CN112584792A - 牙齿夹持的装置和方法 - Google Patents

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CN112584792A CN201980045374.6A CN201980045374A CN112584792A CN 112584792 A CN112584792 A CN 112584792A CN 201980045374 A CN201980045374 A CN 201980045374A CN 112584792 A CN112584792 A CN 112584792A
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Abstract

用于自动牙科治疗的装置和方法，具有齿钳(48，700)，该齿钳连接一自动牙钻(10)。齿钳(700)具有刚性框架(704A，704B)和一对钳爪(701A，701B)，所述刚性框架具有用于将齿钳(700)可逆地耦合至自动牙钻(10)的耦合点(703)，所述一对钳爪用于将齿钳耦接到用户的牙齿。第一钳爪表面的形状适于匹配牙齿表面并且基于所扫描牙齿的表面数据或三维模型制造。齿钳(700)具有抽吸口(702)，且***(900)具有冲洗喷嘴(903)。

Description

牙齿夹持的装置和方法
交叉引用
本申请要求于2018年5月10日提交的美国临时专利申请号62/669,934、2018年9月5日提交的美国临时专利申请号62/727,390、2018年11月5日提交的美国临时专利申请号62/755,961，2018年11月5日提交的美国临时专利申请号62/755,989以及2019年4月8日提交的美国临时专利申请号62/830,951的权益，每一项专利在此通过引用全部并入本文。
背景技术
尽管近年来在治疗特定牙科疾病方面已经取得了进展，但牙科治疗的实际递送仍然是手动密集的过程。因此，需要用于使牙科治疗自动化的方法。
发明内容
现有牙科治疗装置或***无法实现自动牙科治疗，例如，自动化牙齿切割。现有装置或***依靠视觉***(例如，人类视觉，牙齿的实时图像)来进行牙科治疗，并且存在与基于视觉的牙科治疗方法的自动化相关的重大技术挑战和监管风险。此外，利用昂贵的机械臂进行的自动化尝试可能会使牙科治疗***的价格超过10万美元，并且由于其臂可能会造成损坏的工作范围较大，因此不太可能被FDA批准为完全自动化。因此，对于有成本效益的、安全且可靠的装置和***来自动化进行牙科治疗存在迫切且未满足的需求。而且，本文的应用之一是切割牙齿以用于牙冠(切割牙齿本身)，而不是用于外科手术中的钻牙术(骨头上钻孔用于牙齿植入物)。本公开内容涉及用于使牙科治疗自动化的装置、***和方法。
在一些实施方式中，本文的公开内容包括一种齿钳，该齿钳将计算机数控(CNC)导向***(例如，自动牙钻(ADD)***)连接至受试者的一颗或多颗牙齿。在一些实施方式中，本文公开的齿钳是基于受试者的牙齿的表面数据来制造的。在一些实施方式中，齿钳包括专门制造的表面，该表面与受试者的牙齿表面配合以保持牙齿、保护受试者的软组织、向CNC导向***提供位置参考、提供在不同时间点(例如，在不同患者访问牙医办公室的期间)相对于CNC导向***牙齿的相同的位置环境。与现有用于牙科手术定位的***和方法不同，本文的***和方法无需通过光学手段进行基准跟踪，依靠机械耦合机制来进行准确、可靠和有效的牙科定位，例如，在两次不同的患者访问期间相对于牙科治疗***的相同的牙齿定位。在一些实施方式中，本文的齿钳为还用于自动牙科治疗中的冲洗和/或抽吸装置提供锚固。在一些实施方式中，本文的装置、***和方法包括可以与齿钳结合或单独起作用以促进自动牙科治疗的牙科粘合剂、冲洗、抽吸、软组织的保护。
本文提供的一个方面是一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，该装置包括：一个或多个框架，该一个或多个框架包括一个或多个耦合点，其中所述一个或多个耦合点在牙科程序(dental procedure)的过程中将装置可逆地耦合至自动牙钻(ADD)***；以及一个或多个钳爪，每个钳爪包括第一表面和第二表面，该第一表面的形状适于匹配受试者的一颗或多颗牙齿，并且该第二表面用于附接到一个或多个框架，并且其中一个或多个钳爪在牙科程序的过程中为ADD***提供牙齿的位置参考。
在一些实施方式中，基于受试者的一颗或多颗牙齿的表面数据、三维模型或这两者来制造第一表面，其代表扫描时一颗或多颗牙齿的表面。在一些实施方式中，牙科程序是牙齿切割或牙钻。在一些实施方式中，一个或多个耦合点被配置为在牙齿切割期间将装置固定地耦合到自动牙钻(ADD)***。在一些实施方式中，在牙齿切割期间装置相对于ADD***的相对运动在临床可接受的阈值内。在一些实施方式中，ADD***被配置用于经由自动牙齿切割的口腔内牙科假体制备。在一些实施方式中，第一表面包封一颗或多颗牙齿的对应表面。在一些实施方式中，一个或多个框架包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一个或多个钳爪包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：塑料、复合材料、金属、玻璃、陶瓷、橡胶和合金。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯和丙烯酸。在一些实施方式中，使用标准尺寸的刚性材料使用三维打印、模塑、铸造、具有刀具轨迹的计算机数控(CNC)机械加工来制造一个或多个钳爪。在一些实施方式中，在牙科程序的过程中ADD***的牙齿的位置参考由一个或多个基本上为零的自由度组成。在一些实施方式中，第一表面或第二表面的形状是三维的。在一些实施方式中，第一表面的形状选自预先存在的形状的集合。在一些实施方式中，一个或多个抽吸口被配置为连接到位于装置的不同部分的一个以上的孔。在一些实施方式中，粘合剂至少部分位于第一表面上。在一些实施方式中，至少部分基于受试者的一颗或多颗牙齿的三维表面数据来生成第一表面。在一些实施方式中，至少部分基于以下各项中的一项或多项来生成三维表面数据：二维X射线图像、三维X射线图像和三维计算机断层摄影(CT)扫描。
本文提供的另一方面是一种用于对受试者进行牙齿夹持的方法，该方法包括：向用户提供用于牙齿夹持的装置；允许用户在一个或多个钳爪的第一表面上夹持装置的一个或多个钳爪以接合受试者的一颗或多颗牙齿，其中一个或多个钳爪在其第二表面处附接到装置的一个或多个框架；允许用户在通过ADD***进行牙齿切割之前将装置耦合至自动牙钻(ADD)***，所述耦合包括将装置的一个或多个框架的一个或多个耦合点可逆地耦合至ADD***；在牙齿切割过程中允许装置将颗粒流出物(runoff)保留或传送到装置内的抽吸口；在通过ADD进行牙齿切割之后，允许用户将装置与自动牙钻(ADD)***解耦合；并允许用户从受试者上松开一个或多个钳爪。
在一些实施方式中，允许用户夹持装置的一个或多个钳爪以接合受试者的一颗或多颗牙齿包括使用螺钉杠杆、材料弹力、张紧的带力或其组合将两个钳爪彼此相对地挤压以夹紧牙齿的外部。在一些实施方式中，允许用户夹持装置的一个或多个钳爪以接合受试者的一颗或多颗牙齿包括使用一个或多个钳爪上的粘附力将两个钳爪彼此挤压以夹紧牙齿的外部，所述粘附力被配置为将装置粘附至受试者的一颗或多颗牙齿。
本文提供的另一方面是一种用于通过自动牙齿切割对受试者进行口腔内牙科假体制备的***，该***包括：自动牙齿钻(ADD)***，其被配置用于对受试者进行自动牙齿切割；以及一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，该装置包括：一个或多个框架，其包括一个或多个耦合点，其中一个或多个耦合点在牙齿切割期间将所述装置可逆地耦合至ADD***；以及一个或多个钳爪，每个钳爪包括第一表面和第二表面，第一表面用于接合受试者的一颗或多颗牙齿，第二表面用于附接到一个或多个框架，其中第一表面适于匹配受试者的一颗或多颗牙齿，并且其中一个或多个钳爪为ADD***的牙齿提供位置参考，其中ADD***被配置为在将装置耦合到ADD并夹持在一颗或多颗牙齿上时自动切割一颗或多颗牙齿。
