CN116672109A - 一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法，以解决传统个别托盘取模精确度低，颌位关系记录流程复杂的问题。本发明的个别托盘组织面设计可便捷拆卸的印模终止器用于无牙颌终印模的精确制取；并且在托盘上方设计数字化牙合堤，用于维持患者的垂直距离并适配于下颌运动记录及分析***进行水平颌位关系的获取及记录，这一装置可简化临床流程，降低了无牙颌修复的经验依赖性及技术敏感性。
Description
技术领域
本发明涉及一种全口义齿修复技术，具体涉及一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法，主要用于获取精确印模及确定无牙颌颌位关系。
背景技术
无牙颌是口腔修复的常见病、多发病。
目前，黏膜支持式的全口义齿仍是无牙颌主要的修复方式。然而，传统的全口义齿修复临床流程复杂，技术敏感性高，从初诊到最终义齿戴牙，患者需要就诊多次，为患者特别是老年患者带来了极大的不便。
数字化技术为全口义齿修复带来了更多可能，将数字化技术应用于传统流程中，有助于简化临床操作的经验依赖，减少患者就诊次数，提高修复精度。
制取精确的无牙颌印模，是保证全口义齿具有良好的固位及稳定的关键，也是保障治疗效果的第一步。
传统的无牙颌印模通常采用“两步法”获得，即应用成品托盘制取初印模并翻制石膏模型；然后在石膏模型上绘制边缘线，并使用光固化树脂片在石膏模型上手工制作与无牙颌组织面完全匹配的个别托盘，用于制取更加精确的无牙颌印模。
然而，手工制作个别托盘的操作流程复杂，托盘的厚度、边缘伸展程度很难标准化；且在使用个别托盘制取终印模时，由于施加于托盘的压力无法精准把控，托盘组织面印模材料的厚度无法保证均匀一致；同时，部分区域的粘膜亦可能因为过大的力量而变形，从而导致印模准确性降低，影响全口义齿的精度。
有研究曾采用计算机建模软件设计了一种可用于控制印模材料厚度的“组织终止器”，通过在个别托盘组织面设计不同形状且具有一定厚度的突起结构，以限制印模材料的厚度。但是据此方法设计的数字化个别托盘在制取终印模时，托盘组织面组织终止器存在的区域始终无法流入印模材料，从而导致该区域对应的组织印模无法获取；而为避免无法精准印模的区域过大，此类突起结构的面积均较小，即个别托盘组织面能与无牙颌粘膜匹配接触的区域面积较小，这可能造成托盘在口内就位方向的不稳定，从而引起印模误差。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种个性化牙合托模型的构建方法。
为此，本发明所提供的个性化牙合托模型的构建方法包括：
获取无牙颌口腔内上下颌数字化模型；之后根据所述上下颌数字化模型设计上下颌个别托盘模型；
生成与上颌个别托盘模型的腭穹窿区组织面中部区域匹配的第一面片，同时生成与下颌个别托盘模型的双侧下颌后牙区组织面匹配的第二面片；
所述第一面片、第二面片和上下颌个别托盘模型构成上下颌个性化牙合托模型。
可选的方案是，所述第一面片与上颌个别托盘的腭穹窿区组织面通过榫卯结构连接；所述第二面片与下颌个别托盘的双侧下颌后牙区组织面通过榫卯结构连接。
进一步的方案是，方法包括：
获取无牙颌口腔内上下颌数字化模型和初始咬合关系数据；将所述上下颌数字化模型与初始咬合关系数据进行配准得到包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型；
之后根据所述上下颌数字化模型或所述包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型设计上下颌个别托盘模型；
