Стоматологические модели с использованием стереолитографии

Авторы патента:


Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии
Стоматологические модели с использованием стереолитографии

 


Владельцы патента RU 2526270:

3М ИННОВЕЙТИВ ПРОПЕРТИЗ КОМПАНИ (US)

Группа изобретений относится к медицинской технике, включает устройство для изготовления стоматологических реставраций, способ изготовления стоматологической модели, зуботехнический штамп для использования в стоматологической модели и способ его изготовления и предназначена для изготовления стоматологических реставраций с использованием так называемой модели Геллера. Устройство для изготовления стоматологических реставраций содержит модель зубной дуги стоматологического пациента и отверстие в упомянутой модели, предназначенное для зуботехнического штампа, включающее внутреннюю стенку, сужающуюся для приема зуботехнического штампа, и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия. Зуботехнический штамп содержит верхнюю часть, имеющую поверхность по форме зуба и нижнюю часть, сужающуюся для вставления в модель зубной дуги. Способ изготовления штампа содержит этапы, на которых получают цифровое представление поверхности зубной дуги пациента с трехмерного сканера, включающей зуб, требующий реставрации, создают цифровую модель штампа для реставрации и изготавливают штамп с цифровой модели с использованием компьютеризированного способа изготовления. Способ изготовления модели содержит этапы, на которых получают цифровое представление поверхности зубной дуги пациента с трехмерного сканера, включающей зуб, требующий препарирования, создают цифровую модель, создают отверстие для зуба в цифровой модели и множество опорных элементов и изготавливают физическую модель с модели цифровой дуги с использованием компьютеризированного способа изготовления. Изобретения позволяют обеспечить точное изготовление зубных реставраций за счет того, что в зуботехническом штампе отсутствуют слишком большие плоские поверхности, что позволяет повысить точность изготовления и взаимную посадку зуботехнических штампов и/или зубных дуг по осям x, y и z при их изготовлении с помощью компьютеризированной системы, в особенности поверхностей, по которым происходит критическое совмещение зуботехнического штампа и дуги по оси z. 4 н. и 21 з.п. ф.-лы, 13 ил.

 

Уровень техники

Для изготовления реставраций для зубов, таких как, например, коронки, стоматологи иногда используют так называемую модель Геллера. В модели Геллера используется модель зубной дуги со съемными зуботехническими штампами отдельных зубов. Каждый зуботехнический штамп в модели Геллера, как правило, имеет нижнюю поверхность, из которой выступает установочный штифт, предназначенный для установки зуботехнического штампа в модель зубной дуги, в которой имеются соответствующая верхняя поверхность и отверстие, принимающее штифт. Хотя некоторые стоматологи предпочитают модель Геллера обычным шарнирным моделям, наличие относительно большой горизонтальной поверхности внизу каждого зуботехнического штампа сильно затрудняет его изготовление с помощью такой современной технологии, как стереолитография. Несмотря на многочисленные преимущества стереолитографии необходимость в дополнительной обработке данной поверхности зуботехнического штампа для модели Геллера делает практически невозможным использование стереолитографии для изготовления зуботехнического штампа.

Поэтому остается потребность в модели Геллера, приспособленной для точного изготовления ее элементов способом стереолитографии или другими способами, имеющие подобные ограничения применения.

Сущность изобретения

Модель зубных дуг Геллера включает отверстия, принимающие зуботехнические штампы. В усовершенствованном варианте модели Геллера используются зуботехнические штампы с пазами в сочетании с сопряженными опорными элементами, установленными в отверстиях зубных дуг, для обеспечения правильной ориентации зуботехнического штампа в стоматологической модели по осям х, y и z. За счет того, что в таком зуботехническом штампе отсутствуют слишком большие плоские поверхности, такой подход позволяет повысить точность изготовления и взаимной посадки зуботехнических штампов и/или зубных дуг при их изготовлении с помощью компьютеризированной системы, в особенности поверхностей, по которым происходит критическое совмещение зуботехнического штампа и дуги по оси z.

В одном из воплощений изобретения зуботехнический штамп для стоматологической модели в соответствии с настоящим изобретением включает верхнюю часть, имеющую поверхность, которой придана форма зуба для стоматологического пациента, нижнюю часть, сужающуюся для ее вставления в модель зубной дуги, и множество пазов, протяженных вертикально от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического до боковой стенки нижней части.

Поверхности может быть придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента до препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента после препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую должен иметь зуб после реставрации. Каждый из множества пазов может иметь нижний проем, края которого имеют фаски для увеличения расстояния захвата между множеством пазов и множеством опорных элементов в отверстии модели зубной дуги. Множество пазов может включать три паза.

В другом воплощении изобретения предлагается способ изготовления зуботехнического штампа в соответствии с настоящим изобретением, включающий этапы: получения цифрового представления поверхности зубной дуги стоматологического пациента с трехмерного сканера; выбора на зубной дуге зуба, требующего реставрации, и создания цифровой модели зуботехнического штампа для реставрации данного зуба, при этом зуботехнический штамп включает верхнюю часть, имеющую поверхность, которой придана форма зуба для стоматологического пациента, нижнюю часть, сужающуюся для ее вставления в модель зубной дуги, и множество пазов, протяженных вертикально от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа до боковой стенки нижней части, и изготовления зуботехнического штампа с цифровой модели с использованием компьютеризированного способа изготовления.

Компьютеризированный способ изготовления может включать способ стереолитографии. Поверхности может быть придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента до препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента после препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую должен иметь зуб пациента после реставрации. Каждый из множества пазов может иметь нижний проем, края которого имеют фаски для увеличения расстояния захвата между множеством пазов и множеством опорных элементов в отверстии модели зубной дуги. Множество пазов может включать три паза.

Еще в одном воплощении предлагается программный продукт для создания цифровой модели зуботехнического штампа, включающий исполняемый компьютером код, записанный на читаемом компьютером носителе для долговременного хранения информации, исполнение которого на одном или более устройствах содержит этапы: получения цифрового представления поверхности зубной дуги пациента с трехмерного сканера; выбора на зубной дуге зуба, требующего реставрации, и создания цифровой модели зуботехнического штампа для реставрации данного зуба, при этом зуботехнический штамп включает верхнюю часть, имеющую поверхность, которой придана форма зуба для стоматологического пациента, нижнюю часть, сужающуюся для ее вставления в модель зубной дуги, и множество пазов, протяженных вертикально от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа до боковой стенки нижней части.

Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап управления компьютеризированной системой изготовления для изготовления зуботехнического штампа из цифровой модели. Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап создания стереолитографического файла для изготовления зуботехнического штампа. Поверхности может быть придана форм, которую имеет зуб стоматологического пациента до препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента после препарирования под реставрацию. Поверхности может быть придана форма, которую должен иметь зуб после реставрации. Каждый из множества пазов может иметь нижний проем, края которого имеют фаски для увеличения расстояния захвата между множеством пазов и множеством опорных элементов в отверстии модели зубной дуги. Множество пазов может включать три паза.

Еще в одном воплощении устройство в соответствии с настоящим изобретением включает модель зубной дуги стоматологического пациента и отверстие в данной модели для зуботехнического штампа, включающее внутреннюю сужающуюся стенку для приема зуботехнического штампа и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия.

Устройство может включать артикуляционный шарнир, прикрепленный к задней поверхности модели. Устройство может включать плоскую поверхность на задней стороне зубной дуги для крепления артикуляционного шарнира. Модель может быть протяженной от первого заднего конца зубной дуги до второго заднего конца зубной дуги, и при этом устройство дополнительно содержит первую плоскую поверхность на первом заднем конце и вторую плоскую поверхность на втором заднем конце, и при этом первая плоская поверхность и вторая плоская поверхность являются в сущности компланарными. Модель может включать верхнюю зубную дугу. Модель может включать нижнюю зубную дугу. Множество опорных элементов может включать три опорных элемента. Устройство может включать кинематическую связь для создания прикуса первой модели со второй моделью, моделирующей противоположную зубную дугу. Первая модель и вторая модель при их совмещении с помощью кинематической связи могут обеспечивать пару компланарных установочных поверхностей для крепления артикуляционного шарнира.

Еще в одном воплощении предлагается способ изготовления стоматологической модели в соответствии с настоящим изобретением, включающий этапы: получения цифрового представления поверхности зубной дуги стоматологического пациента с трехмерного сканера; создания цифровой модели зубной дуги, выбора зуба в зубной дуге, требующего препарирования, создания отверстия для зуба в цифровой модели, включающего боковую стенку, сужающуюся для приема зуботехнического штампа, и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия, в результате чего обеспечивается цифровая модель дуги; и изготовления физической модели с цифровой модели дуги с использованием компьютеризированного способа изготовления.

Способ может включать совмещение зубной дуги с противоположной зубной дугой в соответствии с оттиском прикуса стоматологического пациента. Способ может включать формирование двух компланарных поверхностей на задних поверхностях взаимно противоположных зубных дуг для крепления артикуляционного шарнира. Совмещение может проводиться с использованием физической модели. Совмещение может проводиться с помощью компьютера с использованием цифровой модели. Способ может включать добавление кинематической связи к цифровой модели для совмещения цифровой модели одной дуги с цифровой моделью противоположной дуги в соответствии с оттиском прикуса. Множество опорных элементов может включать три опорных элемента.

Еще в одном воплощении программный продукт для создания цифровой модели дуги в соответствии с настоящим изобретением включает исполняемый компьютером код, записанный на читаемом компьютером носителе для долговременного хранения информации, исполнение которого на одном или более устройствах содержит этапы: получения цифрового представления поверхности зубной дуги пациента с трехмерного сканера, создания цифровой модели зубной дуги, выбора зуба в зубной дуге, требующего реставрации, создания отверстия для зуба в цифровой модели, включающего боковую стенку, сужающуюся для приема зуботехнического штампа, и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия, и тем самым обеспечивается цифровая модель дуги.

Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап управления компьютеризированной системой изготовления для изготовления физической модели с цифровой модели дуги. Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап совмещения зубной дуги с противоположной зубной дугой в соответствии с оттиском прикуса пациента. Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап формирования двух компланарных поверхностей на задних поверхностях взаимно противоположных зубных дуг для крепления артикуляционного шарнира. Программный продукт может включать исполняемый компьютером код, исполнение которого представляет собой этап добавления кинематической связи к цифровой модели для совмещения цифровой модели одной дуги с цифровой моделью противоположной дуги в соответствии с оттиском прикуса. Множество опорных элементов может включать три опорных элемента.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится подробное описание изобретения и определенных его воплощений со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1. Устройство для получения изображения.

Фиг.2. Блок-схема обобщенного процесса изготовления стоматологических объектов.

Фиг.3. Устройство для вытачивания.

Фиг.4. Стереолитографическое устройство.

Фиг.5. Трехмерный принтер.

Фиг.6. Схема основных этапов способа изготовления стоматологического объекта.

Фиг.7. Верхняя и нижняя дуги стоматологической модели.

