阅读说明：本技术 牙科种植体的经优化的库方案 (Optimized library solution for dental implants ) 是由 A·盖尔 Z·B·萨丁 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：本文描述了用于拟合牙科替代体的系统和方法。在一个实施例中,可打印包括大小不同的多个替代体凹部的测试块。可对替代体凹部内的牙科替代体进行测试,以确定哪个替代体凹部提供最佳拟合。一旦识别出最佳拟合的替代体凹部,就识别出描述那个替代体凹部的几何结构的相应库文件,并且可基于替代体库文件使用替代体凹部几何结构来3D打印牙科原型模型。通过使用通用打印参数和识别出的替代体库文件进行打印,所获得的打印的牙科原型提供了与在测试块中识别出的替代体凹部相同的拟合度。测试块的这种使用减少或消除了对于打印和测试多个打印的牙科原型的迭代循环的需要。(Systems and methods for fitting a dental substitute are described herein. In one embodiment, a test block comprising a plurality of surrogate recesses of different sizes may be printed. The dental substitute within the substitute recess can be tested to determine which substitute recess provides the best fit. Once the best-fitting surrogate recess is identified, a corresponding library file describing the geometry of that surrogate recess is identified, and the surrogate recess geometry can be used to 3D print the dental prototype model based on the surrogate library file. By printing using the common printing parameters and the identified surrogate library file, the resulting printed dental prototype provides the same degree of fit as the surrogate recess identified in the test block. This use of test blocks reduces or eliminates the need for iterative cycles of printing and testing multiple printed dental prototypes.)

牙科种植体的经优化的库方案

技术领域

本申请涉及用于牙科种植体的牙颌模型的3D打印。

背景技术

已经开发了数字化牙科以帮助牙医和牙科助理来实施牙科手术。数字化牙科可包括计算机辅助牙科，其可用于设计牙科种植体、牙科种植体修复体、牙科种植体模型、外科手术导板及其它牙科手术装置。计算机辅助牙科的一个示例是美国专利No.8,185,224，其描述了使用扫描和计算机辅助设计来制造牙科种植体部件。

计算机辅助牙科的一种形式包括制造牙科种植体复制品，该牙科种植体复制品可被称为牙科替代体(analog)。如本文中所使用的那样，牙科替代体包括可在患者的物理牙颌模型中使用的牙科种植体复制品。牙科替代体可用于复制种植体在患者口凹部中的位置和取向，以开发牙科种植体修复体或用于其它牙科手术。牙科替代体可包含与牙科种植体相同的连接件 (例如，螺钉、螺栓或其它紧固装置)，但可能不需要与牙科种植体相同的宏观几何或表面技术，因为该牙科替代体并未被固定于(例如，拧入到) 患者的下颌(中)。

牙科替代体的使用可包括制作患者下颌的数字化模型，并且可对该模型进行3D打印以实施牙科替代体的拟合、建造牙冠、建造牙桥或模拟其它牙科手术。当与患者下颌的经数字化渲染的3D打印的原型模型结合使用时，牙科替代体可被称为数字化替代体。该数字化替代体充当用于打印的牙颌模型内的牙科种植体的代用品。当与打印的牙颌模型一起使用时，牙科替代体的外部将包括与替代体连接件的位置(例如，x、y、z位置)有关的特征，使得可将匹配凹部放置到该模型中，这可控制替代体的位置，并且进而控制打印的牙颌模型中的替代体连接件。