生成与上颌个别托盘模型的腭穹窿区组织面中部区域匹配的第一面片，同时生成与下颌个别托盘模型的双侧下颌后牙区组织面匹配的第二面片；
在上下颌个别托盘模型上设计上下颌个性化牙合堤模型，所述上下颌个性化牙合堤模型的高度、宽度及凸度与所述初始咬合关系数据相匹配；
所述第一面片、第二面片和上下颌个别托盘模型及上下颌个性化牙合堤模型构成上下颌个性化牙合托模型。
更进一步的方案中，上述方法还包括：
在上颌个性化牙合托模型的前牙区牙合堤唇侧面设置多个第一孔；
在上下颌个性化牙合托模型的前牙区及双侧前磨牙区牙合堤咬合面分别设置多个第二孔；
在上下颌个性化牙合托模型的双侧后牙区牙合堤咬合面分别设置第一凹槽；
在下颌个性化牙合托模型的双侧前牙至前磨牙区的牙合堤唇侧面分别设置第二凹槽；
在上颌个别托盘模型的磨光面后部区域设置突起结构。
还有些方案中，上述方法还包括：所述上颌个别托盘的腭穹窿区组织面设有榫槽，所述突起结构由上颌个别托盘的腭穹窿区组织面的榫槽凹陷形成。
本发明还提供了一种个性化牙合托制备方法。所提供的制备方法包括根据上述方法构建的模型，采用3D打印方法制备个性化牙合托。
本发明方案中个别托盘组织面设计可便捷拆卸的面片结构作为印模终止器用于无牙颌终印模的精确制取。进一步方案中，在托盘上方设计数字化牙合堤，用于维持患者的垂直距离并适配于下颌运动记录及分析***进行水平颌位关系的获取及记录，这一装置可简化临床流程，降低了无牙颌修复的经验依赖性及技术敏感性。
附图说明
图1为本发明实施例中的数字化模型；A为上颌数字化模型；B为下颌数字化模型；C为制取上下颌初步颌位关系记录的正中颌托盘示意图(即初始咬合关系数据)；D为带有个性化牙合堤模型的上下颌个别托盘模型。
图2为本发明实施例获得的上下颌个别托盘模型，A图为上颌个别托盘模型，B图为下颌个别托盘模型；
图3为本发明实施例中面片结构及个性化牙合堤模型及成品；A为第一面片；B为第二面片；C为第一面片与上颌个别托盘模型组织面匹配后的示意图；D为第二面片与下颌个别托盘模型组织面匹配后的示意图；E和F为在牙合堤模型的相应部位设计固位结构的示意图；G为上颌个性化牙合托的实物图(上颌牙合堤未示出)；H为下颌个性化牙合托的实物图(第二面片未示出)。
图4为本发明实施例中上颌无牙颌印模的制取流程图；A为佩戴上颌个别托盘(包括第一面片)完成牙槽嵴终印模制取的组织面俯视图；B为佩戴上颌个别托盘(包括第一面片)完成牙槽嵴终印模制取的组织面侧视图；其中，牙槽嵴区域印模厚度与第一面片厚度一致；C为去除第一面片后获取的上颌无牙颌印模组织面俯视图；D为上颌无牙颌印模组织面侧视图；其中，原第一面片区域与牙槽嵴区域印模厚度一致。
图5为本发明实施例个性化牙合托用于数字化精确颌位关系记录的相关示图；A为患者佩戴个别托盘及用于制取颌位关系的电子面弓设备；B为电子面弓上颌叉与上颌个性化牙合堤匹配，可确定上颌相对于颞下颌关节的位置关系；C为电子面弓确定患者水平颌位关系(此时患者口内佩戴个性化牙合托)；D-F分别为包含准确咬合关系数据的上下颌牙合托的不同方位示图。
图6为本发明实施例获得的包含准确咬合关系数据的上下颌模型，A为根据完成终印模的上颌个别托盘经扫描数据和数据翻转建立的上颌终模型，B为根据完成终印模的下颌个别托盘经扫描数据和数据翻转建立的下颌终模型，C为包含准确咬合关系数据的上下颌终模型。
具体实施方式
除非有特殊说明，本文中的科学与技术术语根据相关领域普通技术人员的认识理解。
本发明所述的上下颌指的是上颌和下颌，例如，上下颌数字化模型指的是上颌数字化模型和下颌数字化模型；其余相关术语根据此含义理解。本发明的“个别”或“个性化”可以理解为针对具体患者口腔特征及咬合数据。
本发明的个性化牙合托模型构建方法可在牙科用软件和工程学软件中实现，牙科用软件例如但不限于3shape，Exocad等软件；工程学软件例如但不限于geomagic wrap、materialise magics等软件。以下实施例所用的牙科用软件为3shape，工程学软件为geomagic wrap软件。
实施例1：
该实施例为本发明包含第一面片、第二面片和上下颌个别托盘模型的个性化牙合托模型的构建示例：
口内扫描无牙颌患者口腔，获取上下颌数字化模型，参见图1A和B所示；可直接在上下颌数字化模型基础上获取上下颌个别托盘模型；或者在包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型基础上获取上下颌个别托盘模型；该实施例在包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型上生成上下颌个别托盘模型，具体方法如下：
采用息止颌间隙法初步确定咬合垂直距离，并采用正中颌托盘记录得到同一无牙颌患者口内的初始咬合关系数据；具体获取方法为：将印模材料均匀涂布在托盘上下颌组织面，并放入患者口内；将托盘压向下颌牙槽嵴，嘱患者吞咽口水，同时轻轻咬合，避免下颌前伸；同时观察并调整上颌唇侧硅橡胶确定合适的上唇凸度；待硅橡胶完全结固后，口内标记中线、口角线，牙合平面，通过口外仓扫设备扫描正中颌托盘，获取初始咬合关系数据，参见图1C所示；
在工程学软件中导入上述步骤获得的上下颌数字化模型及初始咬合关系数据(STL格式)，利用牙槽嵴顶对应特征点，完成上下颌数字化模型与初始咬合关系数据的配准，得到包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型，并将包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型输入牙科建模软件，依次标定上颌结节、尖牙点、切牙乳突、唇系带、磨牙后垫等解剖标志点，并依据初步颌位关系确定咬合平面位置，然后进行模型观测，填倒凹，生成上下颌个别托盘模型，如图2所示；
将STL格式的上下颌个别托盘模型导入工程学软件中，进一步完成后续设计：
在图2所示上颌个别托盘模型的腭穹窿区组织面中部区域(更精确为中1/3区域)及双侧下颌后牙区组织面分别设计合适厚度如1.5mm、形态与相应组织面匹配的第一面片和第二面片；优选方案中，各面片a通过凹凸或榫卯结构固位，该实施例中榫头b位于面片结构上，榫槽c设置在个别托盘的相应组织面；参见图3A-D所示。
实施例2：
将实施例1设计完成的数字化个别托盘及两个面片进行3D打印，生成树脂个别托盘及面片即该实施例的个性化牙合托，参见图3G和H所示。
利用实施例2制备的个别托盘和面片制取具有印模的个别托盘(即无牙颌印模)示例：
(1)装配、检查、调磨个别托盘：将第一、二面片与个别托盘通过榫卯结构进行装配吻合，完全就位后，于患者口内试戴，检查个别托盘边缘，调磨过长边缘；
(2)边缘整塑：开始操作前，教患者练习吮吸、吞咽、发啊音等动作；将装配了两个面片的个别托盘边缘及组织面充分干燥，防止边缘整塑硅橡胶脱落；在进行边缘整塑时，除了在个别托盘边缘及上颌后堤区添加足够的硅橡胶外，可在托盘组织面除两个面片外的区域放置少量边缘整塑硅橡胶；然后口内复位个别托盘，按压，完成边缘整塑动作；同时，利用两个面片的厚度支撑，保证托盘组织面除两个面片区域以外均能留有1.5mm的印模材料，参见图4A,B所示；
(3)口外去除两个面片及溢到终止器表面的印模材料，并在该区域涂布硅橡胶轻体，就位时，通过边缘整塑硅橡胶的初印模准确复位个别托盘，不施加额外力量；待轻体完全结固后取出，即可获得组织面均有1.5mm厚度印模材料的无牙颌终印模个别托盘，如图4C,D所示。