Фиг.8. Фрагмент модели зубной дуги с отверстием.

Фиг.9. Аксонометрический вид зуботехнического штампа сверху.

Фиг.10. Аксонометрический вид зуботехнического штампа снизу.

Фиг.11. Верхняя и нижняя дуги стоматологической модели в прикусе.

Фиг.12. Верхняя и нижняя дуги стоматологической модели с артикуляционным шарниром.

Фиг.13. Схема способа изготовления модели и/или зуботехнического штампа.

Подробное описание изобретения

В настоящем изобретении предлагаются устройства и способы для изготовления стоматологических объектов для использования их в зубных артикуляторах на основе трехмерных цифровых данных сканированного изображения ротовой полости. Несмотря на то что в настоящем изобретении делается акцент на определенные технологии сканирования и определенные сочетания технологий изготовления стоматологических объектов, сведущим в данной области техники будут очевидны различные вариации и адаптации предлагаемых способов и устройств, а также их сочетания, например способы и устройства для изготовления реставраций для зубов, не упомянутые явно в настоящем описании, или использование способов и устройств для вывода или изготовления трехмерных объектов, не упомянутые явно в настоящем описании, и подразумевается, что все такие вариации, адаптации и их сочетания входят в масштаб настоящего изобретения. Кроме того, несмотря на то что предлагаемые в настоящем изобретении устройства и способы являются особенно подходящими для изготовления стоматологических моделей со вставляемыми зуботехническими штампами с использованием стереолитографии, следует понимать, что предлагаемые в настоящем изобретении устройства и способы могут, в общем, применяться в любых приложениях, в которых требуется спроектировать и изготовить механически совмещаемые компоненты без использования больших плоских поверхностей.

В приведенном ниже описании термин ″изображение″ в целом относится к двухмерному набору пикселей, формирующих двухмерный вид предмета в проекции на плоскость изображения. Термин ″набор изображений″ в целом означает набор относящихся друг к другу изображений, которые могут быть преобразованы в трехмерные данные объекта. Термин ″облако из точек″ в целом означает трехмерный набор точек, формирующий трехмерный вид предмета, воссозданный из определенного числа двухмерных видов. В устройстве для получения трехмерного изображения может быть получено несколько таких облаков из точек, которые потом могут быть объединены в агрегированное облако из точек, построенное из изображений, снимаемых движущейся камерой. То есть далее подразумевается, что термин ″пиксели″ в целом относится к двухмерным данным, а термин ″точки″ в целом относится к трехмерным данным, если явно не указано иное или иное явно не следует из контекста..

Подразумевается, что термины ″трехмерное представление поверхности″, ″цифровое представление поверхности″, ″трехмерная карта поверхности″ и им подобные в контексте настоящего описания означают любую трехмерную карту поверхности объекта, например данные в виде облака точек поверхности, набор двухмерных многоугольников или любого иного типа данные, отображающие часть поверхности объекта или всю его поверхность, которые могут быть, например, получены путем сканирования и/или обработки данных трехмерного сканированного изображения, если явно не приведено или явно не следует из контекста иное значение данных терминов.

Термин ″трехмерное представление″ может включать любое из упомянутых выше трехмерных изображений поверхности, а также объемные и прочие изображения, если иное значение данного термина не приведено явно или не следует явно из контекста.

В целом термины ″вывод″ или ″выведение″ означают двухмерную визуализацию трехмерного объекта, например, на экране монитора. Следует, однако, понимать, что существуют технологии и трехмерного вывода и они могут быть очень полезны для реализации устройств и способов в соответствии с настоящим изобретением. В этой связи термин ″вывод″ следует понимать в более широком смысле, если иное не указано явно или не следует явно из контекста.

Термин ″стоматологический объект″ в контексте настоящего подразумевает широкий спектр объектов, имеющих отношение к области стоматологии. Данный термин включает структуры, находящиеся в полости рта и имеющие отношение к зубам и, как правило, к зубам человека, такие как отдельные зубы, четверти, полные зубные дуги, пары зубных дуг, которые могут быть разведены друг от друга или находиться в прикусе различного рода, мягкие ткани и иные объекты, а также кости и любые другие окружающие или поддерживающие их структуры. В контексте настоящего описания термин ″структуры ротовой полости″ охватывает как естественные структуры, расположенные в ротовой полости, упомянутые выше, так и искусственные структуры, которые могут быть расположены в ротовой полости, которые будут описаны ниже. Стоматологические объекты могут включать ″реставрации″, которые в целом подразумевают компоненты, предназначенные для восстановления структуры или функций настоящих зубов, например коронки, мосты, виниры, вставки, вкладки, амальгамы, композиты и прочие подструктуры, такие как основа коронки и им подобные, а также временные реставрации, предназначенные для их использования на период, пока изготавливается постоянная реставрация. Стоматологические объекты могут также включать ″протезы″, то есть устройства, предназначенные для замены одного или нескольких зубов съемными или несъемными структурами, такими как зубные ряды, частичные зубные ряды, импланты и им подобные. Стоматологические объекты могут также включать приспособления для коррекции, выравнивания или иным образом временного или постоянного изменения зубов, такие как съемные ортодонтические устройства, хирургические стенты, устройства против бруксизма, устройства против храпа, устройства для непрямой установки брекетов и им подобные. Стоматологические объекты могут также включать физические объекты, прикрепляемые к другим стоматологическим объектам на длительное время, например крепежные устройства для имплантов, ортодонтические брекеты и прочие компоненты. Термин стоматологические объекты может также включать ″промежуточные компоненты″ для изготовления прочих стоматологических объектов, такие как стоматологические модели (полные или частичные), восковые модели, заливные формы и так далее, а также лотки, основания, зуботехнические штампы и прочие компоненты, применяемые для изготовления реставрации протезов и им подобных объектов. Стоматологические объекты могут быть охарактеризованы как естественные стоматологические объекты, такие как зубы, кости и прочие структуры ротовой полости, описанные выше, и искусственные стоматологические объекты, такие как реставрации, протезы, устройства, физические объекты и промежуточные компоненты, используемые в стоматологической практике, как было описано выше.

Такие термины, как ″цифровая стоматологическая модель″, ″цифровой оттиск зубов″ и им подобные, означают трехмерные изображения стоматологических объектов, которые могут использоваться на различных стадиях сбора данных, анализа, разработки модели и ее изготовления, если их иное значение не указано явно или не следует явно из контекста. Такие термины, как ″стоматологическая модель″ или ″зубной оттиск″, означают физическую модель, например литую, напечатанную или изготовленную иным способом физическую копию стоматологического объекта. Если не указано иное, термин ″модель″, используемый самостоятельно, может относиться к физической модели, цифровой модели или обеим из них.

На фиг.1 показано устройство для получения изображения. В целом устройство 100 может включать сканер 102, который получает изображения поверхности 106 объекта 104 (в данном случае объектом является ротовая полость стоматологического пациента), и посылает изображения на компьютер 108, который может включать монитор 110 и одно или более устройств ввода данных пользователем, например манипулятор ″мышь″ 112 и клавиатуру 114. Сканер 102 может также включать устройства ввода или вывода, например блок управления (кнопочный, сенсорную панель, колесо, управляемое большим пальцем или прочие) и устройство вывода (например, жидкокристаллический или светодиодный экран) для отображения информации о его состоянии.

Сканер 102 может включать камеру или систему камер любого типа для получения изображений, из которых может быть сформировано трехмерное облако точек. Так, например, в сканере 102 может использоваться мультидиафрагменная система, описанная в патенте США 646 550 (Rohaly с соавторами). И хотя в указанном патенте описана мультидиафрагменная система только одного типа, следует понимать, что может использоваться и любая другая подходящая мультидиафрагменная система для воссоздания трехмерного облака точек из ряда двухмерных изображений. В одном из воплощений с использованием мультидиафрагменной системы сканер 102 может включать множество апертур, включающее центральную диафрагму, расположенную на оптической оси объектива, и прочие необходимые физические устройства для получения изображения. В качестве альтернативы или в дополнение к этому сканер 102 может включать стереоскопическую, трископическую или иную камеру или иную систему, в которой имеется несколько камер или оптических осей, фиксированных друг относительно друга, для получения двухмерных изображений объекта под рядом различных углов. Сканер 102 может включать подходящее устройство для обработки информации и получения трехмерного облака точек из набора изображений, или набора наборов изображений, или каждое двухмерное изображение может быть передано на внешний процессор, например, содержащийся в компьютере 108, как будет описано ниже. В прочих воплощениях в сканере 102 может использоваться технология структурированного освещения, лазерного сканирования или прямого измерения расстояния или любая другая технология для получения трехмерных данных или двухмерных данных, которые могут быть преобразованы в трехмерные данные.

В одном из воплощений сканер 102 имеет зонд, удерживаемый в руке в любом положении, и по меньшей мере одно устройство 116 для ввода данных пользователем, например кнопку, рычаг, круг, колесо, переключатель или прочее, с помощью которого пользователь может управлять устройством 100 получения изображения, например давать команду начала и окончания сканирования. В одном из воплощений сканер 102 может иметь форму и размеры, подходящие для сканирования зубов. В частности, сканер 102 может иметь форму и размеры, подходящие для внутриротового сканирования и получения соответствующих изображений, например, путем введения зонда в рот пациента и проведения им над поверхностью 106 ротовой полости на подходящем расстоянии от нее для получения данных о поверхностях зубов, десен и прочих объектов в полости рта. За счет такого непрерывного способа получения данных сканер 102 может получать данные о поверхности ротовой полости в виде облака точек с достаточным пространственным разрешением для изготовления стоматологических объектов, таких как протезы, устройства и иные физические объекты, прямым образом или с использованием различных промежуточных этапов. В других воплощениях могут быть получены данные о поверхности стоматологической модели, например, зубного протеза, для обеспечения ее соответствия других объектам, например, поверхности зуба, подготовленного для протезирования, и например путем сравнения с ранее полученным сканированным изображением.

И хотя на фиг.1 это не показано, подразумевается, что во время получения изображения могут успешно использоваться различные системы дополнительного освещения. Так, например, имеющееся окружающее освещение может быть усилено одним или более источниками местного освещения для лучшего освещения объекта 104 и повышения глубины резкости. В дополнение к этому или вместо этого сканер 102 может включать стробоскоп, вспышку или иной источник света для дополнительного освещения объекта 104 при получении изображения.

Объект 104 может быть любым объектом, набором объектов, частью объекта или другим предметом. В частности, в контексте технологий изготовления стоматологических изделий в соответствии с настоящим изобретением объект 104 может включать один или более зубов человека, изображение которых получают внутри ротовой полости при доступе через рот пациента. Сканированное изображение может давать трехмерное представление одного или нескольких зубов или их части, в соответствии с целью получения данного изображения. Сканированное изображение может давать цифровую модель зуба, зубной четверти или всего набора зубов обеих челюстей, а также мягких тканей или прочих структур ротовой полости. В других воплощения, в которых, например, требуется проверить посадку изготовленной реставрации элемента или протеза, сканированное изображение может включать изображение зубного протеза, например вкладки, коронки, протеза, или иного стоматологического устройства. Объект 104 может также включать вместо этого или в дополнение к этому стоматологическую модель, например, гипсовую, восковую, позитивный или негативный оттиск зуба, зубов, мягких тканей или их сочетаний.

