CN111295153A - 具有选择性牙合负荷和受控牙尖交错的牙科器具 - Google Patents

Abstract

提供了用于产生受控的牙齿移动力的方法和设备。正畸器具包括一个或多个牙合面特征，该一个或多个牙合面特征修改在牙尖交错期间在相对牙齿之间的咬合力，以帮助牙齿重新对齐。拦截咬合力可以被施加在相对牙弓上的器具壳体之间，或被施加在器具壳体和相对牙齿之间。这些修改的咬合力可以被用于提供或增加牙齿移动力，并且牙齿移动力可产生力矩以推动牙齿的旋转移动。本文还描述了具有与牙科器具内的牙合内表面轮廓不同的牙合外表面轮廓的正畸器具，并且该正畸器具可被配置为选择性地牙尖交错。

Description

具有选择性牙合负荷和受控牙尖交错的牙科器具

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2017年10月31日提交的、标题为“SELECTIVE OCCLUSAL LOADINGFOR ORTHODONTIC TREATMENT(正畸治疗的选择性牙合负荷)”的申请号为62/579,519的美国临时专利申请的优先权。

通过引用并入

本说明书中提到的所有出版物和专利申请通过全部引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被具体和单独地指出为通过引用而并入。

背景技术

在至少某些方面，用于移动牙齿的现有方法和设备可能不理想。尽管透明的壳体器具在移动牙齿方面可以是有效的，但可以施加的牙齿移动力的量是有限的。例如，透明壳体器具施加的牙齿移动力的量可能取决于器具壳体的弹性以及牙齿移动腔相对于患者牙齿的位移量。制造透明壳体器具以施加较大的牙齿移动力可能是不切实际的，因为所需的牙齿容纳腔的位置可能会涉及相对于患者牙齿的位置的位移，从而在某些情况下佩戴器具可能会变得有些困难或不舒服。虽然使用不同的材料用于壳体器具可以在某种程度上减小这种影响，但向牙齿施加力的能力可能有些受限。为了增强透明壳体器具施加的牙齿移动力，利用患者口腔内的附加力可能会有所帮助。

可能比现有方法和设备理想地利用的力要小的患者口腔中的附加力的一种来源是咬合力。在至少某些情况下，与正畸器具(例如透明壳体器具)所施加的咬合力相比，健康人的咬合力可能较强。解决咬合力的现有方法表明，至少在某些情况下，不能有效地利用咬合力进行牙齿的正畸调整。例如，现有操作表明，在咬合表面之间的牙齿负荷会在相对牙齿上产生不期望的负荷。现有方法还不能理想地解决牙齿上的负荷与牙冠-牙冠咬合接触之间的复杂关系。一些作者指出了控制牙齿负荷的困难之处，例如Thomas Katona在“Anengineering analysis of dental occlusion principles(牙科牙合原理的工程分析)”中所述。现有的方法和设备尚未完全解决牙合力，牙合力会降低正畸器具控制牙齿移动的能力，在某些情况下会使得这种器具不太有效。

具有不同骨骼结构的患者表现出不同水平的咬合力。通常，具有短头颅骨骼结构(颌的宽度大且具有平坦的下颌平面角)的患者通常具有很高的咬合力。对于这些患者，要实现传统正畸治疗可能比那些具有长头颅骨骼结构(脸窄长且下颌平面角较大)的患者更难。这可能与将力施加到颌的移动方向和铰链轴的颌肌肉的朝向有关，这至少在某些情况下会阻止正畸治疗所需的牙齿移动。

牙合力是相对牙弓中牙齿的咬合表面之间的接触以及颌闭合(咬合)时面部肌肉组织施加的力的结果。至少在某些情况下，现有的壳体器具实质上没有充分地控制这种力。使用固定器具(连结至牙齿的支架和与支架啮合的金属丝以施加力)的正畸治疗也可能无法控制这些接触(例如，相对牙齿的牙面(facet)之间的接触)的发生，并且力的大小和方向至少在某些情况下可能是不受控制的变量。在典型的壳体器具中，可以形成牙合面以模仿牙齿的牙合面的形状，在使这些牙合面偏移的同时添加一薄层的材料，这也可能导致咬合力的大小和方向没有得到理想控制。

另外，许多壳体对齐器不能调整或应对与相对颌的牙合面的牙尖交错(intercuspation)。因此，患者可能会体验不适的牙尖交错，特别是在对齐的早期阶段。

鉴于上述，需要改进的方法和设备以克服现有技术的至少一些前述限制。理想地，这些改进的方法和设备将以可控方式利用牙合力来提供并增强施加到牙齿的牙齿移动力。

发明内容

提供了用于改进的正畸治疗的方法和设备，该方法和设备可以利用咬合力来产生牙齿移动，例如利用透明的聚合物壳体器具。在一些实施例中，壳体器具上的结构通过放置在患者牙齿上的器具来修改患者牙齿的牙合面。可以基于患者咬合时提供的咬合力，识别并选择患者牙齿的各个牙面以进行修改。可以将器具构造成在器具上的一个位置处具有特征，该特征的尺寸和形状为在患者咬合时向牙齿提供有益的力。具有有利牙合力的牙面可以使相应的壳体表面局部增大，并且较大的突出量可以为这些牙面增加施加的咬合力。具有不利牙合力的牙面可具有被配置为减少这些不利力的相应壳体表面，并可被配置为将力从牙面转移到更广的区域上。尽管这可以通过许多方式实现，但是在某些实施例中，器具包括气泡结构，该气泡结构减小对于该牙面的局部力。例如，气泡结构可以包括壳体的一部分，其成形为在壳体的内表面和患者牙齿的部分之间提供间隙，从而减小施加到患者牙齿的这些部分的牙合力。这些表面修改可被用于使咬合力改变方向，以沿着期望的移动方向提供力，以便沿着从利用多个器具计划的治疗的初始位置到最终位置的轨迹更有效地推动牙齿。所述力可以可选地与其他正畸力结合以增加用于器具(诸如计划治疗的多个器具中的一个器具)的总的可用的牙齿移动力。随着治疗的进行，可以调整多个器具中的特征的尺寸、形状和位置，以便适当地调整施加到牙齿的牙合力的量。

因此，本文所述的任何设备(例如，装置或***，包括牙科/正畸装置或***，例如牙科/正畸对齐器)可以被配置为选择性地与患者牙齿牙尖交错，该牙齿在与佩戴有对齐器的颌相对的颌(例如，牙弓)上，或者与佩戴在患者的相对颌的牙齿上的第二对齐器牙尖交错。

在一些变型中，选择性牙尖交错可以被配置为最大地牙尖交错。在一些变型中，当佩戴设备的患者咬合并牙尖交错时，选择性牙尖交错可以施加力(在本文中称为咬合力)；咬合力通常被配置为补充、修改、放大、调整等施加以重新定位患者一颗或多颗牙齿的力。通过这种方式，通过调整患者的牙尖交错，选择性牙尖交错可以利用咬合的力来增强患者牙齿的对齐；如果没有本文所述的设备和方法，则咬合力可能反而可能阻碍患者牙齿的对齐，并且/或者会导致不希望的力，该不希望的力可能以不希望的方式移动患者牙齿或阻碍患者牙齿的移动。

例如，本文描述了用于佩戴在患者牙齿上的诸如牙科对齐器装置(其可以被称为正畸装置，正畸对齐器或简称为对齐器)的设备，该装置包括：具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中壳主体包括内牙齿容纳区域，内牙齿容纳区域被配置为当壳主体被佩戴在患者牙齿上时配合在患者牙齿上并施加力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，内牙齿容纳区域包括：牙合内表面轮廓，其在内牙齿容纳区域中，牙合内表面具有腔室排列，该腔室排列被配置为与对应于患者牙齿的牙合面的第一尖端排列相符；以及牙合外表面轮廓，其与牙合内表面轮廓相对，该牙合外表面轮廓形成第二尖端排列，其中，当牙合内表面被佩戴在第一尖端排列上时，牙合外表面轮廓的第二尖端排列不与第一尖端排列对齐，使得当佩戴牙科对齐器装置时患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

本文所述的壳体对齐器可以配合在患者牙齿上，从而可以向并针对患者的一颗或多颗牙齿施加力，以将一颗或多颗牙齿朝向预定构造移动(平移、旋转等)。另外，壳体对齐器可以包括在壳体对齐器的内表面与牙齿之间的空间(例如，间隙)以引导牙齿移动，提供用于移动的低阻力路径。因此，本文所述的设备(例如，壳体对齐器)可以被配置为施加力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

咬合力可被配置为在与当对齐器被佩戴在牙齿上时(例如，没有牙尖交错/咬合)时由对齐器施加的力的相同或互补的方向上施加力。例如，咬合力可朝向为沿着一个矢量推动患者的一颗或多颗牙齿，该矢量具有在垂直于第二牙齿的冠顶轴的平面中的矢量分量，其中第二牙齿与患者的一颗或多颗牙齿相对，并且位于与患者口腔中的患者的一颗或多颗牙齿的牙弓相对的牙弓上。

根据权利要求1所述的牙科对齐器，其中，牙合外表面被配置为选择性地与相对颌(或佩戴在相对牙弓/颌上的第二对齐器)牙尖交错。例如，在一些变型中，牙科对齐器可以被配置为与患者的相对颌的牙合面(例如相对颌上的牙齿或佩戴在相对颌上的第二牙科对齐器)最大地牙尖交错。可选地或附加地，在一些变型中，牙科对齐器可以被配置为选择性地进行牙尖交错，使得牙合外表面被配置为与患者的相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。

如所述，患者相对颌的牙合面可以是被配置为佩戴在患者的相对颌的牙齿上的牙科器具，或者可以是患者的(没有佩戴对齐器的)相对颌的牙齿。

在一些变型中，牙合外表面轮廓的第二尖端排列可以对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。如下面将更详细地描述的，这可以让患者感觉到和/或找到牙齿的最终牙尖交错位置。

在一些变型中，牙合外表面轮廓的一个或多个区域在牙合平面中相对于牙合内表面轮廓横向偏移。

本文描述的任何装置可以包括牙合面特征，其沿着远离内牙齿容纳区域的方向从牙合外表面突出，其中牙合面特征被安置成施加咬合力。因此，一般而言，各个牙齿的牙合外表面可能与患者牙齿的牙合外表面不同，但可能包括附加突起和/或间隙以施加力(咬合力)。

本文所述的任何牙科对齐器和/或方法可被配置为以使得当佩戴牙科对齐器装置时患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将患者的一颗或多颗牙齿移动至预定构造以维持上颌和下颌之间的关系(例如，以增加患者上颌和下颌的尖端之间的接触)。

可选地或附加地，本文中描述的任何装置和方法可被配置为使得当佩戴牙科对齐器装置时患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造以修改颞颌关节(temporomandibular joint，TMJ)的髁负荷。例如，这些方法中的任何一种可以被配置为减少髁负荷；可选地，在一些变型中，该方法可以被配置为增加髁负荷。

本文还描述了使用正畸/牙科设备(包括具有选择性牙尖交错的正畸/牙科设备)来移动(例如，对齐和/或重新对齐)患者牙齿的方法。例如，本文描述了使用一个或多个牙科对齐器来对齐患者牙齿的方法，其中每个牙科对齐器包括具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中，壳主体包括内牙齿容纳区域。这些方法可以包括：当壳主体被佩戴在患者牙齿上以使患者牙齿被容纳在具有牙合内表面轮廓的壳主体的内牙齿容纳区域中时，施加第一力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，牙合内表面轮廓被配置为配合与患者牙齿的牙合面相对应的第一尖端排列；当患者在壳主体上咬合以相对于与牙合内表面轮廓相对的咬合外表面轮廓牙尖交错时，施加咬合力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，其中，当牙合内表面被佩戴在第一尖牙排列上时，牙合外表面轮廓形成不与第一尖端排列对齐的第二尖端排列。

施加咬合力可以包括：施加朝向为沿着一个矢量推动患者的一颗或多颗牙齿的咬合力，该矢量具有在垂直于第二牙齿的冠顶轴的平面中的矢量分量，其中第二牙齿与患者的该一颗或多颗牙齿相对，并且位于与患者口腔中的患者的该一颗或多颗牙齿的牙弓相对的牙弓上。在一些变型中，施加第一力包括使用接合到患者牙齿的一个或多个附件将壳主体附接到患者牙齿。施加咬合力可以包括相对于第二壳体对齐器牙尖交错，该第二壳体对齐器佩戴与佩戴有壳主体的牙弓相对的牙弓上。

在一些变型中，施加咬合力包括相对于在与佩戴有壳主体的牙弓相对的牙弓上的第二组患者牙齿牙尖交错。施加咬合力可以包括相对于牙合外表面轮廓上的突起牙尖交错。在一些变型中，施加咬合力包括与患者相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。

本文还描述了具有可以调整或不调整咬合力的选择性牙尖交错的方法和设备。例如，本文描述了用于作为对齐患者牙齿的治疗计划的一部分而被佩戴在患者牙齿上的牙科对齐器***，该***包括：多个牙科对齐器，其被配置为按照治疗计划所限定的序列被佩戴；其中每个牙科对齐器包括壳主体，该壳主体具有内牙齿容纳区域，该内牙齿容纳区域被配置为配合在患者牙齿上，并且当被佩戴时施加力以移动患者的一颗或多颗牙齿，其中，内牙齿容纳区域包括牙合内表面轮廓，并且其中，每个牙科对齐器还包括与牙合内表面轮廓相对的牙合外表面轮廓；其中，多个牙科对齐器中的所有牙科对齐器具有不同的牙合内表面轮廓，但是多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器具有相同的牙合外表面轮廓。

多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器可以具有相同的牙合外表面轮廓，该牙合外表面轮廓被配置为使牙合外表面与患者相对颌的牙合面最大地牙尖交错。多个牙科对齐器中的具有相同的牙合外表面轮廓的两个或更多个牙科对齐器可以被配置为使牙合外表面与患者相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。在一些变型中，多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器可具有相同的牙合外表面轮廓，该牙合外表面轮廓对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器可包括在牙合平面中相对于牙合内表面轮廓横向偏移的牙合外表面轮廓的一个或多个区域。

多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器可以还包括沿着远离内牙齿容纳区域的方向从牙合外表面突出的牙合面特征，其中牙合面特征被安置成向由内牙齿容纳区域容纳的第一牙齿以及向第二牙齿施加咬合力，其中第二牙齿与患者的该一颗或多颗牙齿相对，并且位于与患者口腔中的患者的该一颗或多颗牙齿的牙弓相对的牙弓上。