本文提供的另一方面是一种用于通过自动牙齿切割来对受试者进行口腔内牙科假体制备的方法，该方法包括：向用户提供用于牙齿夹持的装置；允许用户在一个或多个钳爪的第一表面上夹持装置的一个或多个钳爪以接合受试者的一颗或多颗牙齿，其中该表面的形状适于匹配一颗或多颗牙齿，其中在一个或多个钳爪的第二表面处，一个或多个钳爪附接至装置的一个或多个框架；允许用户在牙齿切割之前将装置耦合到自动牙钻(ADD)***，包括将一个或多个耦合点可逆地耦合到ADD***；允许用户操作ADD以在一颗或多颗牙齿的外部自动切割受试者的一颗或多颗牙齿；在牙齿切割过程中允许装置将颗粒流出物保留或传送到装置内的抽吸口；允许用户在切割牙齿后将装置与ADD***解耦合；并允许用户从受试者上松开一个或多个钳爪。
本文提供的另一方面是一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，该装置包括：一个或多个框架，所述框架包括一个或多个耦合点，其中所述一个或多个耦合点将该装置可逆地耦合至配置用于牙科程序的***；以及一个或多个钳爪，每个钳爪包括第一表面和第二表面，第一表面的形状适于匹配受试者的一颗或多颗牙齿，第二表面用于附接到一个或多个框架。
在一些实施方式中，一个或多个抽吸口被配置为连接到位于装置的不同部分的一个以上的孔。在一些实施方式中，一个或多个抽吸口附接在一个或多个框架、一个或多个钳爪、受试者的一颗或多颗牙齿或其组合上。在一些实施方式中，配置用于牙科程序的***是配置用于牙齿切割或牙钻的自动牙钻(ADD)***。在一些实施方式中，配置用于牙科程序的***是牙根管***。在一些实施方式中，一个或多个钳爪为通过***进行的牙科程序提供位置参考或一颗或多颗牙齿相对于***的相同的位置环境。在一些实施方式中，一个或多个钳爪为通过ADD***进行的牙齿切割或牙钻提供位置参考，或者一颗或多颗牙齿相对于ADD***的相同的位置环境。在一些实施方式中，基于由牙齿扫描技术(例如但不限于使用Dentsply Sirona CEREC或Align Technologies口腔内扫描装置)所确定的一颗或多颗牙齿的表面数据、三维模型或这两者来制造第一表面。在一些实施方式中，一个或多个钳爪提供了一颗或多颗牙齿在不同的时间点相对于ADD***的相同的位置环境。在一些实施方式中，一个或多个耦合点被配置为在牙齿切割期间将装置固定地耦合到自动牙钻(ADD)***。在一些实施方式中，在牙齿切割期间装置相对于ADD***的相对运动在临床可接受的阈值内。在一些实施方式中，ADD***被配置用于经由自动牙齿切割的口腔内牙科假体制备。在一些实施方式中，第一表面包封一颗或多颗牙齿的对应表面。在一些实施方式中，一个或多个框架包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一个或多个钳爪包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：塑料、复合材料、金属、玻璃、陶瓷、橡胶和合金。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯和丙烯酸。在一些实施方式中，使用标准尺寸的刚性材料使用三维打印、模塑、铸造、计算机数控(CNC)和/或具有刀具轨迹的机械加工来制造一个或多个钳爪。在一些实施方式中，一颗或多颗牙齿在不同时间点相对于ADD***的相同的位置环境由一个或多个基本上为零的自由度。在一些实施方式中，第一表面或第二表面的形状是三维的。在一些实施方式中，第一表面的形状选自预先存在的形状的集合。
本文提供的另一方面是一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，该装置包括：一个或多个框架，所述框架包括一个或多个耦合点，其中所述一个或多个耦合点将该装置可逆地耦合至配置用于牙科程序的***；以及一个或多个钳爪，每个钳爪包括第一表面和第二表面，第一表面的形状适于匹配受试者的一颗或多颗牙齿，第二表面用于附接到一个或多个框架。
在一些实施方式中，一个或多个钳爪为通过***进行的牙科程序提供位置参考。在一些实施方式中，被配置用于牙科程序的***1)是被配置用于牙齿切割或牙钻的自动牙钻(ADD)***；和/或2)包括激光源，激光控制***、透光光学器件、光束转向光学器件和控制***以及快门。在一些实施方式中，一个或多个冲洗孔被定位在配置用于牙科程序的***的远端处或附近。在一些实施方式中，一个或多个冲洗孔被定位成围绕***的牙齿切割或牙齿钻孔钻头)。在一些实施方式中，配置用于牙科程序的***是牙根管***。在一些实施方式中，一个或多个钳爪为通过***进行的牙科程序提供位置参考或一颗或多颗牙齿相对于***的相同的位置环境。在一些实施方式中，基于受试者的一颗或多颗牙齿的表面数据、三维模型或这两者来制造第一表面，其代表扫描时一颗或多颗牙齿的表面。在一些实施方式中，一个或多个耦合点被配置为在牙齿切割期间将装置固定地耦合到自动牙钻(ADD)***。在一些实施方式中，在牙齿切割期间装置相对于ADD***的相对运动在临床可接受的阈值内。在一些实施方式中，ADD***被配置用于经由自动牙齿切割的口腔内牙科假体制备。在一些实施方式中，第二表面包封一颗或多颗牙齿的对应表面。在一些实施方式中，一个或多个框架包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一个或多个钳爪包括一种或多种刚性材料。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：塑料、复合材料、金属、玻璃、陶瓷、橡胶和合金。在一些实施方式中，一种或多种刚性材料包括以下中的一种或多种：聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯和丙烯酸。在一些实施方式中，使用标准尺寸的刚性材料使用三维打印、模塑、铸造、计算机数控(CNC)和/或具有刀具轨迹的机械加工来制造一个或多个钳爪。在一些实施方式中，一颗或多颗牙齿在不同时间点相对于ADD***的相同的位置环境由一个或多个基本上为零的自由度。在一些实施方式中，第一表面或第二表面的形状是三维的。在一些实施方式中，一个或多个抽吸口被配置为连接到位于装置的不同部分的一个以上的孔。在一些实施方式中，第一表面的形状选自预先存在的形状的集合。
附图说明
在所附权利要求书中具体阐述本公开内容的新颖特征。通过参考下文的详细说明并结合附图可以更好地理解本公开内容的特征和优点，所述详细说明阐述了利用了本公开内容的原理的示例性的实施方式，在附图中：
图1示出了根据本文的实施方式的示例性自动牙钻(ADD)***的侧视图；
图2示出了根据本文的实施方式的示例性ADD***正在治疗患者的透视图；
图3示出了根据本文的实施方式的示例性ADD***正在治疗患者的侧面剖视图；
图4示出了根据本文的实施方式的示例性ADD***的侧面剖视图；
图5示出了根据本文的实施方式的示例性ADD***内的组件的侧视图；
图6示出了根据本文的实施方式的示例性的第一牙科夹具的图示；
图7示出了根据本文的实施方式的示例性的第二牙科夹具的图示；
图8示出了根据本文的实施方式的示例性的第三牙科夹具的图示；
图9示出了根据本文的实施方式的示例性第一牙科夹具、光导、成像传感器和水冲洗***的图示；
图10示出了根据本文的实施方式的示例性的第二牙科夹具、光导、成像传感器和水冲洗***的图示；
图11示出了根据本文的实施方式的示例性激光ADD***的图示；
图12示出了根据本文的实施方式的示例性牙科治疗***的图示；以及
图13示出了计算装置的非限制性实例；在这种情况下，装置具有一个或多个处理器、存储器、存储和网络接口。
具体实施方式
许多现有牙科治疗装置和***不能进行自动牙科治疗，例如，自动牙齿切割。现有装置和***由于可能损坏的工作范围较大，因此对于自动牙科治疗面临着重大的技术挑战和监管风险。因此，对于有成本效益的、安全且可靠的装置和***来自动化进行牙科治疗存在迫切且未满足的需求。由此，本文提供了用于在外科手术中切割牙冠或牙钻的装置和***。本公开内容涉及用于使牙科治疗自动化的装置、***和方法。
在一些实施方式中，本文的本公开内容包括一种齿钳，该齿钳将计算机数控(CNC)导向的***连接至受试者的一颗或多颗牙齿。在一些实施方式中，基于受试者的牙齿的表面数据来制造本文公开的齿钳。在一些实施方式中，齿钳包括专门制造的表面，该表面与受试者的牙齿的表面配合。这样的齿钳起到保持牙齿、保护受试者的软组织、提供对CNC的位置参考以及提供牙齿在不同时间点相对于CNC的相同的位置环境的作用。与现有的用于牙科手术定位的***和方法不同，本文的***和方法通过依靠机械耦合机制来进行精确、可靠和有效的牙齿定位，例如，在两次不同的访问中相对于牙科治疗***的相同的牙齿定位，从而无需通过光学手段进行基准跟踪。在一些实施方式中，本文的齿钳为也用于自动牙科治疗中的冲洗和/或抽吸装置提供锚固。在一些实施方式中，本文的装置、***和方法包括可以与齿钳结合或单独地起作用以促进自动牙科治疗的牙科粘合剂、冲洗、抽吸、软组织的保护。