Компьютер 108 может быть, например, персональным компьютером или иным вычислительным устройством. В одном из воплощений компьютер 108 включает персональный компьютер с двухъядерным процессором Opteron 2,8 ГГц, оперативной памятью 2 гигабайта, материнской платой TYAN Thunder K8WE и жестким диском 250 гигабайт, 10000 об/мин. Такая система может получать изображения, содержащие примерно 1500 точек в реальном времени для целей в соответствии с настоящим изобретением, и хранить облака, содержащие более миллиона точек. В контексте настоящего описания термин ″в реальном времени″ обозначает, что вывод изображения осуществляется без видимой задержки после его обработки. В системах видеосканирования ″реальное время″ имеет более конкретное значение и под ним понимается обработка данных изображения в периоды между кадрами видеоданных, а число кадров в зависимости от используемой технологии видеосканирования может составлять от примерно 15 до примерно 30 кадров в секунду. В более общем случае возможности компьютера в отношении обработки изображения могут зависеть от размера объекта 104, скорости сбора данных для получения изображения и требуемого пространственного разрешения точек получаемого трехмерного изображения. Компьютер 108 может также включать периферийные устройства, такие как клавиатура 114, монитор 110 и мышь, для обеспечения взаимодействия пользователя с камерой 100. Монитор 110 может быть сенсорным экраном, через который может одновременно производиться ввод данных.

Связь между компьютером 108 и сканером 102 может осуществляться с помощью любого подходящего протокола, например IEEE 802.11 (известного также как беспроводной Ethernet), BlueTooth или любого другого подходящего стандарта беспроводной связи, в том числе с использованием радиочастотного, инфракрасного или другого средства. Беспроводная передача данных сканированного изображения между сканером 102 и компьютером 108, содержащего медицинскую или иную конфиденциальную информацию, может проводиться в безопасном режиме. Компьютер 108 может вырабатывать сигналы управления для сканера 102, которые в дополнение к командам получения изображения могут содержать такие традиционные команды, как команды управления зумом или фокусировкой.

В одном из воплощений, соответствующем общим принципам работы устройства 100 трехмерного сканирования, сканер 102 может получать наборы двухмерных изображений со скоростью работы видеокамеры при проведении сканером 102 над поверхностью объекта. Наборы двухмерных изображений могут быть переданы на компьютер 108 для выработки компьютером трехмерных облаков точек. Трехмерные данные для каждого вновь полученного набора двухмерных изображений могут быть выработаны, подогнаны или ″пришиты″ к уже имеющимся трехмерным данным с использованием различных технологий. В таком устройстве может использоваться технология оценки движения камеры, которая позволяет избежать независимого отслеживания положения сканера 102. Одно из подходящих устройств такого типа описано в патенте США 7605817 (Zhang с соавторами). Следует, однако, понимать, что приведенный пример не является ограничивающим и принципы настоящего изобретения могут быть применены к самым различным системам получения трехмерных изображений.

Монитор 110 может включать любое устройство вывода со скоростью формирования видеоизображения или любое другое устройство вывода с иной скоростью и разрешением, соответствующими характеристикам собираемых данных. Подходящие устройства вывода могут включать мониторы с электронно-лучевыми трубками, жидкокристаллические экраны, светодиодные экраны и им подобные. В некоторых воплощениях монитор может быть сенсорным экраном, принцип ввода данных через который является, например, емкостным, резистивным, или основан на поверхностной звуковой волне (называемой также рассеянным сигналом), или основан на любой другой подходящей технологии, чувствительной к физическому взаимодействию пользователя с экраном 110.

На фиг.2 показана концептуальная блок-схема обобщенного процесса изготовления стоматологических объектов. Такой способ 200 может начинаться с пациента 202 (например, стоматологического пациента), ротовая полость которого сканируется на этапе 204, например, сканером 102 с системой 100 получения изображений, описанными выше, для получения цифрового представления поверхности одной или более структур ротовой полости на этапе 206. Сканируемые поверхности могут включать поверхности зубов или иных объектов до и/или после препарирования под реставрацию или поверхности других стоматологических объектов. Так, например, может быть получено сканированное изображение исходной анатомии ротовой полости или прикуса до препарирования под реставрацию, что может быть полезным для изготовления реставраций, и может быть также получено сканированное изображение поверхности после препарирования под реставрацию как основы для изготовления реставрации. Путем получения одного или более сканированных изображений зубных дуг в прикусе может быть получена информация об их артикуляции, то есть об относительном движении зубных дуг. Подобная информация может быть также получена и прочими способами, например путем фотографирования или видеосъемки зубных дуг в различных положениях, или путем проведения измерений различных размерных параметров зубных дуг, или получением оттиска прикуса на тонком листе материала.

В одном из воплощений может использоваться второй сканер, такой как видеокамера производства PMD, для получения трехмерных динамических данных артикуляции и окклюзии в реальном времени. Несмотря на то что в данном сканере используется иная технология получения изображений (измерение времени прохождения с помощью светодиодной матрицы), отличная от описанной выше, и ее разрешение в целом недостаточно для изготовления стоматологических моделей, такой сканер может использоваться, например, для моделирования движения противоположных зубных дуг с достаточным разрешением, выбора оси артикуляции или получения дополнительной информации о динамике двух или более твердых тел сканируемого стоматологического объекта. Эти данные могут быть дополнены более точными статическими данными оттиска прикуса, цифровыми или полученными вручную и в совокупности использоваться как отправные или калибровочные точки для построения динамической модели непрерывного движения.

Цифровое представление поверхности, полученное на этапе 206, может быть обработано на одном или более этапах 208 последующей обработки. Они могут включать различные этапы дополнения данных, контроля качества обработки, визуальной проверки и прочие. Этапы последующей обработки могут быть выполнены на удаленном центре обработки данных или в ином компьютерном центре, в котором может проводиться обработка файлов с данными изображений, например в стоматологической лаборатории. В некоторых воплощениях последующая обработка может проводиться самим устройством 100 получения изображения. Этапы последующей обработки могут включать любое число этапов очистки изображения, включая заполнение пробелов, удаление резко отклоняющихся значений и прочие.

Повышение качества данных может включать этапы сглаживания, округления, экстраполяции, интерполяции и прочие подходящие процессы повышения качества цифрового представления поверхности, полученного на этапе 206, для повышения его пригодности поставленной цели. Кроме того, пространственное разрешение может быть повышено с помощью различных технологий последующей обработки. Способы повышения качества могут включать внесение различных изменений в данные, например преобразование поверхности, полученной на этапе 206, в замкнутую поверхность (добавлением основания для каждой зубной дуги) или иную подготовку цифрового представления поверхности для последующих этапов изготовления стоматологического объекта.

На этапе контроля качества цифровое представление поверхности, полученного на этапе 206, может быть проанализировано на отсутствие белых пятен или участков с неполными или неадекватными данными сканирования. Цифровое представление поверхности, полученное на этапе 206, может быть также автоматически проанализировано на наличие чрезмерной кривизны, или чрезмерной асимметрии сканированной дуги, или прочие очевидных дефектов полученных данных. Прочие этапы контроля качества могут включать использование дополнительных данных. Так, например, полученное сканированное изображение может быть сопоставлено с предыдущим сканированным изображением, полученным у того же пациента. Еще в одном из воплощений реставрация или ее часть может быть сравнена со сканированным представлением поверхности зубов, препарированных под реставрацию, чтобы проанализировать, насколько достаточна подготовка зубов или прилегающих объектов для приема реставрации. В целом на этапе контроля качества после обработки данных может использоваться любой способ оценки цифрового представления поверхности, полученного на этапе 206, на предмет их качества, внутренней согласованности или пригодности для поставленной цели.

Цифровое представление поверхности, полученной на этапе 206, может быть также выведено для просмотра его человеком, например выведено в аксонометрическом виде облака точек на экране монитора.

После любого типа ручной или автоматической обработки данных полученная цифровая модель может быть передана в подразделение 216 быстрого изготовления, как показано стрелкой 209. Передаваемые данные могут включать данные в любом подходящем формате, например в виде стереолитографического файла, или в виде файла любого другого подходящего формата, который может быть обработан подразделением 216 быстрого изготовления стоматологического объекта. Кроме того, могут быть переданы данные 218 артикуляции в любой подходящей форме для их использования на этапах последующей обработки, а также рецепт или иного рода спецификация для изготовления реставрации, устройства или иного физического объекта. Подразделение 216 быстрого изготовления может быть централизованной стоматологической лабораторией, собственной лабораторией стоматолога или любой другой лабораторией, оборудованной соответствующей аппаратурой для изготовления физических моделей из цифровых моделей. Подразделение 216 быстрого изготовления может, например, включать систему 210 для вытачивания, стереолитографическую систему 212, систему цифровой световой обработки (не показана), трехмерный принтер или их сочетание. Система 210 для вытачивания может быть, например, станком с ЧПУ. Системы для вытачивания могут использоваться для вырезания из блока материала самых различных изделий, включая полнодуговые модели, зуботехнические штампы, восковые модели, литейные формы или даже готовые реставрации и устройства. Используемые при этом материалы могут включать материалы на основе керамики, ДСП, воски, металлы и прочие материалы. Для изготовления окончательных стоматологических объектов могут использоваться системы для вытачивания типа Рrосеrа производства Nobel Biocare Inc. или Cerec производства Sirona Inc. Подходящие стереолитографические системы 212 могут включать, например, систему Viper производства 3D Systems, Inc. Примером подходящего трехмерного принтера является принтер In Vision HR производства 3D Systems. Каждый из упомянутых способов изготовления будет более подробно описан ниже. Известны также и прочие технологии изготовления трехмерных объектов, такие как наплавка, ламинирование, селективное лазерное спекание, баллистическая бомбардировка, и они могут быть успешно адаптированы для изготовления тех или иных стоматологических объектов в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, постоянно появляются новые технологии изготовления трехмерных объектов. Все такие технологии могут быть адаптированы для использования в способах и устройствах в соответствии с настоящим изобретением, при условии что они обеспечивают подходящее разрешение и позволяют использовать подходящие материалы для соответствующих стоматологических объектов в соответствии с настоящим изобретением.

Подразделение 216 быстрого изготовления может использовать данные 218 артикуляции и цифровую модель для изготовления одного или более стоматологических объектов, таких как, например, одна или обе полные зубные дуги 220, один или более зуботехнических штампов 222, одна или более восковых моделей 224, одна или более литейных форм 226, и/или одной или более реставраций или устройств 228. Некоторые компоненты, такие как зуботехнические штампы 222 или дуги 220, могут быть вставлены в артикуляционную модель 234 со стандартным основанием 230 или основанием 232 индивидуального изготовления. Артикуляторы и артикуляционные модели будут более подробно описаны ниже. Стоматологическая лаборатория может использовать упомянутые различные компоненты для окончательного изготовления реставрации 236, которая может быть передан стоматологу для установки в(на) зубной ряд пациента.