不幸的是，由于3D打印机的差异、与这些3D打印机一起使用的树脂、这些打印机的校准设置的差异、在将模型从这些打印机上移除之后对其进行清洗或后处理的方式差异以及其它差异，导致在3D打印的原型模型之间存在相当大的差异。随着3D打印机和新型3D打印树脂的类型数量的增加，3D打印的原型模型存在差异的可能性也在增加。3D打印的原型模型之间的差异导致了牙科替代体拟合和其它牙科手术的差异，并且会降低由这些模型制成的装置的精度。当牙科替代体的拟合表明牙科替代体与3D打印的原型之间的匹配不当时，通常需要使用不同的参数(例如改良的替代体模型、不同的树脂、不同的3D打印技术、不同的3D打印机或其它改变)来打印新的原型。由于患者下颌的3D打印的原型模型所需的精度，导致每个 3D原型可能需要花费几个小时才能打印完成。如果牙科替代体的下一次拟合表明牙科替代体与新打印的原型之间的匹配不当，则可能需要打印另一原型。该循环可能需要反复迭代，直到识别出正确的参数组合为止。所需要的是一种用于拟合牙科替代体的改良方法。

具体实施方式

本公开描述了针对牙科替代体的拟合所面临的多种技术问题的技术方案。在一个实施例中，可打印包括大小不同的多个替代体凹部的测试块。可以在替代体凹部中测试牙科替代体，以确定哪一个替代体凹部提供了最佳拟合。一旦识别出最佳拟合的替代体凹部，就识别出了描述该替代体凹部的几何结构的相应理想的库文件或计算机辅助设计(CAD)文件，并且可以基于理想的替代体库文件对牙科原型进行3D打印。可以使用打印参数来打印牙科原型模型和测试块，打印参数通常由打印牙科模型的牙科技工室或其它装置使用，其中，打印参数可包括使用通用3D打印机参数、3D 打印机设置和树脂。通过使用通用打印参数和识别出的理想替代体库文件进行打印，后续的牙科原型模型将导致替代体与该模型之间的拟合，该模型与在测试块内以最佳拟合识别出的替代体凹部相同。测试块的这种使用减少或消除了打印和测试多个已打印的牙科原型的迭代循环的需要。

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可表示相似部件的不同实例。附图通过示例而非作为限制大体上示出了本文献中所讨论的多个实施例。

图1A-1B是根据一些实施例的替代体测试块100的透视图和俯视图。牙科替代体110可被装配在测试块100内的多个替代体凹部120内，以识别出提供最佳拟合的替代体凹部。测试块100可包括一个或多个外部标签 130，以提供替代体凹部120的唯一标识。一旦识别出最佳拟合的替代体凹部120，则可使用外部标签130来识别对应的替代体库文件，并且牙科原型可被基于该替代体库文件3D打印出一个或多个替代体凹部。通过使用包括多个替代体凹部120的测试块100，可快速且无需迭代地测试许多不同的替代体凹部配置，以识别出提供最佳拟合的替代体凹部，从而减少或避免了耗时的打印用于牙科替代体拟合的多个牙科原型的过程。

测试块100可包括多行和多列的替代体凹部。可通过替代体凹部直径、通过替代体凹部高度、通过内部牙科替代体保持特征、通过替代体凹部几何结构、通过替代体凹部设计方案或通过其它特征相对于彼此布置替代体凹部。例如，图1A-2中所示的八个替代体凹部的最左侧的分组可包括较短的替代体凹部深度，并且最右侧分组的替代体凹部可包括较长的替代体凹部深度。多行替代体凹部可被用于区别替代体凹部特征。在一个实施例中，最靠近外部标签130的这行替代体凹部可包括第一牙科替代体保持机构，并且远离外部标签130的这行替代体凹部可包括第二牙科替代体保持机构。尽管测试块100示出了被布置成各由四个替代体凹部构成的四组共十六个替代体凹部，但是可使用不同数量的且具有不同布置结构的替代体凹部。

标称牙科替代体几何结构可被识别为标称凹部，并且相邻凹部可通过预定公差值来增大。在一个实施例中，预定公差值0.02mm可被用于提供相继增大或减小的凹部直径。可以基于3D打印的类型、3D打印树脂材料或基于其它打印参数来选择相邻的替代体凹部和相邻的替代体凹部组。可存在针对3D打印机参数(例如3D打印机类型、3D打印图案或3D打印树脂材料)的特定组合识别出的优选替代体几何结构和数字化库。例如，尽管可能无法通过3D打印机参数的特定组合准确地预测合适的替代体凹部，但这些3D打印机参数可被用于确定标称替代体几何结构和相邻替代体凹部之间的预定公差值。标称替代体几何结构和预定公差值可被用于设计测试块100内的替代体凹部的几何结构和布置结构。标称替代体几何结构和预定公差值也可被用于生成或识别与每个替代体凹部对应的替代体库文件，其中，该替代体库文件被用于打印该牙科原型。