术语和定义
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
除非上下文另外明确指出，否则本文中所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”包括复数参照物。除非另有说明，否则本文中对“或”的任何引用旨在涵盖“和/或”。
如本文所用，术语“约”是指接近所述量10％、5％或1％的量，包括其中的增量。
如本文所用的术语“受试者”是指需要牙科治疗的人类患者或人类对照受试者。
本文所使用的关于百分比的术语“约”是指大于或小于所述百分比10％、5％或1％的量，包括其中的增量。
本文中所使用的短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，其在操作中是结合和分离的。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A，B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”的每个表达是指单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起。
自动牙钻
参照图1至图3，本文提供了自动牙钻(ADD)***10和配置用于定位ADD***10的牙科夹具20。本文公开的牙科夹具20可以放置在受试者的口腔中并且连接到用于牙科程序的ADD***10。在一些实施方式中，该***是自动牙钻(ADD)***。在一些实施方式中，自动牙钻(ADD)使用机械钻头切割。在一些实施方式中，自动牙钻(ADD)使用聚焦激光束切割。在一些实施方式中，ADD***被配置用于经由自动牙齿切割的口腔内牙科假体制备。在一些实施方式中，***被配置用于执行牙根管。在一些实施方式中，配置用于牙科程序的***被配置用于自动牙齿切割、牙钻或这两者。
图4和图5示出了所提供的自动钻机的示意图。牙钻10可包括牙钻壳体12，该牙钻壳体12包括附接至平移驱动器壳体部分16的咬嘴壳体部分14。咬嘴壳体部分14可被配置为在操作期间至少部分位于受试者的口中。端部效应器(end effector)驱动支撑件18可设置在牙钻壳体12中。端部效应器驱动支撑件18的至少一部分可以可移动地定位在咬嘴壳体部分14中。咬嘴壳体部分14可以包括延伸到咬嘴壳体部分14中的轴部分20。在一些实施方式中，轴部分20是中空的，以便允许切割机构驱动器经由轴22耦合到端部效应器。
此外，根据图4、图5和图12，端部效应器88可以附接到端部效应器驱动支撑件18，并且可以沿着相对于咬嘴壳体部分14的三个正交的线性方向(例如，x、y、z)移动。替代地，端部效应器88可以附接到端部效应器驱动支撑件18，并且可以沿着相对于咬嘴壳体部分14的六个或更多个自由度移动。在操作中，z方向被定义为垂直于牙齿。x方向和y方向可被定义为垂直于z方向。通常，端部效应器88位于端部效应器驱动器支架18的端部。端部效应器88可以从咬嘴壳体部分14中突出，并且可以用于将天然的牙齿、牙科器具或这两者切割成所期望的限度和形状。切割机构驱动器30可以耦合到端部效应器88的位置。端部效应器88可以由牙钻壳体定位，通过该牙钻壳体，轴可以将功率引导至端部效应器88(无论是用以切割钻头的旋转装置，还是用于切割激光的电磁装置)。
在一些实施方式中，自动牙钻10还包括平移驱动组件36，其沿着三个或更多个方向驱动端部效应器88。平移驱动组件36可以包括三个或更多个平移驱动器，其使端部效应器88沿三个或更多方向移动：z方向驱动器38、y方向驱动器40和x方向驱动器42。z方向驱动器38、y方向驱动器40和x方向驱动器42中的每一个都可以由步进驱动器、压电驱动器、伺服电动机驱动器或其任意组合来致动。z方向驱动器38、y方向驱动器40和x方向驱动器42中的每一个可以是步进驱动器、压电驱动器、伺服电动机驱动器或其任意组合。耦合器44可用于将三个平移驱动器的移动耦合至切割驱动器支撑件18和端部效应器88。
自动牙钻10还可包括附接到齿钳的夹具连接器46。齿钳48可以围绕要治疗的牙齿附接到受试者的口中。夹具连接器46可以附接到支撑***50，该支撑***50可以固定到牙钻壳体12。夹具48可以由目标牙齿的位置和形貌的扫描数据制造。当在切割给定牙齿之前将夹具48放置在患者的牙齿上时，夹具48可以将牙齿重新定位到其原始扫描位置以校正扫描和夹持之间的相对运动。平移驱动组件36可以在切割之前归零到夹具48。平移驱动组件36可以在切割期间机械地耦合到夹具48。在一些实施方式中，齿钳48可以是具有以超高精度方式与牙齿配合的内表面的3D打印的或模塑的蛤壳结构。在切割过程中，端部效应器(例如，钻头或激光)可以切穿夹具的塑料以进入下方的牙齿材料。由于通过齿钳内表面同时保持多个齿，因此在切割过程中减少了牙齿的移动。
在一些实施方式中，自动牙钻10进一步包括悬臂50和一个或多个万向节52、54、56，其允许被动地定位和支撑自动牙钻。悬臂50可以锚固到支撑结构58(例如，墙壁、推车、天花板、地板、牙科椅等)。
牙科夹具
图6示出了本文的第一齿钳装置600的示例性示意图。在一些实施方式中，第一齿钳装置600包括患者专用钳爪601A、601B，其中患者专用钳爪601A、601B中的每一个包括一个或多个耦合点603。如图所示，一个或多个患者专用钳爪601A、601B可包括一个抽吸管602。
图7至图8示出了本文的第二齿钳装置700的示例性示意图。在一些实施方式中，齿钳700包括一个或多个框架704A、704B，齿钳700可通过一个或多个框架704A、704B经由一个或多个耦合点703可逆且固定地耦合至***。耦合点可以具有不同的几何形状。在一些实施方式中，框架704A、704B还提供平台以保持一个或多个钳爪701A、701B(例如，患者专用的钳爪)，该钳爪用于从两个相反的方向沿单个轴(例如，沿Y轴)包封牙齿表面，有效地夹紧一颗或多颗牙齿。在一些实施方式中，患者专用的钳爪701A、701B包括第一表面701A、701B和第二表面701A、701B，该第一表面701A、701B的形状适于匹配受试者的一颗或多颗牙齿的牙齿表面，该第二表面701A、701B用于附接到一个或多个框架704A、704B。在一些实施方式中，第一表面701A、701B包封一颗或多颗牙齿的对应表面。在一些实施方式中，第一表面的形状选自预先存在的形状的集合。在一些实施方式中，第一表面是三维的或二维的。在一些实施方式中，第二表面是三维的或二维的。现有的抽吸管702可以利用特殊的接口件来实现与牙科夹具700上的接合孔的兼容性。
在一些实施方式中，患者专用的钳爪701A、701B和第一表面701A、701B是为每个患者定制制造的。在一些实施方式中，至少部分基于受试者的一颗或多颗牙齿的三维表面数据来生成第一表面701A、701B。作为非限制性实例，牙齿表面数据由表面扫描***(例如但不限于Dentsply Sirona CEREC或Align Technologies口腔内扫描装置)提供。然后，可以将牙齿表面信息转换为牙齿的3D模型，并根据该过程(一颗或多颗牙齿)选择要使用的特定区域。在一些实施方式中，然后将牙齿的3D模型与标准尺寸的刚性材料(例如，塑料(诸如PEEK、聚碳酸酯、丙烯酸)、金属、聚合物等)的3D模型进行数字配对(无论是单个原料尺寸还是一定范围的原料尺寸)。然后可以将3D牙齿模型和标准尺寸的零件的重叠锁定在预定位置，并确定制造方法。在一些实施方式中，制造方法包括以下中的一项或多项：三维打印、模塑、铸造、计算机数控(CNC)机械加工和/或具有刀具轨迹的机械加工。这种方法可用于在标准尺寸的零件中生成切面，然后可以在切除切面之后生成患者专用的钳爪701A 701B。在一些实施方式中，钳爪的制造既可以在使用内部制造方法(例如，铸造、CNC机械加工或3D打印)进行诊断和治疗的牙科诊所进行，也可以在外部实验室或集中的制造设施中进行。