Ниже будут более подробно описаны различные аспекты данного способа начиная от компьютеризированных устройств изготовления стоматологических объектов, которые могут использоваться с системами и способами в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.3 показана машина для вытачивания, которая может использоваться в способах и устройствах в соответствии с настоящим изобретением. В частности, на данном чертеже представлен станок 300 с числовым программным управлением (ЧПУ), включающий стол 302, рычаг 304 и режущий инструмент 306, которые, взаимодействуя друг с другом под управлением компьютера, могут перемещаться в пределах рабочего диапазона 308. При работе устройстве на стол 302 закрепляется заготовка (не показана). Стол 302 может перемещаться в горизонтальной плоскости, а рычаг 304 может перемещаться по вертикальной оси, и в совокупности они могут обеспечивать требуемое относительное расположение режущего инструмента 306 и заготовки по осям х, y, z в пределах рабочего диапазона 308. Таким образом обеспечивается маневрирование режущего инструмента 306 и вырезание из заготовки объекта задаваемой компьютером формы.

Вытачивание в целом представляет собой субтрактивную технологию изготовления объекта, в том смысле что идет удаление материала из заготовки, а не его добавление. Поэтому может иметь смысл использовать заготовки некоторых типовых форм для уменьшения количества удаляемого с них материала во время вытачивания, что может обеспечить снижение стоимости материалов и/или уменьшение времени, требующегося для выточки. А именно, в контексте изготовления стоматологических объектов может иметь смысл начинать процесс вытачивания не из прямоугольного блока материала, а из предварительно обрезанной заготовки, например, близкой к типичной форме коронки. Могут быть обеспечены заготовки различных размеров и форм (например, для моляров, резцов и прочих), из которых можно выбрать наиболее подходящую для того или иного задания. Различные системы выточки обеспечивают различные степени свободы по осям. Как правило, чем больше в станке имеется осей (существуют, например, 4-осные системы вытачивания), тем выше точность получаемых деталей. Имеются в продаже высокоскоростные системы вытачивания, обеспечивающие высокую производительность.

Кроме того, в машине для вытачивания может использоваться несколько различных режущих инструментов и может иметься функция автоматической смены инструмента для вырезания одной и той же детали с использованием нескольких режущих инструментов. При вытачивании стоматологической модели в различных ее частях может быть обеспечена различная точность вытачивания. Так, например, верхние части зубов, то есть прикусные поверхности, могут быть вырезаны быстрее и грубее с помощью сферической фрезы, в то время как препарированный зуб с припуском на коронку может быть вырезан с помощью резца, обеспечивающего большую точность и детализацию. В целом преимуществом систем для вытачивания является то, что они дают возможность работы с окончательным материалом и готовое изделие не претерпит искажений, например, из-за термической обработки и исключаются прочие артефакты. Недостатком данной технологии является то, что изготовление с высокой точностью требует использования мелкого режущего инструмента и соответственно большего времени работы.

Станки для вытачивания с ЧПУ, а также системы для вытачивания с использованием прочих технологий могут использоваться для изготовления стоматологических моделей, компонентов стоматологических моделей, восковых моделей, литейных формы и прочих стоматологических объектов, некоторые из которых будут более подробно описаны ниже. Кроме того, существует специализированное оборудование для вытачивания стоматологических объектов, такое как система Сеrес производства Sirona Dental. Еще одним полезным типом систем для вытачивания стоматологических изделий в соответствии с настоящим изобретением является копирующая система для вытачивания, позволяющая вручную или автоматически изготовить копию физического объекта.

Подразумевается, что все такие устройства для вытачивания, которые могут быть приспособлены для управляемых компьютером устройств изготовления стоматологических объектов в соответствии с настоящим изобретением, входят в масштаб термина ″устройство для вытачивания″ в соответствии с настоящим изобретением, а на этапе вытачивания может использоваться любое устройство для вытачивания в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 показан стереолитографический аппарат (СЛА), который может использоваться в способах и устройствах в соответствии с настоящим изобретением. В целом стереолитографический аппарат 400 может включать лазер 402, оптическую систему 404, управляющую линзу 406, подъемный механизм 408, платформу 410 и ванну с ножом 412, наполненную полимером. При работе устройства луч лазера 402 направляется по поверхности полимера и отверждает срез полимера, который обычно является фотоотверждаемой смолой, после чего подъемный механизм немного понижает платформу 408 и отверждается следующий срез полимера. Перед добавлением нового слоя нож 412 может проходить по поверхности отвержденного полимера между слоями для выравнивания и нормализации поверхности перед добавлением нового слоя. В некоторых воплощениях ванна может медленно наполняться жидкой смолой по мере прорисовывания объекта слой за слоем путем налива смолы на верхнюю поверхность полимера. Подходящим имеющимся в продаже стереолитографическим устройством является аппарат SCS-1000HD производства Sony Corporation.

Стереолитография хорошо подходит для высокопроизводительного изготовления стоматологических моделей и зуботехнических штампов, так как одновременно в одной ванне может быть изготовлена целая партия объектов. При достаточной оптимизации процесса данные объекты могут использоваться вместо гипсовых стоматологических моделей и прочих стоматологических объектов. Стереолитография может успешно использоваться для изготовления стоматологических моделей, дуг и прочих литых деталей, а также в прочих приложениях, в которых требуются высокая точность и производительность. В некоторых воплощениях на стереолитографический аппарат может подаваться цифровое представление поверхности непосредственно со сканированного изображения ротовой полости и может быть изготовлена модель зубов пациента с прилегающими мягкими тканями или без них. В случае когда способом стереолитографии изготавливается группа имеющих отношение друг к другу объектов, они могут быть физически связаны между собой, так что после их изготовления они могут быть вместе обработаны. При необходимости те или иные компоненты набора могут быть отделены друг от друга и подвергнуты окончательной обработке, например, квалифицированным техником стоматологической лаборатории. В таких воплощениях стоматологические объекты могут быть расположены таким образом, что связывающая их рама или иная механическая структура будет контактировать с объектами только на некритических их поверхностях. Так, например, следует избегать связей рамы с объектами на расположенных напротив друг друга местах зубных дуг, где желательно сохранить высокую степень точности и детализации изготовления.

Работа стереолитографического аппарата может требовать значительной настройки и оптимизации его рабочих параметров, таких как скорость изготовления модели, диаметры пучков, материалы и прочие. Данные параметры могут быть сохранены в файле настроек, в котором могут быть также указаны точность и скорость изготовления различных частей модели. Так, например, место зубной дуги, подготовленное под протез, может быть проработано с большей точностью и детализацией поверхности, в то время как удаленный зуб на противоположной зубной дуге может быть проработан с меньшей точностью ради большей скорости изготовления.

В аналогичной технологии цифровой световой обработки (DLP) также используется контейнер со светоотверждаемым полимером, с тем отличием, что на отверждаемый материал проецируется двухмерное сечение объекта и все данное сечение одновременно отверждается. Существующие системы изготовления объектов по технологии цифровой световой обработки обеспечивают разрешение примерно 40 мкм с возможностью дальнейшего повышения точности внутри пикселя с использованием различных методов.

Подразумевается, что все такие устройства с использованием отверждаемого полимера, которые могут быть адаптированы для использования в управляемых компьютером устройствах для изготовления стоматологических объектов, входят в масштаб термина ″стереолитографическое устройство″, а используемый способ стереолитографии может включать любое из стереолитографических устройств в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.5 показан трехмерный принтер. Трехмерный принтер 500 может включать печатающую головку 502, резервуар 504 для подачи материала, платформу 506 и различные механизмы (не показаны), такие как подъемники, рычаги, приводные ремни и прочие, которые могут использоваться для позиционирования печатающей головки 502 относительно объекта 508 печати во время операции печати. При работе устройства печатающая головка 502 может накладывать слоями отверждаемые фотополимеры или порошки.

Существуют различные типы трехмерных принтеров. В некоторых принтерах полимер накладывается совместно с опорным материалом или связующим веществом. В некоторых системах может также перемещаться предметный стол для управления положением печатающей головки 502 относительно платформы 506 и объекта печати 508 по осям х-y. Модели, отпечатанные на таких системах, могут требовать этапов окончательной обработки, таких как, например, удаление восковых опор, или иных этапов очистки. Трехмерные принтеры хорошо подходят для быстрого изготовления небольших деталей, таких как восковые модели, зуботехнические штампы и прочие относительно малые стоматологические объекты. Одним из подходящих устройств для трехмерной печати стоматологических объектов является принтер In Vision HR производства 3D Systems.

Трехмерная печать может успешно использоваться для изготовления самых различных стоматологических объектов, включая восковые модели, которые могут изготавливаться стоматологической лабораторией для изготовления традиционных реставраций на металлической основе (часто называемых ″металлокерамическими″). Прямая трехмерная печать восковой модели (основная часть формы которой может быть непосредственно задана с цифрового изображения поверхности полости рта пациента) позволяет устранить промежуточные этапы, традиционно применяемые сегодня в стоматологии, то есть этапы переноса формы поверхности зубного ряда на оттиск, затем на гипсовую модель и затем на восковую модель. Преимуществом такого подхода является устранение накапливающихся искажений данных между источником (зубной ряд пациента) и целевым объектом (восковая модель) за счет прямого переноса данных сканированного изображения ротовой полости на восковую модель и устранения промежуточных этапов. Сведущим в данной области техники будут очевидны и прочие удачные приложения технологий изготовления трехмерных стоматологических объектов под управлением компьютера, и подразумевается, что все такие приложения входят в масштаб настоящего изобретения.

Сведущим в данной области техники известны и иные системы изготовления объектов под управлением компьютера. В этой связи следует отметить, что термины ″изготавливать″, ″изготовление″ в контексте настоящего описания следует понимать как относящиеся к упомянутым выше технологиям изготовления, а также к любым другим технологиям изготовления с помощью компьютера, которые могут быть адаптированы для индивидуального изготовления стоматологических объектов, включая, но не ограничиваясь ими, селективное лазерное спекание (″SLS″), наплавку (″FDM″), ламинирование (″LOM″) и прочие, если иное значение данных терминов не указано явно или явно не следует из контекста. Подобным образом, любая из упомянутых выше технологий, сама по себе или в сочетании с другими, может использоваться как средство для изготовления, печати или иным образом создания стоматологических объектов в соответствии с настоящим изобретением. Подразумевается также, что после этапов изготовления объектов тем или иным из описанных выше способов могут следовать различные дополнительные этапы, такие как термообработка, очистка и прочие, для получения готового изделия.

