[发明专利]一种蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型建立方法

说明书

本发明公开了一种蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型建立方法，涉及正畸治疗技术领域，它包含如下步骤：1)牙齿所受蜡制颌堤拖曳力的计算；2)牙齿所受惯性力的计算；3)求解蜡制颌堤密度随时间变化的表达式，建立蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型。本发明能够有效的对牙齿移动过程中阻力进行计算，为获得更准确的正畸过程中牙齿移动预测模型，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。

技术领域

本发明涉及一种蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型建立方法，属于正畸治疗技术领域。

背景技术

固定矫治技术是目前最为有效的正畸治疗方法，在传统固定矫治技术的诊断过程中，各矫治阶段所使用正畸弓丝产生的矫治力大小、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，但临床医师无法准确预测患者佩戴正畸弓丝进行治疗后的矫治效果。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，在蜡制颌堤上观察到牙齿随正畸弓丝的移动情况，从而对矫治方案进行修正。

但是目前在应用蜡制颌堤模拟正畸治疗的过程中，正畸弓丝形状与牙齿移动的关系并未确立，缺乏相应的量化标准，正畸医生仍旧无法准确预测在正畸弓丝影响下患者牙齿的移动状况，因此建立正畸弓丝影响下牙齿移动的预测模型，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，然而应用蜡制颌堤模拟牙齿移动是一个复杂的过程，牙齿同时受到正畸力与蜡制颌堤阻力的作用并产生移动，为了获得更准确的正畸过程中牙齿移动预测模型，对牙齿移动过程中阻力进行建模分析是不可或缺的。

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蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型建立方法，是应用蜡制颌堤模拟正畸治疗的过程中，实现正畸弓丝影响下牙齿移动的预测的基础。

上述目的主要通过以下方案实现：

1、一种蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型建立方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程包括以下步骤：

1)牙齿所受蜡制颌堤拖曳力的计算；

2)牙齿所受绕流惯性力的计算；

3)求解蜡制颌堤密度随时间变化的表达式，建立蜡制颌堤模拟牙齿移动过程中动态阻力模型。

作为优选，所述的步骤1)中，被测牙齿与测量原件以树脂圆柱体连接，牙齿在蜡制颌堤中的移动实际为圆柱连接体在蜡制颌堤中的运动，因此，以圆柱体作为基本构件进行分析；

当牙齿在蜡制颌堤中移动的速度为v_t时，v_t为蜡制颌堤在t时刻的流动速度，圆柱体上受到沿移动方向的作用力为绕流拖曳力；摩擦拖曳力和压差拖曳力共同组成绕流拖曳力；摩擦拖曳力是由于流体的粘滞性在柱体表面形成边界层，在此边界层范围内，流体产生速度梯度，摩擦效应显著，产生了摩擦切应力；压差拖曳力是由于边界层在圆柱体表面某点处分离，在分离点下游即在圆柱体后部形成很强的旋涡尾流，使得圆柱前后产生压力差，进而在流动方向产生了一个力，而在流体流动中，圆柱体旋涡尾流是随雷诺数的R_e的变化发展的，牙齿在蜡制颌堤中移动的雷诺数R_e＜5，因此无旋涡尾流的产生，无压差拖曳力产生；

对单位长度圆柱体上的拖曳力f_D可用式(1)计算：