用于向患者的牙齿施加牙齿移动力的器具可包括：第一壳体，其具有多个成形为容纳患者牙齿的牙齿容纳腔；以及第一牙合面特征，其被布置在多个牙齿容纳腔的第一牙齿容纳腔的牙合面上，并且沿着远离第一牙齿容纳腔的方向从牙合面突出，其中所述第一牙合面特征被安置以向第一牙齿容纳腔所容纳的第一牙齿和与患者口腔中的第一牙齿容纳腔相对的第二牙齿施加力。

第一牙合面特征可被安置为当患者在佩戴器具时进行咬合时施加力。

通常，被配置为当被依次佩戴时将患者的牙齿从初始排列移动到目标排列的多个器具可以包括如上所述的任何器具。第一器具可被配置为容纳处于初始排列的患者的牙齿。多个器具中的第二器具可以包括第二壳体，该第二壳体被配置为在患者的牙齿处于初始排列之后的中间排列时至少容纳第一牙齿，所述第二壳体可以包括第二牙合面特征，其被安置为向第一牙齿和第二牙齿施加第二力，所述第二力在以下至少一个方面与第一力不同：大小、方向、在第一牙齿上的位置或在第二牙齿上的位置。第二牙合面特征可以在形状上不同于第一牙合面特征。第一牙合面特征可以位于与第一牙齿的牙面相对应的位置处的第一牙齿容纳腔的牙合面上。例如，第一牙合面可以包括被安置成覆盖第一牙齿的牙面的至少一部分的实心突起。第一牙合面可以包括被挤压或折起的壳体材料，该壳体材料被安置成覆盖第一牙齿的牙面的至少一部分。第一牙合面特征可以被布置成当佩戴器具并且患者咬合时直接接触第二牙齿，从而向第二牙齿施加咬合力。

施加到第二牙齿的咬合力可以朝向为推动牙齿沿着一个矢量移动，该矢量具有在与第二牙齿的冠顶轴垂直的平面中的矢量分量。

这些设备(例如，***)中的任何一个可以包括第二壳体，该第二壳体具有被配置为容纳多颗牙齿的第二多个牙齿容纳腔，所述第二多个牙齿容纳腔可以包括被配置为容纳第二牙齿的第二牙齿容纳腔。

这些设备中的任何一个可以包括在第二牙齿容纳腔的牙合面上的第二牙合面特征，所述第二牙合面特征被配置为当患者在佩戴器具时进行咬合时向第一牙齿容纳腔施加力。第一牙合面特征和第二牙合面特征可被配置为当患者在佩戴器具时进行咬合时彼此接触。

第一牙齿容纳腔的牙合面可以包括气泡结构，该气泡结构被布置为容纳第一牙齿的至少一个牙面，并且被成形为在佩戴器具时在第一牙齿和第一牙齿容纳腔之间提供空间，从而减小施加到至少一个牙面的至少一部分的咬合力。

第一牙齿和第二牙齿可以是后牙(例如，磨牙和前磨牙)。第一牙齿容纳腔的牙合面可以包括包含第一牙合特征的多个牙合面特征，所述多个牙合面特征可以被配置为当患者咬合时向第二牙齿提供多个力，所述多个力在第二牙齿上提供净力，以沿着期望的移动路径推动第二牙齿。

本文还描述了正畸治疗方法和/或设计治疗计划(例如，正畸治疗计划)的方法，其可以包括：获得患者牙列的表示，所述表示包括针对多个患者牙齿的咬合信息；确定将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径；确定第一牙弓的第一牙齿上的第一牙面和第二牙弓的第二牙齿上的第二牙面，其中，所述咬合信息指示当患者咬合时所述第一牙齿和第二牙齿处于牙合；确定用于正畸器具的器具几何形状，该正畸器具被配置为使沿着移动路径移动一颗或多颗牙齿，其中器具几何形状包括第一壳体，该第一壳体包括容纳第一牙齿的第一牙齿容纳腔，该第一牙齿容纳腔包括位于与第一牙齿的第一牙面相对应的位置处并且从第一牙齿容纳腔突出的牙合面特征。

获得患者牙列的表示可以包括扫描患者的牙齿，和/或获得患者牙列的模型。

这些方法中的任何一种可以包括输出指令以基于器具几何形状制造器具，和/或以制造器具。例如，制造器具可以包括在阳模或阴模上热成型。制造器具可包括使用直接制造来制造器具。

该方法可以包括生成用于多个器具的多个器具几何形状，所述器具被配置为被患者依次佩戴以将患者的牙齿从初始构造移动到最终构造。器具几何形状还可以包括第二壳体，所述第二壳体包括用于容纳第二牙齿的第二牙齿容纳腔。例如，第二牙齿容纳腔可包括第二牙合面特征，该第二牙合面特征位于与第二牙齿的第二牙面相对应的位置处，并且从第二牙齿容纳腔突出，所述第二牙合面特征被配置为当患者在佩戴器具时进行咬合时向第一牙齿容纳腔施加力。第一牙齿容纳腔还可以包括气泡结构，该气泡结构被布置为容纳第一牙齿的、除第一牙面之外的至少一个牙面，并且被成形为在佩戴器具时在第一牙齿和第一牙齿容纳腔之间提供空间，从而减小施加到该至少一个牙面的至少一部分的咬合力。

本文描述的任何方法可以被配置为用于在正畸治疗中使用的***，该***包括一个或多个处理器以及包含指令的非暂时性存储器，该指令在被执行时使处理器执行所述方法。

本文所述的牙科器具，例如牙科对齐器，通常配合在患者牙齿上，并且包括牙合外表面轮廓，该牙合外表面轮廓至少部分地与相对颌的牙合外表面轮廓匹配并选择性地与之牙尖交错。特别地，本文描述的牙科器具具有与牙科器具内的牙合内表面不同的、并且在某些情况下(例如在牙合面的平面中)从牙科器具内的牙合内表面轮廓横向偏移的牙合外表面轮廓。这可能导致器具的“假”牙合外表面轮廓，其与不佩戴器具时患者牙齿的牙合外表面轮廓不匹配。因此，器具的牙合外表面轮廓可以被配置为与相对颌牙尖交错，例如，与患者牙齿的牙合面和/或佩戴在患者相对颌的牙齿上的器具的牙合外表面轮廓牙尖交错。在一些情况下，器具的牙合外表面轮廓可被配置为即使在牙科(例如，正畸)治疗的初始阶段或中间阶段也提供与相对颌的目标牙尖交错。目标牙尖交错可以是最大(或接近最大)的牙尖交错。目标牙尖交错可以是根据预定治疗计划的意图的最终牙尖交错位置。这可以提高患者的舒适度，并且可以使患者在治疗中更早地适应最终(或接近最终)牙尖交错。例如，一系列器具中的全部或一些器具的牙合外表面轮廓可被配置为匹配由治疗计划限定的治疗的最后阶段的目标牙合外表面轮廓；因此佩戴在牙齿上的牙合内表面轮廓可能对于各牙科器具不同，并且可能会在治疗计划的不同阶段变化。

一般而言，不是遵循牙科器具被配置为配合在其上的牙齿的牙合面的轮廓，本文描述的牙科器具可以具有与器具覆盖的牙齿的牙合面轮廓不同的牙合外表面轮廓(例如，具有牙尖和牙窝/牙槽)。牙合外表面轮廓可以被重新布置以形成新的构造，和/或一小部分可以(在牙合面的平面内)与患者牙齿相比横向偏移。

如本文所用的“牙尖交错”可以指牙齿的外表面、尤其是上颌后牙和下颌后牙彼此之间的牙尖与牙窝关系。这也可以被称为在牙齿的外表面上的牙合***(例如，牙尖)与牙齿上的相对外表面(例如，在相对的牙尖区域之间和到相对的牙窝中)的相扣(interlock)或配合在一起。牙尖交错可以指佩戴在牙齿上的一个或多个牙科器具的外(牙合)表面之间的关系，以及它们与佩戴在相对颌上的一个或多个牙科器具的相对的外(牙合)表面之间的关系，和/或与相对颌上的患者牙齿之间的关系。因此，通常，牙尖交错可以指佩戴在牙齿上的器具与相对颌上的另一器具的相对的牙合外表面轮廓和/或相对颌上的患者的牙合面的互锁或配合在一起。选择性牙尖交错可以指对牙尖交错的修改，以便选择性地引导和/或调整咬合力以增强患者的一颗(或在某些情况下不止一颗)牙齿的移动(例如，可能包括平移和/或旋转的对齐/重新对齐)。该移动可以根据用于实现具有期望的临床和/或美学特性的患者牙齿的最终构造或中间构造的预定治疗计划。

牙科器具的牙合外表面轮廓，可以称为朝外牙合面轮廓或牙科器具的朝外牙合面，可以指牙科器具的最外轮廓，并且可以与牙科器具的朝内牙合面轮廓(或朝内牙合面)区分开。牙科器具的朝内牙合面轮廓可以面对佩戴有器具的牙齿的牙合面。在一些变型中，器具的朝内牙合面轮廓偏离朝外牙合面轮廓。因此，牙合面的厚度可以在沿着器具的牙合部分的横截面上变化。在一些变型中，朝内牙合面轮廓被配置为使得向一颗或多颗牙齿施加力或力矩以修改牙齿的位置。如本文所述，在一些变型中，朝外牙合面轮廓可以被配置为向相对颌上的一颗或多颗牙齿施加力或力矩。可选地或附加地，朝外牙合面轮廓可以被配置为与相对颌上的牙合面最大地牙尖交错。

极大或最大的牙尖交错可以指牙齿上的朝外牙合外表面轮廓(例如，佩戴在牙齿上的牙科设备的牙合***和牙窝)的全部或几乎全部(例如，大于85％、大于87％、大于90％、大于92％、大于95％、大于97％、大于99％)与相对牙弓的牙齿上的(例如，牙齿的或佩戴在牙齿上的牙科器具的)最外突出表面轮廓完全交错(interpose)。极大的牙尖交错对于颌的位置和患者的舒适度可能很重要，因为它可以有助于限定下颌骨和上颌骨的前后关系和横向关系以及上下关系(例如，牙合的垂直维度)。

例如，本文描述了用于佩戴在患者牙齿上的牙科对齐器装置，该装置包括：具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中壳主体包括内牙齿容纳区域，内牙齿容纳区域被配置为配合在患者牙齿上，内牙齿容纳区域包括：牙合内表面轮廓，其在内牙齿容纳区域中，牙合内表面具有腔的排列，该腔的排列被配置为与患者牙齿的牙合面上的第一尖端排列相符；以及牙合外表面轮廓，其与牙合内表面轮廓相对，该咬合外表面轮廓形成第二尖端排列，其中，牙合外表面轮廓的第二尖端排列不与牙合内表面轮廓的腔的排列对齐，并且其中，牙合外表面轮廓和牙合内表面轮廓之间的厚度在壳主体咬合侧上变化。

本文还描述了用于佩戴在患者牙齿上的牙科对齐器装置，该装置包括：具有舌侧、牙合侧、颊侧和厚度的壳主体，其中壳主体包括内牙齿容纳区域，其被配置为配合在患者牙齿上，内牙齿容纳区域包括：牙合内表面轮廓，其包括与患者牙齿的牙合面上的多个尖端相符的多个腔；以及牙合外表面轮廓，其与牙合内表面轮廓相对，其中牙合外表面轮廓形成第二多个尖端，其中第二多个尖端中的至少一些从牙合内表面轮廓的多个腔横向偏移，并且其中，牙合外表面轮廓和牙合内表面轮廓之间的厚度在壳主体咬合侧上变化。

在这些设备(例如，装置、***等)中的任何一个中，牙合外表面可以被配置为与患者相对颌的牙合面极大地牙尖交错。例如，咬合外表面可以被配置为与患者相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。患者相对颌的牙合面可以是被配置为可佩戴在患者相对颌的牙齿上的牙科器具(例如，对齐器、保持器、腭扩展器等)。患者相对颌上的牙合面可以是相对颌上的患者牙齿的牙合面。

牙合外表面轮廓可以对应于将由该对齐器(或包括该对齐器的一系列对齐器)实现的牙合面的最终构造或接近最终构造。外表面轮廓的第二尖端排列可以对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。

牙合内表面轮廓可被配置为在佩戴牙科对齐器时施加力以移动患者的一颗或多颗牙齿。

在本文中所描述的任何的这些变型中，牙合外表面轮廓的一个或多个区域可以在牙合平面中相对于牙合内表面横向偏移。

这些设备中的任何一个可以包括沿着远离内牙齿容纳区域的方向从牙合外表面突出的一个或多个牙合面特征，其中牙合面特征被安置成施加力到由内牙齿容纳区域容纳的第一牙齿和与患者口腔中的内牙齿容纳区域相对的第二牙齿。

本文还描述了一种***，其包括用于佩戴以对齐患者牙齿的一系列对齐器，其中对齐器的牙尖交错被控制或修改，例如以最大化牙尖交错和/或模仿在治疗的结束或接近结束时的最终牙尖交错，以对齐牙齿，甚至在治疗计划的早期阶段也是如此。

例如，用于作为对齐患者牙齿的治疗计划的一部分而被佩戴在患者牙齿上的牙科对齐器***可以包括：多个牙科对齐器，其被配置为按照治疗计划所限定的序列被佩戴；其中每个牙科对齐器包括壳主体，该壳主体具有内牙齿容纳区域，该内牙齿容纳区域被配置为配合在患者牙齿上，并且当被佩戴时施加力以移动患者的一颗或多颗牙齿，其中，内牙齿容纳区域包括牙合内表面轮廓，并且其中，每个牙科对齐器还包括与牙合内表面轮廓相对的牙合外表面轮廓；其中，多个牙科对齐器中的所有牙科对齐器具有不同的牙合内表面轮廓，但是多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器具有相同的牙合外表面轮廓。

多个牙科对齐器中具有相同的牙合外表面轮廓的两个或更多个牙科对齐器可以被配置为使牙合外表面与患者相对颌的牙合面最大地牙尖交错。例如，多个牙科对齐器中的具有相同的牙合外表面轮廓的两个或更多个牙科对齐器可以被配置为使牙合外表面与患者相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。多个牙科对齐器中具有相同的牙合外表面轮廓的两个或更多个牙科对齐器可以对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器可包括牙合外表面轮廓的一个或多个区域，其在牙合平面中相对于牙合内表面横向偏移。在一些变型中，多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器还可以包括沿着远离内牙齿容纳区域的方向从牙合外表面突出的牙合面特征，其中牙合面特征被安置成施加力到由内牙齿容纳区域容纳的第一牙齿和与患者口腔中的内牙齿容纳区域相对的第二牙齿。