Описанные выше технологии изготовления стоматологических объектов могут использоваться в различных сочетаниях друг с другом, в результате чего может использоваться комплексный подход к их изготовлению. Так, например, станок для вытачивания с ЧПУ может использоваться для создания зуботехнического штампа, для которого требуется большая детализация, чем может обеспечить стереолитографический аппарат, в то время как стереолитографический аппарат может использоваться для изготовления модели зубной дуги, содержащей данный зуботехнический штамп. Такой комплексный подход может позволять использовать те или иные преимущества различных технологий для выполнения тех или иных требований к изготовлению объекта, например стереолитографию - для скорости, вытачивание - для точности, а трехмерную печать - для изготовления мелких деталей.

Вместо этого или в дополнение к этому могут использоваться и прочие технологии массового производства, например инжекционное формование, для некоторых стандартных (не индивидуального изготовления) компонентов модели, таких как, например, артикуляционный шарнир.

На фиг.6 показана блок-схема ключевых этапов изготовления стоматологического объекта. Способ 600 основан на использовании трехмерного изображения зубного ряда, полученного непосредственно сканированием ротовой полости, и позволяет обойтись без целого ряда промежуточных процессов, традиционно используемых в стоматологии.

В целом способ 600 может начинаться со сбора данных на этапе 602. Сбор данных может включать любого типа получение трехмерного цифрового или иного изображения зубных рядов, пригодного для последующих этапов изготовления стоматологического объекта. Сбор данных может проводиться, например, с помощью сканера 102 и системы получения изображений, описанных выше и изображенных на фиг.1. В некоторых воплощениях может быть получено несколько различных сканированных изображений, например, для получения картины артикуляции или прикуса зубных дуг, или сканированные изображения до и после подготовки поверхности, которые могут быть использованы для изготовления зубного протеза, и так далее. Совместное использование данных сканированных изображений может обеспечивать большую детализацию поверхностей верхней и нижней зубных дуг, а также дополнительные статические и динамические данные о совмещении и движении зубных дуг.

Как только получены требуемые данные, могут быть выполнены одна или более операций моделирования на этапе 604. Это может включать такие этапы моделирования, как создание виртуального штампа цифровой стоматологической модели, выбора зуба для обработки, заполнение белых пятен или проведение иной корректировки данных, получение требуемого оттиска прикуса и/или полное проектирование реставрации, протеза или иного стоматологического объекта, а также прочие этапы моделирования или манипулирования с цифровыми моделями, которые могут использоваться в стоматологической практике. Моделирование может производиться с помощью имеющихся в продаже систем автоматического проектирования (″CAD″) или прочих инструментов для трехмерного моделирования, в частности специализированных программных продуктов для стоматологического моделирования, например системы ″inLab CAD/CAM″ автоматизированного проектирования и производства от Sirona.

Так, например, моделирование может включать наложение границ на изображение поверхности для формирования замкнутого тела, после чего в нем могут быть созданы одна или несколько пустот в местах, не затрагивающих стоматологически важные поверхности, например поверхности зубов или окружающих их мягких тканей. Это может позволить сэкономить значительное количество материала на создание физической стоматологической модели, и, соответственно, снижаются затраты материалов и времени на изготовление моделей.

Моделирование артикуляционных моделей может включать использование данных сканированных изображений совместно с оттисками прикуса или прочими данными для совмещения двух твердых тел, соответствующих противоположным зубным дугам, в правильном положении, соответствующем их взаимной ориентации в полости рта пациента. После такого совмещения дуги могут быть механически зафиксированы относительно общей опорной поверхности, например, соответствующей верхней и нижней части зубного артикулятора. Данный этап будет более подробно описан ниже. Кроме того, моделирование может включать добавление плоских задних поверхностей к обеим зубным дугам для обеспечения опорных плоскостей, к которым впоследствии может быть прикреплен артикуляционный шарнир.

В целом подразумевается, что термин ″моделирование″ в контексте настоящего описания может означать любую обработку цифровой стоматологической модели, включая процессы полностью автоматической, полуавтоматической и/или ручной обработки, упоминаемые в настоящей заявке.

На этапе 606 может быть выписан рецепт. В нем может быть указан тип реставрации, протеза или иного объекта и может быть также указана разнообразная дополнительная информация о производителе, цвете, обработке поверхности объекта, углублениях для зуботехнических штампов и прочая. Подразумевается также, что этап 606 составления рецепта может быть выполнен до этапа 608 моделирования, например стоматолог может передать изначально полученное цифровое изображение поверхности полости рта пациента в стоматологическую лабораторию вместе с рецептом, так чтобы часть моделирования или даже все моделирование было выполнено в стоматологической лаборатории.

На этапе 608 могут быть изготовлены один или более стоматологических объектов. Их изготовление может быть осуществлено с использованием одной или более технологий изготовления, описанных выше с использованием только одной технологии или сочетания нескольких технологий, с использованием данных, полученных после применения одной из систем моделирования, описанных выше, которые при необходимости могут быть переформатированы или иным образом адаптированы для печати, вытачивания или иной технологии изготовления стоматологического объекта. Кроме того, как это будет ясно из приводимых ниже примеров, изготовление может включать использование сочетания различных технологий. Так, например, стоматологическая модель может быть отпечатана на трехмерном принтере с углублением для зуботехнического штампа, который в свою очередь может быть изготовлен способом стереолитографии, а артикуляционный шарнир может быть изготовлен способом инжекционного формования. Таким образом, подразумевается, что термин ″изготовление″ в контексте настоящего описания означает любую подходящую технологию изготовления, если явно не указана или явно не следует из контекста конкретная технология изготовления. Ниже более подробно описан ряд конкретных примеров изготовления стоматологических объектов.

На этапе 610 протез или иной стоматологический объект может быть передан стоматологу для его установки в полость рта пациента.

Подразумевается, что описанные выше этапы могут быть изменены или выполнены в другом порядке, некоторые этапы могут быть удалены и добавлены новые этапы без отхода от масштабов настоящего изобретения.

На фиг.7 показаны верхняя и нижняя дуги стоматологической модели. В целом стоматологическая модель 700 стоматологического пациента может включать верхнюю дугу 702, нижнюю дугу 704 или обе из них, как и показано для примера на данном чертеже. Подразумевается, что термин ″модель″ в контексте настоящего описания может относиться к одной дуге или двум противоположным дугам и может включать или не включать зуботехнические штампы, шарниры или прочие компоненты, прикрепленные к модели или иным образом связанные с ней. Кроме того, при описании различных моделей могут упоминаться элементы цифровой модели, сохраненной в памяти компьютера, элементы физической модели, изготовленной в соответствии с цифровой моделью, или оба типа таких элементов. Поэтому подразумевается, что термин ″модель″ включает все такие значения, если явно не указано или явно не следует из контекста некоторое конкретное значение.

В целом модель 700 может быть получена из цифрового изображения поверхности зубных рядов пациента, полученного в свою очередь, например, с помощью любого из способов, описанных выше. Фактические данные, собранные у пациента, могут быть дополнены путем заполнения недостающих областей, сглаживания, ограничения поверхностей и прочими способами для получения цифровой модели, подходящей для обработки, редактирования и прочих операций и в конечном итоге - для изготовления различных стоматологических компонентов в соответствии с настоящим изобретением.

На тыльной стороне 708 зубной дуги 704 может быть добавлена плоская поверхность 706 на этапе моделирования, описанном выше, которая потом может быть реализована в физической модели (на чертеже показаны две плоские тыльные поверхности, по одной на каждом конце зубной дуги 704). Каждая из зубных дуг 702, 704 имеет заднюю часть 708 (с точки зрения стоматологического пациента), на которой расположены моляры. Плоская поверхность 706 может быть поверхностью для крепления артикуляционного шарнира или иной структуры посредством адгезива или иного подходящего средства крепления. Плоская поверхность 706 может быть в целом расположена и ориентирована в модели 700 таким образом, что верхняя и нижняя зубные дуги 702 и 704 будут смыкаться требуемым образом, будучи прикреплены к артикуляционному шарниру требуемой формы. И хотя плоская поверхность 706 является достаточно удобным и гибким вариантом крепления, подразумевается, что для механического крепления зубных дуг 702, 704 к артикуляционному шарниру может быть использовано и множество иных способов, например штырьки, ″ласточкин хвост″, выступы, пазы, канавки или прочие элементы или их сочетания, и подразумевается, что все такие способы входят в масштаб настоящего изобретения.

И хотя выше упоминалось, что зубная дуга имеет одну плоскую поверхность 706, но в задней части 708 зубной дуги 704 могут иметься два конца (как показано на фиг.7), связанные между собой дугой челюстной кости. Поэтому в одном из воплощений модель 700 из зубных дуг 702, 704 является протяженной от первого заднего конца, имеющего первую плоскую поверхность, до второго заднего конца, имеющего вторую плоскую поверхность (также обозначенные на фиг.7 как плоская поверхность 706 и задний конец 708 соответственно). Первая плоская поверхность и вторая плоская поверхность могут быть в сущности компланарны или иметь любую другую требуемую взаимную ориентацию для присоединения к ним артикуляционного шарнира. Кроме того, как было указано выше, каждая из задних поверхностей зубной дуги может иметь любой подходящий элемент или подходящее сочетание элементов для механического соединения их с артикуляционным шарниром.

Модель может включать кинематическую связь 710, в которой могут использоваться любые подходящие элементы или средства крепления. Под кинематической связью обычно понимается устройство для выравнивания различных частей относительно друг друга. В контексте настоящего описания подразумевается, что термин ″кинематическая связь″ означает любое из устройств и способов для механического ограничения относительного расположения двух компонентов под нагрузкой, включая, но не ограничиваясь ими: кинематическую связь, плоскую кинематическую связь, квазикинематическую связь, упругоколебательные устройства, штифтовые сочленения и им подобные. В моделях в соответствии с настоящим изобретением кинематическая связь 710 может, например, включать три точки связи, в каждой из которых используется элемент связи, содержащий два сопряженных усеченных конуса. В качестве кинематической связи в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться и многие другие формы, например шарик в канавке, шарик и кольцо и прочие.

Элементы кинематической связи 710 могут быть расположены, например, в трех компланарных положениях между верхней и нижней дугой. В среде виртуального моделирования места расположения элементов кинематической связи могут быть выбраны в целом произвольно. В среде виртуального моделирования такие места могут быть выбраны, когда дуги 702 и 704 находятся в требуемом положении прикуса и элементы сцепления могут быть присоединены к дугам с помощью стержней, рычагов или иного рода выступов, используемых в данной виртуальной среде. Требуемое положение прикуса может быть определено по оттиску прикуса или иным данным, собранным у стоматологического пациента. Таким образом, кинематическая связь 710 может быть использована для переноса оттиска прикуса от пациента на модель зубов данного пациента, то есть для обеспечения идентичного оттиска прикуса между одной частью модели (верхней дугой 702) и второй частью модели (нижней дугой 704). Таким образом, дуги 702 и 704 могут быть механически выставлены друг относительно друга с помощью кинематической связи 710, после чего в данной ориентации они могут быть присоединены к артикуляционному шарниру или подобной структуре. После прикрепления артикуляционного шарнира кинематическая связь 710 может быть срезана, отломана или иным образом удалена.

