CN120051256A - 牙科器具、系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于患者的牙科器具包括主体，该主体包括第一表面和与第一表面相背的第二表面。该第二表面限定用于接收该患者的多颗牙齿的通道。该牙科器具还包括设置在该主体的该第一表面上的多个特征部的布置。该多个特征部中的每个特征部包括从与该第二表面相背的该第一表面延伸的突出部；从该第一表面朝向该第二表面部分地延伸的凹入部；或从该第一表面延伸到该第二表面的通孔。该多个特征部的布置对表示该牙科器具的牙科器具信息或该患者的患者信息的特征数据进行编码。

Description

牙科器具、系统和方法

技术领域

本公开涉及用于患者的牙科器具、包括用于对应患者的至少一个牙科器具和成像设备的系统、形成牙科器具的方法以及识别牙科器具的方法。

背景技术

正畸治疗由牙科医师进行，以用于将患者的一颗或多颗牙齿从错位移动到患者口中的期望位置。在一些情况下，可以在正畸治疗中使用正畸器具（例如，正畸托架和矫正器），以用于将患者的一颗或多颗牙齿从错位移动到患者的期望位置。因此，根据正畸治疗的正畸治疗阶段为患者定制正畸器具。

如今，由于制造技术的进步，可以在制造设施中大量生产用于不同患者的大量正畸器具。此外，每个正畸器具可能必须被识别和跟踪，使得每个正畸器具被递送给正确的患者。

发明内容

在第一方面，本公开提供了一种用于患者的牙科器具。该牙科器具包括主体，该主体包括第一表面和与第一表面相背的第二表面。第二表面限定用于接收患者的多颗牙齿的一个或多个腔。该牙科器具还包括设置在该主体的该第一表面上的多个特征部的布置。该多个特征部中的每个特征部包括从与该第二表面相背的该第一表面延伸的突出部；从该第一表面朝向该第二表面部分地延伸的凹入部；或从该第一表面延伸到该第二表面的通孔。该多个特征部的布置对表示该牙科器具的牙科器具信息或该患者的患者信息的特征数据进行编码。

在第二方面，本公开提供了一种系统。该系统包括用于对应患者的至少一个牙科器具。该至少一个牙科器具包括主体，该主体包括第一表面和与第一表面相背的第二表面。第二表面限定用于接收对应患者的多颗牙齿的通道。该至少一个牙科器具还包括设置在主体的第一表面上的多个特征部的布置。该多个特征部中的每个特征部包括从与该第二表面相背的该第一表面延伸的突出部；从该第一表面朝向该第二表面部分地延伸的凹入部；或从该第一表面延伸到该第二表面的通孔。多个特征部的布置对表示牙科器具的牙科器具信息或患者的患者信息的数据进行编码。该系统还包括成像设备和以可通信方式耦合到该成像设备的处理器。

在第三方面，本公开提供了一种形成用于患者的牙科器具的方法。该方法包括获得牙科器具的初始数字模型。该方法还包括将特征数据编码成多个特征部的布置。多个特征部中的每个特征部包括突出部、凹入部或通孔。该特征数据表示牙科器具的牙科器具信息或患者的患者信息。该方法还包括识别初始数字模型的一个或多个区域，以用于放置多个特征部的布置。该方法还包括在初始数字模型的一个或多个区域中结合多个特征部的布置，以生成牙科器具的数字模型。该方法还包括基于牙科器具的数字模型来形成牙科器具。

在第四方面，本公开提供一种识别用于患者的牙科器具的方法。该方法还包括接收至少一个牙科器具的一个或多个图像。该方法还包括基于一个或多个图像识别至少一个牙科器具的多个特征部的布置。多个特征部中的每个特征部包括突出部、凹入部或通孔。该方法还包括使用解码数据对多个特征部的布置进行解码，以确定由多个特征部的布置编码的特征数据。该特征数据表示牙科器具的牙科器具信息或患者的患者信息。

本公开的一个或多个示例的细节在附图和以下描述中阐明。根据说明书和图式，并且根据权利要求书，本公开的其他特征、目的和优点将是显而易见的。

附图说明

结合以下附图考虑以下详细描述，可更完整地理解本文所公开的示例性实施方案。附图不一定按比例绘制。附图中使用的相同数字表示相似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用数字来指代部件并不旨在限制另一附图中标有相同数字的部件。

图1是经受正畸治疗的患者的示例性牙弓的示意性俯视图；

图2A示出了根据本公开的实施方案的用于患者的牙科器具的示意性底部透视图；

图2B示出了根据本公开的实施方案的牙科器具的示意性俯视图；

图2C示出了根据本公开的实施方案的牙科器具的一部分的放大示意性俯视图；

图3示出了根据本公开的实施方案的设置在牙科器具上的多个特征部的布置的示意性俯视图；

图4A示出了根据本公开的实施方案的牙科器具的示意性俯视图；

图4B示出了根据本公开的实施方案的图4A的牙科器具的一部分的放大示意性俯视图；

图4C示出了根据本公开的另一个实施方案的牙科器具的示意性俯视图；

图4D示出了根据本公开的实施方案的图4C的牙科器具的一部分的放大示意性俯视图；

图5示出了根据本公开的实施方案的牙科器具的照片的放大部分；

图6示出了根据本公开的实施方案的系统的示意性框图；

图7示出了根据本公开的实施方案的系统的示意性俯视图；

图8示出了根据本公开的实施方案的形成牙科器具的方法的流程图；

图9A至图9E示出了根据本公开的实施方案的形成牙科器具的各个步骤的示意图；并且

图10示出了例示根据本公开的实施方案的识别用于患者的牙科器具的方法的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中以例证的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，设想了其他实施方案并且可做出其他实施方案。因此，以下详细描述不应被理解为限制意义。

在以下公开内容中，采用以下定义。

如本文所用，所有数字应当被认为由术语“约”修饰。如本文所用，“一个”、“一种”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。

如本文中作为性质或属性的修饰词所使用的，除非另外具体定义，否则术语“大体上”意指该性质或属性将容易被普通技术人员识别但不需要绝对精度或完美匹配（例如，对于可量化性质在+/- 20%内）。

除非另外具体定义，否则术语“基本上”意指高度近似（例如，对于可量化性质在+/- 10%内），但同样不要求绝对精度或完美匹配。

除非另外具体定义，否则术语“约”意指高度近似（例如，对于可量化性质在+/- 5%内），但同样不要求绝对精度或完美匹配。

诸如相同、相等、一致、恒定、严格等术语被理解为在适用于特定情况的通常公差或测量误差内，而不要求绝对精度或完美匹配。

如本文所用，术语“第一”和“第二”被用作标识。因此，此类术语不应被解释为对本公开的限制。术语“第一”和“第二”在与特征或元件结合使用时可在本公开的实施方案中互换。

如本文所用，“A和B中的至少一者”应当被理解为意指“仅A、仅B或A和B两者”。

如本文所用，当第一材料被称为“类似”于第二材料时，第一材料和第二材料的至少90重量%是相同的，并且第一材料与第二材料之间的任何变化包括第一材料和第二材料中的每一者的小于约10重量%。

如本文中所用，术语“处理器”是指耦合到一个或多个其他设备/电路（例如，切换电路等）且可以被配置用于与此类设备/电路通信（例如，控制此类设备/电路）的计算设备。处理器可以包括执行逻辑操作的任何设备。处理器可包括通用处理器、中央处理单元、专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器、现场可编程门阵列（FPGA）、数字电路、模拟电路、微控制器、任何其他类型的控制器或其任何组合。

如本文所用，术语“以可通信方式耦合”是指部件之间的直接耦合和/或部件之间经由一个或多个居间部件的间接耦合。此类部件和居间部件可包括（但不限于）结合部、通信路径、部件、电路元件、电路、功能块和/或设备。作为间接耦合的示例，从第一部件传送到第二部件的信号可以由一个或多个居间部件通过修改信号中的信息的形式、性质或格式来修改，而信号中的信息的一个或多个元素仍然以能够被第二部件识别的方式传送。

如本文中所用，术语“三维表示”是指对象的任何三维表面图，诸如表面数据的点云、二维多边形集合或表示对象的所有或一些表面的任何其他数据，如可通过三维扫描数据的捕获和/或处理获得，除非明确提供不同含义或以其他方式从上下文清楚的不同含义。“三维表示”可以包括体积表示和其他表示，除非明确地提供不同的含义或以其他方式从上下文清楚的不同含义。

正畸治疗由牙科医师进行，以用于将患者的一颗或多颗牙齿从错位移动到患者口中的期望位置。正畸治疗可改善患者的面部外观。在一些情况下，正畸治疗还可以通过在咀嚼期间提供改善的咬合来改善一颗或多颗牙齿的功能。在一些情况下，可以在正畸治疗中使用正畸器具（例如，透明托架矫正器（CTA））以用于将患者的一颗或多颗牙齿从错位移动到患者的期望位置。因此，根据正畸治疗的正畸治疗阶段为患者定制正畸器具。

虽然CTA可在医师办公室或牙科实验室中产生，但大多数CTA是在远程制造设施中大量生产的。给定病例体积和治疗的定制性质，每个正畸器具必须被识别和跟踪，使得每个正畸器具最终被递送给正确的医师或患者。

识别和跟踪正畸器具的一些常规技术使用压印在每个正畸器具的多余区域上的唯一QR码或每个正畸器具上的唯一激光标记。然而，在正畸器具上压印唯一QR码或生成唯一激光标记可能增加制造技术的成本和/或复杂性。这也可能增加每个正畸器具的制造时间。

因此，可能需要一种合适的解决方案，其可减少与识别和跟踪每个正畸器具的常规技术相关联的额外成本和/或复杂性。

本公开涉及用于患者的牙科器具、包括用于对应患者的至少一个牙科器具和成像设备的系统、形成牙科器具的方法以及识别牙科器具的方法。

该牙科器具包括主体，该主体包括第一表面和与第一表面相背的第二表面。该第二表面限定用于接收该患者的多颗牙齿的通道。该牙科器具还包括设置在该主体的该第一表面上的多个特征部的布置。该多个特征部中的每个特征部包括从与该第二表面相背的该第一表面延伸的突出部；从该第一表面朝向该第二表面部分地延伸的凹入部；或从该第一表面延伸到该第二表面的通孔。该多个特征部的布置对表示该牙科器具的牙科器具信息或该患者的患者信息的特征数据进行编码。

可以容易地解码对特征数据进行编码的多个特征部的布置，以确定由多个特征部的布置编码的特征数据。在另一个实施方案中，多个特征部可以对适合于器具和患者信息的数据库查找的唯一标识符进行编码。特征部彼此间隔开以对特征数据进行编码。因此，多个特征部的布置可用于识别和跟踪每个牙科器具，而不需要添加任何支撑结构。这可减少制造牙科器具所需的材料，并且可进一步降低牙科器具的制造成本。这可进一步减少浪费，因为通常需要移除和丢弃支撑结构。因此，制造牙科器具也可以是环境可持续的。此外，由于多个特征部的布置结合在牙科器具的设计中，因此可以降低牙科器具的制造复杂性，并且因此不需要单独的标记或标记步骤。

现在参考附图，图1示出了经受正畸治疗的患者10的示例性牙弓20的示意性俯视图。可以注意到，图1中所示的牙弓20是患者10的下牙弓。在一些其他实施方案中，牙弓20可以包括患者10的上牙弓。牙弓20包括多颗牙齿50。在一些情况下，患者10的多颗牙齿50中的至少一颗牙齿50可能是错位的。因此，患者10可能需要接受正畸治疗以矫正该至少一颗牙齿50的错位。该至少一颗牙齿50可以是患者10的下牙弓或上牙弓。

图2A例示了根据本公开的实施方案的用于图1中所示的患者10的牙科器具100的示意性底部透视图。图2B例示了根据本公开的实施方案的牙科器具100的示意性俯视图。图2C是根据本公开的实施方案的图2B的牙科器具100的一部分160的放大示意性俯视图。

参考图2A至图2C，在一些实施方案中，牙科器具100为矫正器、保持器或结合托架中的至少一者。在图2A至图2C所示的实施方案中，牙科器具100为矫正器。在一些其他实施方案中，牙科器具100可为保持器。牙科器具100可为被配置用于在至少一颗牙齿50（图1中所示）上施加力和/或力矩以将至少一颗牙齿50从经受正畸治疗的患者10（图1中所示）的牙列中的初始布置（即，错位）移动至目标布置（即，期望位置）的任何器具。根据患者10的正畸治疗阶段，牙科器具100可在至少一颗牙齿50上施加力和/或力矩。因此，牙科器具100通常是为患者10定制的，并且对于患者10是唯一的。

牙科器具100包括主体110。主体110包括第一表面112和与第一表面112相背的第二表面114。第二表面114包括限定用于接收患者10的多颗牙齿50（图1中示出）的通道116的一个或多个腔。根据正畸治疗阶段，通道116接收并且可弹性地重新定位多颗牙齿50。

第一表面112具有轮廓113。轮廓113表示患者10的多颗牙齿50。具体地，轮廓113可以表示患者10的多颗牙齿50的外轮廓。换句话说，轮廓113可以基本上符合患者10的多颗牙齿50的外表面。

在一些实施方案中，牙科器具100的主体110可包括生物相容性材料，诸如聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯、苯乙烯嵌段共聚物（SBC）、硅橡胶、弹性体合金、热塑性弹性体（TPE）、热塑性硫化橡胶（TPV）弹性体、聚氨酯弹性体、嵌段共聚物弹性体、聚烯烃共混物弹性体、热塑性共聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体或其组合。在一些实施方案中，用于制造主体110的材料可以未固化形式（例如，作为液体、树脂、粉末等）提供，并且可以被固化（例如，通过光聚合、光固化、气体固化、激光固化、交联等）。固化前材料的性质可不同于固化后材料的性质。在一些实施方案中，该材料可以是基本上透明的材料。

牙科器具100还包括设置在主体110的第一表面112上的多个特征部130的布置120（在图3中单独示出）。特征部130彼此间隔开。在一些实施方案中，第一表面112包括牙科器具100的咬合面112A或牙科器具100的切面112B。在一些实施方案中，第一表面112可包括牙科器具100的舌面112C或牙科器具100的脸部表面112D。牙科器具100的脸部表面112D可包括唇面或颊面。

多个特征部130中的每个特征部包括从与第二表面114相背的第一表面112延伸的突出部132（图2A中示出）、从第一表面112朝向第二表面114部分地延伸的凹入部134、或从第一表面112延伸到第二表面114的通孔136。

在一些实施方案中，包括通孔136并且设置在牙科器具100的咬合面112A或牙科器具100的切面112B处的多个特征部130中的每个特征部可以提供改善的性能，特别是在舒适和卫生方面。

在一些实施方案中，第一表面112包括对应于图1中所示的患者10的多颗牙齿50并与其对准的多个区域（例如，象限）150。在一些实施方案中，特征部130布置在多个区域150中的至少两个区域150中。

图3是根据本公开的实施方案的设置在第一表面112（图2A至图2C中示出）上的多个特征部130的布置120的示意性俯视图。

参考图1至图3，多个特征部130的布置120对表示牙科器具100的牙科器具信息142（图6中示出）或患者10的患者信息144（图6中示出）的特征数据140（图6中示出）进行编码。

在一些实施方案中，牙科器具信息142包括牙科器具100的生产批次信息、牙科器具100的材料信息以及牙科器具100的制造时间戳信息中的至少一者。例如，牙科器具信息142可包括牙科器具100的零件号、牙科器具100的制造日期、牙科器具100的生产时间、牙科器具100的树脂批次标识符、牙科器具100的临床医生（例如，医师或技师）姓名/标识符、牙科器具100的处理装备标识符等。

因此，对特征数据140进行编码的多个特征部130的布置120可以允许在整个制造过程中跟踪每个牙科器具100并且允许将每个牙科器具100绑定到与其制造过程相关联的装备和操作者。因此，任何制造缺陷可追溯到材料、工艺和/或装备。

在一些实施方案中，患者信息144包括患者10的标识信息、患者10的地址信息、患者10的联系信息和患者10的治疗阶段信息中的至少一者。例如，患者信息144可以包括患者10的患者姓名、患者10的患者标识符、患者10的病例编号等。因此，对特征数据140进行编码的多个特征部130的布置120可允许每个牙科器具100被唯一地映射到特定患者（例如，患者10）。

图4A例示了根据本公开的实施方案的牙科器具100的示意性俯视图。图4B是根据本公开的实施方案的图4A的牙科器具100的一部分170的放大示意性俯视图。图4C例示了根据本公开的另一实施方案的牙科器具100的俯视图。图4D是根据本公开的实施方案的图4C的牙科器具100的一部分180的放大示意性俯视图。

参考图4A至图4D，在一些实施方案中，多个特征部130中的至少一个特征部130具有与多个特征部130中的其他特征部130不同的形状或不同的尺寸。例如，从图4B的部分170明显可见，多个特征部130中的一些特征部130具有与多个特征部130中的其他特征部130不同的尺寸。在另一示例中，如从图4D的部分180明显可见，多个特征部130中的一些特征部130具有与多个特征部130中的其他特征部130不同的形状。在一些实施方案中，多个特征部130中的至少一个特征部130是具有圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或多边形形状的通孔136。

因此，特征部130的不同设计参数（例如，形状、大小和位置）可因此生成不同且唯一的布置120以识别或跟踪牙科器具100，而不需要任何额外的标签（例如，QR码和激光标记）。然后，系统200（如图6所示）可以识别不同的布置120。

图5例示了根据本公开的实施方案的牙科器具100的照片的放大部分。

在图5所示的实施方案中，多个特征部130中的至少一个特征部130是具有圆形形状的通孔136。在这样的实施方案中，通孔136的最大宽度136A是通孔136的直径。此外，在一些实施方案中，通孔136的最大宽度136A小于或等于4毫米（mm）。在一些实施方案中，通孔136的最大宽度136A小于或等于约3.5mm、约3.0mm、约2.5mm、约2.0mm、约1.5mm、或约1.0mm。在一些实施方案中，通孔136的最大宽度136A小于或等于约0.5mm、约0.25mm或约0.1mm。因此，通孔136可以是肉眼不可见的，并且仍被系统200识别（如图6所示）。因此，与常规的标记方法相比，这可以进一步降低相当大的成本。

图6例示了根据本公开的实施方案的系统200的示意性框图。在一些实施方案中，系统200可以是基于机器视觉的识别系统。

系统200包括用于对应患者10的至少一个牙科器具100。在图6所示的实施方案中，至少一个牙科器具100包括对应于多个对应患者10A-10N的多个牙科器具100A-100N。例如，牙科器具100A对应于对应患者10A，牙科器具100B对应于对应患者10B，牙科器具100C对应于对应患者10C，等等。根据期望的应用属性，至少一个牙科器具100可包括对应于任何数量的对应患者的任何数量的牙科器具。在其他实施方案中，牙科器具100A对应于患者的治疗的第一阶段，器具100B对应于同一患者的治疗的第二阶段，器具100C对应于该同一患者的治疗的第三阶段，等等。系统200的器具100可以是用于单个患者的多个器具和用于不同患者的器具的组合。

参考图1至图6，至少一个牙科器具100包括主体110，该主体包括第一表面112和与第一表面112相背的第二表面114。第二表面114限定用于接收对应患者10的多颗牙齿50的通道116。至少一个牙科器具100还包括设置在主体110的第一表面112上的多个特征部130的布置120。

如上所述，多个特征部130中的每个特征部包括从与第二表面114相背的第一表面112延伸的突出部132、从第一表面112朝向第二表面114部分地延伸的凹入部134、或从第一表面112延伸到第二表面114的通孔136。在一些实施方案中，第一表面112包括对应于对应患者10的多颗牙齿50并与其对准的一个或多个区域150。在一些实施方案中，多个特征部130布置在多个区域150中的至少两个区域150中。

此外，多个特征部130的布置120对表示至少一个牙科器具100的牙科器具信息142或对应患者10的患者信息144的特征数据140进行编码。在一些实施方案中，牙科器具信息142包括至少一个牙科器具100的生产批次信息、至少一个牙科器具100的材料信息以及至少一个牙科器具100的制造时间戳信息中的至少一者。在一些实施方案中，患者信息144包括对应患者10的标识信息、对应患者10的地址信息、对应患者10的联系信息和对应患者10的治疗阶段信息中的至少一者。

系统200还包括成像设备210。根据期望的应用属性，成像设备210可包括任何合适的透镜和传感器组件。在一些实施方案中，成像设备210包括红-绿-蓝（RGB）传感器、黑白传感器、近红外（NIR）传感器、成像阵列以及深度传感器中的至少一者。深度传感器还可以使得成像设备210能够捕获除了二维数据之外的三维数据（例如，深度数据）。

系统200还包括以可通信方式耦合到成像设备210的处理器220。在一些实施方案中，处理器220可以包括用于处理数据的任何合适的数据处理器。例如，处理器220可以包括微处理器、微控制器、计算机或控制设备的操作并执行程序的其他合适的设备。处理器220的各种其他示例包括中央处理单元（“CPU”）、微控制器、可编程逻辑设备、现场可编程门阵列、数字信号处理（“DSP”）设备等。处理器220可以包括任何通用种类的设备，诸如精简指令集计算（“RISC”）设备、复杂指令集计算（“CISC”）设备或专门设计的处理设备，诸如专用集成电路（“ASIC”）设备。处理器220可以执行体现在存储器230中的计算机可执行指令或计算机代码。在一些实施方案中，计算机可执行指令或计算机代码被存储在存储器230中。当计算机可执行指令或计算机代码由处理器220执行时，计算机可执行指令或计算机代码使得处理器220执行本文描述的动作、操作、方法或功能中的一个或多个。

在一些实施方案中，系统200还包括存储器230。存储器230以可通信方式耦合到处理器220。存储器230可包括任何易失性或非易失性存储元件，例如随机存取存储器（RAM）（诸如同步动态随机存取存储器（SDRAM））、只读存储器（ROM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）以及闪存存储器。在一些实施方案中，存储器230可以包括外部存储设备，诸如硬盘、磁带、磁或光数据存储介质，诸如压缩盘（CD）、数字多功能盘（DVD）、蓝光盘、全息数据存储介质等。

在一些实施方案中，系统200可以包括计算设备（未示出），该计算设备包括处理器220和存储器230。换句话说，在一些实施方案中，计算设备包括以可通信方式耦合到成像设备210的处理器220和以可通信方式耦合到处理器220的存储器230。计算设备可包括例如台式计算机、膝上型计算机、智能电话等。

存储器230存储用于对至少一个牙科器具100的多个特征部130的布置120进行解码的解码数据240。解码数据可以用作识别特征数据的算法，或者可以使得数据库查找将编码的特征数据与器具或患者信息相匹配。例如，特征数据可以包括与存储在处理器可访问数据库中的标识符相对应的通用标识号。解码过程可能需要将特征数据中编码的通用ID与数据库中的标识符相匹配，该标识符本身对应于患者和/或器具信息。在一些实施方案中，存储器230还存储对应于至少一个牙科器具100的至少一个数字模型270A-270N（共同地和单独地，数字模型270）。例如，存储器230可存储对应于牙科器具100A的数字模型270A、对应于牙科器具100B的数字模型270B、对应于牙科器具100C的数字模型270C等。

在一些实施方案中，处理器220被配置用于控制成像设备210捕获至少一个牙科器具100的一个或多个图像212。处理器220可以经由有线连接和/或无线连接来控制成像设备210。

在一些实施方案中，处理器220还被配置用于从成像设备210接收至少一个牙科器具100的一个或多个图像212。处理器220可以经由有线连接和/或无线连接从成像设备210接收一个或多个图像212。

在一些实施方案中，处理器220还被配置用于基于一个或多个图像212识别至少一个牙科器具100的多个特征部130的布置120。

在一些实施方案中，处理器220被配置用于执行机器学习模型250，该机器学习模型被训练用于从成像设备210接收至少一个牙科器具100的一个或多个图像212，并且基于该一个或多个图像212识别至少一个牙科器具100的多个特征部130的布置120。在一些实施方案中，机器学习模型250还被训练用于使用解码数据或算法240来对多个特征部130的布置120进行解码，以确定特征数据140。在一些实施方案中，机器学习模型250可以包括卷积神经网络模型。在一些实施方案中，处理器220可以被配置用于执行预测模型以基于一个或多个图像212识别至少一个牙科器具100的多个特征部130的布置120。

在一些实施方案中，处理器220还被配置用于使用解码数据240对多个特征部130的布置120进行解码，以确定由多个特征部130的布置120编码的特征数据140。在一些情况下，解码的特征数据140可以被上传到在线门户。这可以使得对应患者10能够实时跟踪他们的牙科器具100。在一些情况下，对应患者10甚至可以将图像（例如，一个或多个图像212）上传至在线门户以验证特征数据140（即，牙科器具信息142和患者信息144）。

在一些实施方案中，处理器220被配置用于使用解码数据240对多个特征部130的布置120进行解码，以确定对应患者10的治疗阶段信息。在一些实施方案中，处理器220被配置用于基于一个或多个图像212确定至少一个牙科器具100的第一表面112的至少一部分的轮廓113。在一些实施方案中，处理器220被配置用于将第一表面112的至少一部分的轮廓113与至少一个数字模型270进行比较，并且基于该比较确定对应患者10的标识信息（例如，患者标识符、患者姓名等）。

在一些实施方案中，处理器220还被配置用于在解码多个牙科器具100中的每个牙科器具的多个特征部130的布置120后，根据特征数据140对多个牙科器具100进行分组。例如，可根据生产批次信息、材料信息等对多个牙科器具100进行分组。这可以有利于质量控制。在一些情况下，可以根据地址信息对多个牙科器具100进行分组。这可以有利于牙科器具100的包装和递送。在一些情况下，可将多个牙科器具100分组以进行后处理或分类过程。

此外，根据特征数据140对多个牙科器具100进行分组可减少执行质量控制的时间量，从而减少牙科器具100的前置时间。减少牙科器具100的前置时间可进一步确保将牙科器具100按计划递送至对应患者10。

图7例示了根据本公开的实施方案的系统200的示意性俯视图。在一些实施方案中，成像设备210被配置用于在单个投影平面214中捕获一个或多个图像212（图6中示出）。具体地，在多个特征部130中的每个特征部设置在牙科器具100的咬合面112A（图2B中示出）或牙科器具100的切面112B（图2b中示出）处的情况下，成像设备210可以在单个投影平面214中捕获一个或多个图像212，并且可以不需要从若干投影捕获一个或多个图像212。因此，成像设备210可具有固定设置。这可以消除对用于从不同角度或投影获得一个或多个图像212的可调节定位的需要。

图8示出了例示根据本公开的实施方案的形成用于患者10的牙科器具100的方法300的流程图。图9A至图9E示出了根据本公开的实施方案的形成牙科器具100的各个步骤的示意图。将参考图1和图9A至图9E描述方法300。方法300包括以下步骤：

图9A示出了图2B所示的牙科器具100的初始数字模型260的示意性俯视图。在步骤302，方法300包括获得牙科器具100的初始数字模型260。在一些实施方案中，方法300包括通过处理器220（图6中示出）获得牙科器具100的初始数字模型260。在一些实施方案中，初始数字模型260可以是牙科器具100的三维表示。在一些实施方案中，牙科器具100的初始数字模型260可表示于计算机辅助制图（CAD）文件或3D可打印文件（诸如立体光刻（STL）文件）中。

在一些实施方案中，初始数字模型260可基于表示多颗牙齿50（图1中示出）的外轮廓的扫描数据。在一些实施方案中，牙科医师可以光学扫描经受正畸治疗的患者10的多颗牙齿50或牙弓，以生成表示多颗牙齿50的外轮廓的扫描数据。因此，在一些实施方案中，获得牙科器具100的初始数字模型260可包括光学扫描多颗牙齿50。在一些实施方案中，光学扫描多颗牙齿50可包括执行口内扫描。在一些实施方案中，光学扫描多颗牙齿50可包括执行对患者10的口腔的数字数据捕获、计算机断层摄影（CT）或计算机辅助断层摄影（CAT）。在一些其他实施方案中，光学扫描多颗牙齿50可包括通过执行对患者10的口腔的石膏模型或患者10的口腔的牙印模的数字数据捕获来间接执行对患者10的口腔的数字数据捕获，而不是直接捕获患者10的口腔的三维结构。在使用牙印模的情况下，数字数据捕获可以从负体积反转到正体积。在一些实施方案中，表示多颗牙齿50的外轮廓的扫描数据被处理，以生成牙科器具100的初始数字模型260。

在一些实施方案中，初始数字模型260可以基于来自数据库的数字数据。因此，在一些实施方案中，获得牙科器具100的初始数字模型260可包括从数据库检索数字数据。在一些实施方案中，数字数据可适于生成牙科器具100的初始数字模型260。在一些实施方案中，数字数据可由患者10的文件历史提供或来自患者10的口腔的先前数字数据捕获。在以下专利文献中阐述了直接打印透明托架矫正器和其他弹性正畸装置的示例性方法：美国专利11,225,535号（Klun等人），PCT公开WO2016/109660号（Raby等人）、WO2016/148960号（Cinader等人）和WO2016/149007号（Oda等人）以及美国公开US2011/0091832号（Kim等人）、US2013/0095446号（Kitching）。

在步骤304，方法300包括将特征数据140编码到如图9B所示的多个特征部130的布置120中。如上所述，多个特征部130中的每个特征部可包括突出部132、凹入部134或通孔136。特征数据140表示牙科器具100的牙科器具信息142或患者10的患者信息144。

图9C示出了适于放置多个特征部130的布置120的初始数字模型260的一个或多个区域262。在步骤306，方法300包括识别初始数字模型260的一个或多个区域262，以用于放置多个特征部130的布置120。在一些实施方案中，识别一个或多个区域262进一步包括在初始数字模型260的咬合面262A上或初始数字模型260的切面262B上识别一个或多个区域262。在一些实施方案中，识别一个或多个区域262进一步包括在初始数字模型260的舌面262C或初始数字模型260的脸部表面262D上识别一个或多个区域262。

在一些实施方案中，初始数字模型260包括对应于患者10的多颗牙齿50并与其对准的多个牙齿区域150。在一些实施方案中，识别一个或多个区域262进一步包括识别多个牙齿区域150中的至少两个牙齿区域150以用于放置多个特征部130（如图9B所示）。

图9D示出根据本公开的实施方案的牙科器具100的数字模型270的示意性俯视图。在步骤308，方法300包括将多个特征部130的布置120结合到初始数字模型260的一个或多个区域262中，以生成牙科器具100的数字模型270。在一些实施方案中，牙科器具100的数字模型270可表示于CAD文件或3D可打印文件（诸如STL文件）中。

在一些实施方案中，将多个特征部130的布置120结合到初始数字模型260的一个或多个区域262中包括将多个特征部130的布置120并入初始数字模型260的一个或多个区域262中。在一些实施方案中，将多个特征部130的布置120结合到初始数字模型260的一个或多个区域262中可包括将多个特征部130的布置120叠加在初始数字模型260的一个或多个区域262上。在一些实施方案中，将多个特征部130的布置120结合到初始数字模型260的一个或多个区域262中可包括使多个特征部130的布置120与初始数字模型260的一个或多个区域262对准或对其进行定向。在一些实施方案中，牙科器具100的数字模型270可发送至第三方（例如，临床医生办公室、实验室、制造设施或其他实体）以形成牙科器具100。

图9E示出了根据本公开的实施方案的基于图9D所示的数字模型270形成牙科器具100的示例性增材制造装置280。在步骤310，方法300包括基于牙科器具100的数字模型270形成牙科器具100。

在一些实施方案中，形成牙科器具100进一步包括以增材方式形成牙科器具100。在一些实施方案中，可使用增材制造技术（诸如立体光刻（SLA））以增材方式形成牙科器具100，其中在计算机（未示出）的控制下通过增材制造装置280铺设连续材料层。在一些实施方案中，计算机可以包括显示器和一个或多个用户输入设备，诸如鼠标或键盘。在一些实施方案中，增材制造装置280还可包括输入设备或输出设备，诸如控制输入（例如，按钮、触摸板、指轮等）或显示器（例如，LCD或LED显示器）以提供状态信息。增材制造技术的一些其他示例包括熔融长丝制造（FFF）、粉末床熔融（PBF）等。因此，用于形成牙科器具100的主体110的材料可方便地变化以适应具有变化的颜色、形状和硬度要求的应用。

此外，以增材方式形成牙科器具100可减少或消除对使用常规制造技术形成牙科器具100而以其他方式所需的支撑结构的需要。这可降低复杂性以及形成牙科器具100所需的时间。此外，其还可减少形成牙科器具100的材料需求。这可降低形成牙科器具100的成本。另外，这可以减少废物的产生，因为支撑结构通常在牙科器具100形成之后被移除。因此，以增材方式形成牙科器具100可降低制造牙科器具100的复杂性并且还是环境可持续的。

此外，以增材方式形成的牙科器具100可以是精确的并且具有光滑的光洁度。此外，通过修改数字模型270来设计牙科器具100对于牙科医师而言可以更简单。此外，基于数字模型270形成牙科器具100可比其他制造技术方便且快速。

在一些其他实施方案中，形成牙科器具100进一步包括以减材方式形成牙科器具100。在一些实施方案中，牙科器具100可通过铣削形成。在一些实施方案中，牙科器具100可由坯件（未示出）形成。坯件通常是指可由其加工出牙科器具100的固体材料块。通常，坯件被附接到装配到铣床（未示出）中的支撑件、短柱或心轴。在一些实施方案中，坯件可具有牙科器具100的轮廓113的粗略形状。

在一些实施方案中，形成牙科器具100可包括以增材和减材方式形成牙科器具100。例如，初始牙科器具（未示出）可以基于初始数字模型260以增材方式形成，并且多个特征部130的布置120可以减材方式形成从而形成牙科器具100。例如，在已经形成初始牙科器具之后，可以通过由CNC或机器人机器（诸如端铣刀或激光切割器）形成多个特征部130的布置120来形成牙科器具100。

图10示出了例示根据本公开的实施方案的识别用于患者10的牙科器具100的方法400的流程图。

将参考图1至图8描述方法400。方法400包括以下步骤：

在步骤402，方法400包括捕获至少一个牙科器具100的一个或多个图像212。

在步骤404，方法400包括接收至少一个牙科器具100的一个或多个图像212。

在步骤406，方法400包括基于一个或多个图像212识别至少一个牙科器具100的多个特征部130的布置120。

在步骤408，方法400包括使用解码数据对多个特征部130的布置120进行解码，以确定由多个特征部130的布置120编码的特征数据140。

如上所述，在一些实施方案中，至少一个牙科器具100包括对应于多个对应患者10的多个牙科器具100。在一些实施方案中，在对多个牙科器具100中的每个牙科器具的多个特征部130的布置120进行解码后，方法400还包括根据特征数据140对多个牙科器具100进行分组。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的表示特征尺寸、量和物理性质的所有数字应理解为都被术语“约”所修饰。因此，除非有相反的说明，否则在前述说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数为可根据本领域技术人员利用本文公开的教导所寻求获得的期望性质而变化的近似值。

虽然本文中已例示并描述特定实施方案，但本领域的普通技术人员应当了解，在不脱离本公开的范围的情况下，多种替代和/或等效具体实施可替代所展示及描述的特定实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改编或变化。因此，本公开旨在仅由权利要求和其等效物来限制。

Claims (27)

1.一种用于患者的牙科器具，所述牙科器具包括：

主体，所述主体包括第一表面和与所述第一表面相背的第二表面，所述第二表面限定用于接收所述患者的多颗牙齿的通道；和

多个特征部的布置，所述多个特征部的布置设置在所述主体的所述第一表面上，所述多个特征部中的每个特征部包括：

从与所述第二表面相背的所述第一表面延伸的突出部；

从所述第一表面朝向所述第二表面部分地延伸的凹入部；或

从所述第一表面延伸到所述第二表面的通孔；

其中所述多个特征部的布置对表示所述牙科器具的牙科器具信息或所述患者的患者信息的特征数据进行编码。

2.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述第一表面包括所述牙科器具的咬合面或所述牙科器具的切面。

3.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述多个特征部中的至少一个特征部具有与所述多个特征部中的其他特征部不同的形状或不同的尺寸。

4.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述多个特征部中的至少一个特征部为圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或多边形形状。

5.根据权利要求4所述的牙科器具，其中所述特征部的最大宽度小于或等于4毫米。

6.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述第一表面包括对应于所述患者的所述多颗牙齿并且与所述患者的所述多颗牙齿对准的多个牙齿区域，并且其中所述多个特征部被布置在所述多个牙齿区域中的至少两个牙齿区域中。