图2是根据一些实施例的替代体测试块200的第一剖视图。特别地，图2示出了将要***到测试块200内的替代体凹部220中的牙科替代体210。牙科替代体210可包括保持配合机构215(例如脊)，其可与对应的牙科替代体保持机构225(例如棘爪机构)配合。替代体凹部220可包括其它结构和机构，以改善牙科替代体210的拟合，例如提供摩擦配合、较低的机械干扰、较低的替代体紧固件孔、触觉或听觉的拟合反馈或其它结构或机构。

图3是根据一些实施例的替代体测试块300的第二剖视图。特别地，图3示出了已被***到测试块300内的替代体凹部320中的牙科替代体310。该牙科替代体310可包括与对应的牙科替代体保持机构325配合的保持配合机构315。

图4示出了一幅流程图，其示出了根据一些实施例的牙科替代体技术 400。在一个实施例中，技术400包括3D打印410测试模型，其中，该测试模型包括多个替代体凹部。在一个实施例中，可基于逐渐增大或减小的几何特征(例如逐渐增大的直径)来布置多个替代体凹部。将牙科替代体***420在测试模型内的多个替代体凹部内，并且将替代体凹部标识430 为为牙科替代体提供最佳拟合。基于所识别的替代体凹部，在牙科原型建模软件中安装440与所识别的替代体凹部相对应的替代体库文件。使用该替代体库文件，3D打印450最终的牙科原型模型。为了复制最佳拟合的牙科替代体的几何结构，可使用用于打印该测试模型的相同的3D打印参数来打印最终的牙科原型模型。

图5总体上示出了根据一些实施例的可在其上实施本文中所讨论的技术(例如，方法)中的任一种或多种的机器500的框图的示例。在替代实施例中，机器500可作为独立装置运行或者可被连接(例如，联网)到其它机器。在网络部署中，机器500可在服务器-客户端网络环境中作为服务器、客户机或两者运行。机器500可以是个人计算机(PC)、平板电脑、个人数字化助理(PDA)、移动电话、网络设备、网络路由器、交换机或网桥、或者能够(顺序或以其它方式)执行指定待由该机器执行的动作的指令的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”也应被理解为包括机器的任何集合，这些机器单独地或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文中讨论的方法中的任一种或多种，例如云计算、软件即服务(SaaS)、其它计算机集群配置。

如本文所述，示例可包括逻辑或多个部件、模块或类似机构或可在其上操作。这种机构是在操作时能够执行指定操作的有形实体(例如，硬件)。在一个示例中，该硬件可被具体地配置为执行具体的操作(例如，硬连线)。在一个示例中，该硬件可包括可配置的执行单元(例如，晶体管、电路等) 和包含指令的计算机可读介质，其中，指令将执行单元配置为在操作时执行特定的操作。该配置可在执行单元或加载机构的指导下发生。因此，当该装置正在操作时，执行单元被通信地联接到计算机可读介质。例如，在操作中，执行单元可由第一组指令配置以在一个时间点实现第一组特征，并且可由第二组指令重新配置以实现第二组特征。

机器(例如，计算机系统)500可包括硬件处理器502(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核或其任意组合)、主存储器504和静态存储器506，它们中的一些或全部可经由互连链路(例如，总线)508彼此通信。机器500可进一步包括显示单元510、字母数字输入装置512(例如，键盘)和用户界面(UI)导航装置514(例如，鼠标)。在一个示例中，显示单元510、字母数字输入装置512和UI导航装置514 可以是触屏显示器。显示单元510可包括护目镜、眼镜、增强现实(AR) 显示器、虚拟现实(VR)显示器或另一显示部件。例如，显示单元可被戴在用户的头上，并且可以向用户提供平视显示器。字母数字输入装置512 可包括虚拟键盘(例如，以VR或AR设置虚拟地显示的键盘)。

