及下颌第一磨牙的理想宽度位置。具体而言，可以通过以下三种方法中的任一种或几种方法的结合来确定下颌尖牙及下颌第一磨牙的理想宽度位置。

方法一：牙槽基骨CT矢状截面法。其相应规则为：由CT矢状截面图确定下颌尖牙及下颌第一磨牙牙长轴的根部位于牙槽基骨中央。因为CT图像是层面图像，有横截面、冠状截面和矢状截面的层面图像。在这里，利用CT矢状截面来确定当下颌尖牙及下颌第一磨牙的牙长轴的根部位于牙槽基骨中央时，为理想宽度位置。

方法二：WALA脊(WALA Ridge，其中WALA为人名缩写)Ridge。

如图5所示，WALA Ridge是WALA Point(即膜龈联合处的最突点)的连线，临床上指紧贴下颌膜龈联合稍上方的软组织带，基本在牙齿旋转中心水平面上，其代表基骨弓的范围。临床研究发现：FA点(每个牙齿的牙冠表面最突点)与WALA Ridge的距离代表了该牙齿和牙槽骨的相对关系。所以，通过参考WALA Ridge来确定牙齿的位置，可以使得牙根位于牙槽骨中间。

本发明提出：下颌尖牙的FA点距WALA Ridge的距离设置为0-1mm，优选为0.6mm；第一磨牙的FA点距WALA Ridge的距离设置为1-3mm，优选为2mm。

方法三：下颌尖牙及下颌第一磨牙的统计学宽度。其中统计学宽度：参考各文献报道的下颌尖牙及下颌第一磨牙间宽度的统计数字。

对于统计学宽度，可参考各文献报道的下颌尖牙及下颌第一磨牙间宽度的统计数字。例如，可以参考“江苏地区正常合的牙及牙弓测量研究，谷妍等，口腔医学，2010年3月，第30卷第3期”或“正常合青年牙冠、牙弓宽度和Bolton指数测量，郭奕等，天津医科大学学报，2004年，第2期”等等。

总之，可以根据以上三种方式中的任一种或者三种方式的综合考虑来决定下颌尖牙以及下颌第一磨牙的横向位置。

并且，需要根据病例具体情况调整。例如根据矫治手段及使用的工具所包含的矫治限度对矫治目标进行相应调整。其中，原则是：对于矫治前无明显错位的尖牙，尽量保持矫治前后尖牙宽度一致；对于矫治前错位明显的尖牙，如矫治手段及工具支持牙移动的实现，则设计可向标准靠拢；不支持牙移动的实现，则以矫治手段及工具支持的限度为设计限度，尽可能向理想矫治目标靠拢，最低限度为保持原位。

并且，一旦下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置确定，则在步骤S130中，可以基于下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置，确定当前的上下颌牙列矫治后希望得到的横向排列，即确定其余牙齿在横向的位置，即得到代表目标牙列布局的目标数据集。关于该步骤，将在下文中和前后向排牙方法一起进行描述。

3、确定排牙前后向定位

并且，根据本发明的一种具体实施方式，所述目标位置包括前后向的目标位置，而为了确定整个牙列的前后向的目标位置，选择以下颌中切牙(牙位编号为31或41)作为关键牙，来定位整个牙列的前后向深度。所以，在第三种具体实施方式中，在步骤S120中，需要利用所获得的参数集，确定代表下颌中切牙矫治后希望得到的前后向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。

其中，下颌中切牙包括牙位编号为31或41的下颌中切牙(即左侧或右侧下颌中切牙)。在这里，优选的是，左侧和右侧下颌中切牙的前后向位置调整为基本一致，然后根据左侧或右侧下颌中切牙的前后向位置，来确定整个牙列的前后向位置。但是，也可以只利用左侧下颌中切牙来确定整个牙列的前后向位置，或利用右侧下颌中切牙来确定整个牙列的前后向位置，本发明并不对此进行限制。