通常，牙科对齐器装置可以被配置为包括牙合面上的突起，该突起被配置为施加力以使相对牙弓(其与正佩戴有对齐器的牙弓相对的牙弓)上的牙齿移动。突起可以被称为牙合面特征。除此之外，突起可以是模仿其上正佩戴牙弓的牙齿的尖端的尖端，和/或突起可以是模仿其上正佩戴牙弓的牙齿的尖端的修改形式。例如，牙合面特征可以是一个或多个尖端(和/或尖端和最低点区域)，这些尖端相对于下面的(一个或多个)尖端或者在对齐器被佩戴时在对齐器下方的牙齿的尖端或最低点偏移。在一些变型中，牙合面特征是扩大的尖端或从尖端(或牙合外表面的其他区域)延伸的凸块(bump)或突起。在牙合面特征是凸块或突起的变型中，其可能相对较小，使得其仅在大多数牙齿原本啮合时(例如，当对齐器与相对牙弓的牙合面的x％以上牙尖交错时，X％可以是50％、60％、70％、80％、90％等)，与相对牙齿(或相对牙齿上的对齐器)啮合。例如，牙合面特征可在外牙合面上的约0.1mm至3mm之间(例如，小于约3mm、小于约2.5mm、小于约2mm、小于约1.8mm、小于约1.7mm、小于约1.5mm、小于约1.4mm、小于约1.3mm、小于约1.2mm、小于约1.1mm、小于约1.0mm、小于约0.9mm等)延伸。牙合面特征可以具有在0.1mm至3mm之间(例如，小于约3mm、小于约2.5mm、小于约2mm、小于约1.8mm、小于约1.7mm、小于约1.5mm、小于约1.4mm、小于约1.3mm、小于约1.2mm、小于约1.1mm、小于约1.0mm、小于约0.9mm等)的最大直径。牙合面特征可以具有近似半球形形状、长方形形状、金字塔形形状、椭圆形形状、圆柱形形状等。在一些变型中，牙合面特征是具有从外牙合面延伸的平滑边缘的圆形形状。除此之外，牙合面特征可以是也存在于内牙合面的构造中的尖端(和最低点)。

例如，用于佩戴在患者第一牙弓上的牙齿上的牙科对齐器装置可以包括：具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中壳主体包括内牙齿容纳区域，以配合在患者牙齿上并当壳主体被佩戴在患者牙齿上时施加力以将患者相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，内牙齿容纳区域包括：牙合内表面轮廓，其在内牙齿容纳区域中，牙合内表面具有第一尖端和最低点排列，该第一尖端和最低点排列被配置为与患者牙齿的牙合面相符；以及牙合外表面轮廓，其与牙合内表面轮廓相对，该牙合外表面轮廓形成第二尖端排列，其中，第一尖端排列包括相同数量和序列顺序的尖端；以及从外牙合面延伸的一个或多个牙合面特征，被配置为使得当牙科对齐器装置被佩戴在第一牙弓上时，，牙科对齐器装置的牙合面特征产生咬合力以将位于患者的相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

可选地或附加地，本文描述的牙科对齐器装置(例如，用于佩戴在患者第一牙弓上的牙齿上的牙科对齐器装置)可以包括：具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中壳主体包括内牙齿容纳区域，以配合在患者牙齿上并当壳主体被佩戴在患者牙齿上时施加力以将患者相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，内牙齿容纳区域包括：牙合内表面轮廓，其在内牙齿容纳区域中，牙合内表面具有第一尖端和最低点排列，该第一尖端和最低点排列被配置为与患者牙齿的牙合面相符；以及牙合外表面轮廓，其与牙合内表面轮廓相对，该牙合外表面轮廓形成第二尖端和最低点排列，其中，该牙合外表面轮廓的第二尖端和最低点排列不与第一尖端和最低点排列对齐，以使当牙科对齐器装置被佩戴在第一牙弓上时，牙科对齐器装置产生咬合力以将位于患者的相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

牙合外表面轮廓的一个或多个区域可以在牙合平面中相对于牙合内表面轮廓偏移。牙合内表面轮廓和牙合外表面轮廓可以具有相同数量和序列顺序的尖端和最低点，但是一个或多个相邻的尖端和最低点之间的间距在牙合内表面轮廓与牙合外表面轮廓之间不同。牙合外表面轮廓的第二尖端和最低点排列可以对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。

附图说明

本发明的新颖性特征在所附的权利要求书中具体阐述。通过参考下文的阐述了利用本公开原理的说明性实施例的详细描述和附图，可以更好地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1A示出了牙齿重新***具(“对齐器”或“壳体对齐器”)；

图1B示出了牙齿重新定位***的一个示例；

图1C示出了使用多个器具的正畸治疗方法的一个示例；

图2示出了用于设计正畸器具的方法的一个示例；

图3示出了用于数字化规划正畸治疗的方法的一个示例；

图4是数据处理***的示例的简化框图；

图5A示出了患者的上牙弓和下牙弓，以及牙弓上的牙齿的牙合牙面的示例性位置，其可以被调整以提供牙齿移动力；

图5B示出了磨牙的牙面的一个实例，其可以通过覆盖牙合面的器具来改变其牙合面以调整咬合力；

图6A至图6D示出了具有牙合面修改以增大有利牙面之间的接触同时去除或减小相对的牙齿的不利牙面之间的接触的器具的示例；

图7A和7B示出了如何可以结合使用多个有利的牙面接触以产生净牙齿移动力；

图8A是一个对齐器装置的示例，其包括未与牙合内表面轮廓对齐的牙合外表面轮廓。一个截面，其包括与牙合平面(虚线)横切面B上的线横切的截面；以及

图8B示出了穿过诸如图8B所示的对齐器装置的截面图，该对齐器装置包括未与牙合内表面轮廓对齐的牙合外表面轮廓。

图8C和8D示出了图8A的对齐器装置的牙合侧的不同区域的放大图，其示出了在牙合内表面轮廓与牙合外表面轮廓之间的不同厚度区域。

图9示出了包括选择性牙尖交错的正畸治疗患者牙齿(例如，使牙齿对齐)的方法的一个示例。

图10示出了用于设计如本文所述的正畸器具的***的一个示例的示意图。

具体实施方式

本文公开的方法和设备可以以多种方式被使用以改善利用牙合力的牙齿治疗。例如，本文公开的方法和设备可以被并入许多现有的移动牙齿的方法中以及与之组合，例如，薄壳器具(“对齐器”)。尽管参考了壳体器具的牙合力，但是本文公开的方法和设备可以与许多移动牙齿的现有方法相结合，诸如附件、支架和金属丝。

如本文中所使用的，术语“扭矩”和“力矩”被同义地对待，并且涵盖了在距阻力中心一定距离处作用在诸如牙齿的物体上的力。例如，可以利用施加到与从阻力中心开始的位移矢量相对应的位置的矢量力的矢量叉积来计算力矩。该力矩可以包括指向一个方向的向量。例如，与另一力矩相对的力矩可以包含朝向物体(例如牙齿)的第一侧的力矩矢量和朝向物体(例如牙齿)的相对侧的另一力矩矢量中的一个。

在许多实施例中，一个或多个后牙包括磨牙或前磨牙或尖牙中的一个或多个，并且一个或多个前牙包括中切牙、侧切牙、尖牙、第一双尖牙或第二双尖牙中的一个或多个。

本文公开的实施例非常适合与一种或多种已知的市售牙齿移动组件(例如附件和聚合物壳体器具)组合。在许多实施例中，器具和一个或多个附件被配置为沿着包括六个自由度的牙齿移动矢量移动一颗或多颗牙齿，其中三个自由度是旋转的，三个自由度是平移的。本文公开的实施例可以基于针对多颗牙齿中的每颗牙齿的力矩和反力矩来提供差分力矩矢量。

本公开提供了用于设计和提供改进的或更有效的牙齿移动***以引起期望的牙齿移动和/或将牙齿重新定位成期望的排列的正畸***和相关方法。

尽管参考了包括聚合物壳器具的器具，但是本文公开的实施例非常适合与许多容纳牙齿的器具一起使用，例如，没有一种或多种聚合物或壳体的器具。该器具可以用许多材料中的一种或多种来制造，例如金属、玻璃、增强纤维、碳纤维、复合材料、增强复合材料、铝、生物材料及其组合。该器具可以以多种方式成形，例如通过热成型或直接制造。可选地或组合地，可以通过机械加工来制造器具，例如通过计算机数控加工由一块材料制成的器具。

本公开的正畸***可包括牙齿附件和一个或多个在患者佩戴时与附件啮合的正畸器具。图1A总体上示出了具有牙齿容纳腔的器具，该牙齿容纳腔例如通过由于器具弹性而施加力以容纳和重新定位牙齿。图1A示出了示例性牙齿重新***具或对齐器100，其可以由患者佩戴以便实现颌中的各颗牙齿102渐进式重新定位。该器具可包括具有容纳牙齿并弹性地重新定位牙齿的牙齿容纳腔的壳体(例如，连续的聚合物壳体或分段的壳体)。可以使用牙齿的物理模型间接地制造器具或器具的一部分。例如，可以使用牙齿的物理模型和合适层的聚合物材料的薄片来形成器具(例如，聚合物器具)。在一些实施例中，例如，使用快速原型制造技术，从器具的数字模型直少于所有牙齿上。该器具可以被专门设计成容纳患者的牙齿(例如，牙齿容纳腔的形貌与患者牙齿的形貌匹配)，并且可以基于通过印模、扫描等产生的患者牙齿的阳模或阴模型来制造该器具。可选地，该器具可以是被配置为容纳牙齿的通用器具，而不是必须成形为匹配患者牙齿的形貌。在某些情况下，只有该器具容纳的某些牙齿会被该器具重新定位，而其他牙齿可以提供基座或锚区域，以在该器具向要重新定位的牙齿施加力时将该器具保持在适当的位置。在某些情况下，在治疗过程中的某些时候，一些或大部分或甚至全部的牙齿将被重新定位。被移动的牙齿还可以用作基座或锚，以在患者佩戴器具时保持器具。通常，将不提供用于将器具保持在牙齿上方的适当位置的金属丝或其他装置。然而，在某些情况下，可能期望或有必要在牙齿102上提供单独的附件或其他锚固元件104，并在器具100中具有相应的插孔或孔106，以便器具可以在牙齿上施加选定的力。

如本文中详细描述的，器具可包括一个或多个修改的牙合面108。这些修改可包括增大所需的牙合面和/或减少/去除不希望的牙合面。例如，可以增大或减小牙齿的牙面，以改变上下牙弓的牙齿之间的牙合，从而根据患者的颌提供的咬合力施加牙齿移动力。

在转让给阿莱恩技术有限公司(Align Technology，Inc.)的许多专利和专利申请(例如，包括美国专利号6,450,807和5,975,893)中，以及在可以在万维网上访问的该公司的网站(参见网址“invisalign.com”)中都描述了示例性器具，包括隐适美***(

System)中使用的那些器具。适合于与正畸器具一起使用的安装在牙齿上的附件的例子也在转让给阿莱恩技术有限公司的专利和专利申请(例如，包括美国专利号6,309,215和6,830,450)中被描述。

图1B示出了包括多个器具110a、110b和110c的牙齿重新定位***110。可以将在此描述的任何器具设计和/或提供为在牙齿重新定位***中使用的一组多个器具的一部分。每个器具可被配置为使得牙齿容纳腔具有与该器具意图的中间或最终牙齿排列相对应的几何形状。每个器具还可具有被修改以基于患者的咬合力施加牙齿移动力的牙合面。通过将一系列渐进式位置调节器具放置在患者牙齿上，可以将患者的牙齿从初始牙齿排列逐渐重新定位到目标牙齿排列。例如，牙齿重新定位***110可以包括与初始牙齿排列相对应的第一器具110a，与一个或多个中间排列相对应的一个或多个中间器具110b以及与目标排列相对应的最终器具110c。目标牙齿排列可以是在所有计划的正畸治疗结束时为患者的牙齿选择的计划的最终牙齿排列。可选地，目标排列可以是在正畸治疗过程中患者牙齿的一些中间排列之一，正畸治疗过程可以包括各种不同的治疗情景，包括但不限于以下情况：建议手术的情况、邻面去釉(IPR)是合适的情况、安排进度检查的情况、锚定位置最佳的情况、腭扩展是可取的情况、涉及牙科修复(例如嵌体、高嵌体、牙冠、牙桥、植入体、牙齿贴面等)的情况等。这样，可以理解，目标牙齿排列可以是在一个或多个渐进式重新定位阶段后的患者牙齿的任何计划的得到的排列。同样，初始牙齿排列可以是患者牙齿的任何初始排列，其后是一个或多个渐进式重新定位阶段。

图1C示出了根据实施例的使用多个器具的正畸治疗的方法150。可以使用本文描述的任何器具或器具组来实践方法150。在步骤160中，将第一正畸器具应用于患者牙齿，以便将牙齿从第一牙齿排列重新定位到第二牙齿排列。在步骤170中，将第二正畸器具应用于患者牙齿，以便将牙齿从第二牙齿排列重新定位到第三牙齿排列。可以根据需要使用任何适当数量的顺序的器具组合及其组合来重复方法150，以便将患者的牙齿从初始排列渐进地重新定位到目标排列。可以在全部在同一阶段或成组或分批(例如，在治疗阶段的开始)生产这些器具，或者可以一次制造一个器具，并且患者可以佩戴每个器具直到每个器具对牙齿的压力不再能被感觉到，或者直到达到给定阶段的最大的表现的牙齿移动量。在患者佩戴多个器具中的任何一个器具之前，可以设计甚至制造多种不同的器具(例如，一组)。在佩戴器具适当的一段时间后，患者可以用该系列中的下一个器具替换当前的器具，直到不再有其他器具为止。器具通常不固定在牙齿上，并且患者可以在过程中的任何时间放置和更换器具(例如，患者可移动的器具)。该系列中的最终器具或若干器具可具有选择用于过矫正牙齿排列的一个或多个几何形状。例如，一个或多个器具可以有将(如果完全实现的话)移动各颗牙齿超出被选择为“最终”的牙齿排列的几何形状。这种过矫正可能是期望的，以抵消重新定位方法终止后的可能的复发(例如，允许各颗牙齿向其预先矫正的位置往回移动)。过矫正也可能有利于加快矫正速度(例如，具有定位为超出期望的中间位置或最终位置的几何形状的器具可能会将各颗牙齿以较大的速率移向该位置)。在这种情况下，可以在牙齿到达器具所限定的位置之前终止器具的使用。此外，可以有意进行过矫正，以补偿器具的任何不准确性或限制。

此处提出的正畸器具的各种实施例可以以多种方式制造。作为示例，可以使用间接制造技术来制造本文中提出的器具(或其一部分)的一些实施例，例如通过在阳模或阴模上热成型。正畸器具的间接制造可涉及生产以目标排列的患者牙列的阳模或阴模(例如，通过快速成型，铣削等)，并在模上热成型一层或多层材料以生成器具壳体。