机器500可另外包括存储装置(例如，驱动单元)516、信号生成装置 518(例如，扬声器)、网络界面装置520以及一个或多个传感器521，这些传感器例如为全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速度计或其它传感器。机器500可包括输出控制器528、例如串行(例如，通用串行总线 (USB)、并行或其它有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC) 等)连接，以通信或控制一个或多个***装置。

存储装置516可包括非暂时性的机器可读介质522，其上存储有由本文描述的技术或功能中的任一种或多种具体体现或利用的一组或多组数据结构或指令524(例如，软件)。在机器500执行指令524期间，指令524还可被完全或至少部分地驻留在主存储器504内、静态存储器506内或硬件处理器502内。在一个示例中，硬件处理器502、主存储器504、静态存储器506或存储装置516的一个或任一组合可构成机器可读介质。

尽管机器可读介质522被示出为单个介质，但是术语“机器可读介质”可包括被配置为存储一个或多个指令524的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库或相关联的缓存和服务器)。

术语“机器可读介质”可包括能够存储、编码或承载由机器500执行的指令并且致使机器500执行本公开的技术中的任一种或多种或者能够存储、编码或承载由这种指令使用或与之相关联的数据结构的任何介质。非限制性机器可读介质示例可包括固态存储器及光学介质和磁性介质。机器可读介质的具体示例可包括：诸如半导体存储装置之类的非易失性存储器(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦编程只读存储器 (EEPROM))和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM磁盘。

指令524还可经由使用多种传输协议(例如，帧中继、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP) 等)中的任一种的网络界面装置520利用传输介质在通信网络526上进行发送或接收。示例性通信网络可包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如，由蓝牙特殊兴趣小组(Bluetooth Special InterestGroup)发布的被称为

的电气和电子工程师协会 (IEEE)802.11标准系列和被称为的个人区域网标准系列、点对点(P2P)网络等)。在一个示例中，网络界面装置520可包括一个或多个物理插口(例如，以太网、同轴或电话插口)或一个或多个天线以连接到通信网络526。在一个示例中，网络界面装置520可包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)技术、多输入多输出(MIMO)技术或多输入单输出(MISO)技术中的至少一种进行无线通信。术语“传输介质”应被认为包括能够存储、编码或承载由机器500执行的指令的任何无形介质，并且包括数字化或模拟通信信号或其它无形介质以促进这种软件的通信。

这些非限制性示例中的每一个可独立存在，或者可与一个或多个其它示例以多种排列或组合的方式组合。

本文描述的方法示例可以至少部分是机器或计算机实现的。一些示例可包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质，这些指令可操作以将电子装置配置成执行如在以上示例中所述的方法。这种方法的实现可包括代码，例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。这种代码可包括用于执行多种方法的计算机可读指令。该代码可形成计算机程序产品的多个部分。此外，在一个示例中，代码可例如在执行期间或在其它时间被有形地存储在一个或多个易失性的、非暂时性的或非易失性的有形计算机可读介质上。这些有形的计算机可读介质的示例可包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，光盘和数字化视频磁盘)、盒式磁带、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

示例1是一种用于生成牙科原型模型的牙科替代体方法，该方法包括：将牙科替代体***在3D打印的测试模型内的多个替代体凹部内；识别用于牙科替代体的优选拟合的替代体凹部；识别对应于优选拟合的替代体凹部的替代体库文件，该替代体库文件包括与优选拟合的替代体凹部相关联的替代体凹部几何结构；以及基于识别出的替代体库文件，使用替代体凹部几何形状3D打印最终的牙科原型模型。