总原则是：参考头颅侧位片中的下颌中切牙与所在牙槽骨的角度/位置关系确定下颌中切牙的理想前后向位置及角度。

具体而言，可以通过以下三种方法中的任一种或几种方法的结合来确定下颌中切牙的理想宽度位置。

方法一：牙槽基骨CT矢状截面。

其相应规则为：由CT矢状截面图确定下颌中切牙长轴的根部位于基骨中央时，为理想位置。

方法二：WALA Ridge法。

本发明提出：下颌中切牙的FA点距WALA Ridge的距离设置为0-0.5mm，优选为0.1mm。

方法三：头影测量各种角度、线距。

例如，头影测量角度包括：IMPA，L1-NB，AP-L1，NP-L1，U1-L1等，而线距包括L1-NB(mm)，AP-L1，NP-L1等

例如，根据Tweed分析法可确定正常中国人的IMPA(下中切牙-下颌平面角)的测量均值为93.9度(标准差为6.2度)。

正常中国人在替牙期的U1-L1(上下中切牙长轴的夹角)的测量均值为122.0度(标准差为6.0度)，而恒牙期的U1-L1的测量均值为125.4度(标准差为7.9度)

例如，正常中国人的L1-NB的角度(下中切牙长轴与NB连线的夹角)和线距(下中切牙切缘与NB连线的垂直距离)的测量均值为27度和6mm，其中NB连线为鼻根点和下齿槽座点连线。

其中，优选的，还可以使用AP-L1(上中切牙凸距)，NP-L1(下中切牙凸距)线距参数。对于这两个参数，有两种测定方法：1)是分别从上、下中切牙切端到鼻根点至颏前点连线(面平面)的垂直距离，2)分别从上、下中切牙切端到上齿槽座点至颏前点连线(AP平面)的垂直距离。

因此，根据方法三，可基于所测得的上述头影参数，并结合上述牙科统计数据可以确定下颌中切牙的前后向位置。

总之，可以根据以上三种方式中的任一种或者三种方式的综合考虑来决定下颌中切牙的前后向位置。

最后，还包括：根据病例具体情况调整：下切牙位置及角度根据颜面美学下颌的凸缩程度及下颌与上颌的相对位置关系(I类/II类/III类)进行相应调整；以及根据矫治手段及使用的工具进行相应调整。原则是：矫治手段及工具支持牙移动的实现，则设计可向标准靠拢；不支持牙移动的实现，则以矫治手段及工具支持的限度为设计限度，尽可能向理想矫治目标靠拢，最低限度为保持原位。

并且，一旦下颌中切牙的前后向高度确定，在步骤S130中，余牙在前后向相应排列。并且，结合上述第二种具体实施方式，在步骤S130中，同时可以基于下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置，确定当前的上下颌牙列矫治后希望得到的横向排列，即确定其余牙齿在横向的位置，即得到代表目标牙列布局的目标数据集。

其中，参考标志为图6所示的咬合曲线(line of occlusion)。标准的咬合曲线为上下颌的牙齿咬合时，上、下颌的牙齿相接触的接触点所形成的连接线。为了确定除了上述关键牙之外其余牙齿的目标位置，需要基于若干关键牙来拟合一条目标咬合曲线，具体如下：

A、首先，确定下颌的咬合曲线：以下颌中切牙、下颌尖牙、下颌第一磨牙位置拟合出一条曲线；其中，下颌排列应满足下颌切牙切缘，尖牙牙尖，前磨牙及磨牙颊尖需位于这条咬合曲线上。并且，还要满足牙列内无间隙也无拥挤(或间隙、拥挤量满足设定要求)的要求。

最后，在各牙齿切缘或者牙尖满足位于咬合曲线上的条件后，对于每颗下颌牙齿的具***置，还需要满足以下要求：每颗牙的转矩、轴倾角度满足标准值(如图7B和图8B所示)，并且牙齿扭转角度较小。

B、在下颌的咬合曲线确定后，对于上颌牙齿的位置应满足：上牙弓使用下牙弓的镜像咬合曲线；上颌牙的排列应满足上颌切牙和尖牙覆合覆盖对应的舌侧咬合带位于这条咬合曲线上，前磨牙和磨牙的中央窝走形与咬合曲线一致；牙列内无间隙也无拥挤(或间隙、拥挤量满足设定要求)；

最后，在各牙齿切缘或者牙尖满足位于咬合曲线上的条件后，对于每颗上颌牙齿的具***置，还需要满足以下要求：每颗牙的转矩、轴倾角度满足标准值(如图7B和图8B所示)，并且牙齿扭转角度以与下颌牙齿覆合覆盖均匀、尖窝嵌合良好为准。

其中对于咬合关系而言，上下颌牙列与合平面的垂直向关系确定了上下颌垂直向的咬合关系；上下颌牙列与牙弓曲线的位置关系确定了上下颌的前后向、横向的咬合关系。

以下，将简单介绍牙齿的转矩、轴倾以及扭转角度等概念。

牙齿转矩：牙齿临床冠切线与咬合平面垂线所组成的角称为转矩。图7A示出了牙齿转矩值的示意图。其中，如图所示，A代表临床冠切线龈端在合平面垂线的后方为正值，反之B中的牙齿转矩为负值。

对于每一颗牙齿，牙齿转矩均有一个可参考的正常值或正常范围值。例如：图7B示出了上下颌某些牙齿的牙齿转矩的正常值示例(其中图7B中所包含的数值的单位为度)。因此，可以按照参考值将牙齿转矩设置在正常范围内，以确定每颗牙齿的具***置。

牙齿轴倾度：牙齿临床冠长轴与合平面垂线所组成的角为轴倾角。临床冠长轴的龈端向远中倾斜时轴倾度为正值，向近中倾斜时轴倾度为负值。正常合的轴倾度大都为正值。

图8A示出了牙齿轴倾度值的示意图。其中，如图所示，A中的牙齿轴倾度代表正值，反之B中的牙齿轴倾度为负值。

对于每一颗牙齿，牙齿轴倾度均有一个可参考的正常值或正常范围值。例如：图8B示出了上下颌某些牙齿的牙齿轴倾度的正常值示例(其中图8B中所包含的数值的单位为度)。因此，可以按照参考值将牙齿轴倾度设置在正常范围内，以确定每颗牙齿的具***置。

牙齿扭转度：一般而言，指牙齿临床牙弓切线与牙轴所组成的角为扭转角。牙齿严重扭转的话，即影响美观也不利于咀嚼功能，所以一般而言牙齿扭转角应该较小为宜。

并且，根据病例具体情况调整：根据矫治手段及使用的工具所包含的矫治限度对矫治目标进行相应调整；原则是：矫治手段及工具支持牙移动的实现，则设计可向标准靠拢；不支持牙移动的实现，则以矫治手段及工具支持的限度为设计限度，尽可能向理想矫治目标靠拢，最低限度为保持原位。

4、并且，需要注意的是，虽然在上文的描述中，分别介绍了如何确定牙列的垂直向、横向以及前后向的实施方式，但是本发明还包括将这三种实施方式相结合来确定牙列的三个维度上的位置的第四种实施方式。

在第四种实施方式中，在步骤S120中，需要利用所获得的参数集，确定代表上颌第一磨牙矫治后希望得到的垂直向目标位置，下颌尖牙及下颌第一磨牙矫治后希望得到的横向目标位置，以及下颌中切牙矫治后希望得到的前后向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。

并且，在步骤S130中，可以基于上颌第一磨牙的垂直向高度，下颌尖牙及下颌第一磨牙矫治后希望得到的横向目标位置，以及下颌中切牙矫治后希望得到的前后向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，确定代表当前的上下颌牙列矫治后希望得到的垂直向、横向以及前后向位置的代表目标牙列布局的目标数据集。

5、进一步，本发明还包括将这三种分别确定垂直向、横向或前后向位置的实施方式中的任两种相结合来确定牙列的两个维度上的位置的第五、第六和第7种实施方式。

例如，在第五种实施方式中，在步骤S120中，需要利用所获得的参数集，确定代表上颌第一磨牙矫治后希望得到的垂直向目标位置，以及下颌中切牙矫治后希望得到的前后向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集。

并且，在步骤S130中，可以基于上颌第一磨牙的垂直向高度，以及下颌中切牙矫治后希望得到的前后向目标位置的代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，确定代表当前的上下颌牙列矫治后希望得到的垂直向以及前后向位置的代表目标牙列布局的目标数据集。