В настоящей заявке используются некоторые относительные термины для описания ориентации, такие как ″верх″, ″низ″, ″верхний″ и ″нижний″. При этом подразумевается, что две зубные дуги в сомкнутом положении имеют зеркальную ориентацию относительно друг друга, так что с точки зрения пациента ″верхняя″ часть зуботехнического штампа в нижней дуге соответствует ″нижней″ части зуботехнического штампа в верхней дуге, в то время как в контексте настоящего описания термин ″верхняя часть″ в целом используется для обозначения части зуба, которая имеет открытую поверхность, в отличие от ″нижней части″, которая в целом относится к корню зуба, связывающему зуб с челюстной костью. Несмотря на то что данные относительные термины используются в настоящей заявке в целях объяснения и иллюстрации, ничто в данной заявке не следует понимать как ограничивающее область ее применения нижней дугой, или верхней дугой, или дугой в некоторой конкретной ориентации, или использованием полных моделей дуг, или моделями, сомкнутыми друг с другом каким-либо образом, за исключением случаев, когда это указано явно или явно следует из контекста.

На фиг.8 показана модель зубной дуги. Модель 800 может быть в общем случае моделью верхней дуги или нижней дуги, как было указано выше. Модель 800 может быть цифровой моделью, или она может быть физической моделью, изготовленной способом стереолитографии или любым другим подходящим способом изготовления.

Чтобы в нее мог быть вставлен зуботехнический штамп, модель 800 может включать отверстие 802 для зуботехнического штампа. Отверстие 802 может не иметь дна, то есть быть сквозным, проходящим через всю модель 800, или оно может быть глухим, то есть закрытым со дна. Отверстие 802 может иметь любую подходящую форму поперечного сечения (горизонтальной плоскостью, проходящей через модель 800). Так, например, отверстие 802 может быть круглым, овальным или иметь любую другую правильную или неправильную форму, имеющим прямые края или криволинейные края, или форму или края, которые являются сочетаниями таких форм. В одном из воплощений криволинейная, но не круглая форма может исключать вращение и облегчать правильную установку зуботехнического штампа по осям х и у для правильной его посадки в модель.

Отверстие 802 может быть ограничено внутренней стенкой 804, в целом сопрягающейся по форме с зуботехническим штампом для данного отверстия 802. Внутренняя стенка 804 может быть наклонной, так что отверстие в верхней части (где в него вставляется зуботехнический штамп) может быть большим, чем в нижней части, то есть поперечное сечение отверстия может быть постепенно и пропорционально уменьшающимся сверху вниз. При такой форме отверстия движение зуботехнического штампа становится все более ограниченным по мере его продвижения вглубь отверстия 802. Такая конфигурация обеспечивает элемент механического совмещения зуботехнического штампа с моделью 800 и в то же время обеспечивает легкость их сборки. В одном из воплощений используется линейное сужение от верхней части внутренней стенки 804 к ее нижней части; однако может использоваться любой профиль постепенного сужения от более широкой верхней части к более узкой нижней части отверстия. Такая форма отверстия помогает правильно установить в него зуботехнический штамп сопряженной с ним формы, то есть установить зуботехнический штамп в модель 800 по вертикальной оси z за счет физического зацепления зуботехнического штампа практически со всей боковой поверхностью внутренней стенки 804 или практически со всей боковой поверхностью, когда зуботехнический штамп вставлен на правильную глубину.

Отверстие 802 может включать множество опорных элементов 806, протяженных от боковой стенки 804 к общему местоположению 808 внутри отверстия. Опорные элементы 806 могут обеспечивать систему отсчета для механического совмещения зуботехнического штампа с моделью 800 по осям х, y и z и относительно собственного вращения. Как показано на данном чертеже, верхняя поверхность опорных элементов 806 в целом определяет поперечную (горизонтальную) плоскость, проходящую через модель 800. Данная верхняя поверхность обеспечивает надежную точку отсчета для правильной установки зуботехнического штампа по оси z без необходимости использования больших плоских горизонтальных поверхностей, которые могут снижать точность изготовления зуботехнического штампа стереолитографическим или ему подобным способом. В целом опорные элементы 806 могут сходиться в общем местоположении 808, образуя более жесткую структуру, чем отдельные, не связанные друг с другом выступающие элементы.

Приведенные чертежи являются чисто иллюстративными, и возможны различные модификации опорных элементов 806 без отхода от масштабов настоящего изобретения. Так, например, опорные элементы 806 могут быть расположены на любой глубине в отверстии 802, подходящей для поддержки зуботехнического штампа в отверстии 802. Несмотря на то что на чертеже показано, что общая точка 808 расположена практически на центральной оси отверстия 802, ее конкретного положения не требуется и она может быть расположена в любом подходящем месте внутри отверстия 802. Кроме того, несмотря на то что на чертеже показано, что опорные элементы 806 сходятся в общем местоположении 808 и сами расположены в одной поперечной плоскости, проходящей через модель 800 и отверстие 802, на самом деле каждый из опорных элементов 806 может находиться на разной высоте по оси z относительно поперечной плоскости, при условии что между ними все-таки существует достаточное перекрывание, чтобы опорные элементы 806 можно было соединить в жесткую структуру. Несмотря на то что показано три опорных элемента 806, на самом деле может использоваться любое подходящее число опорных элементов 806. Возможно также внесение и прочих изменений в конструкцию опорных элементов 806, и подразумевается, что все такие изменения входят в масштаб настоящего изобретения.

На фиг.9 показан аксонометрический вид зуботехнического штампа сверху. Зуботехнический штамп 900 в целом имеет верхнюю часть 902 и нижнюю часть 904.

Верхняя часть 902 может иметь поверхность 906, которой придана форма фрагмента зубного ряда пациента. Это может быть фактический зубной ряд пациента, форма которого была получена с помощью трехмерного сканера или подобного инструмента. Фактический зубной ряд может включать зуб (или зубы) до их препарирования под реставрацию или после их препарирования под реставрацию. Упомянутый фрагмент зубного ряда может быть также созданным на компьютере или физически смоделированным таким образом, чтобы он имел форму, которую зуб (или зубы) должны иметь после реставрации. В целом в качестве формы поверхности 906 верхней части 902 может использоваться любым путем полученная форма внешней поверхности зуба, или любая подповерхность, полученная на каком-либо этапе промежуточной обработки, которая может быть использована для создания реставрации или подобного объекта.

Нижняя часть 904 может быть сужающейся, чтобы она могла быть вставлена в отверстие модели, как было описано выше. Нижняя поверхность 904 может также включать некоторое число пазов 908, протяженных вертикально от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп 900, к нижней поверхности нижней части 904. Пазы 908 могут быть также протяженными в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа 900 к боковой стенке 910 нижней части 904. В целом пазы 908 могут иметь любую форму и расположение, подходящие для приведения опорных элементов в зацепление с отверстием модели, как описано выше. В одном из воплощений могут использоваться три паза 908, в то время как в иных воплощениях может использоваться любое число пазов 908, подходящее для удержания зуботехнического штампа 900 в модели 800.

На фиг.10 показан аксонометрический вид зуботехнического штампа снизу. Зуботехнический штамп 1000 может быть любым зуботехническим штампом из описанных выше. Как было описано выше, зуботехнический штамп 1000 может включать некоторое число пазов 1002 и каждый из пазов может быть протяженным в радиальном направлении от общего местоположения 1004 до боковой стенки зуботехнического штампа 1000 и в вертикальном направлении от поперечной плоскости 1006 до нижней поверхности зуботехнического штампа 1000. Каждый из пазов 1002 может включать нижний проем, посредством которого паз 1002 переходит в нижнюю поверхность 1008. Нижний проем может иметь края 1010 со снятыми фасками или подобными элементами, которые позволяют направить зуботехнический штамп 1000 в зацепление с соответствующими опорными элементами отверстия модели, как было описано выше. Наличие краев 1010 с фасками позволяет увеличить расстояние захвата пазов зуботехнического штампа опорными элементами соответствующего отверстия. Наличие ″расстояния захвата″ подразумевает, что зуботехнический штамп 1000 может не находиться в полном совмещении с моделью и в то же время он уже может быть ″захвачен″ соответствующими опорными элементами для правильного дальнейшего механического совмещения частей модели при приведении их в полное зацепление. Кроме того, или в дополнение к этому, наличие расстояния захвата может также облегчать начало совмещения зуботехнического штампа с отверстием, даже когда зуботехнический штамп немного повернут от требуемого положения вокруг своей оси.

На фиг.11 показаны верхняя и нижняя дуги стоматологической модели, сомкнутые друг с другом. Полная стоматологическая модель 1100 может включать модель 1102 и вторую модель 1104, соответствующие верхней и нижней зубным дугам. Будучи совмещены друг с другом посредством кинематической связи 1106 (на данном чертеже видна только одна пара элементов кинематической связи 1106), как было описано выше, для получения требуемого прикуса модель 1102 и вторая модель 1104 могут образовывать пару компланарных установочных поверхностей 1108, 1110 для крепления к ним артикуляционного шарнира или иного устройства для моделирования требуемого статического или динамического взаимодействия между моделями 1100 и 1102. Следует также отметить, что на фиг.11 показаны два зуботехнического штампа 1112, установленные в двух отверстиях 1114 модели 1102, что возможно, например, когда стоматологическая лаборатория работает над изготовлением реставраций для соответствующих зубов.

На фиг.12 показаны верхняя дуга и нижняя дуга модели 1200 с артикуляционным шарниром 1202. В общем артикуляционный шарнир 1202 может быть прикреплен к задней поверхности 1204 первой модели 1206 и к задней поверхности 1208 второй модели 1210. Как правило, артикуляционный шарнир 1202 обеспечивает требуемое артикуляционное взаимодействие модели 1206 и второй модели 1210, поэтому после его установки элементы кинематической связи 1212 могут быть отрезаны, отломаны или иным образом удалены с модели 1200. Артикуляционный шарнир 1202 обычно имеет установочные поверхности, сопрягающиеся с соответствующими крепежными поверхностями первой модели 1206 и второй модели 1210 и включает также шарнирный механизм и два протяженных от него рычага, и данная система функционально воспроизводит динамическую артикуляцию (движение) соответствующих челюстей фактических зубных рядов, представленных стоматологической моделью 1200. Шарнирный механизм и рычаги могут быть регулируемыми для настройки артикуляционного радиуса, диапазона, силы сопротивления движению и прочих параметров артикуляции и/или иного динамического и статического взаимодействия дуг, что может использоваться стоматологической лабораторией при изготовлении реставрации. И хотя на данном чертеже показан артикуляционный шарнир 1202 определенного типа, подразумевается, что может использоваться и любой другой артикуляционный шарнир 1202, подходящий для целей изготовления реставрации для зубов, без отхода от масштабов настоящего изобретения.

На фиг.13 показан способ изготовления модели и/или зуботехнического штампа. При этом используемый ниже термин ″цифровая модель″ может означать цифровую модель дуги, цифровую модель зуботехнического штампа и/или обе из них.