可选地或组合地，可以使用直接制造(诸如增材制造或快速原型技术)来制造本文中的正畸器具的一些实施例(或其一部分)。例如，立体光刻可以用于制造本文中的一个或多个器具。在一些实施例中，立体光刻涉及根据所需的横截面形状使用光(如紫外光)进行光敏树脂(如光敏聚合物)的选择性聚合。通过依次聚合多个物体的横截面，可以以逐层的方式建立物体的几何形状。作为另一个示例，可以使用选择性激光烧结来制造本文的器具。在一些实施例中，选择性激光烧结涉及使用激光束根据期望的横截面形状选择性地熔化和融合粉末材料层，以便建立物体的几何形状。作为又一个示例，本文的器具可以通过熔融沉积建模来制造。在一些实施例中，熔融沉积建模涉及以逐层方式熔化并选择性地沉积热塑性聚合物的细丝，以形成物体。在又一个示例中，可以使用3D打印来制造本文中的器具。在一些实施例中，3D打印涉及将一种或多种材料喷射或挤出到构建表面上，以形成物体几何形状的连续层。美国专利公开号2017/0007365(通过引用并入本文)公开了可用于制造本文所述的器具的各种直接制造方法。

在许多实施例中，器具的后处理包括清洁、后固化和/或支撑物去除过程。相关的后处理参数可以包括清洁剂的纯度、清洁压力和/或温度、清洁时间、后固化能量和/或时间、和/或支撑物去除过程的一致性。这些参数可以作为过程控制方案的一部分而被测量和调整。此外，可以通过修改后处理参数来更改器具的物理特性。调整后处理机器参数可以提供补偿材料特性和/或机器特性的变化的另一种方式。

可以根据针对患者的治疗计划来确定本文中的正畸器具的构造，例如，涉及连续实行多个器具以渐进地重新定位牙齿的治疗计划。可以使用基于计算机的治疗规划和/或器具制造方法，以便于器具的设计和制造。例如，可以借助计算机控制的制造装置(例如计算机数控(CNC)铣削、计算机控制的快速原型制作(例如3D打印)等)来数字化设计和制造本文所述的一个或多个器具组件。本文提出的基于计算机的方法可以提高器具制造的准确性、灵活性和便利性。

例如如图1中所示的正畸器具，在器具的牙齿容纳腔与被容纳的牙齿和/或附件之间的每个接触点，将力施加到牙齿的牙冠和/或定位在牙齿上的附件。这些力中每一个的大小及其在牙齿表面的分布决定了得到的正畸牙齿移动的类型。牙齿移动的类型通常被描述为伸长、压低、旋转、倾斜、平移和牙根移动。牙齿的牙冠移动大于牙根移动称为倾斜。牙冠和牙根的等量移动称为平移。牙根大于牙冠的移动称为牙根移动。本文公开的器具包括允许调整牙齿的表面(例如，牙冠)之间的牙合力以更好地提供牙齿移动力的结构。

牙齿移动可以在任何空间平面中沿任何方向，并且可以包括沿一个或多个轴的旋转或平移中的一个或多个。

图2示出了根据实施例的用于设计正畸器具的方法200。方法200可以应用于本文描述的正畸器具的任何实施例。方法200的一些或全部步骤可以由任何适当的数据处理***或装置执行，例如，配置有适当指令的一个或多个处理器。

在步骤210中，确定将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径。可以从模具或患者牙齿或口腔组织的扫描确定初始排列，例如使用蜡咬、直接接触扫描、X射线成像、断层成像、超声成像以及其他用于获取有关牙齿、颌、牙龈和其他正畸相关组织的位置和结构的信息的技术。从获得的数据中，可以导出代表患者牙齿和其他组织的初始(例如，预处理)排列的数字数据集。可选地，对初始数字数据集进行处理以将组织构成部分彼此分割。例如，可以产生数字表示各个牙冠的数据结构。有利地，可以产生整个牙齿的数字模型，包括测量的或推测的隐藏表面和牙根结构，以及周围的骨骼和软组织。在任何这些变体中，患者牙列的数字模型包括患者牙齿的全部或部分，其包括上颌和下颌中的一个或两个。该数字模型可以是直接模型(lateral model)(例如，包括相对表面和/或体积的模型)、代表模型(可以在期望的精度水平内从中得出实际表面)或其某种组合。

牙齿的目标排列(例如，正畸治疗的期望和意图的最终结果)可以处方的形式从临床医生接收，可以根据基本正畸原理计算，和/或可以从门诊处方中计算上推断出。可以使用目标牙齿排列引擎，并且该目标牙齿排列引擎可以结合临床医生输入、处方输入和/或预定义(或可调整)的正畸原理，以生成特定于患者牙齿的一个或多个最终位置。目标牙齿排列引擎可以是自动化的。通过指定牙齿的期望的最终位置以及牙齿本身的数字表示，可以指定每个牙齿的最终位置和表面几何形状，以形成在期望的治疗结束时牙齿排列的完整模型。

具有了每个牙齿的初始位置和目标位置，可以为每个牙齿的移动限定移动路径。在一些实施例中，移动路径被配置成以最少的往返量以最快的方式移动牙齿，以使牙齿从其初始位置到达到其期望的目标位置。可以可选地对牙齿路径进行分段，并且可以计算各段，以使段内的每个牙齿的运动保持在线性和旋转平移的阈值限制内。这样，每个路径段的端点可以构成临床上可行的重新定位，并且段端点的集合可以构成临床上可行的牙齿位置的序列，使得从该序列中的一个点移动到下一个点不会导致牙齿的碰撞。在一些变型中，***可以包括移动路径确定引擎，其可以使用初始患者牙列/咬合数据(其可以被保存在移动路径确定引擎可访问的初始患者牙列/咬合数据存储中)和来自目标牙齿排列引擎的目标牙齿位置，以确定一个或多个牙齿移动路径。移动路径确定引擎可以将一个或多个规则(例如，规则集)用于临床上可接受的牙齿移动(其可以存储在数据结构(例如，临床上可接受的牙齿移动数据存储库)中)以及初始患者牙列/咬合数据和目标牙齿(目标牙列)排列数据，以生成一个或多个移动路径。

在步骤220中，确定用于产生一颗或多颗牙齿沿着移动路径的移动的力系。力系可以包括一个或多个力和/或一个或多个扭矩。不同的力系可能导致不同类型的牙齿移动，例如倾斜、平移、旋转、深出、压低、牙根移动等。在一些变型中，可以使用力系估计器引擎来计算用于实现所计算的移动路径的力系。包括牙齿矫正中通常使用的知识和方法在内的生物力学原理、建模技术、力计算/测量技术等可以用于确定要应用到牙齿以完成牙齿移动的合适的力系，并且可以用作力系估算器引擎的一部分。在确定要应用的力系时，可以考虑来源，包括文献、通过实验或虚拟建模确定的力系、基于计算机的建模、临床经验、不希望的力的最小化等。

在步骤230、240和250中，确定用于被配置为产生力系的正畸器具的器具几何形状。确定器具几何形状的步骤可以包括确定患者的上下牙齿的牙合几何形状，其包括识别牙合以产生牙合力的牙齿的牙面。这可以由咬合估计器在***中执行(用于牙面确定)。牙合力可以是相对的牙弓中牙齿的牙合面之间的接触以及颌闭合(牙合)时面部肌肉组织施加的力的结果。虽然初始器具几何形状可能包括与牙齿的牙合面形状非常相似的表面(例如，在牙齿的牙合面之间提供宽度大致相同的材料薄层)，但可以修改这些表面以在佩戴器具时调整患者牙齿的牙合，从而以有利于正畸治疗的方式修改咬合力。

在步骤230中，识别出对于产生力系有利和不利的牙齿的上牙面和下牙面。例如，咬合估计器可以识别出对于产生力系有利和不利的牙齿的上牙面和下牙面。由于默认的器具形状可以包括模仿患者牙齿的自然牙合面的牙合面，因此能够无需生成默认的器具几何形状而识别出有利和不利的牙面。因此，在一些实施例中，可以基于牙齿的几何形状来进行该识别，而无需首先生成器具几何形状。可选地，可以产生第一器具几何形状，并且可以基于该几何形状来分析所得的牙面。该过程可以包括与步骤230和240相结合迭代地执行步骤250，以便产生提供特定的、期望的牙合力的器具几何形状。可以通过使用患者的牙齿和颌的牙合特征的测量来对患者的牙合力进行建模，来确定有利和不利的牙面。该模型可以包括患者佩戴的一个或多个器具的效果。该模型可以确定当患者咬合时施加的咬合力，并且可以识别特定于不同牙面的力。在一些情况下，可以将沿着期望的移动方向朝向的力识别为有利的，而将与移动相反的力识别为不利的。另外，可以组合多个牙面的力(例如，作为矢量和)，以识别可能是有利的和不利的组合力。此外，识别有利的和不利的力可以包括例如通过确定力的方向、大小和位置以计算围绕牙齿的质心的力矩来识别有利和不利的力矩。因此，确定有利和不利的牙面可以涉及确定那些提供有助于(或阻止)牙齿沿着期望的移动和/或旋转路径移动的力和/或力矩的牙面。

在步骤240中，确定对牙合面的修改。在执行这些方法的***的一些变型中，该***可以包括牙合面修改引擎，该引擎可以确定要对牙合面进行与所估计的咬合牙合和力系估计相一致的修改。这些修改可以消除不利的接触和/或增强有利的接触。例如，修改可以包括通过修改器具壳体的厚度和/或形状而对沿牙齿牙面的牙合面的改变。这些改变可用于改变施加到患者的一颗或多颗牙齿的牙合力，从而增加沿期望的轨迹的有利的牙齿移动力(和/或力矩)，同时减少不利的牙齿移动力(和/或力矩)，例如那些与所期望的轨迹相反或者偏离了轨迹的牙齿移动力(和/或力矩)。

在步骤250中，基于步骤230和240中的修改来产生新的器具几何形状。对齐器制造引擎可以用作***的一部分，以便产生一个或多个器具。新的器具几何形状可以包括对牙合面的修改，例如增加有利的牙面和减小不利的牙面。新的器具几何形状还可以包括牙齿移动腔的修改位置；例如，可以修改非牙合牙齿移动力以应对改变的牙合力，从而产生总力来推动牙齿沿着期望的移动路径移动。当设计器具以调整器具的整体力配置时，步骤230、240和250可以被重复多次。此外，如上所述，可以在步骤230和240之前执行步骤250以生成初始器具几何形状(例如，施加非牙合的牙齿移动力但缺乏牙合力优化的器具几何形状)，该初始器具几何形状可以通过修改如本文所述的牙合面而被迭代地调整，以提供更有利的牙齿移动力。

器具几何形状可包括一个或多个牙齿啮合(engagement)结构，并且牙齿啮合结构可被配置为啮合至少一颗牙齿的表面。除了牙合面以外，还可以选择牙齿的其他表面进行啮合，例如邻接面、颊面或舌面或牙齿的任何其他表面，这取决于要引起的牙齿上的力的特性。几何形状还可以包括根据在正畸器具内的位置的材料规格。

可以使用治疗或力应用模拟环境来确定器具几何形状、材料成分和/或特性。模拟环境可以包括例如计算机建模***、生物力学***或设备等。可选地，可以产生器具和/或牙齿的数字模型，例如有限元模型。可以使用各种供应商提供的计算机程序应用程序软件来创建有限元模型。为了创建实体几何模型，可以使用计算机辅助工程(CAE)或计算机辅助设计(CAD)程序，例如可从加利福尼亚州圣拉斐尔市的欧特克公司(Autodesk，Inc.)获得的

软件产品。为了创建有限元模型并对其进行分析，可以使用许多供应商提供的程序产品，包括宾夕法尼亚州佳能斯堡的ANSYS公司的有限元分析软件包，以及马萨诸塞州沃尔瑟姆市达索公司(Dassault Systèmes)的软件产品SIMULIA(Abaqus)。

可选地，可以选择一种或多种器具几何形状进行测试或力建模。如上所述，可以识别期望的牙齿移动以及用于引起期望的牙齿移动的所需或所期望的力系。使用模拟环境，可以分析候选器具几何形状或对其进行建模，以确定由使用候选器具而产生的实际力系。可以可选地对候选器具进行一个或多个修改，并且可以如所述地进一步分析力模型，例如，以便迭代地确定产生期望的力系的器具设计。

在步骤260中，产生用于制造具有器具几何形状的正畸器具的指令。指令可被配置为控制制造***或装置，以生产具有指定的器具几何形状的正畸器具。在一些实施例中，指令被配置为根据本文介绍的各种方法使用直接制造(例如，立体光刻、选择性激光烧结、熔融沉积建模、3D打印、连续直接制造和多材料直接制造等)来制造正畸器具。指令可以可选地被配置为用于例如通过热成型来间接制造器具。根据需要也可以使用热成型技术和直接制造技术的混合。

尽管以上步骤示出了根据一些实施例的设计正畸器具的方法200，但是基于本文所述的教导，本领域技术人员将认识到一些变型。一些步骤可以包括子步骤。可以根据需要重复某些步骤。方法200的一个或多个步骤可以用任何合适的制造***或装置来执行，例如本文所述的实施例。一些步骤可以是可选的，并且可以根据需要改变步骤的顺序。

本文描述的任何方法均可以体现为用于执行该方法的***。例如，用于子正畸治疗中使用的***可以包括一个或多个处理器以及耦接至一个或多个处理器的存储器。存储器可以被配置为存储计算机程序指令，该计算机程序指令在由一个或多个处理器执行时执行计算机实现的方法，该方法包括：获得患者牙列的表示，所述表示包括针对多颗患者牙齿的咬合信息；确定将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径；确定第一牙弓的第一牙齿上的第一牙面和第二牙弓的第二牙齿上的第二牙面，其中，所述咬合信息指示当患者咬合时所述第一牙齿和第二牙齿处于牙合；以及确定用于正畸器具的器具几何形状，该正畸器具被配置为使一颗或多颗牙齿沿着移动路径移动，其中器具几何形状包括第一壳体，该第一壳体包括容纳第一牙齿的第一牙齿容纳腔，该第一牙齿容纳腔包括在与第一牙齿的第一牙面相对应的并且从该第一牙齿容纳腔突出的位置处的牙合面特征。

该***可以包括适于执行这些方法的一个或多个引擎和/或数据结构。例如，图10是示出正畸治疗***1000的示例的图。正畸治疗***1000的模块可以包括一个或多个引擎和数据存储库。计算机***可以实现为引擎、引擎的一部分或通过多个引擎来实现。如本文所使用的，引擎包括一个或多个处理器或一个或多个处理器的一部分。一个或多个处理器的一部分可以包括硬件的一些部分，其少于包括任何给定的一个或多个处理器的全部硬件，例如寄存器的子集，专用于多线程处理器的一个或多个线程的该处理器的部分、处理器完全或部分专用于执行引擎的部分功能的时间片等。这样，第一引擎和第二引擎可以具有一个或多个专用处理器，或者第一引擎和第二引擎可以彼此共享或与其他引擎共享一个或多个处理器。取决于实施方式特定的或其他的考虑，引擎可以是集中式的或者其功能是分布式的。引擎可以包括硬件、固件或包含在计算机可读介质中用于由处理器执行的软件。处理器使用实现的数据结构和方法将数据转换为新数据，诸如参照本文的附图所描述的。

本文描述的引擎或者本文描述的***和设备可以通过其实现的引擎可以是基于云的引擎。如本文所使用的，基于云的引擎是可以使用基于云的计算***来运行应用和/或功能的引擎。应用和/或功能的全部或部分可以分布在多个计算设备上，而不必被限到仅一个计算装置。在一些实施例中，基于云的引擎可以执行终端用户通过网页浏览器或容器应用访问的功能和/或模块，而无需将功能和/或模块本地安装在终端用户的计算装置上。

如本文所使用的，数据存储库旨在包括具有任何适用的数据组织的贮存库，包括表、逗号分隔值(CSV)文件、传统数据库(例如SQL)或其他适用的已知或方便的组织格式。例如，可以将数据存储库实现为软件，这些软件包含在专用机器上的物理计算机可读介质中、固件中、硬件中、它们的组合中、或适用的已知的或方便的装置或***中。尽管数据储存库相关组件(例如数据库接口)的物理位置和其他特性对于理解本文所述的技术来说不是关键的，但是可以将数据储存库相关组件视为数据储存库的“一部分”、一些其他***组件的一部分或它们的组合。

数据储存库可以包括数据结构。如本文所使用的，数据结构与在计算机中存储和组织数据使得其可以在给定的上下文中高效地使用的特定方式相关联。数据结构通常基于计算机在其存储器中的由地址指定的任意位置处获取和存储数据的能力，该地址是本身可以存储在存储器中并由程序操纵的位串。因此，一些数据结构是基于利用算术操作来计算数据项的地址；而其他数据结构则基于在结构本身内部存储数据项的地址。许多数据结构使用这两种原理，有时以非一般的方式组合。数据结构的实现通常需要编写一组创建和操纵该结构的实例的过程。本文所述的数据储存库可以是基于云的数据储存库。基于云的数据储存库是与基于云的计算***和引擎兼容的数据储存库。

正畸治疗***1000可以包括计算机可读介质、目标牙齿排列引擎1002、移动路径确定引擎1006、咬合牙合估计器1004、力系估计器引擎1014、牙合面修改引擎1016、对齐器制造引擎1008、临床上可接受的牙齿移动规则数据存储库1012和初始患者牙列/咬合数据存储库1010。***1000的一个或多个模块可以彼此耦接(例如，通过图1所示的示例性耦接)或者耦接至图10中未明确示出的模块。该计算机可读介质可以包括任何计算机可读介质，包括但不限于总线、有线网络、无线网络或其某种组合。

移动路径确定引擎1006可以确定用于将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径。移动路径确定引擎可以使用目标牙齿排列(由目标牙齿排列引擎1002确定)和来自初始患者牙列/咬合数据存储库1010的信息/数据。如上所述，可以从模具或患者牙齿或口腔组织的扫描确定数据存储库1010中的初始排列数据，例如使用蜡咬、直接接触扫描、X射线成像、断层成像、超声成像以及其他用于获取有关牙齿、颌、牙龈和其他正畸相关组织的位置和结构的信息的技术。数据存储库可以存储代表患者的牙齿和其他组织的初始(例如，治疗前)排列的数字数据集。可选地，可以对初始数字数据集进行处理以将组织构成部分彼此分割。例如，可以包括数字表示各个牙冠的数据结构。可以产生整个牙齿的数字模型，包括测量的或推测的隐藏表面和牙根结构，以及周围的骨骼和软组织；该数字模型可以包括患者牙齿的全部或一些，包括上颌和下颌中的一个或两个。

目标牙齿排列引擎1002可以使用患者牙齿的数字模型(例如，来自初始患者牙列/咬合数据存储库)来确定牙齿的期望目标排列(例如，正畸治疗的期望和意图的最终结果)，并且可以基于临床上可接受的牙齿移动规则(例如，来自数据存储库1012)的应用参考以下中的一项或多项来确定最终目标牙齿排列：处方和/或直接的医师/技术人员输入。目标牙齿排列引擎1002可以因此结合临床医生输入、处方输入和/或预定的(或可调整的)正畸原理，以生成特定于患者牙齿的一个或多个最终位置。目标牙齿排列引擎(实际上，这些模块中的任何一个)可以是自动化的。目标牙齿排列引擎可以因此根据牙齿的数字表示生成牙齿的一个或多个期望的最终位置，并且每个牙齿的最终位置和表面几何形状可以被指定以形成在期望的治疗结束时的牙齿排列的完整模型。

然后，移动路径确定引擎1006可以使用每颗牙齿的初始位置和目标位置来限定每颗牙齿的移动。在一些实施例中，移动路径被配置成以最少的往返量以最快的方式移动牙齿，以使牙齿从其初始位置到达其期望的目标位置。如上所述，可以可选地对牙齿路径进行分段，并且可以计算各段，以使段内的每个牙齿的运动保持在线性和旋转平移的阈值限制内。这样，每个路径段的端点可以构成临床上可行的重新定位，并且段端点的集合可以构成临床上可行的牙齿位置的序列，使得从该序列中的一个点移动到下一个点不会导致牙齿的碰撞。移动路径确定引擎1006可以使用初始患者牙列/咬合数据(其可以被保存在移动路径确定引擎1006可访问的初始患者牙列/咬合数据存储库1010中)和来自目标牙齿排列引擎1002的目标牙齿位置，以确定一个或多个牙齿移动路径。移动路径确定引擎1006可以将一个或多个规则(例如，规则集)用于临床上可接受的牙齿移动(其存储在临床上可接受的牙齿移动数据存储库1012中)以及初始患者的牙列/咬合数据和目标牙齿(目标牙列)排列数据，以生成一个或多个移动路径。

力系估计器引擎1014可以估计一颗或多颗牙齿沿着由移动路径确定引擎1006确定的移动路径的移动。力系估计器引擎可以例如使用力系估计器引擎来确定用于实现所计算的移动路径的力系。力系估计器引擎可以应用生物力学原理、建模技术、力计算/测量技术等(包括正畸中常用的知识和方法)来确定施加到牙齿以完成对于从移动路径确定引擎中获得的移动路径的牙齿移动的适当的力系。力系估计器引擎1014可以包括基于计算机的建模、最小化不希望的力等。

该***还可以包括咬合牙合估计器1004，以(结合力系估计器引擎1014或其一部分)确定患者的上牙和下牙的牙合几何形状，包括识别牙合以产生牙合力的牙齿的牙面。例如，咬合牙合估计器1004可以确定对于产生识别的力系有利和不利的牙齿的上牙面和下牙面。在一些实施例中，可以基于牙齿的几何形状来进行该识别，而无需首先生成器具几何形状。可选地，可以产生第一器具几何形状，并且可以基于该几何形状来分析所得的牙面。该***可以迭代地产生提供特定的、期望的牙合力的器具几何形状。可以通过使用患者的牙齿和颌的牙合特征的测量来对患者的牙合力进行建模，来确定有利和不利的牙面。该模型可以包括患者佩戴的一个或多个器具的效果。

牙合面修改引擎1016可以确定对牙合面的修改。牙合面修改引擎可以确定要对牙合面进行的与所估计的咬合牙合和力系估计相一致的修改。这些修改可以消除不利的接触和/或增强有利的接触。例如，修改可以包括通过修改器具壳体的厚度和/或形状来改变沿牙齿牙面的牙合面。这些改变可用于改变施加到患者的一颗或多颗牙齿的牙合力，从而增加沿期望的轨迹的有利的牙齿移动力(和/或力矩)，同时减少不利的牙齿移动力(和/或力矩)，例如那些与所期望的轨迹相反或者偏离了轨迹的牙齿移动力。

然后，可以使用对齐器制造引擎1008来基于来自牙合面修改引擎1016的修改产生新的器具几何形状。对齐器制造引擎1008可以产生一个或多个器具。新的器具几何形状可以包括对牙合面的修改，例如增加有利的牙面和减少不利的牙面。新的器具几何形状还可以包括牙齿移动腔的修改位置；例如，可以修改非牙合牙齿移动力以应对改变的牙合力，从而产生总力来推动牙齿沿着期望的移动路径移动。

图3示出了根据实施例的用于数字化规划正畸治疗和/或设计或制造器具的方法300。方法300可以被应用于本文所述的任何治疗过程，并且可以由任何合适的数据处理***执行。

在步骤310，容纳患者牙齿的数字表示。数字表示可以包括患者口腔(包括牙齿和牙龈组织等)的表面拓扑数据。可以通过使用合适的扫描装置(如手持扫描仪、台式扫描仪等)直接扫描口腔、口腔的物理模型(阳模或阴模型)或口腔的印模来生成表面拓扑数据。

在步骤320中，基于牙齿的数字表示来产生一个或多个治疗阶段。治疗阶段可以是设计为将患者的一颗或多颗牙齿从初始牙齿排列移动到目标排列的正畸治疗过程的渐进式重新定位阶段。例如，可以通过确定由数字表示所指示的初始牙齿排列、确定目标牙齿排列以及确定实现目标牙齿排列所需的初始排列中的一颗或多颗牙齿的移动路径来生成治疗阶段。可基于最小化移动的总距离、防止牙齿之间的碰撞、避免较难以实现的牙齿移动或任何其他合适的标准来优化移动路径。

在步骤330中，基于所产生的治疗阶段来制造至少一个正畸器具。例如，可以制造一组器具，其每一个根据由一个治疗阶段指定的牙齿排列而成形，使得患者可以顺序地佩戴这些器具，以将牙齿从初始排列渐进地重新定位到目标排列。器具组可包括本文描述的一个或多个正畸器具。器具的制造可能涉及创建器具的数字模型，以用作计算机控制的制造***的输入。可以根据需要使用直接制造方法、间接制造方法或其组合来形成器具。

在某些情况下，各种排列或治疗阶段的分阶段对于设计和/或制造器具可能不是必需的。如图3中的虚线所示，正畸器具的设计和/或制造以及可能的特定正畸治疗可以包括使用患者牙齿的表示(例如，接收患者牙齿的数字表示310)，然后，基于由接收到的表示所表示的排列中的患者牙齿的表示，设计和/或制造正畸装置。

图4是可以在执行本文描述的方法和过程中使用的数据处理***400的简化框图。数据处理***400通常包括至少一个处理器402，其通过总线子***404与一个或多个***设备进行通信。这些***设备通常包括存储子***406(存储器子***408和文件存储子***414)、一组用户界面输入和输出设备418以及到外部网络416的接口。该接口被示意性地示出为“网络接口”框416，并且通过通信网络接口424耦接到其他数据处理***中的相应接口设备。数据处理***400可以包括例如一个或多个计算机，例如个人计算机、工作站、主机以及便携式计算机等。

用户接口输入装置418不限于任何特定的装置，并且通常可以包括例如键盘、定点装置、鼠标、扫描仪、交互式显示器、触摸板以及操纵杆等。类似地，各种用户接口输出装置可以在本发明的***中被采用，并且可以包括例如打印机、显示(例如，可视和非可视)***/子***、控制器、投影装置、音频输出等中的一个或多个。

存储子***406维护基本的所需程序，包括具有指令(例如，操作指令等)的计算机可读介质以及数据构造。本文讨论的程序模块通常存储在存储子***406中。存储子***406通常包括存储器子***408和文件存储子***414。存储器子***408通常包括多个存储器(例如RAM 410、ROM 412等)，该存储器包括计算机可读存储器，用于存储固定指令、在程序执行期间的指令和数据、以及基本输入/输出***等。文件存储子***414为程序和数据文件提供持久性(非易失性)存储，并且可以包括一个或多个可移动或固定驱动器或介质、硬盘、软盘、CD-ROM、DVD以及光盘驱动器等。存储***、驱动器等中的一个或多个可位于远程位置，例如通过网络上的服务器或通过互联网/万维网耦接。在该上下文中，一般性地使用术语“总线子***”以包括用于使各种组件和子***如预期地彼此通信的任何机构，以及可以包括已知或被认为是适合在其中使用的各种适当的组件/***。将认识到，***的各个组件可以但不一定必须位于相同的物理位置，但可以通过各种局域网或广域网介质、传输***等进行连接。

扫描仪420包括用于获得患者牙齿的数字表示(例如，图像、表面拓扑数据等)的任何装置(例如，通过扫描诸如铸模421之类的牙齿的物理模型、通过扫描牙齿的印模或通过直接扫描口腔)，其可以从患者或从专业治疗人员(例如正牙医生)获得，并且包括将数字表示提供给数据处理***400以进行进一步处理的装置。扫描仪420可以位于相对于***的其他组件远程的位置，并且可以例如经由网络接口424将图像数据和/或信息传送到数据处理***400。制造***422基于治疗计划来制造器具423，该治疗计划包括从数据处理***400接收到的数据集信息。例如，制造机器422可以位于远程位置，并通过网络接口424从数据处理***400接收数据集信息。

本文所述方法的数据处理方面可以以数字电子电路或以计算机硬件、固件、软件或其合适的组合来实现。数据处理设备可以在被有形地包含在机器可读存储装置中用于由可编程处理器执行的计算机程序产品中实现。数据处理步骤可以由执行程序指令以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能的可编程处理器执行。可以在可在可编程***上执行的一个或多个计算机程序中实现数据处理方面，该***包括可操作地耦接到数据存储***的一个或多个可编程处理器。通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适用于有形地包含计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，例如：半导体存储器装置，例如EPROM、EEPROM和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM盘。

图5A示出了患者的上牙弓500和下牙弓550。如图所示，患者的上后牙510和下后牙560包括牙合面，其包括当患者咬合时相扣的牙面。当患者咬合时，牙合力分布在牙合面的各个牙面之间，从而共同地在每颗牙齿上产生咬合力。通常，这些力是不受控制的，并且向上下牙齿提供基本上随机的力。但是，通过使用适当的正畸器具选择性地修改牙合面，可以修改特定牙齿的牙面之间的咬合力，从而产生受控制的咬合力，该咬合力可以在特定方向提供强大的牙齿移动力和力矩，从而沿着期望的路径推动牙齿。