第六和第七种实施方式也类似，在此不再重复。

另外，在确定整个牙列位置时，优选的，还应该考虑关节的位置。如图9A所示，髁突位于下颌骨的终端，其决定了下颌骨的位置。所以，在确定牙列位置时应该考虑满足以下要求：当上下颌牙齿在最大尖窝接触关系位时，下颌髁突应位于关节窝的正确位置。

具体而言，髁突位于关节窝的最上、最前位(也有学者称其位于关节窝的最上、最后位)的位置，正对关节结节后斜面；并且髁突位置的解剖学研究得出：例如，近中嵴应位于关节窝顶点，为关节窝的最上位，前后向处于中间位置，水平向位于正中位置。并且，调整下颌骨的位置，使得关节间隙的测量数据满足标准值(如图9B所示)，或近似于标准值。

最后，美学是牙齿矫治的重要的参考指标，也是决定牙齿位置的重要因素。因此，在根据上述规则基本确定牙齿的位置后，可根据唇面部美学可对中切牙、尖牙、第一磨牙在垂直向、横向、前后向进行适当的调整。

并且，本申请还提供了一种用于实现上述方法的***。图10是根据一示例性实施例示出的一种本申请的***200。***200可以是任何形式的数字平台，包括台式计算机、笔记本、便携式掌上电脑、数字平台、计算机集群、网络工作站等。

如图10所示的***200包括：通过总线250内部连接的一个或多个输入组件210；一个或多个输出组件220；一个或多个中央处理器(CPU)230；以及一个或多个存储组件240，所述存储组件240在其中存储一个或多个计算机程序244、一个或多个操作***246、以及可选的一个或多个数据库248。

其中，输入组件210使得可以向***200提供数据输入。常用的输入组件210包括数据输入接口、网络传输接口，或者其它类型的输入部件。在本申请中，输入组件210用于获取代表原始牙列布局的原始数据集和代表头部结构的参数集，即接收例如利用口内扫描仪或者基于患者牙齿印模或者部分印模的CT扫描仪采集的初始位置处的患者牙齿的电子图像，和X线头影原始数据或者经特定头影软件处理后的数据。

并且，输出组件220用于向用户提供计算结果，常见的输出组件220包括用户图形界面(GUI)、三维显示界面、输出数据接口、网络传输接口，或者其它类型的输出部件等。例如，所述计算机***被编程为提供图形用户界面(GUI)以及三维显示界面，以便于用户通过计算机***进行参数的设置，并且确定最佳目标牙列位置。

中央处理器(CPU)230通常控制***280的整体操作，诸如与显示、数据处理、数据存储、数据通信以及记录操作相关联的操作等。中央处理器(CPU)230可以包括一个或多个处理器来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，中央处理器(CPU)230可以包括一个或多个模块，便于处理中央处理器(CPU)230和其他组件之间的交互。例如，中央处理器(CPU)230可以包括输入/输出模块，以方便输入组件210、输出组件220和中央处理器(CPU)230之间的交互。

存储器240可以由任何类型的随机存取存储设备RAM 241或只读存储设备ROM 242或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。存储器240可以被配置为存储各种类型的数据以支持在***200的操作。这些数据的示例包括用于在***200上操作的任何操作***246、计算机程序244、数据库248等。其中可以在所述***200中执行所述计算机程序244，计算机程序244通过指令指导中央处理器230的相应模块执行本申请中所述的方法。并且，在本发明中，存储器240还被配置于存储代表原始牙列布局的原始数据集和代表头部结构的参数集。

其中，如图1所示的方法可以用例如计算机软件、硬件或者其组合来在计算机可读介质中实现。对于硬件实现而言，这里所述的实施例可以通过专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行这里所述功能的其它电子单元或者其选择性组合内的一个或多个来实现。

对于软件实现而言，这里所述的实施例可以用单独的软件模块，诸如过程模块和功能模块来实现，其每一个都执行一个或多个这里所述的功能和操作。软件代码可以用任何适当的编程语言编写的软件应用来实现，并且可以存储在专用的计算机***的存储器或者其他计算机可读介质中，并且由计算机***的处理器来执行，也可以安装在具备数据存储和处理功能的其他电子设备中，如平板电脑、服务器等。

