[发明专利]一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法

权利要求书

1.一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于实现如下：

(1)一段式解剖根形牙种植体的组成

一段式解剖根形牙种植体从下到上的组成包括：种植体根部、种植体穿龈部和种植体基台三部分；

(2)一段式解剖根形牙种植体根部的设计

对X射线层析成像系统所提供的牙齿三维模型的根部进行平面裁剪得到种植体根部，保证种植体根部的形状与拔牙窝的形状吻合；平面裁剪的位置与骨水平位置平齐，骨水平位置即是牙齿和牙槽骨交界线的位置，以保证种植体根部的长度与拔牙窝的深度相当；平面裁剪完成后，对裁剪留下的空洞进行填充，得到完整的种植体根部模型；

(3)一段式解剖根形牙种植体穿龈部的设计

在得到种植体根部模型后，根据根部平面裁剪的轮廓对穿龈部进行设计；种植体穿龈部的设计包括穿龈部底部轮廓和穿龈部顶部轮廓的设计；穿龈部底部轮廓为种植体根部裁剪轮廓向内收窄的形状；穿龈部顶部的轮廓根据不同需求，设计分为三种：空间圆周、裁剪轮廓、牙齿与牙龈交界线即龈牙边界；穿龈部底部轮廓和穿龈部顶部轮廓的距离根据种植体穿龈部的高度进行设定；在得到了穿龈部底部和穿龈部顶部轮廓之后，使用三维三角剖分的方法，生成穿龈部的模型；

(4)一段式解剖根形牙种植体基台的设计

种植体基台根据穿龈部顶部轮廓进行设计；种植体基台根据不同要求包括三类：空间圆锥基台、标准化基台、牙冠形状基台；种植体基台的高度根据种植体整体的高度进行确定；种植体基台的方向根据牙冠模型的方向进行确定；

(5)使用空间三维模型的布尔与运算，进行种植体根部、种植体穿龈部、种植体基台三者的组合，得到最终的一段式解剖根形牙种植体。

2.根据权利要求1所述的一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于：所述(2)中骨水平位置的确定如下：

(1)标记出牙齿与牙槽骨交界处的点i＝0，1，2...，N，N为点的个数，N≥3，根据这些标记的点，拟合出对牙齿三维模型进行裁剪的平面；

(2)将点i＝0，1，2...，N带入到平面方程Ax+By+Cz+1＝0中，得到线性方程组：

线性方程组简写为：

Ax＝b (2)

其中，

(3)采用最小二乘法求解公式(2)，求解方法为：

A^TAx＝A^Tb (3)

对公式(3)进行求解，得到系数向量x＝[A，B，C]^T，得到与骨水平位置相当的平面Ax+By+Cz+1＝0系数参数。

3.根据权利要求1所述的一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于：所述(2)中，种植体根部模型中根部的唇侧需要向内收窄1-2mm，收窄量自裁剪平面位置向种植体根部1/3高度位置逐渐减小，直至为0mm。

4.根据权利要求1所述的一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于：所述穿龈部底部轮廓和穿龈部顶部轮廓的距离和骨水平平面到牙齿牙龈交界面的距离相当。

5.根据权利要求1所述的一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于：所述(3)中，穿龈部底部轮廓为牙根裁剪轮廓向内收窄的形状，收窄的方法为：首先求出轮廓各点处的归一化法向量，法向量的方向指向轮廓中心位置，然后轮廓上各点沿着法向量方向移动相应的距离；收窄量设置为0.4mm，并且可以根据不同的情况进行调整。

6.根据权利要求1所述的一段式解剖根形牙种植体的计算机辅助设计方法，其特征在于：所述(3)中，穿龈部顶部的轮廓根据不同需求，顶部轮廓可以设计为以下三种形状：空间圆周、牙根裁剪轮廓、牙齿与牙龈交界线即龈牙边界。