在示例2中，示例1所述的主题可选择地包括，其中，多个替代体凹部中的每一个都包括保持机构。

在示例3中，示例2所述的主题可选择地包括，其中，该保持机构包括棘爪机构、摩擦配合几何结构、下部机械干涉机构和下部替代体紧固件孔中的至少一个。

在示例4中，示例1-3中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，多个替代体凹部中的每一个包括拟合反馈装置，以帮助识别优选的拟合替代体凹部。

在示例5中，示例2-4中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，拟合反馈装置包括触觉反馈机构和听觉反馈机构中的至少一个。

在示例6中，示例1-5中的任一个或多个所述的主题可选择地包括接收可3D打印的模型；基于可3D打印的模型3D打印该3D打印的测试模型。

在示例7中，示例6所述的主题可选择地包括，其中，3D打印该3D 打印的测试模型包括打印多个视觉指示符，多个视觉指示符中的每一个唯一地标识出多个替代体凹部中的每一个。

在示例8中，示例1-7中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，基于逐渐增大的几何特征来布置多个替代体凹部。

在示例9中，示例1-8中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，逐渐增大的几何特征包括逐渐增大的直径。

在示例10中，示例1-9中的任一个或多个所述的主题可选择地包括接收至少一个3D打印机参数，其中，3D打印该测试模型和3D打印最终的牙科原型模型都基于至少一个3D打印机参数。

在示例11中，示例10所述的主题可选择地包括基于至少一个3D打印机参数来识别标称凹部几何结构和替代体凹部公差值。

在示例12中，示例10-11中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，至少一个3D打印机参数包括改良的替代体模型、3D树脂类型、3D 打印技术和3D打印机选择中的至少一个。

示例13是包括指令的一个或多个机器可读介质，当指令由计算系统执行时，该指令致使计算系统执行示例1-12中所述的方法中的任一种。

示例14是一种包括用于执行示例1-12所述的方法中的任一种的装置的设备。

示例15是一种用于执行示例1-12所述的方法中的任一种的操作的系统。

示例16是一种用于生成牙科原型模型的牙科替代体装置，该装置包括： 3D打印的测试模型，其包括多个替代体凹部，其中：多个替代体凹部中的每一个被配置为接收牙科替代体以识别优选拟合的替代体凹部；多个替代体凹部中的每一个被配置为唯一地标识与优选拟合的替代体凹部相对应的替代体库文件，该替代体库文件包括与优选拟合的替代体凹部相关联的替代体凹部几何结构；该替代体库文件被配置为被集成到3D打印的最终牙科原型模型中。

在示例17中，示例16所述的主题可选择地包括，其中，多个替代体凹部中的每一个包括保持机构。

在示例18中，示例17所述的主题可选择地包括，其中，保持机构包括棘爪机构、摩擦配合几何结构、下部机械干涉机构和下部替代体紧固件孔中的至少一种。

在示例19中，示例16-18中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，多个替代体凹部中的每一个包括拟合反馈装置，以帮助识别优选拟合的替代体凹部。

在示例20中，示例17-19中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，拟合反馈装置包括触觉反馈机构和听觉反馈机构中的至少一个。

在示例21中，示例16-20中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，3D打印的测试模型基于接收到的可3D打印的模型。

在示例22中，示例17-21中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，3D打印的测试模型包括多个打印视觉指示符，这多个视觉指示符中的每一个唯一地标识出多个替代体凹部中的每一个。

在示例23中，示例16-22中的任一个或多个所述的主题可选择地包括，其中，基于逐渐增大的几何特征来布置多个替代体凹部。

在示例24中，示例16-23中的任一个或多个示例所述的主题可选择地包括，其中，逐渐增大的几何特征包括逐渐增大的直径。

在示例25中，示例16-24中的任一个或多个示例所述的主题可选择地包括，其中，测试模型基于接收到的3D打印机参数。

在示例26中，示例25所述的主题可选择地包括，其中，3D打印机参数标识出标称凹部几何结构和替代体凹部公差。

在示例27中，示例25-26中的任一个或多个示例所述的主题可选择地包括，其中，至少一个3D打印机参数包括改良后的替代体模型、3D树脂类型、3D打印技术和3D打印机选择中的至少一种。