因此，***200可以被配置于实现本申请所记载和包含的方法的任一步骤以及任一步骤的组合，在此不再重复。

并且，为了简洁起见，在此没有详细描述传统的数据联网、应用开发以及该***(该***内的单独操作部件中的各部件)的其它功能方面。此外，所附各图中所示的连接线意在表示典型功能关系和/或者各单元之间的物理连接。应该注意，在实际***中可以存在许多变换和/或者附加功能关系或者物理连接。

进一步，本技术领域内的技术人员明白，用户使用的任何计算装置不但可以包括通常与计算机相关的各种传统支持软件和驱动器，而且可以包括操作***(例如，Windows、OS2、UNIX、Linux、Solaris、MacOS等)。本技术领域内的普通技术人员明白，每种计算装置都可以具体化为定制的现有***、附加产品(add-on product)、升级软件、独立***、分布式***、方法、数据处理***、用于数据处理的装置和/或者计算机程序产品。因此，在此存储的任何程序都可以采用完全软件实施例的形式、完全硬件实施例的形式、或者软件和硬件两方面组合的实施例的形式。此外，任何程序都可以采用具有嵌入该存储介质中的计算机可读程序代码装置(computer-readable program code means)的、计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。可以采用任何适当计算机可读存储介质，包括：硬盘、CD-ROM、光学存储装置、磁存储装置，等等。

尽管在此公开了本发明的各个方面和实施例，但其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本发明的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

同样，各个图表可以示出所公开的方法和***的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和***中的特征和功能。要求保护的发明并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。

除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。

Claims (30)

1.一种用于确定目标牙列布局的方法，其包括以下步骤：

接收代表原始牙列布局的原始数据集，所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集；

获取代表头部结构的参数集；

利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集；以及

根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，产生代表目标牙列布局的目标数据集。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始数据集包括代表上颌原始牙列布局和下颌原始牙列布局中的至少一个的数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述代表头部结构的参数集包括：头影参数测量数据集、牙科图像测量数据集、以及牙科参数标准值集的至少一个。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一颗关键牙包括上颌第一磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一磨牙的垂直向目标位置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述上颌第一磨牙呈病理性伸长时，所述至少一颗关键牙包括上颌第一前磨牙或上颌第二前磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一前磨牙或上颌第二前磨牙的垂直向目标位置。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述代表头部结构的参数集包括头影参数测量数据集和相应头影参数的标准值集，所述方法进一步包括：通过比较所述头影参数的测量数据和相应头影参数的标准值，确定所述上颌第一磨牙的垂直向目标位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述头影参数包括眼耳平面与下颌平面的交角(FMA)、前颅底平面与下颌平面的交角(SN-MP)以及后-前面高比(S-Go/N-Me)中的至少一个。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标数据集包括代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述上颌第一磨牙的垂直向目标位置的数据，利用由上颌第一磨牙和上颌中切牙所组成的合平面，确定所述代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述目标数据集进一步包括代表下颌牙列的垂直向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述代表上颌牙列的垂直向目标位置的数据，利用上颌牙齿与对应下颌牙齿的覆合覆盖或牙合关系，确定所述代表下颌牙列的垂直向目标位置的数据。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一颗关键牙包括下颌尖牙和下颌第一磨牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述代表头部结构的参数集包括所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集，所述方法进一步包括：基于所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集，确定所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量数据集和基准数据集包括以下数据集中的任一组：根据牙槽基骨CT图像确定的代表所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置和牙槽基骨位置的关系的数据集、代表下颌牙列的WALA脊与下颌尖牙和下颌第一磨牙的FA点的位置关系的数据集、和代表下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向位置测量值的数据集和标准值集。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述目标数据集包括代表下颌牙列的横向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置的数据，利用由下颌尖牙和下颌第一磨牙和下颌中切牙所拟合的下颌咬合曲线，确定所述代表下颌牙列的横向目标位置的数据。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述目标数据集进一步包括代表上颌牙列的横向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述下颌咬合曲线得到镜像的上颌咬合曲线，确定所述代表上颌牙列的横向目标位置的数据。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一颗关键牙包括下颌中切牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括下颌中切牙的前后向目标位置。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述代表头部结构的参数集包括所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集，所述方法进一步包括：基于所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集，确定所述下颌中切牙的前后向目标位置。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述下颌中切牙的前后向位置测量数据集和基准数据集包括以下数据集中的任一组：根据牙槽基骨CT图像确定的代表所述下颌中切牙的前后向位置和牙槽基骨位置的关系的数据集、代表下颌牙列的WALA脊与下颌中切牙的FA点的位置关系的数据集、和头影参数测量数据集和相应头影参数的标准值集。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述头影参数包括下中切牙-下颌平面角(IMPA)、上下中切牙长轴的夹角(U1-L1)、下中切牙长轴与NB连线的夹角(L1-NB角)、下中切牙切缘与NB连线的垂直距离(L1-NB线距)、上中切牙凸距(AP-L1)以及下中切牙凸距(NP-L1)的至少一个，其中NB连线为鼻根点和下齿槽座点连线。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述目标数据集包括代表下颌牙列的前后向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据代表所述下颌中切牙的前后向目标位置的数据，利用由下颌尖牙和下颌第一磨牙和下颌中切牙所拟合的下颌咬合曲线，确定所述代表下颌牙列的前后向目标位置的数据。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述目标数据集进一步包括代表上颌牙列的前后向目标位置的数据，所述方法进一步包括：根据所述下颌咬合曲线得到镜像的上颌咬合曲线，确定所述代表上颌牙列的前后向目标位置的数据。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一颗关键牙包括上颌第一磨牙、下颌尖牙和下颌第一磨牙、以及下颌中切牙，并且所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集包括上颌第一磨牙的垂直向目标位置、下颌尖牙和下颌第一磨牙的横向目标位置，以及下颌中切牙的前后向目标位置，而所述目标数据集包括代表上颌牙列和下颌牙列的垂直向、横向以及前后向目标位置的数据。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

