牙科器械的設計檢驗方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供了牙科器械的設計檢驗方法及裝置，該方法獲取第一牙頜有限元模型，據(jù)此設計牙科器械有限元模型，獲取第二牙頜有限元模型，將牙科器械佩戴到第二牙頜上進行有限元計算，至少獲取第二牙槽骨的應力分布數(shù)據(jù)，并基于有限元計算結(jié)果檢驗牙科器械有限元模型設計與設計目標的一致性，判斷方法是，如果牙齒達到新布局時，牙槽骨的應力分布數(shù)據(jù)達到牙槽骨改建的閾值，則符合一致性；否則進行牙科器械的重新設計。這樣，能夠設計并驗證牙科器械有限元模型是否能使佩戴其的患者的牙槽骨產(chǎn)生改建，一方面輔助設計人員將牙科器械設計得更準確、科學、合理，另一方面有限元模型的模擬仿真結(jié)果也可以使患者直觀了解到牙科器械的矯治效果。

Design and inspection methods and devices of dental instruments

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
牙科器械的設計檢驗方法及裝置
本專利技術(shù)涉及醫(yī)療器械的
，尤其涉及牙科器械的設計檢驗方法及裝置、電子設備、計算機存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
隱形牙齒矯治器用于對牙齒進行矯治，是牙科器械的一種，因為其美觀、舒適且方便患者自行摘戴，近年來越來越被患者所接受。隱形牙齒矯治器是根據(jù)患者的口內(nèi)情況進行虛擬矯治方案的設計，再根據(jù)虛擬矯治方案制備能夠使牙齒從第一布局重新定位至第二布局的隱形牙齒矯治器，所制備的隱形牙齒矯治器為一系列逐漸調(diào)整牙齒布局的高分子殼狀器械，當患者佩戴隱形牙齒矯治器時能夠使患者的牙齒進行重新的布局，逐漸變化至目標矯治位置。目前在進行虛擬矯治方案的設計時，可以依據(jù)患者的口內(nèi)數(shù)據(jù)對牙齒進行重新排列，依據(jù)臨床醫(yī)生的經(jīng)驗確定患者最終的矯治目標位置，并根據(jù)矯治目標設計一系列相應的牙齒矯治器，但是對于牙齒矯治器的設計是否合理，尚未有合適的檢驗方法。一旦矯治器設計不合理，患者佩戴隱形牙齒矯治器會發(fā)生不貼合或者脫套的臨床表現(xiàn)，影響患者的矯治效果。因此，研究如何在隱形牙齒矯治器的設計和制備過程中，進行虛擬矯治方案的優(yōu)化，具有重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供牙科器械的設計檢驗方法及裝置、電子設備、計算機存儲介質(zhì)，提供了設計檢驗牙科器械有限元模型的方法，利用佩戴該牙科器械有限元模型的牙頜有限元模型達到新布局時牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)是否達到牙槽骨改建的閾值作為檢驗條件，給出牙科器械有限元模型設計與設計目標的一致性的檢驗結(jié)果，如果檢驗結(jié)果符合一致性，則該牙科器械有限元模型的設計是合理的。本專利技術(shù)的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種牙科器械的設計檢驗方法，包括：獲取第一牙頜有限元模型，其中所述第一牙頜有限元模型包括第一多顆牙齒有限元模型和第一牙槽骨有限元模型；基于所述第一牙頜有限元模型設計牙科器械有限元模型；獲取第二牙頜有限元模型，其中所述第二牙頜有限元模型包括第二多顆牙齒有限元模型、第二牙槽骨有限元模型和牙周膜有限元模型；所述第二多顆牙齒有限元模型包括被所述牙周膜有限元模型包覆的牙根部分，所述第二牙槽骨有限元模型包覆所述牙周膜有限元模型；將所述牙科器械有限元模型佩戴于所述第二牙頜有限元模型并進行有限元計算，至少獲取所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)，并獲得：在所述牙科器械有限元模型、所述第二多顆牙齒有限元模型、所述牙周膜有限元模型及所述第二牙槽骨有限元模型共同作用下，所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到的新布局；基于有限元計算結(jié)果檢驗牙科器械有限元模型設計與設計目標的一致性；其中，如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到牙槽骨改建的閾值，則牙科器械有限元模型設計與設計目標一致；如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)未達到所述牙槽骨改建的閾值，則進行牙科器械有限元模型的重新設計，以使所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到所述牙槽骨改建的閾值。這樣，設計牙科器械有限元模型并佩戴到牙頜有限元模型，得到牙槽骨的受力分布數(shù)據(jù)并將其與牙槽骨改建的閾值進行比對，若達到則檢驗通過，停止設計，若達不到則檢驗未通過，再次進行設計、佩戴、受力分析、檢驗的步驟，直到牙槽骨的受力分析數(shù)據(jù)達到牙槽骨改建的閾值為止。本專利技術(shù)能夠設計并驗證牙科器械有限元模型是否能使佩戴其的患者的牙槽骨改建，一方面輔助設計人員將牙科器械設計得更準確、科學、合理，另一方面有限元模型的模擬仿真結(jié)果也可以使患者直觀了解到牙科器械的矯治效果，提高患者的矯治體驗?？蛇x地，所述第一多顆牙齒有限元模型和所述第二多顆牙齒有限元模型相同，所述第一牙槽骨有限元模型和所述第二牙槽骨有限元模型相同。這樣，第二牙頜有限元模型和第一牙頜有限元模型的差別在于多了牙周膜有限元模型，第二牙頜有限元模型還可以基于第一牙頜有限元模型來建立，簡化建模過程，提高建模效率，同時減少過程中的計算量，節(jié)省計算資源?？蛇x地，所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時發(fā)生的布局改變包括所述第二多顆牙齒有限元模型位姿變化或受到載荷時發(fā)生的布局改變。布局改變一方面是位姿變化帶來的，另一方面是受外力作用發(fā)生形變，還有一方面是通過佩戴牙科器械產(chǎn)生的位姿變化或在牙科器械的作用下產(chǎn)生的形變?？蛇x地，所述牙槽骨改建的閾值是觸發(fā)牙槽骨改建的臨界應力值；當所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二多顆牙齒有限元模型、所述牙周膜有限元模型及所述第二牙槽骨有限元模型均處于暫穩(wěn)態(tài)，牙槽骨改建是暫穩(wěn)態(tài)時的所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)大于所述牙槽骨改建的閾值且維持一定的時間時產(chǎn)生的。這樣，給出了牙槽骨改建的閾值，同時明確了牙槽骨改建的具體條件?？蛇x地，所述牙槽骨改建的閾值是4500-4900pa。該閾值的選取貼合人體口內(nèi)實際情況，也與現(xiàn)有的商業(yè)軟件進行模擬的結(jié)果一致?？蛇x地，所述牙科器械有限元模型重新設計時調(diào)整牙科器械有限元模型設計的單步移動量、牙齒的旋轉(zhuǎn)角度、所述牙科器械有限元模型的厚度和所述牙科器械有限元模型的材料中的一種或多種。這些參數(shù)直接影響牙科器械的設計過程，因此在重新設計牙科器械有限元模型時，可以從上述參數(shù)入手，調(diào)整單個參數(shù)或者多個參數(shù)的組合，并驗證重新設計后的一致性?？蛇x地，所述第二多顆牙齒有限元模型包括所述第二多顆牙齒有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型，所述牙周膜有限元模型包括所述牙周膜有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型，所述第二牙槽骨有限元模型包括所述第二牙槽骨有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型；所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)的獲取方法包括：利用所述牙科器械有限元模型選取第二牙頜有限元模型邊界條件，所述第二牙頜有限元模型邊界條件包括所述第二牙頜有限元模型的位姿變化和/或受到的載荷；利用所述第二牙頜有限元模型和所述第二牙頜有限元模型邊界條件得到第二牙頜有限元模型有限元模型并進行非線性有限元計算，得到所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)，以驗證所述第二多顆牙齒有限元模型進行重排時與設計目標的一致性。這樣，以牙科器械佩戴到牙頜上所造成的位姿變化和/或受到的載荷作為邊界條件，有限元計算出的就是考慮牙科器械作用的牙槽骨的應力分布數(shù)據(jù)?？蛇x地，所述牙周膜有限元模型的本構(gòu)模型的類型是超彈性V-W模型或超彈性Yeoh模型。這樣，可以使用超彈性V-W模型和超彈性Yeoh模型作為牙周膜有限元模型的本構(gòu)模型模擬牙周膜的力學行為，相比于線彈性模型來說，超彈性模型更貼近實際的牙周膜?？蛇x地，所述第二多顆牙齒有限元模型和所述第二牙槽骨有限元模型的本構(gòu)模型的類型都是線彈性模型。線彈性模型的運算量小，計算效率高，相對于牙齒和牙槽骨本構(gòu)模型選取超彈性模型或粘彈性模型的情況，可以大大減小運算量，提高計算效率。可選地，所述牙周膜有限元模型的幾何模型的獲取方法包括：根據(jù)所述第二多顆牙齒有限元模型的幾何模型生成所述牙周膜有限本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，包括：/n獲取第一牙頜有限元模型，其中所述第一牙頜有限元模型包括第一多顆牙齒有限元模型和第一牙槽骨有限元模型；/n基于所述第一牙頜有限元模型設計牙科器械有限元模型；/n獲取第二牙頜有限元模型，其中所述第二牙頜有限元模型包括第二多顆牙齒有限元模型、第二牙槽骨有限元模型和牙周膜有限元模型；所述第二多顆牙齒有限元模型包括被所述牙周膜有限元模型包覆的牙根部分，所述第二牙槽骨有限元模型包覆所述牙周膜有限元模型；/n將所述牙科器械有限元模型佩戴于所述第二牙頜有限元模型并進行有限元計算，至少獲取所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)，并獲得：在所述牙科器械有限元模型、所述第二多顆牙齒有限元模型、所述牙周膜有限元模型及所述第二牙槽骨有限元模型共同作用下，所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到的新布局；/n基于有限元計算結(jié)果檢驗牙科器械有限元模型設計與設計目標的一致性；其中，如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到牙槽骨改建的閾值，則牙科器械有限元模型設計與設計目標一致；如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)未達到所述牙槽骨改建的閾值，則進行牙科器械有限元模型的重新設計，以使所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到所述牙槽骨改建的閾值。