用于確定患者牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及患者的牙齒正畸評估。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于在各個牙齒 成熟階段確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法，其具有未來狀況預測和/或治療建 議。
【背景技術(shù)】
[0002] 為患者提供牙科護理是眾所周知的。典型地，患者會到診所向?qū)I(yè)人員尋求護理。 專業(yè)人員例如可以是牙科醫(yī)生、牙齒矯正醫(yī)師或其它類型的口腔健康護理提供者。專業(yè)人 員會利用各種技術(shù)來檢查患者。這些技術(shù)可以對口腔區(qū)域和/或頌骨進行成像和/或X射 線照射。在進行診斷之后，專業(yè)人員隨后為忠者提供口腔矯治器以矯正患者的狀況。除了 口腔矯治器外，專業(yè)人員可為患者提供佩戴口腔矯治器進行訓練的說明。訓練例如會使得 牙齒移動至矯正位置并且有助于矯正牙齒咬合不正。
[0003] 專業(yè)人員通常通過單次觀察患者而做出診斷決定。專業(yè)人員會評估患者的齒列中 存在的狀況。檢查不需要更深入和/或更詳細的研究。然而，檢查的徹底性會嚴重影響患 者的未來狀況。例如，決定患者的最好選擇的個體可能對影響患者將來的健康結(jié)果的各種 問題的未來發(fā)展如何缺乏理解。各種重要的分析過程很少用于針對患者做出診斷。因此， 患者可能最終會遭受痛苦。典型的實例是牙弓長度分析。牙弓長度測量可以準確地預測是 否有足夠的空間可用于拉直擁擠的牙齒和/或扭轉(zhuǎn)的牙齒。然而，牙弓長度分析對于專業(yè) 人員而言是耗時的。因此，許多牙弓長度分析會提供不準確的評估。
[0004] 患者牙齒健康評估中另一重要的考慮因素是患者的年齡。例如，牙齒成熟度通常 分類為五個年齡組，其中四個組根據(jù)牙齒成熟階段分隔。這四個階段可以是全脫落齒列，從 約兩歲或三歲至約五歲半或六歲。下恒切牙在約五歲半至六歲半萌出。成人切牙開始和結(jié) 束其完全萌出的階段是約七歲或八歲，稱為過渡階段。下一個牙齒成熟階段稱為混合牙列 階段，此時其他恒齒、例如犬齒、第一前磨牙、第二前磨牙和第二恒磨牙萌出就位。這一階段 從約八歲持續(xù)至十二歲。下一個牙齒成熟階段是恒齒，二十八顆恒齒完全萌出并且頌骨生 長仍然活躍，直至女性約十八歲和男性約二十歲。最后一個牙齒成熟階段是在大部分頌骨 生長完成之后的恒齒階段。雖然男性和女性在這一階段后仍會略微生長，這一最小量生長 通常對于牙齒正畸治療是不重要的。
[0005] 多數(shù)的牙齒正畸在混合階段后期和恒齒早期進行，從約十一歲至十三歲。一些牙 齒正畸在上恒切牙和下恒切牙齒萌出之后的混合齒列期間進行。在恒齒萌出之前或期間很 少使用牙齒正畸。在過渡萌出階段期間進行牙齒正畸具有的優(yōu)勢在于，牙齒在膠原纖維形 成之前對齊。牙齒正畸使復發(fā)傾向最小化，并且對于十一歲至十三歲患者的固定牙齒正畸 而言，使治療長度縮減至平均消耗時間的約20%。
[0006] 在咬合不正治療中，在六歲至八歲患者的過渡階段、以及在兩歲至六歲患者的更 早期，利用固定和/或可移除矯治器治療是有益的。針對睡眠障礙呼吸問題，兩歲至六歲患 者的早期階段是推薦的。治療會推進下顎和舌頭或者會阻止下頌骨在睡眠時向后方移位。 治療可教導患者通過鼻子來替代嘴呼吸，這可以矯正打鼾并且會改善由呼吸問題導致的行 為癥狀。
[0007] 可以通過在童年治療來幫助具有突出下顎的兒童患者以減緩在成長年齡中可能 會發(fā)生的不利變化。改善呼吸的其它類型的矯正需要改善異常吞咽，矯正前開式咬合，矯正 上顎狹小以及改善語言問題。這些早期問題會對患者的未來健康和幸福具有重要影響。