在一些实施方式中，齿钳700上的固定点用于固定多个抽吸口702。在一些实施方式中，抽吸口702被配置用于在切割牙齿之后允许清除碎屑和冷却/冲洗水疗。在一些实施方式中，抽吸口与装置一起起作用，该装置包括但不限于在其中提供负压的机构。可以向在牙科诊所提供负压的装置中添加其他附件。在一些实施方式中，所述附件包括定制的端部孔，以将抽吸口702耦合到齿钳700的各部分，以及必要的分支机构，使得一个抽吸装置可以制成多个孔以与齿钳接合。在一些实施方式中，抽吸口702被配置为连接至位于夹具的不同部分的一个以上的孔。抽吸口可以附接到一个或多个框架、一个或多个钳爪、受试者的一颗或多颗牙齿或其组合上。在一些实施方式中，抽吸口包括柔性材料，例如塑料、聚合物、橡胶、硅酮等。在一些实施方式中，齿钳700包括一个或多个冲洗孔。这样的冲洗孔可以位于配置为用于牙科程序的***的远端(比近端更靠近受试者的端)处或附近。在一些实施方式中，一个或多个冲洗孔被定位成围绕***的牙齿切割器或牙钻头。在一些实施方式中，一个或多个冲洗孔被定位成允许用于牙齿切割或牙钻的激光束通过。在一些实施方式中，激光器和水冲洗装置可以同轴方式合并，无论是重叠还是环形横截面。
在一些实施方式中，这样的抽吸口与现有的牙科抽吸口相同。在一些实施方式中，冲洗孔包括基本上圆形的横截面。在一些实施方式中，冲洗孔包括具有任意几何形状的横截面，这种形状的非限制性实例包括椭圆形、菱形、正方形、星形等。在一些实施方式中，这种冲洗孔与现有的牙齿抽吸口相同。
在一些实施方式中，框架具有单个标准尺寸或一定范围的标准尺寸，以允许在定制患者专用的钳爪制造之前进行大批量制造。
在一些实施方式中，患者专用钳爪上的耦合点提供了将齿钳固定到***(例如，ADD***)，使得所有自由度基本上为零。在一些实施方式中，在牙科程序期间，齿钳相对于***的相对运动在临床可接受的阈值内。在一些实施方式中，耦合点提供固定，使得齿钳相对于***的最大相对运动基本上为零。在一些实施方式中，这种固定可以允许***封闭齿钳并确保碎屑包含在齿钳内。在一些实施方式中，这种固定的优点允许抽吸口702有效且高效地去除任何冲洗过的材料和过量的冲洗水。在一些实施方式中，***利用其上附接的齿钳执行牙科治疗或程序。例如，ADD中的牙科钻头可以执行对所期望的牙齿的切割。一旦操作完成，就可以从齿钳上移除ADD，然后再从患者的牙齿上移除齿钳，使临床医生可以完成对一颗或多颗目标牙齿的工作。
在一些实施方式中，齿钳可以通过以下方式安装到牙齿上：螺钉杠杆作用、材料弹性力(类似于传统的齿钳)，通过螺钉杠杆作用的张紧的带力(参见传统的牙齿带夹具)或任何其他可应用的装置引导的夹持力以平行且相对的方式(例如，沿Y轴)挤压两个框架/患者专用的钳爪，以夹持牙齿目标区域的外部。
在一些实施方式中，通过使用施加在一个或多个钳爪上的粘合剂的粘合力将齿钳安装到牙齿上。在一些实施方式中，粘合剂至少部分地在第一表面上。可以通过初始夹紧力、挤压力等来激活这种粘合力，以使粘合剂与牙齿表面充分接触。产生粘着力后可以去除初始力。
在一些实施方式中，耦合点、钳爪、框架或它们的组合包括刚性或半刚性材料。在一些实施方式中，刚性材料包括以下中的一种或多种：塑料、复合材料、金属、玻璃、陶瓷、橡胶和合金。在一些实施方式中，刚性材料包括以下中的一种或多种：聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯和丙烯酸。
ADD***
在一些实施方式中，可以与用于牙科程序的***一起使用的本文公开的齿钳允许设置基准以进行机械加工。齿钳可以起到将ADD***的坐标与牙齿解剖结构的坐标耦合的作用，从而允许ADD***跟踪其相对于牙齿的位置。因此，齿钳可以允许在两个***之间设置公共基准，基准可以是设置公共(笛卡尔、圆柱、球面等)坐标系的原点。
在一些实施方式中，通过将***耦合到框架上的已知点并在通过创建齿钳的过程得出的可接受公差内，通过齿钳将已知点跟踪到给定牙齿上的已知位置来提供基准。因此，一个或多个钳爪可以在牙科程序期间提供位置参考。在一些实施方式中，一个或多个钳爪在不同的时间点相对于***提供了一颗或多颗牙齿的相同的位置环境。在一些实施方式中，这有利地确保了在扫描牙齿和进行操作的时间之间，牙齿可以移动，但是随着制造患者专用的钳爪以匹配在其扫描时牙齿的几何形状和位置，齿钳可以将牙齿重新定位到其先前扫描的位置。
参照图9和图10，在一些实施方式中，ADD***900包括夹具700、被配置为传输来自激光发生器的激光的光导901、传感器902以及冲洗喷嘴903。在一些实施方式中，齿钳***900结合一个或多个传感器902以测量在处理期间牙齿的当前尺寸。在一些实施方式中，ADD***900可包括两个或更多个传感器902和两个或更多个冲洗喷嘴903。如图9所示，传感器902和冲洗喷嘴903可以被附接到光导901。或者，根据图10，冲洗喷嘴903可以附接到夹具700。在一些实施方式中，传感器902和冲洗喷嘴903中的至少一个可以附接到夹具700。
在一些实施方式中，传感器902是光学的。在一些实施方式中，传感器902使用机器视觉(图像分析)确定牙齿的当前尺寸。在一些实施方式中，传感器902使用光学相干断层扫描技术来确定牙齿的当前尺寸。在一些实施方式中，传感器902使用散斑干涉术来确定牙齿的当前尺寸。在一些实施方式中，传感器902使用超声来确定牙齿的当前尺寸。在一些实施方式中，将由传感器902确定的牙齿的当前尺寸与手术计划进行比较以确定牙科程序的进度。
在一些实施方式中，将由传感器902确定的牙齿的当前尺寸与牙齿的先前尺寸进行比较以确定组织去除率。在一些实施方式中，使用在相同程序中通过传感器902进行的先前测量确定牙齿的先前尺寸。在一些实施方式中，使用本领域技术人员容易理解的其他方式所执行的牙齿的先前测量来确定牙齿的先前尺寸。作为非限制性实例，牙齿表面数据由表面扫描***(例如但不限于Dentsply Sirona CEREC或Align Technologies口腔内扫描装置)提供。
在一些实施方式中，牙齿的当前和过去的尺寸用于控制自动牙钻(ADD)的切割速度，以最佳地去除组织。在一些实施方式中，组织去除率(通过牙齿的当前和过去的尺寸确定)用于区分健康组织与不健康组织。作为非限制性实例，致密的牙齿材料将以比龋齿更低的速率切割或消融。在一些实施方式中，组织去除率(通过牙齿的当前和过去的尺寸确定)用于区分牙龈与牙齿。在一些实施方式中，组织去除率的空间分布用于确定要去除的组织的程度，并确定程序的进展和完成。
在一些实施方式中，使用自动控制***执行使用组织去除率所确定的程序进展或完成的确定。作为非限制性实例，可以使用计算机来实现自动控制***。作为另一个非限制性实例，可以使用微控制器来实现自动控制***。作为第三个非限制性实例，可以使用现场可编程门阵列(FPGA)来实现自动控制***。
参照图11，ADD***100可以包括平移驱动组件1101和激光产生源1102，该激光产生源1102产生用于切割或钻孔牙齿的激光束。在一些实施方式中，激光产生源1102在特定治疗空间1103内产生集中的光束，该集中的光束与牙齿的表面可能一致或可能不一致。治疗空间1103中的聚焦激光可以实现在牙齿内相变(例如，水微气泡)、化学变化(例如，pIRL)、多光子电离或它们的任何组合。在一些实施方式中，例如通过在ADD***中并入激光产生源，在***的远端产生激光。在一些实施方式中，激光在***的近端处产生并且被传输到***的远端。在一些实施方式中，夹具的尺寸可以设定为(例如，沿z方向凹进)以使得其使得激光进入受试者的牙齿。