/n...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，包括：
獲取第一牙頜有限元模型，其中所述第一牙頜有限元模型包括第一多顆牙齒有限元模型和第一牙槽骨有限元模型；
基于所述第一牙頜有限元模型設計牙科器械有限元模型；
獲取第二牙頜有限元模型，其中所述第二牙頜有限元模型包括第二多顆牙齒有限元模型、第二牙槽骨有限元模型和牙周膜有限元模型；所述第二多顆牙齒有限元模型包括被所述牙周膜有限元模型包覆的牙根部分，所述第二牙槽骨有限元模型包覆所述牙周膜有限元模型；
將所述牙科器械有限元模型佩戴于所述第二牙頜有限元模型并進行有限元計算，至少獲取所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)，并獲得：在所述牙科器械有限元模型、所述第二多顆牙齒有限元模型、所述牙周膜有限元模型及所述第二牙槽骨有限元模型共同作用下，所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到的新布局；
基于有限元計算結(jié)果檢驗牙科器械有限元模型設計與設計目標的一致性；其中，如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到牙槽骨改建的閾值，則牙科器械有限元模型設計與設計目標一致；如果所述第二牙頜有限元模型中所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)未達到所述牙槽骨改建的閾值，則進行牙科器械有限元模型的重新設計，以使所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)達到所述牙槽骨改建的閾值。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述第一多顆牙齒有限元模型和所述第二多顆牙齒有限元模型相同，所述第一牙槽骨有限元模型和所述第二牙槽骨有限元模型相同。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時發(fā)生的布局改變包括所述第二牙頜有限元模型位姿變化或受到載荷時發(fā)生的布局改變。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述牙槽骨改建的閾值是觸發(fā)牙槽骨改建的臨界應力值；當所述第二多顆牙齒有限元模型達到新布局時，所述第二多顆牙齒有限元模型、所述牙周膜有限元模型及所述第二牙槽骨有限元模型均處于暫穩(wěn)態(tài)，牙槽骨改建是暫穩(wěn)態(tài)時的所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)大于所述牙槽骨改建的閾值且維持一定的時間時產(chǎn)生的。


5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述牙槽骨改建的閾值是4500-4900pa。


6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述牙科器械有限元模型重新設計時調(diào)整牙科器械有限元模型設計的單步移動量、牙齒的旋轉(zhuǎn)角度、所述牙科器械有限元模型的厚度和所述牙科器械有限元模型的材料中的一種或多種。


7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器械的設計檢驗方法，其特征在于，所述第二多顆牙齒有限元模型包括所述第二多顆牙齒有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型，所述牙周膜有限元模型包括所述牙周膜有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型，所述第二牙槽骨有限元模型包括所述第二牙槽骨有限元模型的幾何模型和本構(gòu)模型的類型；
所述第二牙槽骨有限元模型的應力分布數(shù)據(jù)的獲取方法包括：
利用所述牙科器械有限元模型選取第二牙頜有限元模型邊界條件，所述第二牙頜有限元模型邊界條件包括所述第二牙頜有限元模型的位姿變化和/或受到的載荷；
利用所述第二牙頜有限元模型和所述第二牙頜有限元模型...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙曉磊，劉珊珊，張育恒，於路，姚峻峰，
申請(專利權(quán))人：上海正雅齒科科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31