Способ 1300 может начинаться с получения цифрового представления зубной дуги пациента с помощью трехмерного сканера (этап 1302). Данный этап может включать прямое получение цифровых данных со сканера, пример которого был приведен выше, или с любого другого подходящего источника данных, хранящего сканированное изображение, или на данном этапе может быть получено обработанное сканированное изображение, например, из памяти компьютера. Цифровое представление поверхности может включать возможные доработки, внесенные на этапе моделирования, как было описано выше, например, путем сглаживания, заполнения пробелов и прочими способами. Каким образом оно ни было бы получено, цифровое представление поверхности в целом включает данные о поверхности, характеризующей зубной ряд пациента.

Этап 1304 способа 1300 может включать выбор зуба в зубной дуге, требующего восстановления. Данный этап может быть, например, выполнен с помощью интерактивного интерфейса для создания моделей или другого подходящего интерфейса, с помощью которого пользователь может выбрать зуб для реставрации, или иным подходящим образом. Данный этап может быть автоматизирован с помощью подходящих программных средств для обработки данных, так чтобы пользователь мог, например, одним щелчком мыши выбрать нужный зуб на цифровой стоматологической модели, показанной на экране. В другом воплощении изобретения пользователь может вручную выделить некоторые или все границы зуба на двухмерном или трехмерном изображении.

Этап 1306 способа 1300 может включать создание цифровой модели зубной дуги для создания цифровой модели дуги. Данный этап может включать получение цифровой модели зубной дуги, подходящей для изготовления, или обработку цифрового представления поверхности зубного ряда для выработки из него цифровой модели, подходящей для изготовления. Данный этап может также включать создание отверстия для зуба, который был, например, выбран на этапе 1304. Отверстие может включать скошенную боковую стенку для приема зуботехнического штампа и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия, как было описано выше.

Этап 1306 может включать ряд этапов дополнительного моделирования, любые из которых могут быть выполнены вручную, то есть пользователем на компьютере с помощью подходящего интерфейса, или, где это возможно, полуавтоматически или полностью автоматически. Это может включать, например, совмещение одной зубной дуги с другой зубной дугой для получения в соответствии с оттиском прикуса стоматологического пациента. Для получения оттиска прикуса пациента и переноса его на цифровую модуль могут использоваться различные способы. Так, например, оттиск прикуса может быть получен с помощью тонкой пленки, которую прикусывает пациент, в результате чего может быть получено двухмерное изображение, отражающее совмещение верхней и нижней зубных дуг и возможные точки их соприкосновения. В другом воплощении могут быть получены одно или более сканированных изображений, охватывающих верхнюю и нижнюю дуги, сомкнутые требуемым образом. Данные сканированные изображения могут быть сопоставлены с независимыми цифровыми моделями верхней и нижней дуг, в результате чего может быть воспроизведена окклюзия оттиска прикуса в виртуальной среде компьютерного моделирования.

Еще в одном из воплощений к цифровой модели зубной дуги могут быть добавлены различные элементы моделей, описанные выше. Так, например, на задней поверхности зубной дуги, а также на задней поверхности противоположной зубной дуги могут быть сформированы компланарные поверхности для крепления к ним артикуляционного шарнира, например, с помощью стандартного инструмента сечения плоскостью программной среды трехмерного моделирования. Таким образом, совмещение двух дуг может быть выполнено в виртуальной среде компьютерного моделирования. В другом воплощении совмещение дуг для последующего сечения плоскостью их задних поверхностей может быть выполнено посредством физической реализации цифровой стоматологической модели. Так, например, может быть выполнено физическое совмещение моделей дуг с помощью пленки с оттиском прикуса, после чего могут быть вырезаны задние плоские поверхности и к выставленным в нужном положении дугам может быть прикреплен артикуляционный шарнир. В другом воплощении к цифровой модели с совмещенными по прикусному отпечатку дугами может быть добавлена кинематическая связь любого из типов, описанных выше. Например, физические воплощения первой цифровой стоматологической модели и второй стоматологической модели, изготовленные по отдельности, могут быть совмещены по оттиску прикуса и к ним могут быть прикреплены элементы кинематической связи.

Этап 1308 способа 1300 может включать создание цифровой модели зуботехнического штампа для реставрации. В целом зуботехнический штамп может включать верхнюю часть, имеющую поверхность, которой была придана форма элемента зубного ряда стоматологического пациента, нижнюю часть, сужающуюся для ее вставления в модель зубной дуги, и некоторое число пазов, протяженных в вертикальном направлении от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части зуботехнического штампа и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа до боковой стенки нижней части, как было описано выше. Данный этап может включать выбор пользователем формы поверхности верхней части зуботехнического штампа, например формы поверхности до препарирования, формы поверхности после препарирования или вырабатываемой компьютером формы поверхности, которая может быть окончательной требуемой поверхностью реставрации или некоторой промежуточной поверхностью, для некоторого промежуточного этапа изготовления реставрации. Вырабатываемая поверхность может быть поверхностью, вырабатываемой вручную, полуавтоматически или полностью автоматически. Способ 1300 может включать моделирование зуботехнического штампа и после этого - внесение его формы в цифровую модель зубной дуги, или наоборот, моделирование отверстия в зубной дуге и после этого - наложение формы отверстия на зуботехнический штамп. В одном из воплощений создание моделей зуботехнического штампа и дуги может быть полностью автоматизировано, так что при выборе пользователем зуба компьютером одновременно создаются сопряженные опорные элементы и пазы, а также поверхности боковых стенок отверстия и зуботехнического штампа соответственно. Еще в одном из воплощений автоматически, полуавтоматически или вручную может быть задан зазор между выбранным зубом и контуром десны зубной дуги, который будет определять границу между зуботехническим штампом и моделью дуги. Данный контур может быть использован для задания формы верхней части отверстия, и форма его поперечного сечения может быть спроецирована с соответствующим сужением, по меньшей мере, до нижней поверхности зуботехнического штампа.

Еще в одном из воплощений к цифровой модели зуботехнического штампа могут быть добавлены различные элементы моделей, описанные выше. Это может включать, например, ручное, полуавтоматическое или автоматическое выполнение фасок на пазах зуботехнического штампа.

Этап 1310 способа может включать изготовление физического воплощения цифровой модели зубной дуги. Изготовление физического воплощения цифровой модели зубной дуги, описанной выше, может проводиться любым подходящим способом, управляемым компьютером, включая стереолитографию, вытачивание, трехмерную печать и так далее. В одном из воплощений данный этап может включать подготовку стереолитографического файла или иного изображения цифровой модели. В качестве альтернативы или в дополнение данный этап может включать передачу цифровой модели зубной дуги (и/или иного изображения, готового для изготовления физического воплощения). В иных воплощениях данный этап может включать управление компьютеризированной системой, изготавливающей физическую модель из цифровой модели зубной дуги.

Этап 1312 способа может включать изготовление зуботехнического штампа с цифровой модели с использованием компьютеризированного способа изготовления. Это может включать изготовление зуботехнического штампа из цифровой модели, описанной выше, с использованием любого подходящего процесса изготовления, управляемого компьютером, включая стереолитографию, вытачивание, трехмерную печать и так далее. В одном из воплощений данный этап может включать подготовку стереолитографического файла или иного представления цифровой модели, готового для изготовления физического воплощения. В качестве альтернативы или в дополнение к этому данный этап может включать передачу цифровой модели зуботехнического штампа (и/или иного изображения, готового для изготовления физического воплощения). В иных воплощениях данный этап может включать управление компьютеризированной системой, изготавливающей физическую модель с цифровой модели зуботехнического штампа.

Выше был описан ряд способов моделирования и изготовления зуботехнических штампов и соответствующих моделей зубных дуг. Данные способы приведены в качестве примеров, и не в качестве ограничений. Этапы описанных способов могут быть изменены или переставлены друг с другом, могут быть добавлены дополнительные этапы, и некоторые этапы могут быть удалены без отхода от масштабов настоящего изобретения. Так, например, хотя выше был подробно описан способ моделирования и изготовления зуботехнического штампа для одиночного зуба, на самом деле одновременно могут быть изготовлены несколько зуботехнических штампов для нескольких зубов одного и того же пациента или может быть изготовлено несколько зуботехнических штампов для различных этапов изготовления реставрации одного и того же зуба. Кроме того, для изготовления зуботехнического штампа и модели зубной дуги могут быть использованы разные технологии в соответствии с конкретными требованиями к стоимости, скорости, точности работы и прочими факторами.

Следует также понимать, что каждый из этапов или промежуточных этапов одного этапа может быть реализован различными способами. Так, например, если на каком-либо этапе используется компьютерная программа, то на данном этапе, как правило, используется компьютерная программа, содержащая коды, записанные на читаемом компьютером носителе для долговременного хранения информации (примерами которого являются память компьютера, тип которого приведен выше, компакт-диск, оптическая память, устройство памяти с разъемом USB или любой другой подходящий носитель для долговременного хранения информации) и выполняемые одним или более компьютеров. Поэтому в одном из воплощений предлагается программный продукт для компьютера для создания цифровой модели зуботехнического штампа в соответствии с настоящим изобретением и/или изготовления ее физического воплощения. Еще в одном из воплощений предлагается программный продукт для компьютера для создания цифровой модели зубной дуги в соответствии с настоящим изобретением и/или изготовления ее физического воплощения. Если в способе упоминаются операции с компьютеризированной моделью или взаимодействие с компьютеризированной моделью, подразумевается, что соответствующие этапы могут включать использование интерфейса для пользователя, записанного на компьютере и выводимого на экран. Взаимодействие пользователя с моделью может осуществляться с помощью клавиатуры, мыши и прочих устройств ввода. Поэтому даже если в этапе не упоминается использование какого-либо аппаратного устройства, на любом этапе может использоваться такое устройство, управляемое с помощью компьютерной программы, так что данное аппаратное устройство вместе с программой образуют машину, которая может выполнить описываемые этап (этапы) и/или функцию (функции). Кроме того, подразумевается, что если даже в этапе не упоминается использование какого-либо аппаратного устройства, любой из этапов в целом связан с преобразованием (с использованием промежуточных цифровых моделей) физического зубного ряда стоматологического пациента в физическую стоматологическую модель для изготовления реставрации для данного стоматологического пациента.