在一些实施方式中，激光束的波长为约0.1μm至约50μm。在一些实施方式中，激光束的波长为约0.1μm至约0.5μm、约0.1μm至约1μm、约0.1μm至约5μm、约0.1μm至约10μm、约0.1μm至约15μm、约0.1μm至约20μm、约0.1μm至约25μm、约0.1μm至约30μm、约0.1μm至约35μm、约0.1μm至约40μm、约0.1μm至约50μm、约0.5μm至约1μm、约0.5μm至约5μm、约0.5μm至约10μm、约0.5μm至约15μm、约0.5μm至约20μm、约0.5μm至约25μm、约0.5μm至约30μm、约0.5μm至约35μm、约0.5μm至约40μm、约0.5μm至约50μm、约1μm至约5μm、约1μm至约10μm、约1μm至约15μm、约1μm至约20μm、约1μm至约25μm、约1μm至约30μm、约1μm至约35μm、约1μm至约40μm、约1μm至约50μm、约5μm至约10μm、约5μm至约15μm、约5μm至约20μm、约5μm至约25μm、约5μm至约30μm、约5μm至约35μm、约5μm至约40μm、约5μm至约50μm、约10μm至约15μm、约10μm至约20μm、约10μm至约25μm、约10μm至约30μm、约10μm至约35μm、约10μm至约40μm、约10μm至约50μm、约15μm至约20μm、约15μm至约25μm、约15μm至约30μm、约15μm至约35μm、约15μm至约40μm、约15μm至约50μm、约20μm至约25μm、约20μm至约30μm、约20μm至约35μm、约20μm至约40μm、约20μm至约50μm、约25μm至约30μm、约25μm至约35μm、约25μm至约40μm、约25μm至约50μm、约30μm至约35μm、约30μm至约40μm、约30μm至约50μm、约35μm至约40μm、约35μm至约50μm，或约40μm至约50μm。在一些实施方式中，激光束的波长为约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约5μm、约10μm、约15μm、约20μm、约25μm、约30μm、约35μm、约40μm或约50μm。在一些实施方式中，激光束的波长为至少约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约5μm、约10μm、约15μm、约20μm、约25μm、约30μm、约35μm或约40μm。在一些实施方式中，激光束的波长为至多约0.5μm、约1μm、约5μm、约10μm、约15μm、约20μm、约25μm、约30μm、约35μm、约40μm或约50μm。
在一些实施方式中，在此通过***产生的激光束被配置为适合于不同切割或钻孔的应用提供不同光斑尺寸。在一些实施方式中，在此产生的激光束在切割期间以脉冲、周期性的方式打开和关闭。在一些实施方式中，“接通”脉冲之间的持续时间和时间可以被控制以优化切割或钻孔过程。在一些实施方式中，可以控制在此产生的激光束的光功率以优化切割或钻孔过程。在一些实施方式中，在此产生的激光束的光功率可以在脉冲之间变化以优化切割或钻孔过程。在一些实施方式中，本文产生的激光束的光功率可以在脉冲内变化以优化切割或钻孔过程。在一些实施方式中，可以在牙齿的局部区域内扫描激光束点，以优化在该区域的牙齿材料的去除。在一些实施方式中，可以在牙齿的局部区域内扫描激光束点，以优化在该区域的牙龈去除。在一些实施方式中，可以一致地控制斑点尺寸、斑点扫描图案、脉冲补充率、脉冲持续时间、脉冲占空比、脉冲图案和激光光功率中的几个或全部，以优化牙齿材料的去除。在一些实施方式中，可以一致地控制光斑尺寸、光斑扫描图案、脉冲补充率、脉冲持续时间、脉冲占空比、脉冲图案和激光光功率中的几个或全部，以优化牙龈的去除。
在一些实施方式中，激光产生源是钛-蓝宝石(Th：Sapph)激光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为0.65μm至1.10μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为0.78μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为0.80μm的光。
在一些实施方式中，激光产生源是光纤激光器，由镱掺杂的硅纤维组成。在一些实施方式中，激光产生源发射的波长范围为约1.00μm至约1.20μm之间。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为约1.03μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为约1.04μm的光。
在一些实施方式中，激光产生源是光纤激光器，由掺镱硅纤维组成。在一些实施方式中，激光产生源发射的波长范围为约1.45μm至约1.65μm之间。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为1.55μm的光。
在一些实施方式中，激光产生源是掺钕钇铝石榴石激光器(钕YAG，Nd：YAG)。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约0.946μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约1.12μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约1.32μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约1.44μm的光。在一些实施方式中，激光产生源是掺铒钇铝石榴石激光器(铒YAG，Er：YAG)。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约2.94μm的光。
在一些实施方式中，激光产生源是二氧化碳激光器。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约10μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约10.6μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约10.3μm的光。在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约9.6μm的光。在一些实施方式中，激光产生源是波长为约3μm的皮秒高功率激光器。
在一些实施方式中，激光产生源是光纤激光器，由掺铒氟化物玻璃纤维组成。在一些实施方式中，激光产生源发射的波长范围为约2.0μm至约4.0μm之间。在一些实施方式中，激光产生源发射中心波长为2.80μm的光。掺Er3+Er3+的氟化物玻璃
在一些实施方式中，激光产生源发射波长为约9.3μm的光，接近羟磷灰石的吸收峰。在一些实施方式中，激光产生源的增益介质是包括氧-18同位素的二氧化碳气体。在一些实施方式中，本文的激光器包括使釉质和牙龈汽化的同位素CO2激光器。在一些实施方式中，激光器被配置为允许以任何角度进行快速有效的切割，与传统的切割或钻孔方法相比，具有更快的速度、更高的精度和更少的出血。在一些实施方式中，包括用于牙齿或牙龈切割或钻孔的激光束的***不需要受试者的麻醉。
在一些实施方式中，可能需要例如通过光学跟踪方法的自动化来判断已经使用本文的激光切割方法和激光生成***去除了多少材料。
控制***
参照图12，牙科治疗***60的操作描述如下。中央处理单元62可以控制自动牙钻10以去除目标牙齿的区域。牙科治疗***60可以包括输入装置120、122，输入装置120、122可以是例如键盘和鼠标，其接收来自用户(即，牙医)的手术指令以提供手术介入。指令可以由中央处理单元62接收。特征性地，包括目标牙齿的图像上的视觉指示124的手术指令是治疗指令。控制程序70可以通过一系列屏幕上提示(即，用户界面)指导用户通过牙科方案。在该上下文中，由控制程序70引起的动作被理解为表示由中央处理单元62执行相关步骤。在变型中，牙科治疗***60可以包括静态存储器130以存储能够由用户访问的患者简档和记录。在一些实施方式中，中央处理单元62还可以显示加载屏幕，该加载屏幕显示一系列患者记录并给出加载现有患者或创建新患者记录的选项。
通过下面的详细描述，本公开内容的其他方面和优点对于本领域技术人员将变得容易理解，其中仅示出和描述了本公开内容的说明性实施方式。将会认识到，本公开内容能够具有其他实施方式和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开内容。因此，附图和描述本质上应被认为是说明性的，而不是限制性的。
尽管已经在本文中示出和描述了本发明的各种实施方式，但是本领域技术人员容易理解的是，这些实施方式仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以想到许多变化、改变和替代。应当理解，可以采用本文所述的本发明的实施方式的各种替代方案。
计算***
参照图13，示出了描绘示例性机器的框图，该示例性机器包括计算机***1300(例如，处理***或计算***)，在该计算机***中可以执行一组指令以使装置完成或执行用于静态编码本公开内容的调度的任何一个或多个方面和/或方法。图13中的组件仅是示例，并且不限制任何硬件、软件、嵌入式逻辑组件或两个或更多个实现特定实施方式的这样的组件的组合的使用范围或功能。
计算机***1300可以包括一个或多个经由总线1340彼此通信以及与其他组件通信的处理器1301、存储器1303和存储1308。总线1340还可连接显示器1332、一个或多个输入装置1333(其可例如包括小键盘、键盘、鼠标、手写笔等)、一个或多个输出装置1334、一个或多个存储装置1335和各种有形存储介质1336。所有这些元件可以直接与总线1340对接或经由一个或多个接口或适配器与总线1340对接。例如，各种有形存储介质1336可以经由存储介质接口1326与总线1340对接。计算机***1300可以具有任何合适的物理形式，包括但不限于一个或多个集成电路(IC)、印刷电路板(PCB)、移动手持装置(例如移动电话或PDA)、膝上型或笔记本计算机、分布式计算机***、计算网格或服务器。
计算机***1300包括一个或多个执行功能的处理器1301(例如，中央处理单元(CPU)或通用图形处理单元(GPGPU))。处理器1301任选地包含用于指令、数据或计算机地址的临时本地存储的高速缓存单元1302。处理器1301被配置为辅助执行计算机可读指令。由于一个或多个处理器1301执行体现在一个或多个有形计算机可读存储介质(例如，存储器1303、存储1308、存储装置1335和/或存储介质1336)中的非暂时性处理器可执行指令，因此计算机***1300可以为图13中描绘的组件提供功能。计算机可读介质可以存储实现特定实施方式的软件，并且一个或多个处理器1301可以执行该软件。存储器1303可以通过诸如网络接口1320的合适接口从一个或多个其他计算机可读介质(诸如，大容量存储装置1335、1336)或从一个或多个其他源中读取软件。该软件可以使处理器1301执行本文描述或说明的一个或多个过程或一个或多个过程中的一个或多个步骤。进行这样的过程或步骤可以包括定义存储在存储器1303中的数据结构，并按照软件的指示修改数据结构。
存储器1303可以包括各种组件(例如，机器可读介质)，包括但不限于随机存取存储器组件(例如，RAM 1304)(例如，静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)等)、只读存储器组件(例如，ROM 1305)及其任何组合。ROM 1305可以用来将数据和指令单向传递给处理器1301，而RAM 1304可以用来将数据和指令双向与处理器1301通信。ROM 1305和RAM 1304可以包括下文描述的任何合适的有形计算机可读介质。在一个实例中，基本输入/输出***1306(BIOS)(包括诸如在启动期间帮助在计算机***1300内的元件之间传递信息的基本例程)可以存储在存储器1303中。
固定的存储1308任选地通过存储控制单元1307双向连接到处理器1301。固定的存储1308提供附加的数据存储容量，并且还可以包括本文所述的任何合适的有形计算机可读介质。存储1308可以用于存储操作***1309、可执行文件1310、数据1311、应用1312(应用程序)等。存储1308还可以包括光盘驱动器、固态存储装置(例如，基于闪存的***)或上述任意组合。在适当的情况下，可以将存储1308中的信息作为虚拟存储器并入存储器1303中。
在一个示例中，存储装置1335可以经由存储装置接口1325与计算机***1300可移除地对接(例如，经由外部端口连接器(未示出))。特别地，存储装置1335和相关联的机器可读介质可以为计算机***1300提供机器可读指令、数据结构、程序模块和/或其他数据的非易失性和/或易失性存储。在一个示例中，软件可以全部或部分地保留在存储装置1335上的机器可读介质内。在另一个实例中，软件可以全部或部分地保留在处理器1301内。
总线1340连接各种各样的子***。在本文中，在适当的情况下，对总线的引用可以包括一条或多条用作公共功能的数字信号线。总线1340可以是使用多种总线架构中的任何一种的几种类型的总线结构中的任何一种，包括但不限于存储器总线、存储器控制器、***总线、本地总线及其任意组合。作为示例而非限制，此类架构包括工业标准体系结构(ISA)总线、增强型ISA(EISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、视频电子标准协会本地总线(VLB)、***组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、加速图形端口(AGP)总线、HyperTransport(HTX)总线、串行高级技术附件(SATA)总线及其任意组合。
计算机***1300还可包括输入装置1333。在一个示例中，计算机***1300的用户可以经由输入装置1333将命令和/或其他信息录入到计算机***1300中。输入装置1333的实例包括但不限于字母数字输入装置(例如，键盘)、指示装置(例如，鼠标或触摸板)、触摸板、触摸屏、多点触摸屏、操纵杆、手写笔、游戏手柄、音频输入装置(例如，麦克风、语音响应***等)、光学扫描仪、视频或静止图像捕获装置(例如，照相机)，及其任何组合。在一些实施方式中，输入装置是Kinect、Leap motion等。输入装置1333可以经由各种输入接口1323(例如，输入接口1323)中的任何输入接口连接到总线1340，所述输入接口包括但不限于串行、并行、游戏端口、USB、FIREWIRE、THUNDERBOLT或上述任何组合。
在特定的实施方式中，当计算机***1300连接到网络1330时，计算机***1300可以与连接到网络1330的其他装置通信，特别是移动装置和企业***、分布式计算***、云存储***、云计算***等。可以通过网络接口1320发送去往和来自计算机***1300的通信。例如，网络接口1320可以以来自网络1330的一个或多个分组(例如，互联网协议(IP)分组)的形式接收传入的通信(例如，来自其他装置的请求或响应)，并且计算机***1300可以在存储器1303中存储传入的通信进行处理。计算机***1300可以在存储器1303中类似地存储以一个或多个分组的形式传出的通信(例如，对其他装置的请求或响应)，并从网络接口1320通信到网络1330。处理器1301可以访问存储在存储器1303中的这些通信分组以进行处理。
网络接口1320的示例包括但不限于网络接口卡、调制解调器及其任意组合。网络1330或网络段1330的示例包括但不限于分布式计算***、云计算***、广域网(WAN)(例如互联网、企业网络)、局域网(LAN(例如，与办公室、建筑物、校园或其他相对较小的地理空间关联的网络)、电话网络、两个计算装置之间的直接连接、对等网络及其任意组合。诸如网络1330的网络可以采用有线和/或无线通信模式。通常，可以使用任何网络拓扑。
信息和数据可以通过显示器1332显示。显示器1332的示例包括但不限于阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、有机液晶显示器(OLED)例如无源矩阵OLED(PMOLED)或有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、等离子显示器及其任何组合。显示器1332可以经由总线1340与处理器1301、存储器1303和固定存储1308以及诸如输入装置1333的其他装置对接。显示器1332通过视频接口1322连接到总线1340，并且可以通过图形控件1321来控制显示器1332和总线1340之间的数据传输。在一些实施方式中，显示器是视频投影仪。在一些实施方式中，显示器是诸如VR头戴式耳机的头戴式显示器(HMD)。在其他实施方式中，作为非限制性实例，合适的VR头戴式耳机包括HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR、Microsoft HoloLens、Razer OSVR、FOVE VR、Zeiss VR One、AvegantGlyph、Freefly VR头戴式耳机等。在其他实施方式中，显示器是诸如本文公开的那些装置的组合。
除了显示器1332之外，计算机***1300可以包括一个或多个其他***输出装置1334，包括但不限于音频扬声器、打印机、存储装置及其任何组合。这样的***输出装置可以经由输出接口1324连接到总线1340。输出接口1324的示例包括但不限于串行端口、并行连接、USB端口、FIREWIRE端口、THUNDERBOLT端口及其任何组合。