无牙颌患者的全口义齿治疗流程中另一关键步骤就是确定颌位关系(咬合关系)。颌位关系包括上下颌间垂直向的高度(垂直距离)以及水平向的位置关系。稳定的天然牙列存在时，颌位关系依靠上下颌牙齿咬合后达到均匀广泛的接触而维持；当牙列缺失，失去限制的下颌骨可以向各个方向发生位移，从而导致稳定颌位关系的丧失。因此，重新确定合适的颌位关系对于全口义齿修复的成功至关重要。
传统流程中，通常在终印模制取后的下一次复诊时进行颌位关系记录。垂直距离记录需要在石膏模型上制作一定高度的蜡堤，然后在口内试戴，通过观察上下蜡堤的息止间隙，辅以面下1/3高度观察、鼻唇沟等解剖标志观察，反复调整蜡堤高度至适宜的垂直距离。这一流程操作较为繁琐，技术敏感性较高，蜡堤需要在高温软化后进行塑形，酒精灯等火源的使用具有一定的安全风险，温度过高的蜡堤进入患者口内也存在烫伤患者的风险。同时，无牙颌患者的水平颌位关系通常建立在正中关系上。正中关系，即下颌髁突位于关节窝中不受限的生理后位，也是无牙颌唯一可获得的重复性最高的位置。临床上，或通过双手引导法后退下颌获取正中关系；或嘱患者反复小张口、快速咬合获取正中关系；此两种方法均对医师的技术水平及临床经验要求较高。
而哥特式弓描记法作为一种较为直观的标准化获取正中关系位的方法，因其需要额外的金属装置及繁琐的安装流程，并未在临床治疗中普遍使用。
近年来，随着数字化技术的发展，下颌运动记录及分析***(电子面弓)的临床应用有助于获取患者个性化下颌运动，辅助医师在可视状态下进行颌位关系记录。但是，目前该***多用于通过固定修复进行咬合重建的患者颌位关系的确定，却未见下颌运动记录及分析***应用于无牙颌颌位关系确定的具体方法的报道。下颌运动记录及分析***通过记录患者的下颌运动，实现患者最佳建颌位置的确定；同时，获取的个性化下颌运动参数可用于义齿的动态咬合设计，加入动态咬合设计的义齿不仅在静态下适合患者的口颌***，也能满足患者行使功能运动(如咀嚼等)时的咬合需求。但该设备在临床应用时，需要将一个用于追踪下颌运动的颌叉粘接于患者下颌牙列外表面，但由于无牙颌患者口内牙列缺失，因此在这类设备的使用上受到限制。
本发明的另一些方案中所设计的个性化牙合托模型包括两个面片和上下颌个别托盘模型及个性化牙合堤模型，该模型可用于与下颌运动记录及分析***(电子面弓)确定无牙颌患者的精确咬合关系数据。
实施例3：
该实施例是在实施例1模型基础上进一步进行设计获取同时包含上下颌个别托盘模型、两个面片和个性化牙合堤模型的个性化牙合托模型设计：
根据实施例1所述初始咬合关系数据，在实施例1获得上下颌个别托盘模型上确定上下颌牙合堤高度、宽度及牙合堤凸度，完成个性化牙合堤模型设计，参见图1D所示，并以STL格式输出。
利用带有牙合堤模型的个性化牙合托模型与下颌运动记录及分析***(电子面弓)确定无牙颌患者的精确咬合关系数据时，为了确保在过程中的咬合关系调节及辅助设备固定，更进一步的方案中在牙合堤模型的相应部位设计固位结构，具体示例如下：
在图1D所示的在上颌个性化牙合托模型的前牙区牙合堤唇侧面设置多个第一孔e，该实施例设置4个均匀分布的第一孔e，参见图3E和F所示，用于扫描定位及确定上颌唇侧凸度时所添加硅橡胶或蜡块的固位；
在上下颌个性化牙合托模型的前牙区及前磨牙区牙合堤咬合面设置多个第二孔g；该实施例设置4个均匀分布的第二孔g；用于前牙及前磨牙区牙合堤的扫描定位及咬合记录硅橡胶的固位；
在上下颌个性化牙合托模型的双侧后牙区牙合堤咬合面分别设置第一凹槽h；用于咬合记录硅橡胶的固位，以及在需要增加咬合垂直距离时添加硅橡胶和蜡块的固位，及磨牙区牙合堤的扫描定位；
在下颌个性化牙合托模型的双侧前牙至前磨牙区的牙合堤唇侧面分别设置第二凹槽f，用于最终颌位关系记录时，固定下颌运动记录及分析***的下颌颌叉；
