[发明专利]一种压低用辅弓动态矫治力矩预测模型建立方法

说明书

本发明公开了一种压低用辅弓动态矫治力矩预测模型建立方法，涉及正畸治疗技术领域，它包含如下步骤：1)分析压低用辅弓的结构特征和加载特征；2)建立压低用辅弓侧面观圆弧矫治力矩方程；3)建立压低用辅弓前面观圆弧矫治力矩方程；4)建立蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型；5)建立压低用辅弓动态矫治力矩预测模型。本发明能够有效的对医师所施加的压低用辅弓动态矫治力矩进行参数化表达，准确地预测医师所施加的压低用辅弓动态矫治力矩，辅助医生提高正畸治疗的安全性和预见性，提高口腔正畸诊疗的数字化程度。

技术领域

本发明涉及一种压低用辅弓矫治力矩预测模型建立方法，属于正畸治疗技术领域。

背景技术

深覆颌是口腔临床上较为常见的一种错颌畸形的具体形式，通常会对患者咬合关系产生较大影响，压低用辅弓是临床上针对高角型深覆颌病例的常用弓形，其中成型正畸弓丝的形状是影响正畸力矩的决定因素。在传统的诊断过程中，各矫治阶段所使用正畸弓丝产生的矫治力矩大小、矫治效果的预测多根据正畸医生的经验进行判断，虽然这种依靠正畸医师经验的传统正畸治疗手段在大多数患者的治疗中能发挥一定的作用，但正畸力矩缺乏量化标准，治疗结果完全依赖于医生水平，易对患者造成伤害并导致治疗效率的降低。

基托蜡具有质地较软，韧性好，加热变软不粘手等物理特性，在口腔临床应用中可基于患者牙齿数据制成蜡制颌堤，将蜡制颌堤浸入水浴箱可以将正畸矫治过程大大缩短，区别与其他刚性牙齿模型，将蜡制颌堤浸入恒温水浴环境中能够观察到牙齿随正畸弓丝的移动情况，实现正畸矫治过程中牙齿与牙周组织间相互作用这一动态过程的模拟，从而对矫治方案进行修正。

虽然目前蜡制颌堤的应用能够在一定程度上提升矫治方案的合理性，但在应用基托蜡模拟正畸治疗的过程中，正畸弓丝形状与牙齿所受动态矫治力之间的关系并未确立，缺乏相应的量化标准，正畸医生仍旧无法通过该模拟过程预测在正畸弓丝影响下患者受矫治力的大小，因此建立基于蜡制颌堤的压低用辅弓动态矫治力矩预测模型，对压低用辅弓动态矫治力矩值进行参数化表达，对于开展口腔数字化诊疗，辅助医生提高正畸治疗的安全性和预见性具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种压低用辅弓动态矫治力矩预测模型建立方法，对牙齿所受压低用辅弓动态矫治力矩进行参数化表达。

上述目的主要通过以下方案实现：

本发明的一种压低用辅弓矫治力矩预测模型建立方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程为：

1)分析压低用辅弓的结构特征和加载特征；

2)建立压低用辅弓侧面观圆弧矫治力矩方程；

3)建立压低用辅弓前面观圆弧矫治力矩方程；

4)建立蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型；

5)建立压低用辅弓动态矫治力矩预测模型。

作为优选，所述的步骤1)中，由压低用辅弓的结构特性可知，在压低用辅弓对牙齿进行矫治时，矫治力矩由侧面观圆弧及前面观圆弧释放，压低用辅弓的侧面观圆弧在弓丝的两侧相互对称，因此只对一侧的侧面观圆弧进行分析；侧面观圆弧的顶部开隙为l_t，侧面竖直臂高度为h_d，底部开隙为l_b，正畸力由临床上安装压低用辅弓产生弹性形变后产生。

作为优选，所述的步骤2)中，侧面观圆弧在加载时符合棱柱杆横向屈曲的力学特性，在此情形下，侧面观圆弧屈曲时将产生一沿弓丝的反力s₀，定义底部开隙所在直线为x轴，定义面向压低用辅弓前面观圆弧在左侧、顶部开隙在上、底部开隙在下时，过底部开隙左端点垂直于底部开隙的直线为y轴，一竖直向下的反力F₀，侧面观圆弧微分方程为：