例如，图5A示出了在上牙弓和下牙弓的相对牙齿上的一对牙合牙面520和570。可以增加牙合牙面520和570，从而增加器具在每个牙面处相对于牙齿的其余牙面的高度。当患者咬下去时，这种增加使两个增加的牙面520和570在其余牙面之前处于接触，从而提供了局部化到两个增加的牙面的增强的牙合力。这可以在每个牙面上产生大体上垂直于该牙面的增加的器具表面的表面的力和力矩；例如，牙面520可以接受远中/颊方向的力，而牙面570可以接受近中/舌方向的相反的力。

在一些实施例中，上颌磨牙的远中化(distalization)可以通过适当地改变相对牙齿的牙面来实现。例如，远中化对于矫正安氏II类磨牙关系可以是有用的。这可以通过在对齐器中制造在下第一磨牙的近中舌侧尖端570和上第一磨牙的远中颊侧尖端520之间产生接触的特征来实现。当患者咬合时，咬肌闭合颌，并且咬合力被改变方向以在两个尖端520和570之间起作用。向上磨牙施加了远中力以改善治疗期间牙齿的远中化。在下牙弓中，咬合力被(从基本上垂直的方向)改变方向，并且力的近中分量倾向于将下牙列向前安置。以这种方式，通过放置在对齐器中的特征来增强上牙弓中的牙齿的牙面和下牙弓中的相对牙齿的牙面之间的接触。因此，咬合力被用于帮助完成正畸治疗所期望的牙齿移动。

可选地，如果牙合力是不期望的，则可以对牙面520和570的表面进行修改以减小这种牙合力。例如，通过制造牙面520和570的表面高度相对于其他牙面的高度降低的器具，咬合力可以从牙面520和570改变方向。可选地，如下面的图6B所示，可以在器具的内表面和相应的牙面之间形成“气泡(bubble)”，从而使力被引导远离牙面并被重新分配到器具壳体的其他部分，从而减小牙面520和570处的牙合力。此外，通过控制上牙齿和下牙齿上多个牙面上的每个牙面处的牙合力，可以同时(或顺序地)控制多个牙齿的牙合力，以提供牙齿移动力，从而可以对牙齿进行正畸重新定位。

图5B示出了磨牙550的牙面，其可以通过覆盖牙合面的器具来改变其牙合面以调整牙合力。磨牙的牙合面包括几个牙面；例如，磨牙550具有标记为1、2、3、4和5的5个所示牙面。牙面3和牙面4位于磨牙的舌侧，并且牙面3位于牙面4近中处。牙面1和牙面2位于磨牙的颊侧，并且牙面1位于牙面2的近中处。牙面也可以位于颊-舌轴和近中-远中轴之一的中央位置；例如，牙面5位于颊-舌轴的中心附近，但位于磨牙550的远中部分。虽然提供了这些牙面

在一些实施例中，可以使用在一个牙弓中的牙合面的颊向面以及一个牙弓的舌侧咬合面与相对牙弓的颊向面之间制造的增加接触特征来矫正向舌侧倾斜(舌向错位)的牙齿。产生的修改的牙合面改变咬合力的方向，得到有助于直立牙齿的力的分量。

图6A至图6D示出了具有牙合面修改以增大有利牙面之间的接触力同时去除或减小相对的牙齿的不利牙面之间的接触力的器具。这些图示出了咬合接触的构造，该构造以在矫正例如表现出反咬合的牙齿中有用的方式利用咬合力。

图6A示出了器具***600，该器具***600包括在上牙齿604上的正畸壳体器具602。壳体器具602包括牙合接触特征606，在此示出为长方体。牙合接触特征606被设计成接触位于相对牙弓的牙齿614上的正畸壳体器具612上的牙合接触特征616。牙合接触特征606和616被安置以装载牙齿的特定牙面。当患者咬合时，牙合接触特征之间的接触会产生作用在相对牙齿上的相等且相反的咬合力，如从每个牙合接触特征指向各自牙齿的小箭头所示。此外，这些力可以对每个牙齿施加力矩，如曲线箭头608和618所示。

图6B示出了器具***620，该器具***620包括类似于图6A中所示的正畸器具622，但是增加了牙合气泡630以减少某些牙面上的不期望的负荷。壳体器具622包括牙合接触特征626，其被配置为接触位于相对牙齿上的器具632上的牙合接触特征636。当患者咬合时，一对相等且相反的接触力被施加到牙齿624和634，其由从每个牙合接触特征指向各自牙齿的小箭头表示。接触力还可以向每颗牙齿施加力矩，如曲线箭头628和638所示。为了减少其他牙齿牙面之间的不期望的接触力，将牙合气泡630添加到器具622，如虚线所示。调节器具622的表面以落在虚线上，使得在器具622和牙齿624之间存在空间。这减小了施加到气泡在其上延伸的牙面上的咬合力，从而允许力被集中在其他牙面上，以更好地将咬合力引导到所期望的方向。当佩戴器具时，由相对的牙齿沿气泡630的表面施加的咬合力可导致气泡朝向牙齿634偏转，从而允许这种力沿牙齿的表面分布而不是集中在不期望的接触位置处。

图6C示出了具有诸如图6A至图6B所示的牙合面特征的器具如何可被用于矫正处于反咬合构造640的牙齿。如图所示，牙齿644和654呈现出反咬合，使得当患者咬合时牙齿的牙面不能很好地配合在一起。这种错牙合可以通过使用牙合面特征646和656向每颗牙齿施加力来矫正。牙合面特征产生的接触力产生力矩648和658，力矩648和658可以使牙齿倾斜为更期望的朝向。接触力本身也可直接用于沿牙齿移动路径平移牙齿；例如，每个接触力可以表示为一对力分量，一个在垂直方向，一个在水平方向。垂直力可被用于将牙齿向内压，或可以不产生任何移动(例如，如果该力足够小以至于可以忽略不计，或者被器具在其他位置施加的伸出力所抵消)，而水平力则可以使牙齿沿着期望的路径移动。随着牙齿的移动，可能希望在至少一些治疗步骤期间包括牙合气泡(诸如图6D所示的那些)以减轻特定牙面上的牙合力。例如，这可以防止不希望的接触阻止牙齿的期望的移动。

图6D示出了牙科构造660，该构造660可以是利用结合了图6A至图6C中所示特征的器具进行治疗的结果。牙齿664和674已经移动到接近正畸理想牙合的对齐，并且其他器具可以提供额外的正畸治疗而无需牙合面特征。

本领域技术人员将理解，尽管示出为长方形形状，但是本文描述的牙合面特征的形状可以改变。例如，接触特征可以更平滑地轮廓化，以更接近于自然的牙尖。另外，上接触特征和下接触特征的形状可以不同；例如，上特征可以基本弯曲，而相应的下特征在接触点附近基本平坦，反之亦然。接触特征的形状可以根据需要进行修改，以使患者感到舒适，例如，同时基本保持上下牙齿之间的接触点和力的方向。

此外，尽管在图6A至图6C中示出的牙合接触示出了上牙合面特征和下牙合面特征之间的接触，但是接触也可以发生在一个牙合面特征与相对的牙齿之间，或者与没有牙合面特征的相对的器具表面之间。因此，除了在其上佩戴有器具的牙弓上的相反力之外，还可以将牙齿移动力施加到其上没有佩戴有器具的牙弓的牙齿上。此外，可以将多个表面特征放置在给定牙齿的牙面上，以进一步定制咬合力的大小、位置和方向，并且可以通过这些特征修改任一牙弓或两个牙弓中的多个牙齿的牙合，从而按照期望同时并且顺序地产生对多颗牙齿的正畸矫正。除了改变牙合面特征的数量和位置之外，牙合气泡的数量和位置也可以改变。例如，可以将多个气泡放置在牙齿上的多个牙面上，以减小对于每个牙面的牙合力。在某些情况下，可以在两颗相对的牙齿中的每颗牙齿上使用气泡，以减少每颗牙齿上的不需要的力。此外，在某些情况下，可以使用咬合气泡而没有牙合面特征；例如，当患者的自然牙合会在特定牙面上没有力的情况下产生期望的力时，可以将气泡与普通的紧密贴合的器具表面结合使用，以在牙齿上产生净力和/或力矩来沿着期望的轨迹移动牙齿。

图7A和7B示出了如何根据实施例结合使用多个有利的牙面接触以产生净牙齿移动力。图7A示出了具有多个牙面710和720的牙齿700。可以使用器具将咬合力选择性地施加在牙面710和720上。例如，可以将器具佩戴在包括与牙面710和720接触的表面特征的相对牙齿(未显示)上。器具也可以佩戴在牙齿700上，该器具可以可选地在牙面710和720上具有牙合面特征，以通过与相对的牙齿接触而施加反作用力。牙面710和720上的得到的力分别表示为F1和F2。这些力可以表示为三维矢量，并且可以在垂直于它们各自的接触点处的表面的方向上产生。可以通过更改牙合特征的大小和位置以及调整其材料属性(例如弹性)来调整力的大小。

这两个力可以用来在牙齿700上产生净力，以沿着从初始位置到最终位置的期望路径推动牙齿700。图7B示出了在牙齿上的合力的方向，其可以被计算为力F1和F2的矢量和。牙齿可以在多个阶段的过程中从初始位置移动到最终位置，多个阶段可以包括具有不同牙合面特征的多个器具(包括根据需要省略或添加特征，以及根据需要修改牙合面特征和/或气泡特征的形状和位置以产生期望的牙齿移动)。此外，第一牙齿移动路径的最终位置可以用作第二移动路径的初始位置，从而允许牙齿在一连串的轨迹上移动以完成复杂的正畸移动(例如，往返)。

本领域技术人员将理解，确定由本文提供的牙合面修改产生的牙齿移动力的量可涉及确定佩戴器具时一颗或多颗牙齿中的每一颗牙齿所经受的咬合力。普通正畸器具被佩戴时在很长的时间内提供很小但连续的力，与普通的正畸器具相比，本文公开的器具所施加的咬合力是大且断续的。因此，可以通过考虑咬合时施加到每个患者牙齿上的咬合力(例如，基于咬肌施加的力)以及患者咬合与不咬合所花的相对时间量来计算有效平均咬合力。该计算可以考虑患者佩戴器具的时间段(例如，每天多少小时)以及在佩戴器具的时间期间患者的预期咬合特性。例如，该计算可以考虑到患者进食时是否佩戴器具(咀嚼时会产生更强、更频繁的咬合力)，以及在每天的什么时间佩戴器具(例如，对于在白天时间佩戴器具与晚上睡觉时佩戴器具，基于在这些时间段内预期或测得的平均咬合力，可以对其估计不同的平均咬合力)。以这种方式考虑咬合力可以产生更准确的力估计，从而允许更准确地控制牙齿移动。

在一些实施例中，牙合面特征可被产生为从器具的牙面延伸的特征。牙合面特征可以是中空的(例如，成形为从牙齿突出的表面的挤压或折起部分，在突出的中心与牙齿表面之间留有小间隙)，从而允许使用热成型技术直接生产。牙合面特征也可以是实心的。例如，可以使用直接制造技术或通过将附加材料固定到热成型器具的表面上来轻松生产此类特征。本文所述的牙合气泡可被制造为具有薄壁的空心腔。在某些情况下，腔可以代替地填充有弹性材料，该弹性材料可以被用于更精确地调整由于与气泡的牙合接触而施加的力的量和分布。

如本文所述，设备(例如，包括正畸或牙科设备的装置或***，例如牙科对齐器)可以被配置为在佩戴时选择性地牙尖交错。在一些变型中，当患者佩戴装置并且牙尖交错时，如上文在图5A至图7B中所描述的选择性牙尖交错可以提供附加的选择性力，例如咬合力，其可以帮助以期望的方式移动一颗或多颗牙齿，例如以实现用于矫正患者牙齿的治疗计划。

因此，本文所述的任何设备可包括一个或多个牙科对齐器装置，每个牙科对齐器装置被配置为具有壳主体的壳体对齐器，在壳主体中，内牙合面(其与患者的牙齿牙合面基本匹配)不与壳体对齐器的外牙合面对齐。图8A示出了具有不同牙合面的壳体对齐器的一个示例。在图8A中，要佩戴在患者牙齿上的牙科对齐器装置800包括具有舌侧、牙合侧806和颊侧的壳主体804，其中壳主体包括被配置为配合在患者牙齿上并且当壳主体被佩戴在患者牙齿上时施加力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造的内牙齿容纳区域818。对齐器可以包括附件啮合区域809，其用于与联结到患者牙齿的附件啮合。

图8B示出了包含内牙齿容纳区域818的对齐器的截面，并且示出了内牙齿容纳区域818中的牙合内表面轮廓808。牙齿容纳区域沿其长度方向具有腔室的排列，这些腔室被配置为基本上与对应于患者牙齿的牙合面的尖端和最低点的第一排列相符。该内区域包括具有多个尖端和最低点(例如，高区域和低区域，其可以在表面上连续地相连)的牙合内表面808。对齐器还包括舌内表面811和舌外表面815，以及颊内表面813和颊外表面817。舌外表面和舌内表面可以大体上平行，例如它们之间的厚度具有较小的偏差(例如，小于5％、小于10％、小于15％、小于20％、小于25％、小于30％等)，如图8B所示。类似地，颊外表面和颊内表面可大致平行，例如它们之间的厚度具有小的偏差(例如，小于5％、小于10％、小于15％、小于20％、小于25％、小于30％等)。相反，牙合内表面808可以与牙合外表面807相对，并且牙合内表面的全部或一部分可以偏移(在图8B中，在牙合平面825中，垂直于纸面，并且从对齐器装置的舌侧向颊侧延伸)。尽管牙合外表面807和牙合内表面808的总体轮廓可以具有相同数量和序列顺序的尖端831和835和最低点833和837，但是相邻尖端和最低点之间的间距可以不同。序列顺序可以指的是在牙合面中具有相似的形状和/或大小的尖端和最低点的顺序(例如，具有第一高度的第一尖端，具有第一深度的第一最低点，具有第二高度的第二尖端，具有第二深度的第二最低点，等等)。在图8B中，牙合区域843’-843在颊845和舌841区域之间。

如所提及的，牙合外表面轮廓807与牙合内表面轮廓808相对。当牙合内表面被佩戴在第一尖端排列上时，牙合外表面轮廓形成不与第一尖端和最低点排列对齐的第二尖端和最低点排列。因此，在佩戴牙科对齐器装置时患者牙齿的牙尖交错产生咬合力，以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

在图8B中，牙科对齐器装置具有不均匀的牙合厚度，例如，牙合内表面808和牙合外表面807之间的厚度。如虚线区域(区域C和D)以及图8C和8D中所示，横截于内表面或外表面的这些区域的厚度853和855通常沿着牙合面变化大于30％(例如，大于35％、大于40％、大于45％、大于50％、大于55％、大于60％、大于70％、大于80％、大于90％、大于100％、大于200％等)。在图8C中，牙合内表面808和牙合外表面807之间的间隔的厚度853大于4倍(例如，大于400％)。

因此，本文描述的方法和设备包括牙科设备，尤其是正畸设备，其中器具既包括保持患者牙齿的牙齿容纳腔，又可以向一颗或多颗保持的牙齿施加力，以改变其位置，例如对齐牙齿。该设备还可以包括在与腔相对的一侧上的牙合面，该牙合面被配置为选择性地与患者的相对颌牙尖交错到目标牙尖交错。在患者未在这些相对牙齿上佩戴器具的情况下，可以直接与患者的相对颌进行这种选择性牙尖交错，或者可以被配置为与佩戴在相对牙齿上的器具的牙合面牙尖交错。

在一些变型中，由对齐器的外轮廓提供的牙尖交错可以被配置成模仿治疗计划的最终牙尖交错，以使患者可以在牙齿对齐之前体验最终牙尖交错。这些设备和使用这些设备的方法可能有助于使佩戴这些设备的患者感觉到最大的牙尖交错，即使在器具正另外移动患者牙齿的延长的治疗过程中也是如此。这样可以提高舒适度，也可以使患者体验到感觉良好的牙尖交错，即使在患者牙齿原本将无法做到时。

如上所述，本文描述的方法和装置还可被配置为借助于选择性牙尖交错来修改或改善对齐。在图9中示出了治疗患者牙齿(例如，使牙齿对齐)的方法900。在该示例中，该方法可以包括将牙科对齐器(例如具有壳主体的对齐器，该壳主体具有舌侧、咬合侧和颊侧，其中该壳主体包括内牙齿容纳区域)应用在患者牙齿上901。一旦被应用于牙齿上(例如，包括附接到牙齿上的任何附件)，对齐器就可以施加力来移动牙齿。来自对齐器的力可以施加到一颗或多颗牙齿以移动牙齿，并且力可以来自对齐器与牙齿以及提供牙齿要移入的空间的对齐器中的间隔(空隙)之间的接触的组合。力可以由对齐器施加到牙齿的区域，并且可以通过其他牙齿上的分布力来抵消。因此，根据壳主体被佩戴在患者牙齿上，例如，当患者牙齿被容纳在壳主体903的内牙齿容纳区域中时，对齐器可以(被动地)施加第一力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。

此外，该方法还可以包括由于选择性牙尖交错而施加咬合力。例如，当患者在壳主体上咬合以相对于与牙合内表面轮廓905相对的牙合外表面轮廓牙尖交错时，施加咬合力以将患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造。当牙合内表面被佩戴在第一尖端排列上方时，牙合外表面轮廓可以形成第二尖端排列，该第二尖端排列不与第一尖端排列对齐。

本文描述的任何方法，尤其是制作治疗计划和/或对齐器(包括用户接口)的方法可以实现为软件、硬件或固件，并且可以描述为存储能够由处理器(例如，计算机、平板电脑以及智能手机等)执行的一组指令的非暂时性计算机可读存储介质，该指令在被处理器执行时，使得处理器控制执行以下任何步骤，包括但不限于：显示、与用户通信、分析、修改参数(包括定时、频率、强度等)、确定、发出警报等。

当特征或元件在本文中被称为在另一特征或元件“上”时，它可以直接位于该另一特征或元件上，或者也可能存在中间的特征和/或元件。相反，当特征或元件被称为“直接在”另一特征或元件“上”时，则不存在中间特征或元件。还应理解，当特征或元件被称为“连接”、“附接”或“耦接”至另一特征或元件时，它可以直接连接、附接或耦接至该另一特征或元件，或可能存在中间的特征或元件。相反，当特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦接”至另一特征或元件时，则不存在中间的特征或元件。虽然相对于一个实施例描述或示出，但是这样描述或示出的特征和元件可以应用于其他实施例。本领域的技术人员还将认识到，对于“邻近”另一特征设置的结构或特征的参考可以具有与相邻特征重叠或位于邻近特征下方的部分。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。例如，如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确表明不是这样。应当进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。如本文所用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一种或更多种的任意和全部组合，并且可缩写为“/”。

空间相关的术语，诸如“以下(under)”、“在下方(below)”、“低于(lower)”、“在上方(over)”以及“上部(upper)”等可以为了易于描述而在本文中使用，以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(多个)元件或特征的关系。将理解的是，空间相关的术语旨在除了附图中描绘的取向之外还包括使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被倒置，则被描述为在其他元件或特征“以下(under)”或“下方(beneath)”的元件则将被取向为在其他元件或特征“上方(over)”。因此，示例性术语“以下(under)”可以包括在上方和以下两个取向。该装置可以另外取向(旋转90度或处于其它取向)，并且本文使用的空间相对描述词被相应地解释。类似地，除非另外特别说明之外，术语“向上(upwardly)”、“向下(downwardly)”、“垂直(vertical)”、“水平(horizontal)”等在本文中仅用于说明的目的。

虽然术语“第一”和“第二”在本文中可以用于描述各种特征/元件(包括步骤)，但是这些特征/元件不应该受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可以用于将一个特征/元件与另一特征/元件区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一特征/元件可以被称为第二特征/元件，并且类似地，下面讨论的第二特征元件可以被称为第一特征/元件。

在本说明书和所附权利要求书中，除非上下文另有要求，词语“包括”以及诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”的变型意味着可以在方法和制品中共同使用各种组件(例如包括装置和方法的组合物以及设备)。例如，术语“包括(comprising)”将被理解为暗示包含任何所述元件或步骤，但不排除任何其它元件或步骤。

通常，本文描述的任何设备和方法应被理解为是包容性的，但是组件和/或步骤的全部或子集可以可选地是排他的，并且可以表示为“由”或“主要由”各个组件、步骤、子组件或子步骤“组成”。

如本文在说明书和权利要求书中所用的，包括在实施例中所用的，除非另外明确说明，所有数字可以被理解为就像以词语“大约”或“近似”开头，即使该术语没有明确出现。当描述幅度和/或位置时可以使用短语“大约”或“近似”以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期范围内。例如，数值可以具有为所述值(或值的范围)的+/-0.1％、所述值(或值的范围)的+/-1％、所述值(或值的范围)的+/-2％、所述(或值的范围)的+/-5％、所述值(或值的范围)的+/-10％的值等。本文所给出的任何数值应被理解为包括大约该值或近似该值，除非上下文另有说明。例如，如果公开了值“10”，则也公开了“大约10”。本文叙述的任何数值范围旨在包括包含在其中的所有子范围。还应该理解的是，如本领域技术人员所适当理解的那样，当值被公开为“小于或等于”该值时，也公开了“大于或等于该值”和在这些值之间的可能范围。例如，如果值“X”被公开了，则“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)也被公开。应该理解的是，在整个申请中，以多种不同格式提供了数据，并且该数据表示结束点和起始点以及对于数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应理解的是，认为公开了大于、大于或等于、小于、小于或等于以及等于10和15以及在10和15之间。还应该理解的是，也公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则也公开了11、12、13和14。

虽然上面描述了各种说明性实施例，但是在不脱离如权利要求所描述的本发明的范围的情况下，可以对各种实施例进行若干改变中的任一个。例如，在可选实施例中，通常可以改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他可选实施例中，可以一起跳过一个或多个方法步骤。各种装置和***实施例的可选特征可以被包括在一些实施例中而不被包括在其它实施例中。因此，前面的描述主要被提供用于示例性目的，并且不应被解释为限制如在权利要求中阐述的本公开的范围。

本文所包括的示例和说明通过说明而非限制的方式示出其中可以实践主题的具体实施例。如所提及的，可以利用其他实施例并从中导出其他实施例，从而可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。仅为了方便，本文中可以单独地或共同地用术语“发明”来指代发明主题的这些实施例，并且不旨在将本申请的范围主动地限制为任何单个发明或发明概念，如果实际上多于一个发明或发明概念被公开的话。因此，虽然本文中已经说明和描述了特定实施例，但是预测为实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开旨在覆盖各种实施例的任何和所有修改或变型。通过阅读以上描述，以上实施例的组合以及本文中未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (82)

1.一种方法，所述方法包括：

获得患者牙列的表示，所述表示包括患者的多颗牙齿的咬合信息；

确定将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径；

确定第一牙弓的第一牙齿上的第一牙面和第二牙弓的第二牙齿上的第二牙面，其中，所述咬合信息指示当所述患者咬合时所述第一牙齿和所述第二牙齿处于牙合；以及

确定用于正畸器具的器具几何形状，该正畸器具被配置为沿所述移动路径移动所述一颗或多颗牙齿，

其中，所述器具几何形状包括第一壳体，该第一壳体包括用于容纳所述第一牙齿的第一牙齿容纳腔，所述第一牙齿容纳腔包括在与所述第一牙齿的所述第一牙面相对应的位置处并且从所述第一牙齿容纳腔突出的牙合面特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得患者牙列的表示包括扫描所述患者的牙齿。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，获得患者牙列的表示包括获得所述患者牙列的模型。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括输出指令以基于所述器具几何形状制造器具。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括制造所述器具。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，制造所述器具包括在阳模或阴模上热成型。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，制造所述器具包括使用直接制造来制造所述器具。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括生成用于多个器具的多个器具几何形状，所述器具被配置为由所述患者依次佩戴以将所述患者的牙齿从初始构造移动到最终构造。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述器具几何形状还包括第二壳体，所述第二壳体包括用于容纳所述第二牙齿的第二牙齿容纳腔。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二牙齿容纳腔包括在与所述第二牙齿的所述第二牙面相对应的位置处并且从所述第二牙齿容纳腔突出的第二牙合面特征，所述第二牙合面特征被配置为当所述患者在佩戴所述器具时进行咬合时向所述第一牙齿容纳腔施加力。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一牙齿容纳腔还包括气泡结构，该气泡结构被布置为容纳所述第一牙齿的除所述第一牙面之外的至少一个牙面，并且被成形为在所述器具被佩戴时在所述第一牙齿和所述第一牙齿容纳腔之间提供空间，从而减小施加到所述至少一个牙面的至少一部分的咬合力。

12.一种用于佩戴在患者的第一牙弓上的牙齿上的牙科对齐器装置，可以包括：

壳主体，其具有舌侧、牙合侧和颊侧，其中所述壳主体包括内牙齿容纳区域以配合在患者牙齿上，并且当所述壳主体被佩戴在患者牙齿上时，施加力以将所述患者相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，所述内牙齿容纳区域包括：

牙合内表面轮廓，其在所述内牙齿容纳区域中，所述牙合内表面具有第一尖端和最低点排列，该第一尖端和最低点排列被配置为与所述患者牙齿的牙合面相符，

牙合外表面轮廓，其与所述牙合内表面轮廓相对，所述牙合外表面轮廓形成第二尖端和最低点排列，其中，所述第一尖端和最低点排列包括相同数量和序列顺序的尖端和最低点，以及

一个或多个牙合面特征，其从外牙合表面延伸，被配置为在所述牙科对齐器装置被佩戴在所述第一牙弓上时，使得所述牙科对齐器装置的所述牙合面特征产生咬合力，以将所述患者的所述相对牙弓上的所述一颗或多颗牙齿移动到所述预定构造。

13.根据权利要求12所述的牙科对齐器装置，其中，所述一个或多个牙合面特征从所述牙合外表面延伸小于2mm。

14.根据权利要求12所述的牙科对齐器装置，其中，所述一个或多个牙合面特征的最大直径为3mm或更小。

15.根据权利要求12所述的牙科对齐器装置，其中，所述一个或多个牙合面特征从所述牙合外表面轮廓上的尖端延伸。

16.根据权利要求12所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的第二尖端排列不与第一尖端排列对齐。

17.根据权利要求12所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的一个或多个区域在牙合平面中相对于所述牙合内表面轮廓偏移。

18.一种用于佩戴在患者的第一牙弓上的牙齿上的牙科对齐器装置，所述装置包括：

壳主体，其具有舌侧、牙合侧和颊侧，其中所述壳主体包括内牙齿容纳区域以配合在患者牙齿上，并且当所述壳主体被佩戴在患者牙齿上时，施加力以将所述患者相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，所述内牙齿容纳区域包括：

牙合内表面轮廓，其在所述内牙齿容纳区域中，所述牙合内表面具有第一尖端排列，该第一尖端排列被配置为与所述患者牙齿的牙合面相符，以及

牙合外表面轮廓，其与所述牙合内表面轮廓相对，所述牙合外表面轮廓形成第二尖端排列，

其中，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列不与所述第一个尖端排列对齐，使得当所述牙科对齐器装置被佩戴在所述第一牙弓上时，所述牙科对齐器装置产生咬合力以将在所述患者的所述相对牙弓上的一颗或多颗牙齿移动到所述预定构造。

19.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的一个或多个区域在牙合平面中相对于所述牙合内表面轮廓偏移。

20.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合内表面轮廓和所述牙合外表面轮廓具有相同数量和序列顺序的尖端，但是一个或多个相邻的尖端之间的间距在所述牙合内表面轮廓和所述牙合外表面轮廓之间不同。

21.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。

22.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，还包括沿着远离所述内牙齿容纳区域的方向从所述牙合外表面突出的牙合面特征，其中所述牙合面特征被安置成施加所述咬合力。

23.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合面的厚度在横切于所述牙合内表面和牙合外表面的所述器具的牙合部上变化。

24.根据权利要求23所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合面的厚度在横切于所述牙合内表面和牙合外表面的所述器具的牙合部上变化大于50％。

25.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述咬合力朝向为沿着矢量推动所述患者的一颗或多颗牙齿，该矢量具有在垂直于第二牙齿的冠顶轴的平面中的矢量分量，其中所述第二牙齿与所述患者的一颗或多颗牙齿相对，并且位于所述患者口腔中与所述患者的一颗或多颗牙齿的牙弓相对的牙弓上。

26.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面被配置为与所述相对牙弓的牙合面最大地牙尖交错。

27.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面被配置为与所述相对牙弓的所述牙合面的90％以上牙尖交错。

28.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，在所述相对牙弓上的所述牙合面是被配置为被佩戴在所述相对牙弓的牙齿上的牙科器具。

29.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，在所述相对牙弓上的所述牙合面包括所述相对牙弓的牙齿。