在上颌个别托盘模型磨光面后部区域设置突起结构d，用于确定水平颌位关系时引导患者下颌后退。还有些方案中，位于上颌腭穹窿后端的榫卯结构中的榫槽向下突出，在个别托盘磨光面形成突起结构d。
实施例4：
将实施例3设计完成的个性化牙合托模型进行3D打印，生成树脂材质的上下颌个性化牙合托，参见图3G和H所示。
利用该实施例制备的面片与个别托盘获取患者的制取具有印模的个别托盘(即无牙颌印模)，操作同上述实施例2所述。
之后利用实施例4制备的个性化牙合托和下颌运动记录及分析***(电子面弓)获取该患者的精确颌位关系(即准确的咬合关系数据)：
(1)获取垂直颌位关系：将具有印模的个别托盘戴回患者口内，确保就位稳定后，检查并确认上唇突度，垂直距离，并在牙合堤上标记上颌中线、口角线；若需降低树脂牙合堤，可用低速手机打磨至合适高度后，重新刻画并加深第二孔及第一凹槽；若需增高牙合堤高度，可利用咬合面第二孔及第一凹槽添加蜡块；若需增加上唇凸度，可利用唇侧第一孔添加硅橡胶/蜡块；得到修正后的上下个别牙合托；
(2)在患者口中安装下颌运动记录及分析***(电子面弓)：
a)将修正后的上下个别牙合托稳定就位于患者口内，椅旁指导患者进行可重复的前伸运动、侧方运动及下颌后退位训练，确保其能够在操作者的指令下，正确地完成下颌功能运动；
b)嘱患者在自然头位下平视前方，将咬合记录材料均匀涂布在下颌运动记录及分析***上颌叉上，从后向前就位于上颌牙合堤咬合面，待硬固后取出，修整多余材料，确保其能再次稳定就位；参见图5B所示；
c)按照产品操作说明正确连接下颌运动记录及分析***各部件，固定头戴式摄像机，并用光固化流体树脂，将无牙颌夹具(下颌定位牙合叉)固定在下颌牙合堤唇侧第二凹槽中；待树脂完全硬固后，再次引导患者进行下颌运动，保证无牙颌夹具在运动中牢固稳定无晃动；下颌运动顺畅无干扰，参见图5A所示。
(3)利用下颌运动记录及分析***辅助确定水平颌位关系：依次记录患者肌肉放松后的习惯性闭口位(Habitual position)，舌向后舔上颌个别托盘后部区域突起结构并慢慢闭合的下颌后退位(Retral position)；然后引导患者进行小范围开闭口运动，闭口时咬稳不动，进行位置记录并重复7次，软件会通过记录的7个位置计算可重复性最高的位置；接着继续引导患者反复进行前伸，左侧方及右侧方运动，即进行数字化哥特式弓描记，记录完成后，软件自动计算哥特式弓顶点位置；最后，根据屏幕中心绿点提示的可重复性最高的位置，引导患者将口内位置移动至绿点位置，当代表下颌位置的光标与中心绿点位置重合时即为理想的最终颌位，参见图5C所示。
此时，将准备好的咬合记录硅橡胶打入口内上下颌牙合堤之间，并利用第一凹槽及第二孔固位，整个过程需确认口内位置与绿点位置始终保持重叠。
待咬合记录材料结固后，便能获得准确的垂直高度及水平关系记录，从而获得包括准确垂直距离和水平颌位关系的咬合关系数据；参见图5D-F所示。
进一步通过扫描和数据翻转(在工程学转件中进行)获得数字化终模型及转移最终颌位关系：将完成终印模的个别托盘(图4C,D所示)、以及记录垂直距离及水平颌位关系的咬合关系数据(图5D-F所示)通过桌面扫描仪转换为数字化信息，以STL格式输出具有最终颌位关系的无牙颌终模型，参见图6A-C所示。
实际应用中，还可以在上述步骤(2)基础上获取患者的个性化下颌运动参数：将上颌叉重新就位，并连接光学传感器，定位上颌平面；而后取出上颌叉，将光学传感器重新连接至下颌无牙颌夹具前端；根据软件提示，引导患者依次进行前伸运动，左侧方运动及右侧方运动，每种运动分别测量三次后完成测量；输出用于转移虚拟牙合架的上颌平面数字化参考位置及个性化下颌运动参数。
Claims (6)
1.一种个性化牙合托模型的构建方法，其特征在于，方法包括：