В еще более общем плане подразумевается, что описанные выше способы могут быть реализованы с использованием аппаратного устройства, программного обеспечения или любого их сочетания, подходящего для сбора данных, моделирования и изготовления стоматологических объектов в соответствии с настоящим изобретением. Это включает реализацию предлагаемых способов на одном или более микропроцессорах, микроконтроллерах, встроенных микроконтроллерах, программируемых процессорах цифровых сигналах или прочих программируемых устройствах в сочетании с внутренней и/или внешней памятью. Это может также или в качестве альтернативы включать одну или более интегральных микросхем, изготовленных специально для данного приложения, программируемых матриц логических элементов или любое прочее устройство или устройства, которые могут быть сконфигурированы для соответствующей обработки электронных сигналов. Кроме того, подразумевается, что тот или иной способ может быть реализован с использованием исполняемых компьютером кодов, созданных с использованием структурированного языка программирования, такого как С, объект-ориентированного языка программирования C++, или любого другого языка программирования высокого или низкого уровня (включая языки ассемблера, языки описания аппаратных средств, языки и технологии программирования баз данных), которые могут быть сохранены, соединены или интерпретированы для их выполнения на одном или более из упомянутых выше устройств, а также на гетерогенных комбинациях процессоров, архитектур процессоров или сочетаниях различных аппаратных средств и программного обеспечения. При этом выполнение различных способов и этапов может быть распределено между различными устройствами, например компьютерами, расположенными в различных местах стоматологической клиники, стоматологической лаборатории или мастерской, или же все требующиеся для их выполнения функции могут быть собраны в единое специализированное устройство. Подразумевается, что все подобные перегруппирования и сочетания входят в масштаб настоящего изобретения.

Несмотря на то что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможны и прочие воплощения настоящего изобретения и подразумевается, что все возможные изменения, модификации и замены входят в масштаб настоящего изобретения. В частности, настоящее изобретение следует понимать в соответствии с нижеследующей формулой, пункты которой следует интерпретировать в самом широком смысле, допускаемом законом.

1. Зуботехнический штамп для использования в стоматологической модели, содержащий:
верхнюю часть, имеющую поверхность, которой придана форма зуба для стоматологического пациента;
нижнюю часть, сужающуюся для вставления в модель зубной дуги; и
множество пазов, протяженных в вертикальном направлении от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части, и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа до боковой стенки нижней части.

2. Зуботехнический штамп по п.1, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента до препарирования под реставрацию.

3. Зуботехнический штамп по п.1, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придана форма, которую имеет зуб стоматологического пациента после препарирования под реставрацию.

4. Зуботехнический штамп по п.1, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придана форма, которую должен иметь зуб после реставрации.

5. Зуботехнический штамп по п.1, отличающийся тем, что каждый из множества пазов имеет нижний проем, края которого имеют фаски для увеличения расстояния захвата между множеством пазов и множеством опорных элементов в отверстии модели зубной дуги.

6. Зуботехнический штамп по п.1, отличающийся тем, что упомянутое множество пазов включает три паза.

7. Способ изготовления зуботехнического штампа, содержащий этапы, на которых:
получают цифровое представление поверхности зубной дуги стоматологического пациента с трехмерного сканера;
выбирают на зубной дуге зуб, требующий реставрации;
создают цифровую модель зуботехнического штампа для реставрации, при этом зуботехнический штамп включает верхнюю часть, имеющую поверхность, которой придана форма зуба для стоматологического пациента, нижнюю часть, сужающуюся для вставления в модель зубной дуги, и множество пазов, протяженных в вертикальном направлении от поперечной плоскости, проходящей через зуботехнический штамп, до нижней поверхности нижней части, и в радиальном направлении от общего местоположения внутри зуботехнического штампа до боковой стенки нижней части, и
изготавливают зуботехнический штамп с цифровой модели с использованием компьютеризированного способа изготовления.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что компьютеризированный способ изготовления включает стереолитографический способ.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придают форму, которую имеет зуб стоматологического пациента до препарирования под реставрацию.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придают форму, которую имеет зуб стоматологического пациента после препарирования под реставрацию.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутой поверхности верхней части придают форму, которую должен иметь зуб пациента после реставрации.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что каждый из множества пазов имеет нижний проем, края которого имеют фаски для увеличения расстояния захвата между множеством пазов и множеством опорных элементов в отверстии модели зубной дуги.

13. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутое множество пазов включает три паза.

14. Устройство для изготовления стоматологических реставраций, содержащее:
модель зубной дуги стоматологического пациента; и
отверстие в упомянутой модели, предназначенное для зуботехнического штампа, включающее внутреннюю стенку, сужающуюся для приема зуботехнического штампа, и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит артикуляционный шарнир, прикрепленный к задней поверхности упомянутой модели.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит плоскую поверхность на задней стороне зубной дуги для крепления артикуляционного шарнира.

17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что упомянутая модель является протяженной от первого заднего конца зубной дуги до второго заднего конца зубной дуги, и при этом устройство дополнительно содержит первую плоскую поверхность на первом заднем конце и вторую плоскую поверхность на втором заднем конце, и при этом первая плоская поверхность и вторая плоская поверхность являются в сущности компланарными.

18. Устройство по п.14, отличающееся тем, что упомянутая модель включает верхнюю зубную дугу.

19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что упомянутая модель включает нижнюю зубную дугу.

20. Устройство по п.14, отличающееся тем, что упомянутое множество опорных элементов включает три опорных элемента.

21. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит кинематическую связь для создания оттиска прикуса со второй моделью, моделирующей противоположную зубную дугу.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что упомянутая модель и упомянутая вторая модель при совмещении с помощью кинематической связи обеспечивают пару компланарных установочных поверхностей для крепления артикуляционного шарнира.

23. Способ изготовления стоматологической модели, содержащий этапы, на которых:
получают цифровое представление поверхности зубной дуги стоматологического пациента с трехмерного сканера;
создают цифровую модель зубной дуги;
выбирают зуб в зубной дуге, требующий препарирования;
создают отверстие для зуба в цифровой модели, включающее боковую стенку, сужающуюся для приема зуботехнического штампа, и множество опорных элементов, протяженных от боковой стенки к общему местоположению внутри отверстия, в результате чего обеспечивают цифровую модель дуги; и
изготавливают физическую модель с цифровой модели дуги с использованием компьютеризированного способа изготовления.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором зубную дугу совмещают с противоположной зубной дугой в соответствии с оттиском прикуса стоматологического пациента.

25. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором к цифровой модели добавляют кинематическую связь для совмещения цифровой модели с цифровой моделью противоположной дуги в соответствии с оттиском прикуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано при изготовлении полных и частичных съемных верхнечелюстных протезов компрессионным способом прессования пластмассы.

Изобретение относится к медицине, в частности к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для замещения дефектов зубного ряда на время изготовления постоянной конструкции у больных с частичной или полной потерей зубов.

Изобретение относится к ортопедической стоматологии и может быть использовано при изготовлении зубных протезов по индивидуальным заказам. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для изготовления съемных пластиночных протезов. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии. .

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к стоматологии, конкретно – к установкам для изготовления зубных протезов, мостов, коронок и т.д. .

Изобретение относится к ортопедической стоматологии и может использоваться для плавления и литья изделий из дентальных металлов, таких как коронки, мосты, протезы и т.д.
Изобретение относится к ортопедической стоматологии и касается пайки фрагментов металлических зубных протезов. .

Изобретение относится к медицинской технике в области стоматологии. .

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и предназначено для изучения прочностных характеристик временных несъемных зубных протезов. Устройство для изготовлений идентичных экспериментальных конструкций временных несъемных зубных протезов состоит из двух сопоставляемых объемных блоков прямоугольной формы и штампа. Объемные блоки выполнены из легкоплавкого металла, и на внутренней поверхности каждого имеется рельеф, соответствующий негативному отображению конструкции несъемного зубного протеза в продольном сечении, и пропилы треугольной формы, отходящие от окклюзионных поверхностей негативного отображения каждой искусственной коронки, переходящие на торцевую поверхность объемных блоков. На внутренних поверхностях объемных блоков имеются ретенционные направляющие в виде шипиков треугольной формы на одном и углублений, соответствующих форме треугольников, на другом. Каждая из торцевых поверхностей блоков, проецируемая к поверхности опорных зубов, имеет рельеф, соответствующий позитивному отображению культей препарированных зубов. Штамп выполнен из легкоплавкого металла и имеет рельеф, соответствующий позитивному отображению культей препарированных зубов и протезного ложа. Изобретение позволяет изготовить идентичные временные зубные протезы разной протяженности из различных конструкционных материалов. 1 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к стоматологии, и предназначено для использования при замещении дефектов зубного ряда до изготовления постоянной конструкции у больных с частичной потерей зубов. Оттиски с обеих челюстей снимают до удаления зубов. Отливают модели. Затем проводят электромиографию для изучения состояния жевательных и шейных мышц, их расслабление при помощи курса ТЭНС-терапии, за счет чего определяют оптимальное положение нижней челюсти. Состояние мышц после релаксации контролируют электромиографом и регистрируют это положение. После чего на основании этих данных модели фиксируют в артикулятор с заданными углами сагиттального и трансверзального путей скольжения. Воском моделируют анатомическую форму коронковой части зубов, подлежащих удалению. Затем подбирают пластину для термоформования необходимой толщины, которая позволяет восстановить межальвеолярную высоту до необходимой величины, формуют базис в термоформере. Обрезают его ножницами по форме каппы. На гипсовой модели срезают зуб, подлежащий удалению по общепринятой методике. В ячейку каппы удаленного зуба вводят быстротвердеющую пластмассу для восполнения дефекта, выверяют контакты между протезом и зубами антагонистами в артикуляторе. Производят финишную обработку протеза. Способ позволяет одномоментно заместить дефект зубного ряда сразу после удаления зубов, восстановить межальвеолярную высоту, положения головок нижней челюсти в суставных впадинах и тонус жевательных и шейных мышц. 6 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к стоматологии, и предназначено для использования в зуботехнических лабораториях. Стоматологическая печь для обжига или формования содержит основание печи, которое имеет опорную поверхность для, по меньшей мере, одной стоматологической детали, верхнюю часть печи, которая с помощью укрепленного на основании печи шарнирного устройства соединена с основанием печи и посредством этого установлена с возможностью поворота относительно основания печи, поворот осуществляется вокруг оси поворота, которая проходит в основном параллельно опорной поверхности, а также электродвигатель, который воздействует на шарнирное устройство для поворотного движения верхней части печи. Ось поворота простирается вне верхней части печи и вне шарнирного устройства, причем в или на шарнирном устройстве установлена натяжная пружина, которая действует против веса верхней части печи и в основном компенсирует его. Изобретение позволяет открывать печь как можно шире для удобства извлечения из нее стоматологических деталей. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к стоматологической печи и способу управления стоматологической печью. Стоматологическая печь содержит верхнюю часть печи, включающую камеру обжига с дном для размещения части для восстановления зубов, установленный с возможностью поворота на печи или рядом с ней оптический датчик, выход которого соединен с устройством оценки с возможностью записывания изображения части для восстановления зубов, и/или муфеля, и/или прессующего плунжера, и/или носителя продукта для обжига, в частности размеров, и/или их формы, и/или их положения, и передачи его на устройство управления, посредством которого на основании этой информации управляют обработкой объектов в стоматологической печи и/или выводят изображение на дисплей. Раскрыт также способ управления стоматологической печью с помощью упомянутого оптического датчика и управляющего устройства. Обеспечивается повышение качества продукта, повышение безопасности и упрощение работы печи. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх