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CN104039266B - 用于从个体采集数据以用于制备3d模型的方法及系统 - Google Patents

用于从个体采集数据以用于制备3d模型的方法及系统 Download PDF

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CN104039266B
CN104039266B CN201280061791.8A CN201280061791A CN104039266B CN 104039266 B CN104039266 B CN 104039266B CN 201280061791 A CN201280061791 A CN 201280061791A CN 104039266 B CN104039266 B CN 104039266B
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mandibular
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乔治·科伯恩
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Te Lisipeila Dentistry Co
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Abstract

用于从个体采集数据以用于制备3D模型的方法及系统。该方法包括采集第一数据组、第二数据组和第三数据组。第一数据组利于对个体的上颌弓与下颌弓进行结构建模。第二数据组利于将个体的上颌骨与上颌弓关联并且利于将个体的下颌骨与下颌弓关联。在第三数据组被采集时个体被确认为处于生理休息位。第三数据组利于对上颌骨和下颌骨处进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位。该系统包括用于采集第一数据组的第一数据采集模块、用于采集第二数据组和第三数据组的第二数据采集模块以及与第一数据采集模块和第二数据采集模块工作上进行通信的处理器。

Description

用于从个体采集数据以用于制备3D模型的方法及系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年11月15日提交的美国临时专利申请No.61/560,117的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本公开内容总体上涉及采集用于结构建模的数据。更特别地，本公开内容涉及采集用于在制备个体的颌部和齿弓的模型中使用的数据。
背景技术
病人的头部的3D建模在之前已经用于跟踪病人的颌部运动。Sachdeva等人的美国专利7,717,708公开了用于正牙治疗计划的方法。从不同的成像装置获得表示病人的常见颅面解剖结构的两组或更多组数字数据。数据组可以包括表示病人的面部的外部可见外貌的数据以及表示病人的齿弓的3D图像的数据。前者可以由彩色数码相机获得，而后者可以由光学3D扫描仪获得。数据组可以被叠加来表示病人的外表及内部结构。软件可以显示颅面解剖结构的复合3D表示，并且模拟例如在咀嚼和咬合期间特征部位(如颌部)的解剖学位置的变化。该表示可以用于生成正牙用具。
Malfliet等人的美国公布2010/0145898公开了用于设计牙科治疗的方法。病人的齿弓的印模由石膏制备并且被扫描。面弓用于记录病人的上颌下颌关系，并且具有相同的咬记录的虚拟面弓被创建。病人的面部的虚拟面弓、扫描的石膏牙模及3D图像被用于制备3D模型。根据库牙齿创建初始牙列并且根据这点使初始牙列最优化。
发明内容
本文中所公开的一些实施方式消除或减轻了采集在制备3D模型中有用的数据的以前的方法的至少一个劣势。
对下颌位进行三维空间建模利于使需要对下颌闭合路径负责的诊断和治疗能力最优化。经由计算机化的下颌扫描器械对垂直参数、矢状参数和冠状参数进行监测。下颌在没有应变的情况下沿着其中颌部肌肉组织最放松的轨迹的神经肌肉路径被导向至肌正中目标。
在第一方面，本公开内容提供用于从个体采集数据以用于制备3D模型的方法及系统。该方法包括采集第一数据组、第二数据组和第三数据组。第一数据组利于对个体的上颌弓与下颌弓进行结构建模。第二数据组利于将个体的上颌骨与上颌弓关联并且利于将个体的下颌骨与下颌弓关联。在第三数据组被采集时个体被确认处于生理休息位。第三数据组利于对上颌骨和下颌骨处进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位。该系统包括用于采集第一数据组的第一数据采集模块、用于采集第二数据组和第三数据组的第二数据采集模块以及与第一数据采集模块和第二数据采集模块工作上进行通信的处理器。
在另一方面，本公开内容提供一种用于从个体采集数据以用于制备个体的3D模型的方法。该方法包括：采集第一数据组，该第一数据组利于对个体的上颌弓的至少一部分和个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；采集第二数据组，该第二数据组利于对用于将个体的上颌骨与上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分进行结构建模并且利于对用于将个体的下颌骨与下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分进行结构建模；确认个体的上颌下颌关系为处于生理休息位；以及在上颌下颌关系为处于生理休息位时采集第三数据组，该第三数据组利于对上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分进行结构建模。
在一个实施方式中，该方法还包括采集关于上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分的第三数据组，其中，上颌下颌关系为另外处于不同于生理休息位的位置。
在一个实施方式中，在上颌下颌关系变化时实时采集第三数据组的至少一部分。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括监测个体的颌部肌肉组织的能量使用。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括监测个体的颌部肌肉组织的能量使用，并且在监测到选择的能量使用值时采集第三数据组。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括监测个体的颌部肌肉组织的能量使用，并且能量使用包括在第三数据组中。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括监测个体的颌部肌肉组织的能量使用，并且能量使用包括在第二数据组中。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括通过肌电图描记法监测个体的颌部肌肉组织的能量使用。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括使颌部肌肉组织疲劳。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括通过刺激颌部肌肉组织直至疲劳来使颌部肌肉组织疲劳。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括通过经皮神经电刺激来刺激颌部肌肉组织直至疲劳来使颌部肌肉组织疲劳。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括使颌部肌肉组织疲劳并且监测颌部肌肉组织的能量使用。
在一个实施方式中，确认上颌下颌关系为处于生理休息位包括使颌部肌肉组织疲劳并且监测颌部肌肉组织的能量使用，并且在监测到选择的能量使用值时采集第三数据组。
在另一方面，本公开内容提供一种用于从个体采集数据以用于制备3D模型的系统。该系统包括：第一数据采集模块，该第一数据采集模块包括第一传感器，第一传感器用于采集关于个体的上颌弓和个体的下颌弓的第一数据组；第二数据采集模块，第二数据采集模块包括第二传感器，第二传感器用于采集第二数据组，该第二数据组关于用于将个体的上颌骨与上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分并且关于用于将个体的下颌骨与下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分，并且第二传感器用于在个体的上颌下颌关系为处于生理休息位时采集第三数据组，该第三数据组关于上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分；以及处理器，处理器与第一数据采集模块和第二数据采集模块工作上进行通信以控制第一数据采集模块和第二数据采集模块。
在一个实施方式中，该系统还包括计算机可读介质，该计算机可读介质与第一数据采集模块、第二数据采集模块及处理器工作上进行通信，用于存储第一数据组、第二数据组及第三数据组。
在一个实施方式中，第一数据采集模块是口腔内光学3D扫描仪。
在一个实施方式中，第二数据采集模块是3D光学扫描仪。
在一个实施方式中，第二数据采集模块是3D超声波扫描仪。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器并且第三数据采集模块是肌电图描记器。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，并且第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组，并且条件是颌部肌肉组织的选择的能量使用。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组，条件是颌部肌肉组织的选择的能量使用，并且选择的能量使用是指示颌部肌肉组织疲劳并且上颌下颌关系为处于休息位的最小值。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组，条件是颌部肌肉组织的选择的能量使用，并且处理器还被配置成确认颌部肌肉组织具有选择的能量使用。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组，条件是颌部肌肉组织的选择的能量使用，并且第二数据采集模块被稳固在可以采集第三数据组的数据采集位置处。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置成使第二数据采集模块在条件满足时采集第三数据组，条件是颌部肌肉组织的选择的能量使用，第二数据组采集被稳固在可以采集第三数据组的数据采集位置处，第二数据组可以从该数据采集位置被采集，并且处理器还被配置成使第二数据采集模块采集第二数据组。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，并且其中第三数据组还由第三数据采集模块采集。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块，第三数据采集模块包括用于监测个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，并且第二数据组还由第三数据采集模块采集。
在一个实施方式中，该系统还包括用于使颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块。
在一个实施方式中，该系统还包括用于使颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块并且肌肉疲劳模块是经皮神经电刺激模块。
在一个实施方式中，该系统还包括用于使颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块并且肌肉疲劳模块与处理器工作上进行通信，处理器用于控制肌肉疲劳模块并接收来自肌肉疲劳模块的反馈。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块以及用于使个体的颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块，第三数据采集模块包括用于监测颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块以及用于使个体的颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块，第三数据采集模块包括用于监测颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，并且处理器被配置用于使第二数据采集模块在颌部肌肉组织的能量使用是指示颌部肌肉组织疲劳并且上颌下颌关系为处于休息位的最小能量使用时采集第三数据。
在一个实施方式中，该系统还包括第三数据采集模块以及用于使个体的颌部肌肉组织疲劳的肌肉疲劳模块，第三数据采集模块包括用于监测颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器，第三数据采集模块与处理器工作上进行通信，处理器被配置用于使第二数据采集模块在颌部肌肉组织的能量使用是指示颌部肌肉组织疲劳并且上颌下颌关系为处于休息位的最小能量使用时采集第三数据，并且肌肉疲劳模块与处理器工作上进行通信，处理器用于控制肌肉疲劳模块并接收来自肌肉疲劳模块的反馈。
在另一方面，本公开内容提供一种计算机可读介质。计算机可读介质包括指令，该指令用于：确认上颌下颌关系以及个体处于生理休息位；以及采集第三数据组，该第三数据组利于对个体的上颌骨的至少一部分和个体的下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位。
在一个实施方式中，计算机可读介质还包括用于下述操作的指令：采集第二数据组，该第二数据组利于对用于将上颌骨与个体的上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分进行结构建模并且利于对用于将下颌骨与个体的下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分进行结构建模。
在另一方面，本公开内容提供一种制备个体的头部的3D模型的方法。该方法包括：采集第一数据组，该第一数据组用于对个体的上颌弓的至少一部分和个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；采集第二数据组，该第二数据组用于对用来将个体的上颌骨与个体的上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分进行结构建模；确认个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，该第三数据组用于对上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位；以及结合第一数据组、第二数据组及第三数据组以呈现处于生理休息位的头部的可关节连接的3D模型。
在另一方面，本公开内容提供一种估计个体的头部的正中咬合位的方法。该方法包括：采集第一数据组，该第一数据组用于对个体的上颌弓的至少一部分和个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；采集第二数据组，该第二数据组用于对用来将个体的上颌骨与个体的上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分进行结构建模；确认个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，该第三数据组用于对上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位；结合第一数据组、第二数据组及第三数据组以呈现处于生理休息位的头部的可关节连接的3D模型；以及针对可关节连接的3D模型的上颌下颌关系来确定休息的垂直尺寸并且以从休息的垂直尺寸起垂直缩短1mm与4mm之间的量的垂直尺寸来定位可关节连接的3D模型的下颌骨以设置估计的正中咬合位。
在另一方面，本公开内容提供一种针对个体制备牙科用具的方法。该方法包括：采集第一数据组，该第一数据组用于对个体的上颌弓的至少一部分和个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；采集第二数据组，该第二数据组用于对用来将个体的上颌骨与个体的上颌弓关联的上颌骨的至少一部分和上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与下颌弓关联的下颌骨的至少一部分和下颌弓的至少一部分进行结构建模；确认个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，该第三数据组用于对上颌骨的至少一部分和下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，上颌下颌关系为处于生理休息位；结合第一数据组、第二数据组及第三数据组以呈现处于生理休息位的个体的头部的可关节连接的3D模型；针对可关节连接的3D模型的上颌下颌关系来确定休息的垂直尺寸并且以从休息的垂直尺寸起垂直缩短1mm与4mm之间的量的垂直尺寸来定位可关节连接的3D模型的下颌骨以设置估计的正中咬合位；以及基于估计的正中咬合位来制备牙科用具。
在一个实施方式中，牙科用具是义齿。
在一个实施方式中，义齿是全口义齿。
对本领域普通技术人员来说，根据结合附图对特定实施方式的以下描述，本公开内容的其他方面和特征将变得明显。
附图说明
现在将参考附图，仅以示例的方法，对本公开内容的实施方式进行描述。
图1是采集具有为休息位的上颌下颌关系的个体的数据的方法的流程图；
图2是其中图1中的方法还包括采集具有不同于休息位的上颌下颌关系的个体的数据的图1中的方法的流程图；
图3是用于采集数据的系统的示意图；
图4是其中第一数据采集模块是口腔内光学3D扫描仪的图3中的系统的示意图；
图5是使用图4中的口腔内扫描仪采集数据的示意图；
图6是使用图4中的口腔内扫描仪采集数据的示意图；
图7是其中第二数据采集模块是3D光学扫描仪的图3的系统的示意图；
图8是使用图7的3D光学扫描仪采集数据的示意图；
图9是使用图7的3D光学扫描仪采集数据的示意图；
图10是使用图7的3D光学扫描仪采集数据的示意图；
图11是使用图7的3D光学扫描仪采集数据的示意图；
图12是其中第二数据采集模块是3D超声波扫描仪的图3的系统的示意图；
图13是使用图12的3D超声波扫描仪采集数据的示意图；
图14是使用图12的3D超声波扫描仪采集数据的示意图；
图15是使用图12的3D超声波扫描仪采集数据的示意图；
图16是使用图12的3D超声波扫描仪采集数据的示意图；
图17是还包括第三数据采集模块的图3的系统的示意图；
图18是其中第三数据采集模块是肌电图描记器的图17的系统的示意图；
图19是其中第三数据采集模块与第二数据采集模块工作上进行通信的图17的系统的示意图；
图20是其中第三数据采集模块采集数据的图17的系统的示意图；
图21是还包括肌肉疲劳模块的图3的系统的示意图；
图22是还包括使颌部肌肉组织疲劳的图1的方法的实施方式的流程图；
图23是其中肌肉疲劳模块是经皮神经电刺激模块的图21的系统的示意图；
图24是还包括第三数据采集模块和肌肉疲劳模块的图3的系统的示意图；
图25是还包括根据数据制备3D模型的图1的方法的流程图；
图26是还包括根据数据所制备的3D模型的图3的系统的示意图；
图27是基于通过图1的方法采集的数据的3D模型的部件的示意图；
图28是基于通过图2的方法采集的数据的3D模型的部件的示意图；
图29是基于通过图1的方法采集的数据的3D模型的部件的示意图；
图30是基于通过图2的方法采集的数据的3D模型的部件的示意图；
图31是还包括对上颌下颌关系进行推算的图25的方法的流程图；
图32是还包括对3D模型进行操纵和分析的结果的图26的系统的示意图；
图33是其中上颌下颌关系是正中咬合位的图31的方法的示意图；以及
图34是其中对3D模型进行操纵和分析的结果包括正中咬合位的图32的系统的示意图。
具体实施方式
一些个体缺乏足够限定自然咬合位置的齿系。在这些个体中，习惯咬合位置(“习惯位置”)可以随着时间而被限定。在建立了习惯位置的情况下，习惯位置是在计划牙科治疗时的方便参考点。因此，习惯位置有时被用作为用于对具有牙冠或填料的单个牙齿甚至四分之一的牙齿修复体进行修复的起始点。然而，习惯位置不一定是最优的稳固神经肌肉咬合。基于习惯位置的一组义齿不一定利于使下颚骨与头盖骨的关系最优化、最优的面部化妆或最优的牙齿美观(牙齿形态学和牙结构)。
由牙科用具导致的不适当建立的咬会不利地影响完整姿势系统(其包括头部、下颌、颈的颈区、肩膀和骨盆及腿)的长期病人舒适和肌肉平衡。因此，期望提供优选的起始点用于设计牙科用具。
在一些之前的方法中，颌部跟踪基于在颌部运动期间对口腔内对象的观察。这会需要移动嘴唇和面颊来提供对象的清楚视图。面颊牵引器通常用于展开主体的嘴唇并且提供对象的可见性。使用面颊牵引器必然影响病人的肌肉组织并且会通过强制使嘴大开而使颞下颌关节受到压力。
总体上，本公开内容提供了用于采集根据其可以制备个体的头部的3D模型的数据的方法及系统。在此所使用的表达“个体的头部的3D模型”包括关于个体的头部的仅一部分的3D模型，个体的头部的仅一部分包括但不限于个体的下颌骨、上颌骨、下颌弓及上颌弓中的每一个的至少一部分。该方法包括并且该系统利于在个体的颌部处于生理休息位(“休息位”)时采集关于个体的上颌下颌关系的数据。根据数据所制备的3D模型提供对处于休息位时个体的上颌下颌关系的精确表示，就好像数据在上颌下颌关系为处于休息位时被采集那样(与在不同的位置处采集数据并且推算至休息位形成对比)。个体的实际的休息位确定3D模型的休息位置。从而，3D模型的休息位说明了在包括影响休息位的关节、肌肉、神经、牙龈、移植物(如果有的话)及牙齿(如果有的话)的口颌系统内的所有实体的相互关系。在没有关于处于休息位的个体的任何数据的情况下制备的3D模型不太可能将休息位与习惯位置或者其他位置可靠地区分开。
3D模型利于准确确定其他潜在的有用的上颌下颌关系。例如，3D模型可以应用于对缺乏足够建立咬的齿系的个体例如缺齿个体进行颌部跟踪和口腔外咬评估。数据可以利于确定如果个体具有足够建立咬的齿系则会出现正中咬合(“CO”；在个体的牙齿处于最大牙尖吻合并且个体的颌部处于“CO位”时出现CO)的自然位置。因此，数据可以利于接近最优神经肌肉CO位。所估计的CO位可以应用于制备不具有足够限定咬的牙齿的个体的义齿。
对牙科技师或其他牙科专业人士来说通常在制备用具时建立CO位。在个体缺乏足够建立CO位的齿系的情况下，必然需要推算来确定其中CO应该在用具的情况下出现的适当的上颌下颌关系。缺齿的个体将缺乏足够建立CO位的齿系。一些部分有齿的个体例如具有切齿而没有臼齿的个体也将缺乏足够建立CO位的齿系。
在制备用具时基于休息位建立CO位可以利于改善并最优化包括用具的口颌系统的所得的牙齿功能、稳定性及协调性。基于休息位建立CO位还可以利于下述中的一个或更多个：
——使个体的咬合体系最优化成正常咬合体系，其中，正常咬合体系将为个体提供适当的功能，或者说明其中同样会需要个体的CO位的任何颌部关系分类或咬合不正；
——使牙齿美观(包括牙齿形状、轮廓、前部区域和后部区域二者的解剖结构和形态学)最优化；
——由于在发现最优生理下颌位时的更多协调的肌肉平衡而使面部化妆最优化；或者
——使包括头痛、耳朵充血感觉、耳鸣、眼压、牙齿敏感、颞下颌关节噪声、咀嚼肌触痛、颈肩疼痛的可能的肌与骨骼咬合的症状和体征减轻。
休息位
休息位是沿着下颌闭合的等张路径下颌骨在空间上相对于上颌骨(在直立姿势位置中相对于头部来说垂直的、前后的及侧面的)的位置。在该休息位处，包括使下颌骨移动的伸缩肌的颌部肌肉组织被放置在其中颌部肌肉组织施加最小的电活力的位置处。颌部肌肉组织维持休息位所需的能量的耗费与沿着下颌骨铰接部的路径的其他位置相比是最小的。在该休息位中，个体的骨节处于中立的、不受约束的位置。
个体的休息位可以参照个体而确定。不能在模拟下颌骨运动的机械装置如咬合架上确定休息位。下颌位或上颌下颌关系可以受包括头部、颈部区域及背部区域的姿势问题的因素的影响。个体的颞下颌关节、情感因素及系统健康因素的内紊乱也可以导致折中的下颌位。在建立休息位之前说明这些因素通常是有利的。在一些情况下，对这些因素说明失败导致错误的休息位。例如，在建立休息位之前，会不得不解决或去除因素，休息位可以用于推算咬记录。在另一个示例中，因素会使根据其他位置推算休息位进一步复杂化，从而增加采集处于休息位的个体的数据的优势。
与习惯位置相比，休息位是真实的休息位。习惯位置是可以沿着髁突转变路径被先前定位的所采集的上颌下颌位置。在给定的个体中，休息位和习惯位置会一致或者非常靠近。然而，由颌部肌肉组织维持习惯位置所需的能量不一定是如休息位情况下的最小值。在确定缺齿的个体中CO位时，习惯位置有时用作为起始点。然而，与从休息位开始相比，从习惯位置开始会提供针对计划牙科治疗的较不理想的结果。
为了简单清楚地说明，附图标记可以在附图中重复来指示对应的或相似的元件。许多细节被阐述以提供对本文所描述的示例的理解。在没有这些细节的情况下，示例可以被实践。在其他实例中，公知的方法、步骤及部件不被详细描述以避免使所描述的示例模糊不清。描述不被认为是对本文中所描述的示例的范围的限制。
方法
图1是从个体采集数据的方法10的流程图。该方法包括采集第一数据组12、采集第二数据组14、确认个体的上颌下颌关系为处于休息位16以及采集第三数据组18。第一数据组利于对个体的上颌弓和下颌弓进行建模。各个弓各自包括组织(例如，齿龈组织、软组织或角质化的组织)和结构(例如，修补齿系和自然齿系)。各个弓各自包括牙槽脊(也被称为突起或边缘)。在不具有上颌修补的上颌有缺齿的个体中，上颌弓将包括仅腭和上颌残嵴。在不具有下颌修补的下颌有缺齿的个体中，下颌弓将包括仅下颌残嵴。
第二数据组将上颌弓与上颌骨关联并且将下颌弓与下颌骨关联。例如，弓可以涉及个体的上颌骨和下颌骨的外部特征。可替选地，弓可以涉及上颌骨和下颌骨的组织或骨结构。在采集第三数据组18之前，上颌下颌关系被确认处于休息位16。在上颌下颌关系为处于休息位时，采集第三数据组。第三数据组利于基于处于休息位的上颌下颌关系的经验数据对个体的头部进行建模。在下面的系统图(例如，图3、图5、图6等)中示意性示出了个体、第一数据组、第二数据组、第三数据组、上颌弓、下颌弓、上颌骨及下颌骨。方法10可以用方法10的各个部分的不同顺序被实践。这同样适用于本文中所公开的其他方法，除非另有说明。
在一些实施方式中，在采集第二数据组时，上颌下颌关系可以为处于休息位或靠近休息位。
在一些实施方式中，通过观察以特定方式移动其颌部的个体，例如，在个体放松其颌部、舔其嘴唇或吞咽时观察个体，来确认上颌下颌关系为处于休息位。
图2是方法110，该方法110包括使上颌下颌关系从休息位改变120并且在处于不同于休息位的上颌下颌关系时采集第三数据组的一部分122。例如，可以由个体或由临床医生做出使下颌骨从休息位移动120。使下颌骨从休息位移动120可以包括将下颌骨移动至其中下颌骨从休息位被向左或向右平移、被挤压、被后移或者被以铰接的方式移动或其任意组合的位置。在实施方式中，可以实时采集第三数据组的各个部分。例如，第三数据组的各个部分可以在上颌下颌关系改变时被采集。
系统
图3是用于从个体52采集数据的系统50的示意图。个体52具有上颌骨63、上颌弓64、下颌骨65与下颌弓66。系统50包括用于采集第一数据组56的第一数据采集模块54以及用于采集第二数据组60和第三数据组62的第二数据采集模块58。下面提供了第一数据采集模块54的一个示例和第二数据采集模块58的两个示例。然而，可以用本文中所提供的示例替代与能够采集第一数据组56、第二数据组60和第三数据组62的被示例出的装置不同的装置。第二数据组60和第三数据组62可以分别用所提供的第二数据采集模块58的各个示例中的任一个而被采集，并且使用单个第二数据采集模块58可以降低系统的成本。可替选地，第二数据组60和第三数据组62可以分别用不同的第二数据采集模块58采集。在使用两个第二数据采集模块58的情况下，每个第二数据采集模块58可以是同一类型的装置的示例，或者每个第二数据采集模块58可以是不同的装置。可替选地，第一数据采集模块54和第二数据采集模块58的其他示例可以与本文中所提供的示例结合使用、相互结合使用或者既与本文中所提供的示例结合使用又相互结合使用。
第一数据采集模块54包括用于从上颌弓64和从下颌弓66采集第一数据组56的第一传感器40。第二数据采集模块58包括用于从上颌骨63和上颌弓64并且从下颌骨65和下颌弓66采集第二数据组60的第二传感器42。第二传感器42还用于从上颌骨63和下颌骨65采集第三数据组62。系统50包括用于存储第一数据组56、第二数据组60及第三数据组62的计算机可读介质44，例如，暂态计算机可读介质或非暂态计算机可读介质。第一数据采集模块54与计算机可读介质44工作上进行通信用于存储第一数据组56。第二数据采集模块58与计算机可读介质44工作上进行通信用于存储第二数据组60及第三数据组62。在一些实施方式中，第一数据采集模块54可以通过无线连接或有线连接与计算机可读介质44工作上进行通信。在一些实施方式中，第二数据采集模块58可以通过无线连接或有线连接与计算机可读介质44工作上进行通信。
系统50包括用于控制第一数据采集模块和第二数据采集模块的处理器46。处理器46还访问计算机可读介质44以及被存储在计算机可读介质44中的第一数据组56、第二数据组60及第三数据组62。在一些实施方式中，第一数据采集模块54、第二数据采集模块58或者二者可以与由处理器46执行的相关联的软件一起使用。在一些实施方式中，第一数据采集模块54可以通过无线连接或有线连接与处理器46工作上进行通信。在一些实施方式中，第二数据采集模块58可以通过无线连接或有线连接与处理器46工作上进行通信。
在一些实施方式中，第一数据采集模块54可以包括除第一传感器40外的另外的特征，例如，第一板载处理器，或者第一板载计算机可读介质和第一板载处理器。在一些实施方式中，第一数据组56可以被存储在第一板载计算机可读介质上用于转送至计算机可读介质44。可替选地，第一板载计算机可读介质可以用作为计算机可读介质44。在一些实施方式中，第一板载处理器与相关联的软件一起使用，并且相关联的软件可以由第一板载处理器、处理器46或二者执行。
在一些实施方式中，第二数据采集模块58可以包括除第二传感器42外的另外的特征，例如，第二板载处理器，或者第二板载计算机可读介质和第二板载处理器。在一些实施方式中，第二数据组60可以被存储在第二板载计算机可读介质上用于转送至计算机可读介质44。可替选地，第二板载计算机可读介质可以用作为计算机可读介质44。在一些实施方式中，第二板载处理器与相关联的软件一起使用，并且相关联的软件可以由第二板载处理器、处理器46或二者执行。
第一数据组56包括上颌弓64和下颌弓66中的每个的特征。第一数据组56利于对上颌弓64和下颌弓64进行建模。在采集第一数据组56期间个体52的上颌下颌关系是不相关的。可以使用任何合适的方法来提供由第一数据采集模块54对上颌弓64和下颌弓66的访问，例如面颊牵引器。
第二数据组60包括上颌弓64和上颌骨63的特征以及下颌弓66和下颌骨65的特征。第二数据组60利于建立上颌弓64与上颌骨63之间以及下颌弓66与下颌骨65之间的关系。第二数据组60包括与上颌弓64的至少一部分以及上颌骨的至少一部分关联的数据。第二数据组60还包括与下颌弓66的至少一部分以及下颌骨65的至少一部分关联的数据。
在一些情况下，个体52可能不能同时提供由第二数据采集模块58对上颌弓64和下颌弓66二者的访问。在这样的情况下，第二数据采集模块58可以用于采集第二数据组58的第一部分，然后个体52可以被重新定位，并且第二数据采集模块58可以用于采集第一数据组56的第二部分。例如，第二数据组58的第一部分可以包括上颌弓64的至少一部分和上颌骨63的至少一部分。类似地，第二数据组58的第二部分可以包括下颌弓66的至少一部分和下颌骨65的至少一部分。在采集第二数据组58时，上颌下颌关系不需要处于休息位或者任何其他特定位置。
第三数据组62包括在上颌下颌关系为处于休息位时的上颌骨63和下颌骨65。第三数据组62利于对处于休息位的个体的头部进行建模。第三数据组62不需要包括上颌弓64或下颌弓66的数据。
可以同时采集两个或更多个数据组。例如，在可以采集处于休息位的个体52的包括上颌骨63、上颌弓64、下颌骨65及下颌弓66的至少一部分的单个数据组的情况下，单个数据组可以用作为第二数据组60和第三数据组62中的每一个。可替选地，如果可以采集处于休息位的个体52的下述单个数据组，则单个数据组可以用作为第一数据组56、第二数据组60及第三数据组62中的每一个，其中，该单个数据组包括足够对上颌弓64和下颌弓66进行建模、使上颌骨63与上颌弓64关联、使下颌骨65与下颌弓66关联的数据并且包括在相同数据点处的上颌骨63和下颌骨65的至少一部分。
第一数据采集模块——光学3D口腔内扫描仪
图4是其中第一数据采集模块是光学3D口腔内扫描仪155的系统150的示意图。口腔内扫描仪155及相关联的软件用于扫描上颌弓164和下颌弓166以采集第一数据组156。适合于系统150的口腔内扫描仪的示例包括a.tron3D gmbh bluescan-ITM3D口腔内扫描仪、Planmeca OyPlanScanTM数字印模扫描仪、Sirona CEREC Omnicam、SIrona CERECBluecam、Cadent iTeroTM数字印模扫描仪及3MTM高清(true definition)扫描仪。
图5和图6是在方法10的实施方式中使用口腔内扫描仪155采集第一数据组156的示意图。在图5中，口腔内扫描仪155用于扫描上颌弓164，采集第一数据组156的第一部分。在图6中，口腔内扫描仪用于扫描下颌弓166，采集第一数据组156的第二部分。
第二数据采集模块——口腔外3D光学扫描仪
图7是其中第二数据采集模块是用于从个体的嘴的外部的视角扫描个体的头部以采集第二数据组260和第三数据组262的3D光学扫描仪259(“口腔外扫描仪”)的系统250的示意图。口腔外扫描仪的示例包括Creaform Inc.VIUscanTM彩色激光扫描仪、Northern Digital Inc.VircaSCANTM手持式3D激光扫描仪以及结构化白光成像扫描仪如3D3解决方案HDI高级3D扫描仪。在实施方式中，3D光学扫描仪259可以用于通过获取上颌弓264的印模和下颌弓266的印模、然后用3D光学扫描仪259扫描印模来采集第一数据组256。可以根据印模制成牙模并且用3D光学扫描仪259扫描牙模来采集第一数据组256。
图8和图9是在方法10的实施方式中使用系统250的口腔外扫描仪259采集第二数据组260的示意图。可以通过例如上颌下颌关系以及个体252的嘴唇是否缩回来确定口腔外扫描仪259是否具有对上颌弓263或下颌弓264或者二者的清楚的视线。图8中采集了第二数据组260的第一部分。图9中采集了第二数据组260的第二部分。
在图8中，口腔外扫描仪259用于扫描上颌骨263的至少一部分和上颌弓264的至少一部分，从而采集第二数据组260的第一部分。上颌骨263的一部分包括参考点，例如，鼻根(nasiun)241。在不同的上颌下颌关系中，参考点应当相对于上颌弓264来说相对稳定。
在图9中，口腔外扫描仪259用于扫描下颌骨265的至少一部分和下颌弓266的至少一部分，从而采集第二数据组260的第二部分。上颌骨265的一部分包括参考点，例如，颏隆凸243的下面。在不同的上颌下颌关系中，参考点应当相对于下颌弓266来说相对稳定。
图10是在方法10的实施方式中使用系统250的口腔外扫描仪259采集第三数据组262的示意图。在上颌下颌关系为处于休息位时扫描上颌骨263和下颌骨265二者。上颌骨263和下颌骨265上的所选择的参考点均包括在第三数据组262中。参考点可以例如包括鼻根241和颏隆凸243的下面。在实施方式中，在采集第三数据组262期间口腔外扫描仪259可以被稳固在其中在房间中没有临床医生的情况下可以采集第三数据组262的数据采集位置处。
图11是在方法110的实施方式中使用系统250的口腔外扫描仪259采集第三数据组262的示意图。在上颌下颌关系为处于休息位时分别扫描上颌骨263和下颌骨265以采集第三数据组262的第一部分(参见图10)。另外，在下颌骨265被从休息位移动时分别扫描上颌骨263和下颌骨265。例如，下颌骨265可以被从休息位向左或向右平移、被挤压、被后移或者被铰接。上颌骨263和下颌骨265上的所选择的参考点均包括在第三数据组262中。参考点可以例如包括鼻根241和颏隆凸243的下面。在实施方式中，在采集第三数据组262期间口腔外扫描仪259可以被稳固在其中在房间中没有临床医生的情况下可以采集第三数据组262的数据采集位置处。
第二数据采集模块——3D超声波扫描仪
图12是其中第二数据采集模块是3D超声波扫描仪361的系统350的示意图。3D超声波扫描仪361可以用于采集第二数据组360和第三数据组362。
图13和图14是在方法10的实施方式中使用3D超声波扫描仪361采集第二数据组360的示意图。图13中采集了第二数据组360的第一部分。图14中采集了第二数据组360的第二部分。
在图13中，3D超声波扫描仪361用于采集上颌弓364的至少一部分和上颌骨363的至少一部分的数据，上颌骨363的该一部分与处于休息位的下颌骨365的至少一部分在传感器342的同一视野内。例如，数据采集可以在上颌骨363的前正中线320处开始，跟随上颌弓364朝向颧弓322，采集用于对包括上颌弓364的至少一部分和颧弓322的至少一部分的第一上颌区323进行建模的第二数据组360的第一部分。可替选地，数据采集可以在上颌骨363的前正中线320处开始，跟随上颌弓364朝向颞下颌关节324(“TMJ”)，采集用于另外对包括上颌弓364的至少一部分和TMJ324的至少一部分的第二上颌区325进行建模的第二数据组360的第一部分。
在图14中，3D超声波扫描仪361用于对下颌弓364的至少一部分和下颌骨365的至少一部分成像，下颌骨365的该一部分与处于休息位的上颌骨363的至少一部分在传感器342的同一视野内。例如，数据采集可以在下颌骨365的前正中线326处开始并且向远侧跟随下颌弓366、经过磨牙后垫区域328进行至冠状突330，采集用于对包括下颌弓366的至少一部分和冠状突330的至少一部分的第一下颌区332进行建模的第二数据组360的第二部分。下颌骨365的完全打开可以利于采集与冠状突330的不被颧弓322模糊的较大部分有关的数据。可替选地，数据采集可以在下颌骨365的前正中线326处开始并且向远侧跟随下颌弓366、经过磨牙后垫区域328、经过冠状突330进行至TMJ324，采集用于另外对包括下颌弓366的至少一部分和TMJ324的至少一部分的第二下颌区334进行建模的第二数据组360的第二部分。
图15是在方法10的实施方式中使用3D超声波扫描仪361采集第三数据组362的示意图。在休息位中，采集了关于上颌骨363和下颌骨365中的每一个的至少一部分的第三数据组362。例如，颧弓322和冠状突330中的每一个的数据可以通过在颧弓区336处采集第三数据组362而被采集。可替选地，TMJ324的数据可以通过在TMJ区338处采集第三数据组362而被采集。
图16是在方法110的实施方式中使用3D超声波扫描仪361采集第三数据组362的示意图。除了休息位置外，第三数据组362可以借助于从休息位被向左或向右平移、被挤压、被后移或者被以铰接的方式移动的下颌骨365而被采集。在实施方式中，第三数据组362可以包括颧弓322相对于冠状突330的实时移动以跟踪下颌骨365的运动。可替选地，第三数据组362可以包括TMJ324的实时移动以跟踪下颌骨365的运动。
在实施方式中，在采集第三数据组362时，3D超声波扫描术可以在单侧应用于上颌骨363和下颌骨365。第二传感器342的一个示例会用于针对个体352的左侧的颧弓区336采集第三数据组362的第一部分，而然后第二传感器342的同一示例会用于针对个体352的右侧的颧弓区336采集第三数据组362的第二部分。可替选地，第二传感器432的一个示例会用于针对个体352的仅右侧或者左侧的而不是两侧的颧弓区336采集第三数据组362。可替选地，第二传感器342的一个示例会用于针对个体352的左侧的TMJ区338采集第三数据组362的第一部分，而然后第二传感器342的同一示例会用于针对个体352的右侧的TMJ区338采集第三数据组362的第二部分。可替选地，第二传感器432的一个示例会用于针对个体352的仅右侧或者左侧的而不是两侧的TMJ区338采集第三数据组362。
在实施方式中，在采集第三数据组362时，3D超声波扫描术可以同时在双侧应用于上颌骨363和下颌骨365。第二传感器342的两个示例会用于同时针对个体352的左侧的颧弓区336和个体352的右侧的颧弓区336采集第三数据组362。可替选地，第二传感器342的两个示例会用于同时针对个体352的左侧的TMJ区338和个体352的右侧的TMJ区338采集第三数据组362。在双侧采集数据可以提高第三数据组362的质量，例如，其中，不同于休息位的上颌下颌关系被包括在第三数据组362中，并且其中，不同于休息位的上颌下颌关系包括下颌骨365相对于上颌骨363的横向运动。
在实施方式中，3D超声波扫描仪361可以被稳固在其中在个体352处于休息位时可以采集关于上颌骨363的至少一部分和下颌骨365的至少一部分的第三数据组362的数据采集位置处。将3D超声波扫描仪361稳固在适当的位置去除了在采集第三数据组362期间对房间内具有临床医生的需求。例如，3D超声波扫描仪361可以被稳固在利于采集颧弓区336的数据的数据采集位置处。可替选地，3D超声波扫描仪361可以被稳固在利于采集TMJ区338的数据的数据采集位置处。在一些实施方式中，第二传感器342的一个示例会被稳固在数据采集位置处，并且个体352会在其左侧被扫描一次并且在其右侧被扫描一次。在一些实施方式中，第二传感器342的两个示例会被稳固在数据采集位置处，其中，第二传感器342的第一示例在个体352的左侧而第二传感器342的第二示例在个体352的右侧。
确认休息位
确认个体是否处于休息位的方法在牙科专业人士中是公知的，并且可以应用任何合适的方法。简单方法例如需要个体说“Emma”、咀嚼或者使其下颌骨后移可以是合适的。确定休息位的更客观且可重现的方法更适合于确定何时采集用于制备处于休息位的个体的模型的数据。确定休息位的更客观且可重现的方法更适合于确定何时采集数据，因为习惯位置与休息位通常会是靠近的。
图17是还包括第三数据采集模块468的系统450的示意图。第三数据采集模块468包括用于采集与由个体452的颌部肌肉组织451使用的能量有关的数据的第三传感器345。可以使用用于对关于颌部肌肉组织451的能量使用的数据进行采集的任何合适的技术。关于颌部肌肉组织的能量使用的数据可以根据上颌-下颌关系被呈现给用户，例如，颌部肌肉组织451的能量使用的绝对水平或相对水平。数据可以在视觉显示器如LCD显示器上呈现给用户，或者可替选地数据可以通过听觉、触觉或其他反馈媒介呈现给用户。这使得系统450的用户能够确定在所选择的值处能量使用处于哪种上颌下颌关系。所选择的值可以是相当于休息位的最小值。在实施方式中，方法10包括确认由颌部肌肉组织451用来保持在适当位置处的能量的量达到最小值。
图18是其中第三数据采集模块是肌电图描记法(“EMG”)模块569的系统550的示意图。EMG模块569可以通过EMG在不同的上颌下颌关系下监测颌部肌肉组织551的电势，提供关于根据上颌下颌关系的颌部肌肉组织551的能量使用的数据。颌部肌肉组织551中的作为EMG模块569目标的具体肌肉包括咬肌和前颞肌。在EMG模块569中，第三传感器545可以是双极表面电极，这使得表面EMG数据能够从多个肌肉点同时且实时地被采集。由处理器546执行的软件允许在休息处或者在功能中采集EMG数据(对颌部肌肉组织551的电活动的测量)。
图19是其中第三数据采集模块668与处理器646工作上进行通信的系统650的示意图。处理器646可以被配置成使第二数据采集模块658在一个或更多个所选条件满足时采集第三数据组662。所选条件可以是由第三数据采集模块668采集的数据指示由颌部肌肉组织651用来保持在适当位置处的能量的量达到所选值，例如，达到指示颌部肌肉组织651疲劳并且上颌下颌关系为处于休息位的最小值。处理器646的指令可以以存储在计算机可读介质644上的计算机可读代码的形式而被存储。对包括指令的软件的编码在本描述给定的计算机编程领域内的技术人员的范围内。在一些实施方式中，在第三数据采集模块668被稳固在数据采集位置处的情况下，第三数据组662可以在采集第三数据组662期间在房间内没有临床医生的情况下被采集。在方法110或其中第三数据组662包括处于不同于休息位的上颌下颌关系下的数据的其他方法被实践时，所选的条件可以是颌部肌肉组织651的能量使用的不同于指示上颌下颌关系为处于休息位的水平的水平。
图20是其中第三数据采集模块768采集第二数据组760、第三数据组762或者二者的数据的系统750的示意图。第三数据组762可以包括关于由第二数据采集模块758采集的下颌骨765的位置的数据和关于由第三数据采集模块768采集的颌部肌肉组织751的能量使用的数据二者。在实施方式中，第二数据采集模块758和第三数据采集模块768可以同时采集第三数据组762。在实施方式中，第二数据组760也可以包括关于颌部肌肉组织751的能量使用的数据。在实施方式中，关于颌部肌肉组织751的能量使用的数据例如根据上颌下颌关系被实时采集；系统750的本实施方式可以具有应用于方法110的特别的应用以在不同于休息位的上颌下颌关系下采集第三数据组762。
图21是包括肌肉疲劳模块870的系统850的实施方式的示意图。图22是包括使个体的颌部肌肉组织疲劳224的方法210的流程图。肌肉疲劳模块870包括肌肉疲劳装置847，例如，电极。当颌部肌肉组织851疲劳时，最小量的能量被用来维持下颌骨865的位置，而上颌下颌关系为处于休息位。
图23是其中肌肉疲劳模块是经皮神经电刺激(“TENS”)模块971的系统950的示意图。TENS用于刺激颌部肌肉组织951直至疲劳。
图24是还包括肌肉疲劳模块1070和第三数据采集模块1068的系统1050的示意图。处理器1046与第三数据采集模块1068工作上进行通信并且与肌肉疲劳模块1070工作上进行通信。肌肉疲劳模块1070使颌部肌肉组织1051疲劳并且第三数据采集模块1068采集指示颌部肌肉组织1051疲劳的数据。处理器1046可以被配置成使第二数据采集模块1058在第三数据采集模块1068采集到指示颌部肌肉组织1051通过肌肉疲劳模块1070而疲劳的数据时采集第三数据组1062。处理器1046可以被配置成使肌肉疲劳模块1070使颌部肌肉组织1051疲劳。处理器的指令可以以被存储在计算机可读介质1044上的计算机可读代码的形式被存储。对包括指令的软件的编码在本描述给定的计算机编程领域内的技术人员的范围内。
在系统1050中，不必要由临床医生实时解释第三数据组1062，这是因为肌肉疲劳模块1070会使颌部肌肉组织1051疲劳并且第三数据采集模块1068会使第二数据采集模块1058采集第三数据组1062。在一些实施方式中，在第三数据采集模块1068被稳固在数据采集位置的情况下，第三数据组1062可以在采集第三数据组1062期间在房间内没有临床医生的情况下被采集。
现有牙科特征
本文中所公开的方法及系统可以适用于缺乏任何现有牙科特征的个体(即在上颌弓或者下颌弓上都没有牙齿，其中上颌弓是仅残嵴和腭，而下颌弓是仅残嵴)。该方法及系统还可以应用于可以具有现有牙科特征的个体。现有牙科特征以修复假体为例示但是还可以包括例如自然齿系。在牙科特征是可移除的修复假体的情况下，牙科特征可以在采集第二数据组和第三数据组期间保持在适当位置。在将第二数据组和第三数据组应用到例如制备3D模型以计划牙科治疗的应用时，牙科特征可以负责。
制备3D模型
图25是包括根据第一数据组、第二数据组及第三数据组制备3D模型326的方法310的流程图。图26是包括根据第一数据组1156、第二数据组1160及第三数据组1162制备的3D模型1172的系统1150的示意图。3D模型1172是个体1152的头部的模型，包括上颌骨1163、上颌弓1164、下颌骨1165及下颌弓1166。
第一数据组1156利于对上颌弓1164和下颌弓1166进行建模。第三数据组1162利于对上颌下颌关系为处于休息位的上颌骨1163和下颌骨1165进行建模。3D模型1172的休息位由此特定于个体1152并且精确地反映个体1152的休息位。上颌弓1164和上颌骨1163的相对位置在任何上颌下颌关系下保持不变，而下颌弓1166和下颌骨1165的相对位置类似地在任何上颌下颌关系下保持不变。因此，第二数据组1160提供基于其使第一数据组1156与第三数据组1162关联的基础。
在3D模型1172中，下颌骨1165的模型可以从休息位被铰接、被平移、被延伸以及被设计。由此休息位可以是根据其做出诊断决定和治疗决定的下颌骨1165的参考位置。
图27是基于通过方法10采集的数据的3D模型1272的示意图。第一数据组1256使得能够制备下颌弓效果图1274和上颌弓效果图1276。第二数据组1260使得能够制备下颌骨效果图1278和上颌骨效果图1280。第三数据组1262使得能够制备休息位效果图1282。根据组合的下颌弓效果图1274、上颌弓效果图1276、下颌骨效果图1278、上颌骨效果图1280及休息位效果图1282制备模型1272。第一数据组1256通过光学技术例如使用口腔内扫描仪155采集。第二数据组1260和第三数据组1262分别通过光学技术例如使用口腔外扫描仪259采集。
图28是基于通过方法110采集的数据的3D模型1372的示意图。第三数据组1362使得能够制备其他上颌下颌关系效果图1384。根据组合的下颌弓效果图1374、上颌弓效果图1376、下颌骨效果图1378、上颌骨效果图1380、休息位效果图1382及其他上颌下颌关系效果图1384制备模型1372。第一数据组1356通过光学技术例如使用口腔内扫描仪155采集。第二数据组1360和第三数据组1362分别通过光学技术例如使用口腔外扫描仪259采集。
图29是基于通过方法10采集的数据的3D模型1472的示意图。第一数据组1456使得能够制备下颌弓效果图1474和上颌弓效果图1476。第二数据组1460使得能够制备下颌骨效果图1479和上颌骨效果图1481。第三数据组1462使得能够制备休息位效果图1483。根据组合的下颌弓效果图1474、上颌弓效果图1476、下颌骨效果图1479、上颌骨效果图1481及休息位效果图1483制备模型1472。第一数据组1456通过光学技术例如使用口腔内扫描仪155采集。第二数据组1460和第三数据组1462分别通过超声波扫描术技术例如使用3D超声波扫描术模块361采集。
图30是基于通过方法110采集的数据的3D模型1572的示意图。第三数据组1562使得能够制备其他上颌下颌关系效果图1584。根据组合的下颌弓效果图1574、上颌弓效果图1576、下颌骨效果图1579、上颌骨效果图1581、休息位效果图1583及其他上颌下颌关系效果图1585制备模型1572。第一数据组1556通过光学技术例如使用口腔内扫描仪155采集。第二数据组1560和第三数据组1562分别通过超声波扫描术技术例如使用3D超声波扫描术模块361采集。
图27至图30示出了通过口腔内扫描仪155与口腔外3D扫描仪259或者3D超声波扫描术模块361组合使用而采集的数据的组合。然而，许多其他组合是可能的。例如，口腔内扫描仪155可以与口腔外3D扫描仪259和3D超声波扫描术模块361组合使用。可替选地，第一数据采集模块54和第二数据采集模块58的其他示例可以与以上示例组合使用、相互组合使用或者既与以上示例又相互组合使用。
使用3D模型
图31是包括对从制备3D模型426得到的3D模型进行操纵和分析428的方法410的流程图。图32是包括对3D模型进行操纵和分析的结果1687的系统1650的示意图。对3D模型1672进行操纵和分析可以包括对不同于休息位的上颌下颌关系进行推算并且测量3D模型1672的各个特征之间的关系。
图33是方法510的流程图，其中，对从制备3D模型526得到的3D模型进行操纵和分析528包括：确定休息的垂直尺寸(“VDR”)530、确定咬合的垂直尺寸(“VDO”)532以及确定正中咬合(“CO”)位534。图34是系统1750的示意图，其中，对3D模型进行操纵和分析的结果1787包括VDR1786、VDO1788及CO位1790。
在系统1750和方法510中，3D模型1772用于推算CO位1790。在休息位处，VDR1786可以在上颌骨1763上的第一任意点与下颌骨1765上的第二任意点之间被测量。在上颌下颌关系为处于CO位1790时模型1772具有VDO1788。休息位通常在CO位1790的前下方并且VDO1788通常比VDR1786小了约1mm与约4mm之间的量(从相同任意点进行测量)。
在3D模型1772中，上颌下颌关系为处于休息位，其用作为可以用于推算CO位1790的参考点。VDR1786被确定。根据VDR1786，VDO1788被估计。VDO1788提供针对个体所估计的CO位1790。处于CO位1790的个体1752的上颌下颌关系是下述参考点，在为个体1752制备牙科用具例如义齿时会根据该参考点来考虑个体1752的特定特征。
在实施方式中，将3D模型1772中的垂直尺寸从VDR1786起缩短约1mm与约4mm之间的量，以距离上颌骨1763的模型所估计的VDO来放置下颌骨1765的模型。
在实施方式中，将3D模型中的垂直尺寸从VDR1786起缩短约1mm与约2mm之间的量，以距离上颌骨1763的模型所估计的VDO来放置下颌骨1765的模型。
潜在优势
通过使用基于休息位的经验数据的个体的头部的3D模型，避免了在设计义齿时会出现的一些潜在的误差原因。
——操纵个体的嘴唇以暴露内弓空间；
——在咬记录材料被添加、被固化以及被硬化时由个体维持一致的上颌下颌关系；
——使用会具有一定程度的尺寸不稳定性的印模材料(例如，石膏、藻酸盐、聚乙烯基硅氧烷或聚醚)以形成印模；
——用石膏悬挂牙齿模型在适当位置，随着牙齿模型固化和硬化，牙齿模型收缩，引起一定程度的尺寸不稳定性；以及
——使用依托在个体的弓上的咬合边或咬块，咬合边或咬块会在装载期间例如在咬记录期间被压缩。
通过远程采集第二数据组和第三数据组可以缓解另外的误差原因。一些个体经历了会一定程度的牙疼，牙疼的范围可以从轻微到严重。一些个体经历了牙科手术恐惧症，这会使他们害怕接受牙科治疗以致于他们避免牙齿保健。由此产生的压力和焦虑会影响个体的维持颌部位置例如休息位的能力。这会通过注入咬记录材料并且使得咬记录材料固化和硬化来使记录咬的努力变得复杂。由个体经历的这种压力和焦虑会通过接近牙科临床而被加重。在记录咬时，临床医生会长时期与个体接，有时包括在使咬记录材料固化和硬化期间。通过从环境中除去所有的牙科临床医生和观察者，这些影响可以被缓解并且可以记录更精确的咬。因此，在本文中所公开的一些实施方式中，在采集第三数据组时的至少一部分时间期间个体被单独留在房间中。
仅示例
在前述描述中，为了说明的目的，许多细节被阐述以便提供对实施方式的全面理解。然而，对本领域技术人员来说明显的是这些具体细节不是必须的。在其他实例中，公知的电气结构和电路以框图形式被示出，以便不使理解模糊不清。例如，不提供关于本文中所描述的实施方式是否被实现为软件程序、硬件电路、固件或其组合的具体细节。
本公开内容的实施方式可以被表示为存储在机器可读介质中的计算机程序产品(也被称为具有计算机可读程序程序代码的计算机可读介质、处理器可读介质或者计算机可用介质)。机器可读介质可以是任何合适的有形非暂态介质，包括包含磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、存储装置(易失的或非易失的)的磁的、光的或者电的存储介质，包括固态存储装置、可移除USB固态存储(例如，USB闪存驱动器)、固态驱动器、安全数字(SD)存储装置、迷你SD存储卡、微型SD存储卡、硬盘驱动器、混合驱动器或者类似的存储机制。机器可读介质可以包含在被执行时使处理器进行根据本公开内容的实施方式的方法的各种指令组、代码序列组、配置信息组或其他数据组。本领域技术人员将理解的是实现所描述的实施过程所必需的其他指令和操作也可以被存储在机器可读介质上。存储在机器可读介质上的指令可以由处理器或其他合适的处理装置执行并且可以与执行所描述的任务的电路进行接口。
上述实施方式仅用于示例。在不脱离由所附权利要求所唯一限定的范围的情况下，本领域技术人员可以实现对特定实施方式的替换、修改和变更。

Claims (42)

1.一种用于从个体采集数据以用于制备所述个体的3D模型的方法，所述方法包括：
采集第一数据组，所述第一数据组利于对所述个体的上颌弓的至少一部分和所述个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；
采集第二数据组，所述第二数据组利于对用于将所述个体的上颌骨与所述上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分进行结构建模并且利于对用于将所述个体的下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分进行结构建模；
确认所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位；以及
在所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位时采集第三数据组，所述第三数据组利于对所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分进行结构建模。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括采集关于所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分的所述第三数据组，其中，所述上颌下颌关系为另外处于不同于所述生理休息位的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述上颌下颌关系变化时实时采集所述第三数据组的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确认所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位包括监测所述个体的颌部肌肉组织的能量使用。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在监测到选择的能量使用值时采集所述第三数据组。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，能量使用包括在所述第三数据组中。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，能量使用包括在所述第二数据组中。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，监测所述颌部肌肉组织的能量使用包括通过肌电图描记法监测所述颌部肌肉组织。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，确认所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位包括使颌部肌肉组织疲劳。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述颌部肌肉组织疲劳包括刺激所述颌部肌肉组织直至疲劳。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，刺激所述颌部肌肉组织直至疲劳包括通过经皮神经电刺激来刺激所述颌部肌肉组织。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，确认所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位包括监测所述颌部肌肉组织的能量使用。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在监测到选择的能量使用值时采集所述第三数据组。
14.一种用于从个体采集数据以用于制备3D模型的系统，包括：
第一数据采集模块，所述第一数据采集模块包括第一传感器，所述第一传感器用于采集关于所述个体的上颌弓和所述个体的下颌弓的第一数据组；
第二数据采集模块，所述第二数据采集模块包括第二传感器，所述第二传感器用于采集第二数据组，所述第二数据组关于用于将所述个体的上颌骨与所述上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分并且关于用于将所述个体的下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分，并且所述第二传感器用于在所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位时采集第三数据组，所述第三数据组关于所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分；
处理器，所述处理器与所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块工作上进行通信以控制所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块；以及
第三数据采集模块，所述第三数据采集模块包括用于监测所述个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括计算机可读介质，所述计算机可读介质与所述第一数据采集模块、所述第二数据采集模块以及所述处理器工作上进行通信，用于存储所述第一数据组、所述第二数据组及所述第三数据组。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一数据采集模块是口腔内光学3D扫描仪。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第二数据采集模块是3D光学扫描仪。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第二数据采集模块是3D超声波扫描仪。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三数据采集模块是肌电图描记器。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三数据采集模块与所述处理器工作上进行通信，并且所述处理器被配置成使所述第二数据采集模块在条件满足时采集所述第三数据组。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述条件是所述颌部肌肉组织的选择的能量使用。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述选择的能量使用是指示所述颌部肌肉组织疲劳并且所述上颌下颌关系为处于所述休息位的最小值。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述处理器还被配置成确认所述颌部肌肉组织具有所述选择的能量使用。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述第二数据采集模块被稳固在能够采集所述第三数据组的数据采集位置处。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述第二数据组能够从所述数据采集位置被采集，并且其中，所述处理器还被配置成使所述第二数据采集模块采集所述第二数据组。
26.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三数据组还由所述第三数据采集模块采集。
27.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第二数据组还由所述第三数据采集模块采集。
28.一种用于从个体采集数据以用于制备3D模型的系统，包括：
第一数据采集模块，所述第一数据采集模块包括第一传感器，所述第一传感器用于采集关于所述个体的上颌弓和所述个体的下颌弓的第一数据组；
第二数据采集模块，所述第二数据采集模块包括第二传感器，所述第二传感器用于采集第二数据组，所述第二数据组关于用于将所述个体的上颌骨与所述上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分并且关于用于将所述个体的下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分，并且所述第二传感器用于在所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位时采集第三数据组，所述第三数据组关于所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分；
处理器，所述处理器与所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块工作上进行通信以控制所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块；以及
肌肉疲劳模块，所述肌肉疲劳模块用于使颌部肌肉组织疲劳。
29.根据权利要求28所述的系统，还包括计算机可读介质，所述计算机可读介质与所述第一数据采集模块、所述第二数据采集模块以及所述处理器工作上进行通信，用于存储所述第一数据组、所述第二数据组及所述第三数据组。
30.根据权利要求28所述的系统，其中，所述第一数据采集模块是口腔内光学3D扫描仪。
31.根据权利要求28所述的系统，其中，所述第二数据采集模块是3D光学扫描仪。
32.根据权利要求28所述的系统，其中，所述第二数据采集模块是3D超声波扫描仪。
33.根据权利要求28所述的系统，其中，所述肌肉疲劳模块是经皮神经电刺激模块。
34.根据权利要求28所述的系统，其中，所述肌肉疲劳模块与所述处理器工作上进行通信，所述处理器用于控制所述肌肉疲劳模块并接收来自所述肌肉疲劳模块的反馈。
35.一种用于从个体采集数据以用于制备3D模型的系统，包括：
第一数据采集模块，所述第一数据采集模块包括第一传感器，所述第一传感器用于采集关于所述个体的上颌弓和所述个体的下颌弓的第一数据组；
第二数据采集模块，所述第二数据采集模块包括第二传感器，所述第二传感器用于采集第二数据组，所述第二数据组关于用于将所述个体的上颌骨与所述上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分并且关于用于将所述个体的下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分，并且所述第二传感器用于在所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位时采集第三数据组，所述第三数据组关于所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分；
处理器，所述处理器与所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块工作上进行通信以控制所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块；
第三数据采集模块，所述第三数据采集模块包括用于监测所述个体的颌部肌肉组织的能量使用的第三传感器；以及
肌肉疲劳模块，所述肌肉疲劳模块用于使所述颌部肌肉组织疲劳。
36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述第三数据采集模块与所述处理器工作上进行通信，并且所述处理器被配置用于使所述第二数据采集模块在所述颌部肌肉组织的能量使用是指示所述颌部肌肉组织疲劳并且所述上颌下颌关系为处于所述休息位的最小能量使用时采集所述第三数据。
37.根据权利要求36所述的系统，其中，所述肌肉疲劳模块与所述处理器工作上进行通信，所述处理器用于控制所述肌肉疲劳模块并接收来自所述肌肉疲劳模块的反馈。
38.一种制备个体的头部的3D模型的方法，包括：
采集第一数据组，所述第一数据组用于对所述个体的上颌弓的至少一部分和所述个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；
采集第二数据组，所述第二数据组用于对用来将所述个体的上颌骨与所述个体的上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分进行结构建模；
确认所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，所述第三数据组用于对所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位；以及
结合所述第一数据组、所述第二数据组及所述第三数据组以呈现处于所述生理休息位的所述头部的可关节连接的3D模型。
39.一种估计个体的头部的正中咬合位的方法，包括：
采集第一数据组，所述第一数据组用于对所述个体的上颌弓的至少一部分和所述个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；
采集第二数据组，所述第二数据组用于对用来将所述个体的上颌骨与所述个体的上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分进行结构建模；
确认所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，所述第三数据组用于对所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位；
结合所述第一数据组、所述第二数据组及所述第三数据组以呈现处于所述生理休息位的所述头部的可关节连接的3D模型；以及
针对所述可关节连接的3D模型的上颌下颌关系来确定休息的垂直尺寸并且以从所述休息的垂直尺寸起垂直缩短1mm与4mm之间的量的垂直尺寸来定位所述可关节连接的3D模型的下颌骨以设置估计的正中咬合位。
40.一种针对个体制备牙科用具的方法，包括：
采集第一数据组，所述第一数据组用于对所述个体的上颌弓的至少一部分和所述个体的下颌弓的至少一部分进行结构建模；
采集第二数据组，所述第二数据组用于对用来将所述个体的上颌骨与所述个体的上颌弓关联的所述上颌骨的至少一部分和所述上颌弓的至少一部分进行结构建模并且用于对用来将下颌骨与所述下颌弓关联的所述下颌骨的至少一部分和所述下颌弓的至少一部分进行结构建模；
确认所述个体的上颌下颌关系为处于生理休息位并且采集第三数据组，所述第三数据组用于对所述上颌骨的至少一部分和所述下颌骨的至少一部分进行结构建模，其中，所述上颌下颌关系为处于所述生理休息位；
结合所述第一数据组、所述第二数据组及所述第三数据组以呈现处于所述生理休息位的所述个体的头部的可关节连接的3D模型；
针对所述可关节连接的3D模型的上颌下颌关系来确定休息的垂直尺寸并且以从所述休息的垂直尺寸起垂直缩短1mm与4mm之间的量的垂直尺寸来定位所述可关节连接的3D模型的下颌骨以设置估计的正中咬合位；以及
基于所述估计的正中咬合位来制备牙科用具。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述牙科用具是义齿。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述义齿是全口义齿。
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