利用所述下颌尖牙、下颌第一磨牙和下颌中切牙，拟合得到下颌咬合曲线；

根据所述下颌咬合曲线，确定所述上颌牙列的每颗牙齿的前后向以及横向目标位置；

基于所述下颌咬合曲线，产生镜像的上颌咬合曲线；以及

确定所述上颌牙列的每颗牙齿的前后向以及横向目标位置。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调整下颌牙列的每颗牙齿的目标位置，使得所述下颌牙列的每颗牙齿的转矩、轴倾角度需等于或基本等于标准值，并且每颗牙齿的扭转角度不大于特定阈值。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调整上颌牙列的每颗牙齿的目标位置，使得所述上颌牙列的每颗牙齿的转矩、轴倾角度需等于或基本等于标准值，并且每颗牙齿的扭转角度以与相应的下颌牙齿覆合覆盖均匀、尖窝嵌合良好为准。

25.如权利要求1至24中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据关节参数对上下颌牙列的位置进行整体移动，以得到反映关节参数的目标数据集。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述整体移动包括：调整所述上下颌牙列的垂直向、横向以及前后向目标位置，使得当上下颌牙列在最大尖窝接触关系位时，下颌髁状突在关节窝的位置的测量数据等于或近似于标准值。

27.如权利要求1至26中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于唇面部美学指标，对上下颌的中切牙、尖牙以及第一磨牙进行调整，以得到反映美学指标的目标数据集。

28.如权利要求1至27中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据矫治手段及矫治工具所对应的矫治限度，对所述目标数据集进行调整。

29.如权利要求1至28中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法是通过计算机实现的。

30.一种用于确定目标牙列布局的***，其包括：

输入单元，其用于接收代表原始牙列布局的原始数据集和获取代表头部结构的参数集，所述原始数据集包括代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集；

控制器，其用于利用所述参数集，基于代表至少一颗关键牙的原始位置的数据集，确定代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集；以及根据所述代表至少一颗关键牙的目标位置的数据集，产生代表目标牙列布局的目标数据集。