7.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述牙科器具信息包括所述牙科器具的生产批次信息、所述牙科器具的材料信息、通用标识号以及所述牙科器具的制造时间戳信息中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的牙科器具，其中所述患者信息包括所述患者的标识信息、所述患者的地址信息、所述患者的联系信息以及所述患者的治疗阶段信息中的至少一者。

9.一种系统，所述系统包括：

用于对应患者的至少一个牙科器具，所述至少一个牙科器具包括：

主体，所述主体包括第一表面和与所述第一表面相背的第二表面，所述第二表面限定用于接收所述对应患者的多颗牙齿的通道；和

多个特征部的布置，所述多个特征部的布置设置在所述主体的所述第一表面上，所述多个特征部中的每个特征部包括：

从与所述第二表面相背的所述第一表面延伸的突出部；

从所述第一表面朝向所述第二表面部分地延伸的凹入部；或

从所述第一表面延伸到所述第二表面的通孔；

其中所述多个特征部的布置对表示所述至少一个牙科器具的牙科器具信息或所述对应患者的患者信息的特征数据进行编码；

成像设备；和

处理器，所述处理器以可通信方式耦合到所述成像设备。

10.根据权利要求9所述的系统，所述系统还包括以可通信方式耦合到所述处理器的存储器，所述存储器存储用于对所述至少一个牙科器具的所述多个特征部的布置进行解码的算法，其中所述处理器被配置用于：

控制所述成像设备以捕获所述至少一个牙科器具的一个或多个图像；

从所述成像设备接收所述至少一个牙科器具的所述一个或多个图像；

基于所述一个或多个图像识别所述至少一个牙科器具的所述多个特征部的布置；以及

使用解码数据对所述多个特征部的布置进行解码，以确定由所述多个特征部的布置编码的所述特征数据。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述至少一个牙科器具包括对应于多个对应患者的多个牙科器具，并且其中所述处理器还被配置用于在对所述多个牙科器具中的每个牙科器具的所述多个特征部的布置进行解码时，根据所述特征数据对所述多个牙科器具进行分组。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置用于执行机器学习模型，所述机器学习模型被训练用于从所述成像设备接收所述至少一个牙科器具的所述一个或多个图像，并且基于所述一个或多个图像识别所述至少一个牙科器具的所述多个特征部的布置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述机器学习模型还被训练用于使用所述解码数据来对所述多个特征部的布置进行解码，以确定所述特征数据。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一表面包括所述至少一个牙科器具的咬合面或所述至少一个牙科器具的切面。

15.根据权利要求9所述的系统，其中所述多个特征部中的至少一个特征部具有与所述多个特征部中的其他特征部不同的形状或不同的尺寸。

16.根据权利要求10所述的系统，其中所述多个特征部中的至少一个特征部具有圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或多边形形状。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述成像设备被配置用于在单个投影平面中捕获所述一个或多个图像。

18.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一表面包括对应于所述对应患者的所述多颗牙齿并且与所述对应患者的所述多颗牙齿对准的多个牙齿区域，并且其中所述多个特征部被布置在所述多个牙齿区域中的至少两个牙齿区域中。

19.根据权利要求9所述的系统，其中所述牙科器具信息包括所述至少一个牙科器具的生产批次信息、所述至少一个牙科器具的材料信息以及所述至少一个牙科器具的制造时间戳信息中的至少一者。

20.根据权利要求10所述的系统，其中所述患者信息包括所述对应患者的标识信息、所述对应患者的地址信息、所述对应患者的联系信息以及所述对应患者的治疗阶段信息中的至少一者。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器还存储与所述至少一个牙科器具相对应的至少一个数字模型，并且其中所述处理器被配置用于：

使用所述解码数据对所述多个特征部的布置进行解码，以确定所述对应患者的治疗阶段信息；

基于所述一个或多个图像确定所述至少一个牙科器具的所述第一表面的至少一部分的轮廓；

将所述第一表面的所述至少一部分的轮廓与所述至少一个数字模型进行比较；以及

基于所述比较确定所述对应患者的标识信息。

22.一种形成用于患者的牙科器具的方法，所述方法包括：

获得所述牙科器具的初始数字模型；

将特征数据编码到多个特征部的布置中，所述多个特征部中的每个特征部包括突出部、凹入部或通孔，其中所述特征数据表示所述牙科器具的牙科器具信息或所述患者的患者信息；

识别所述初始数字模型的一个或多个区域，以用于放置所述多个特征部的布置；

在所述初始数字模型的所述一个或多个区域中结合所述多个特征部的布置，以生成所述牙科器具的数字模型；以及

基于所述牙科器具的数字模型形成所述牙科器具。

23.根据权利要求22所述的方法，其中识别所述一个或多个区域进一步包括在所述初始数字模型的咬合面或所述初始数字模型的切面上识别所述一个或多个区域。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述初始数字模型包括对应于所述患者的所述多颗牙齿并且与所述患者的所述多颗牙齿对准的多个牙齿区域，并且其中识别所述一个或多个区域进一步包括识别所述多个牙齿区域中的至少两个牙齿区域以用于放置所述多个特征部。

25.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个特征部中的至少一个特征部具有与所述多个特征部中的其他特征部不同的形状或不同的尺寸。

26.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个特征部中的至少一个特征部为圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或多边形形状。

27.根据权利要求22所述的方法，其中形成所述牙科器具进一步包括以增材方式形成所述牙科器具。