另外地或替代地，计算机***1300可由于逻辑硬连线或以其他方式体现在电路中而提供功能，其可以代替软件或与软件一起运行以执行本文描述或说明的一个或多个过程或一个或多个过程的一个或多个步骤。在本公开内容中对软件的引用可以涵盖逻辑，并且对逻辑的引用可以涵盖软件。此外，在适当的情况下，对计算机可读介质的引用可以包括存储用于执行的软件的电路(例如，IC)，体现用于执行的逻辑的电路或这两者。本公开内容涵盖硬件、软件或这两者的任何合适的组合。
本领域技术人员将理解，结合本文公开的实施方式描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已经在其功能方面总体上描述了各种说明性的组件、块、模块、电路和步骤。
结合本文公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或旨在执行此处描述的功能其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但可替代地，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器，或任何其他这样的配置。
结合本文公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、在由一个或多个处理器执行的软件模块中，或在两者的组合中。软件模块可以保留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从该存储介质读取信息，并且可以向该存储介质写入信息。或者，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以保留在ASIC中。ASIC可以保留在用户终端中。或者，处理器和存储介质可以作为分立组件保留在用户终端中。
根据本文的描述，作为非限制性示例，合适的计算装置包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、子笔记本计算机、上网本计算机(netbookcomputers)、上网平板计算机(netpad computer)、机顶盒计算机、媒体流装置、掌上计算机、互联网装置、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、视频游戏机和交通工具。本领域技术人员还将认识到，具有任选的计算机网络连接性的选定的电视、视频播放器和数字音乐播放器适用于本文所述的***。在各种实施方式中，合适的平板计算机包括本领域技术人员已知的具有翻页、平板和可转换构造的平板计算机。
在一些实施方式中，计算装置包括被配置为执行可执行指令的操作***。操作***是例如包含程序和数据的软件，该软件管理装置的硬件并提供用于执行应用程序的服务。本领域技术人员将认识到，作为非限制性实例，合适的服务器操作***包括FreeBSD、OpenBSD、
Figure BDA0002884442740000251
Linux、
Figure BDA0002884442740000252
Mac OS
Figure BDA0002884442740000253
Windows
Figure BDA0002884442740000254
和
Figure BDA0002884442740000255
本领域技术人员将认识到，作为非限制性实例，合适的个人计算机操作***包括
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Mac OS
Figure BDA0002884442740000261
和类似UNIX的操作***(例如
Figure BDA0002884442740000262
)。在一些实施方式中，操作***由云计算提供。本领域技术人员还将认识到，作为非限制性实例，合适的移动智能手机操作***包括
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OS、
Figure BDA0002884442740000265
Research In
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BlackBerry
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Windows
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OS、
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Windows
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OS、
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和
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Web
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本领域的技术人员还将认识到，作为非限制性实例，合适的媒体流装置操作***包括Apple
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Google
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Amazon
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和
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本领域技术人员还将认识到，作为非限制性实例，合适的视频游戏机操作***包括：
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Microsoft Xbox One、
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Wii
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和
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尽管已经在本文中示出和描述了本发明的优选实施方式，但是对于本领域技术人员而言容易理解的是，这些实施方式仅以示例的方式提供。并不旨在通过说明书中提供的特定实例来限制本发明。尽管已经参考前述说明书描述了本发明，但是本文中的实施方式的描述和图示并不意味着以限制性的意义来解释。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。此外，应当理解，本发明的所有方面不限于本文所阐述的具体描述、构造或相对比例，其取决于各种条件和变量。应当理解，本文描述的本发明的实施方案的各种替代方案可以用于实施本发明。因此可以预期，本发明也将涵盖任何这样的替代方案、修改、变化或等同物。旨在所附权利要求限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (44)

1.一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，该装置包括：
(a)一个或多个框架，每个所述框架包括一个或多个耦合点，其中所述一个或多个耦合点将所述装置可逆地耦合至自动牙钻(ADD)***；以及
(b)一个或多个钳爪，每个所述钳爪包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面被配置为匹配所述受试者的一颗或多颗牙齿，其中所述第二表面被配置为用于附接到所述一个或多个框架，并且其中所述一个或多个钳爪和所述一个或多个框架为所述ADD***提供相对于所述受试者的所述一颗或多颗牙齿的位置参考。
2.根据权利要求1所述的装置，其中基于所述受试者的所述一颗或多颗牙齿的表面数据、三维模型或这两者来制造所述第一表面，其代表扫描时所述一颗或多颗牙齿的表面。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中所述ADD***被配置为执行包括牙齿切割程序或牙钻程序的牙科程序。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，还包括一个或多个抽吸耦合点。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述一个或多个抽吸耦合点被配置为连接所述一个或多个框架、所述一个或多个钳爪或两这者中的一个或多个孔。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述一个或多个耦合点被配置为在牙齿切割期间将所述装置固定地耦合至所述ADD***。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述ADD***被配置为用于自动口腔内牙科假体制备、口腔内牙科手术或这两者。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中所述第一表面包封所述一颗或多颗牙齿的表面。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中所述一个或多个框架、所述一个或多个钳爪或这两者由刚性材料形成。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述刚性材料包括：塑料、复合材料、金属、玻璃、瓷、橡胶、合金、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、陶、金属合金、丙烯酸或其任何组合。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其中使用三维打印、模塑、铸造、计算机数控(CNC)机械加工或其任意组合来制造所述一个或多个钳爪。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中所述位置参考包括一个或多个自由度位置参考。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其中所述第一表面、所述第二表面或这两者的形状是二维或三维的。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，还包括粘合剂，所述粘合剂被配置为将所述一个或多个钳爪粘附到所述受试者的所述一颗或多颗牙齿上。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述粘合剂被附着到所述第一表面的至少一部分。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，其中基于所述受试者的所述一颗或多颗牙齿的三维表面数据而生成所述第一表面的至少一部分。
17.根据权利要求16所述的装置，其中基于以下中的一个或多个来生成所述三维表面数据：基于二维视觉光谱光的图像、基于三维视觉光谱光的图像、二维X-射线图像、三维X射线图像或三维计算机断层摄影(CT)扫描。
18.根据权利要求16所述的装置，其中基于以下中的一个或多个生成所述三维表面数据：基于三维视觉光谱光的网格、基于三维视觉光谱光的云、二维X射线网格、二维X射线云、三维X射线网格、三维X射线云、三维计算机断层摄影(CT)网格或三维计算机断层摄影(CT)云。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的装置，其中在牙齿切割期间，所述装置相对于所述ADD***的相对运动偏离小于1μm至500μm。
20.一种用于对受试者进行牙齿夹持的方法，所述方法包括：
(a)向用户提供牙齿夹持装置；
(b)将所述牙齿夹持装置夹持到所述受试者的一颗或多颗牙齿上；
(c)在一个或多个耦合点处将所述牙齿夹持装置耦合至自动牙钻(ADD)***；
(d)用ADD对所述受试者进行牙齿切割；
(e)将颗粒流出物保留或传送到所述牙齿夹持装置内的抽吸口；
(f)将所述牙齿夹持装置与所述ADD***解耦合；以及
(g)从所述受试者上松开所述牙齿夹持装置。
21.根据权利要求20所述的方法，其中将所述牙齿夹持装置夹持到所述受试者的一颗或多颗牙齿上包括螺钉、带、粘合剂、摩擦配合件或其任意组合。
22.一种用于受试者的口腔内牙科假体制备的自动牙齿切割***，所述***包括：
(a)自动牙钻(ADD)***，所述***被配置为自动切割所述受试者的牙齿；以及
(b)一种用于对所述受试者进行牙齿夹持的装置，所述装置包括：
(i)一个或多个框架，其包括一个或多个耦合点，其中所述一个或多个耦合点在牙齿切割期间将所述装置可逆地连接到所述ADD***；和
(ii)一个或多个钳爪，所述一个或多个钳爪中的每个钳爪包括第一表面和第二表面；
其中所述第一表面被配置为接合所述受试者的一颗或多颗牙齿，其中所述第二表面被配置为附接到所述一个或多个框架，其中所述第一表面适于匹配所述受试者的所述一颗或多颗牙齿，其中所述一个或多个钳爪为所述ADD***提供对牙齿的位置参考，并且其中所述ADD***被配置为在将所述装置耦合至所述ADD***并夹持在所述一颗或多颗牙齿上时自动切割所述一颗或多颗牙齿。
23.一种用于对受试者进行牙齿夹持的装置，所述装置包括：
(a)一个或多个框架，其中每个所述框架包括一个或多个耦合点，并且其中所述一个或多个耦合点将所述装置可逆地耦合至牙科程序***；以及
(b)一个或多个钳爪，其中每个框架包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面的形状适于匹配所述受试者的一颗或多颗牙齿，并且其中所述第二表面被配置成附接到所述一个或多个框架上。
24.根据权利要求22所述的装置，还包括一个或多个抽吸耦合口。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述一个或多个抽吸口被配置为连接到所述一个或多个钳爪内、所述一个或多个框架内、或所述一个或多个钳爪与所述一个或多个框架内的孔。
26.根据权利要求22-25中的任一项所述的装置，其中所述牙科程序***是自动牙钻(ADD)***，所述自动牙钻(ADD)***配置用于牙齿切割、牙钻、牙根管程序、自动口腔内牙科手术程序或其任意组合。
27.根据权利要求25所述的装置，其中所述ADD***被配置为执行自动的口腔内牙科假体制备程序。
28.根据权利要求26或27所述的装置，其中所述一个或多个耦合点被配置为在牙齿切割期间将所述装置耦合到所述ADD***。
29.根据权利要求26、27或28所述的装置，其中在使用期间，所述装置与所述ADD***之间的相对运动在约1μm至约300μm之内。
30.根据权利要求23-29中的任一项所述的装置，其中所述一个或多个钳爪为所述牙科程序***提供位置参考。
31.根据权利要求30所述的装置，其中所述位置参考包括一个或多个自由度位置参考。
32.根据权利要求23-31中任一项所述的装置，其中所述第一表面、所述第二表面或这两者的形状是二维或三维的。
33.根据权利要求23-32中任一项所述的装置，其中基于所述受试者的一颗或多颗牙齿的表面数据、所述受试者的所述一颗或多颗牙齿的三维模型或这两者来制造所述第一表面。
34.根据权利要求23-33中任一项所述的装置，其中所述第一表面包封所述一颗或多颗牙齿的表面。
35.根据权利要求23-34中任一项所述的装置，其中所述一个或多个框架、所述一个或多个钳爪或这两者由刚性材料形成。
36.根据权利要求35所述的装置，其中所述刚性材料包括：塑料、复合材料、金属、玻璃、陶瓷、橡胶、合金、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、丙烯酸或其任何组合。
37.根据权利要求23-36中任一项所述的装置，其中使用三维打印、模塑、铸造、计算机数控(CNC)机械加工或其任意组合来制造所述一个或多个钳爪。
38.根据权利要求23-37中任一项所述的装置，其中所述牙科程序***还包括激光产生源。
39.根据权利要求38所述的装置，其中所述激光产生源被配置为产生波长为约0.1μm至约15μm的激光束。
40.根据权利要求38或39所述的装置，其中所述激光产生源在所述牙科程序***的远端处或附近。
41.根据权利要求38、39或40所述的装置，其中所述激光产生源在头戴件处。
42.根据权利要求23-41中任一项所述的装置，其中所述牙科程序***还包括一个或多个冲洗孔。
43.根据权利要求42所述的装置，其中所述一个或多个冲洗孔位于所述牙科程序***的远端处或附近。
44.根据权利要求42或43所述的装置，其中所述一个或多个冲洗孔围绕所述牙科程序***的端部效应器。
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