30.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓被配置为使得当佩戴所述牙科对齐器装置时所述患者牙齿的牙尖交错产生所述咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动至所述预定构造以增加所述患者上颌和下颌的尖端之间的接触。

31.根据权利要求18所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓被配置为使得当佩戴所述牙科对齐器装置时所述患者牙齿的牙尖交错产生所述咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动至所述预定构造以修改颞颌关节TMJ的髁负荷。

32.一种用于佩戴在患者的牙齿上的牙科对齐器装置，所述装置包括：

壳主体，其具有舌侧、牙合侧和颊侧，其中所述壳主体包括内牙齿容纳区域，该内牙齿容纳区域被配置为配合在所述患者牙齿上，并且当所述壳主体被佩戴在患者牙齿上时，施加力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，所述内牙齿容纳区域包括：

牙合内表面轮廓，其在所述内牙齿容纳区域中，所述牙合内表面具有被配置为符合与所述患者牙齿的牙合面相对应的第一尖端排列的排列，以及

牙合外表面轮廓，其与所述牙合内表面轮廓相对，所述牙合外表面轮廓形成第二尖端排列，

其中，当所述牙合内表面被佩戴在所述第一尖端排列上时，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列不与所述第一尖端排列对齐，使得当佩戴所述牙科对齐器装置时所述患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动到所述预定构造。

33.根据权利要求32所述的牙科对齐器，其中，所述咬合力朝向为沿着矢量推动所述患者的一颗或多颗牙齿，该矢量具有在垂直于第二牙齿的冠顶轴的平面中的矢量分量，其中所述第二牙齿与所述患者的一颗或多颗牙齿相对，并且在所述患者口腔中位于与所述患者的一颗或多颗牙齿的牙弓相对的牙弓上。

34.根据权利要求32所述的牙科对齐器，其中，所述牙合外表面被配置为与所述患者的相对颌的牙合面最大地牙尖交错。

35.根据权利要求34所述的牙科对齐器，其中，所述牙合外表面被配置为与所述患者的相对颌的所述牙合面的90％以上牙尖交错。

36.根据权利要求34所述的牙科对齐器，其中，在所述患者的相对颌上的所述牙合面是被配置为被佩戴在所述患者的相对颌的牙齿上的牙科器具。

37.根据权利要求34所述的牙科对齐器，其中，在所述患者的相对颌上的所述牙合面包括所述患者的相对颌的牙齿。

38.根据权利要求32所述的牙科对齐器，其中，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。

39.根据权利要求32所述的牙科对齐器，其中，所述牙合外表面轮廓的一个或多个区域在牙合平面中相对于所述牙合内表面轮廓横向偏移。

40.根据权利要求32所述的牙科对齐器，还包括沿着远离所述内牙齿容纳区域的方向从所述牙合外表面突出的牙合面特征，其中所述牙合面特征被安置成施加所述咬合力。

41.根据权利要求32所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列被配置为使得当佩戴所述牙科对齐器装置时所述患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动至所述预定构造以增加所述患者上颌和下颌的尖端之间的接触。

42.根据权利要求32所述的牙科对齐器装置，其中，所述牙合外表面轮廓的所述第二尖端排列被配置为使得当佩戴所述牙科对齐器装置时所述患者牙齿的牙尖交错产生咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动至所述预定构造以修改颞颌关节TMJ的髁负荷。

43.一种使用一个或多个牙科对齐器来对齐患者牙齿的方法，其中每个牙科对齐器包括具有舌侧、牙合侧和颊侧的壳主体，其中，所述壳主体包括内牙齿容纳区域，所述方法包括：

当所述壳主体被戴在所述患者牙齿上使得所述患者牙齿被容纳在具有牙合内表面轮廓的所述壳主体的内牙齿接收区域中时，施加第一力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动到预定构造，该牙合内表面轮廓被配置为配合与所述患者牙齿的牙合面相对应的第一尖端排列；以及

当所述患者在所述壳主体上咬合以相对于与所述牙合内表面轮廓相对的牙合外表面轮廓牙尖交错时，施加咬合力以将所述患者的一颗或多颗牙齿移动至所述预定构造，其中，当所述牙合内表面被佩戴在所述第一尖端排列上时，所述牙合外表面轮廓形成不与所述第一尖端排列对齐的第二尖端排列。

44.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述咬合力包括施加朝向为沿着矢量推动所述患者的一颗或多颗牙齿的所述咬合力，该矢量具有在垂直于第二牙齿的冠顶轴的平面中的矢量分量，其中所述第二牙齿与所述患者的一颗或多颗牙齿相对，并且位于所述患者口腔中与所述患者的一颗或多颗牙齿的所述牙弓相对的牙弓上。

45.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述第一力包括使用接合到所述患者牙齿的一个或多个附件将所述壳主体附接到所述患者牙齿上。

46.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述咬合力包括相对于第二壳体对齐器牙尖交错，该第二壳体对齐器佩戴在与佩戴有所述壳主体的牙弓相对的牙弓上。

47.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述咬合力包括相对于第二组患者牙齿牙尖交错，该第二组患者牙齿在与佩戴有所述壳主体的牙弓相对的牙弓上。

48.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述咬合力包括相对于所述牙合外表面轮廓上的突起牙尖交错。

49.根据权利要求43所述的方法，其中，施加所述咬合力包括与所述患者相对颌的牙合面的90％以上牙尖交错。

50.一种牙科对齐器***，用于佩戴在患者牙齿上作为治疗计划的一部分以对齐所述患者牙齿，所述装置包括：

多个牙科对齐器，被配置为按照所述治疗计划限定的顺序被佩戴；

其中每个牙科对齐器包括壳主体，该壳主体具有内牙齿容纳区域，该内牙齿容纳区域被配置为配合在所述患者牙齿上，并且当被佩戴时施加力以移动所述患者的一颗或多颗牙齿，其中，所述内牙齿容纳区域包括牙合内表面轮廓，并且其中，每个牙科对齐器还包括与所述牙合内表面轮廓相对的牙合外表面轮廓；

其中，所述多个牙科对齐器中的所有牙科对齐器具有不同的牙合内表面轮廓，但是所述多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器具有相同的牙合外表面轮廓。

51.根据权利要求50的***，其中，所述多个牙科对齐器中的具有相同的牙合外表面轮廓的所述两个或更多个牙科对齐器被配置为使得所述牙合外表面与所述患者相对颌的牙合面最大地牙尖交错。

52.根据权利要求51所述的牙科对齐器，其中，所述多个牙科对齐器中的具有相同的牙合外表面轮廓的所述两个或更多个牙科对齐器被配置为使得所述牙合外表面与所述患者相对颌的所述牙合面的90％以上牙尖交错。

53.根据权利要求50所述的牙科对齐器，其中，所述多个牙科对齐器中的具有相同的牙合外表面轮廓的所述两个或更多个牙科对齐器对应于治疗计划的牙合面的目标最终排列。

54.根据权利要求50所述的牙科对齐器，所述多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器包括在牙合平面中相对于所述牙合内表面轮廓横向偏移的所述牙合外表面轮廓的一个或多个区域。

55.根据权利要求50所述的牙科对齐器，其中，所述多个牙科对齐器中的两个或更多个牙科对齐器还包括沿着远离所述内牙齿容纳区域的方向从所述牙合外表面突出的牙合面特征，其中，所述牙合面特征被安置成向由所述内牙齿容纳区域容纳的第一牙齿以及向第二牙齿施加咬合力，其中，所述第二牙齿与所述患者的一颗或多颗牙齿相对，并且位于所述患者口腔中与所述患者的一颗或多颗牙齿的所述牙弓相对的牙弓上。

56.一种用于向患者的牙齿施加牙齿移动力的器具，包括：

第一壳体，其具有多个牙齿容纳腔，所述牙齿容纳腔成形为容纳患者的牙齿；以及

第一牙合面特征，其被布置在所述多个牙齿容纳腔的第一牙齿容纳腔的牙合面上，并沿远离所述第一牙齿容纳腔的方向从所述牙合面突出，

其中，所述第一牙合面特征被安置成向由所述第一牙齿容纳腔容纳的第一牙齿和与所述患者口腔中的所述第一牙齿容纳腔相对的第二牙齿施加力。

57.根据权利要求56所述的设备，其中，所述第一牙合面特征被安置为当所述患者在佩戴所述器具时进行咬合时施加所述力。

58.根据权利要求56所述的器具，其中，所述第一牙合面特征位于与所述第一牙齿的牙面相对应的位置处的所述第一牙齿容纳腔的所述牙合面上。

59.根据权利要求56所述的器具，其中，所述第一牙合面包括被安置成覆盖所述第一牙齿的所述牙面的至少一部分的实心突起。

60.根据权利要求59所述的器具，其中，所述第一牙合面包括被安置成覆盖所述第一牙齿的所述牙面的至少一部分的被挤压或折起的壳体材料。

61.根据权利要求56所述的器具，其中，所述第一牙合面特征被布置成当所述器具被佩戴并且所述患者咬合时直接接触所述第二牙齿，从而向所述第二牙齿施加咬合力。

62.根据权利要求61所述的器具，其中，施加到所述第二牙齿的所述咬合力朝向为沿着矢量推动牙齿移动，该矢量具有与所述第二牙齿的冠顶轴垂直的平面中的矢量分量。

63.根据权利要求56所述的器具，还包括第二壳体，该第二壳体具有被配置为容纳多颗牙齿的第二多个牙齿容纳腔，所述第二多个牙齿容纳腔包括被配置为容纳所述第二牙齿的第二牙齿容纳腔。

64.根据权利要求63所述的器具，还包括在所述第二牙齿容纳腔的牙合面上的第二牙合面特征，所述第二牙合面特征被配置为当所述患者在佩戴所述器具时进行咬合时向所述第一牙齿容纳腔施加力。

65.根据权利要求64所述的器具，其中，所述第一牙合面特征和所述第二牙合面特征被配置为当所述患者在佩戴所述器具时进行咬合时彼此接触。

66.根据权利要求56所述的器具，其中，所述第一牙齿容纳腔的所述牙合面包括气泡结构，该气泡结构被布置为容纳所述第一牙齿的至少一个牙面，并且被成形为在所述器具被佩戴时在所述第一牙齿和所述第一牙齿容纳腔之间提供空间，从而减小施加到所述至少一个牙面的至少一部分的咬合力。

67.根据权利要求56所述的器具，其中，所述第一牙齿和所述第二牙齿是后牙。

68.根据权利要求56所述的器具，其中，第一牙齿容纳腔的所述牙合面包括包含所述第一牙合特征的多个牙合面特征，所述多个牙合面特征被配置为当所述患者咬合时向所述第二牙齿提供多个力，所述多个力向在所述第二齿上提供净力，以沿着期望的移动路径推动所述第二牙齿。

69.一种***，包括：

多个器具，其被配置为当被依次佩戴时将患者的牙齿从初始排列移动到目标排列，所述多个器具包括第一器具，所述第一器具包括：

第一壳体，其具有多个牙齿容纳腔，所述牙齿容纳腔成形为容纳处于所述初始构造的所述患者的牙齿；以及

第一牙合面特征，其被布置在所述多个牙齿容纳腔的第一牙齿容纳腔的牙合面上，并沿远离所述第一牙齿容纳腔的方向从所述牙合面突出，

其中，所述第一牙合面特征被安置成向由所述第一牙齿容纳腔容纳的第一牙齿和与所述患者口腔中的所述第一牙齿容纳腔相对的第二牙齿施加力。

70.根据权利要求69所述的***，还包括所述多个器具中的第二器具，所述第二器具包括第二壳体，该第二壳体被配置为在所述患者的所述牙齿处于所述初始排列之后的中间排列时至少容纳所述第一牙齿，所述第二壳体包括第二牙合面特征，该第二牙合面特征被安置为向所述第一牙齿和所述第二牙齿施加第二力，所述第二力在以下至少一个方面与所述第一力不同：大小、方向、在所述第一牙齿上的位置或在所述第二牙齿上的位置。

71.根据权利要求70所述的***，其中，所述第二牙合面特征在形状上不同于所述第一牙合面特征。

72.一种用于在正畸治疗中使用的***，所述***包括：

处理器；以及

存储器，其耦接到一个或多个处理器，所述存储器被配置为存储计算机程序指令，该计算机程序指令在由所述一个或多个处理器执行时执行计算机实现的方法，该方法包括：

获得患者牙列的表示，所述表示包括患者的多颗牙齿的咬合信息；

确定将一颗或多颗牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径；

确定第一牙弓的第一牙齿上的第一牙面和第二牙弓的第二牙齿上的第二牙面，其中，所述咬合信息指示当所述患者咬合时所述第一牙齿和所述第二牙齿处于牙合；以及

确定正畸器具的器具几何形状，该正畸器具被配置为沿所述移动路径移动所述一颗或多颗牙齿，

其中，所述器具几何形状包括第一壳体，该第一壳体包括用于容纳所述第一牙齿的第一牙齿容纳腔，所述第一牙齿容纳腔包括位于与所述第一牙齿的所述第一牙面相对应的位置处并且从所述第一牙齿容纳腔突出的牙合面特征。

73.根据权利要求72所述的***，其中，获得患者牙列的表示包括扫描所述患者的牙齿。

74.根据权利要求72所述的***，其中，获得患者牙列的表示包括获得所述患者牙列的模型。

75.根据权利要求72所述的***，还包括输出指令以基于所述器具几何形状制造器具。

76.根据权利要求75所述的***，还包括制造所述器具。

77.根据权利要求76所述的***，其中，制造所述器具包括在阳模或阴模上热成型。

78.根据权利要求76所述的***，其中，制造所述器具包括使用直接制造来制造所述器具。

79.根据权利要求72所述的***，还包括生成用于多个器具的多个器具几何形状，所述器具被配置为由所述患者依次佩戴以将所述患者的牙齿从初始构造移动到最终构造。

80.根据权利要求72所述的***，其中，所述器具几何形状还包括第二壳体，所述第二壳体包括用于容纳所述第二牙齿的第二牙齿容纳腔。

81.根据权利要求72所述的***，其中，所述第二牙齿容纳腔包括位于与所述第二牙齿的所述第二牙面相对应的位置处并且从所述第二牙齿容纳腔突出的第二牙合面特征，所述第二牙合面特征被配置为当所述患者在佩戴所述器具时进行咬合时向所述第一牙齿容纳腔施加力。

82.根据权利要求72所述的***，其中所述第一牙齿容纳腔还包括气泡结构，该气泡结构被布置为容纳所述第一牙齿的、除所述第一牙面之外的至少一个牙面，并且被成形为在所述器具被佩戴时在所述第一牙齿和所述第一牙齿容纳腔之间提供空间，从而减小施加到所述至少一个牙面的至少一部分的咬合力。

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