获取无牙颌口腔内上下颌数字化模型；之后根据所述上下颌数字化模型设计上下颌个别托盘模型；
生成与上颌个别托盘模型的腭穹窿区组织面中部区域匹配的第一面片，同时生成与下颌个别托盘模型的双侧下颌后牙区组织面匹配的第二面片；
所述第一面片、第二面片和上下颌个别托盘模型构成上下颌个性化牙合托模型。
2.根据权利要求1所述的个性化牙合托模型的构建方法，其特征在于，所述第一面片与上颌个别托盘的腭穹窿区组织面通过榫卯结构连接；所述第二面片与下颌个别托盘的双侧下颌后牙区组织面通过榫卯结构连接。
3.根据权利要求1所述的个性化牙合托模型的构建方法，其特征在于，方法包括：
获取无牙颌口腔内上下颌数字化模型和初始咬合关系数据；将所述上下颌数字化模型与初始咬合关系数据进行配准得到包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型；
之后根据所述上下颌数字化模型或所述包含初始咬合关系数据的上下颌数字化模型设计上下颌个别托盘模型；
生成与上颌个别托盘模型的腭穹窿区组织面中部区域匹配的第一面片，同时生成与下颌个别托盘模型的双侧下颌后牙区组织面匹配的第二面片；
在上下颌个别托盘模型上设计上下颌个性化牙合堤模型，所述上下颌个性化牙合堤模型的高度、宽度及凸度与所述初始咬合关系数据相匹配；
所述第一面片、第二面片和上下颌个别托盘模型及上下颌个性化牙合堤模型构成上下颌个性化牙合托模型。
4.根据权利要求3所述的个性化牙合托模型的构建方法，其特征在于，方法还包括：
在上颌个性化牙合托模型的前牙区牙合堤唇侧面设置多个第一孔；
在上下颌个性化牙合托模型的前牙区及双侧前磨牙区牙合堤咬合面分别设置多个第二孔；
在上下颌个性化牙合托模型的双侧后牙区牙合堤咬合面分别设置第一凹槽；
在下颌个性化牙合托模型的双侧前牙至前磨牙区的牙合堤唇侧面分别设置第二凹槽；
在上颌个别托盘模型的磨光面后部区域设置突起结构。
5.根据权利要求4所述的个性化牙合托模型的构建方法，其特征在于，方法还包括：所述上颌个别托盘的腭穹窿区组织面设有榫槽，所述突起结构由上颌个别托盘的腭穹窿区组织面的榫槽凹陷形成。
6.一种个性化牙合托制备方法，其特征在于，根据权利要求1-5任一权利要求所述方法构建的模型，采用3D打印方法制备个性化牙合托。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310215182.3A CN116672109A (zh) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310215182.3A CN116672109A (zh) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116672109A true CN116672109A (zh) | 2023-09-01 |
Family
ID=87779776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310215182.3A Pending CN116672109A (zh) | 2023-03-07 | 2023-03-07 | 一种个性化牙合托模型构建方法及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116672109A (zh) |
-
2023
- 2023-03-07 CN CN202310215182.3A patent/CN116672109A/zh active Pending
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