[0008] 通常，利用頭部測量法臨床或放射地評估牙科、口腔手術(shù)、頌面部手術(shù)和/或牙齒 正畸、咬合不正。咬合不正的一種常見狀況是覆咬合，其中患者的上牙和/或下牙不能正確 對齊。頭部測量法分析是確定咬合不正類型的最準確的方式，這是由于這種分析包括骨骼 體、咬合面角度、面部高度、軟組織評估和前牙角度的評估。頭部測量射線成像中信息的各 種計算和評估允許臨床醫(yī)生客觀地確定牙齒關(guān)系和/或骨骼關(guān)系并確定矯正計劃。
[0009] 如果選擇非手術(shù)能夠產(chǎn)生可以與手術(shù)治療達到的效果相比擬的結(jié)果，那么，專業(yè) 人員會考慮和/或向患者建議這種非手術(shù)方法。在一些情形中，非手術(shù)方法是專業(yè)人員和 /或患者的優(yōu)先選擇。
[0010] 例如，面部生長修改是解決正在成長的兒童的骨骼類型III型下顎差異的有效方 法?？梢允褂醚烂嬲瓮饪瞥C治器。需要正頌外科手術(shù)結(jié)合牙齒正畸護理來矯正成人患者 的咬合不正。
[0011] 因此，需要一種用于在各個牙齒成熟階段確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和 方法，其具有未來狀況預測和/或治療建議。還需要一種利用計算機在各個牙齒成熟階段 確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法，其具有未來狀況預測和/或治療建議。還需 要一種用于在各個牙齒成熟階段確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法，其具有未來 狀況預測和/或使用口腔矯治器的治療建議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及患者的牙齒正畸評估。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于在各個牙齒 成熟階段確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法，其具有未來狀況預測和/或治療建 議。
[0013] 為此，在本發(fā)明的實施方式中，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有成像組件，其配置為 將界標定位在患者口中。成像組件定位界標并生成界標的成像數(shù)據(jù)。中央處理單元能夠訪 問具有與牙齒正畸狀況相關(guān)聯(lián)的信息的數(shù)據(jù)庫。中央處理單元接收來自成像組件的成像數(shù) 據(jù)并生成與患者口中界標和齒列相關(guān)聯(lián)的測量值。中央處理單元基于測量值和數(shù)據(jù)庫中的 信息預測患者的牙齒正畸狀況，并基于預測的牙齒正畸狀況為患者推薦治療方案。
[0014] 在本發(fā)明的另一實施方式中，提供了一種方法。提供了與患者發(fā)展齒列的特性相 關(guān)聯(lián)的診斷程序。進行與患者發(fā)展齒列相關(guān)的患者初始評估。初始評估利用成像設備定位 患者口中的點并生成成像數(shù)據(jù)。成像數(shù)據(jù)傳遞至中央處理單元，其獲得與患者口中選定點 相關(guān)聯(lián)的測量值并基于測量值預測患者將來的牙齒正畸狀況。為患者提供初始評估結(jié)果報 告，并基于結(jié)果提供治療建議。
[0015] 在本發(fā)明的又一實施方式中，提供了又一方法。利用成像設備定位患者口中的點。 成像設備定位這些點并生成口中這些點的成像數(shù)據(jù)。成像數(shù)據(jù)傳遞至中央處理單元，其能 夠訪問具有與牙齒正畸狀況相關(guān)聯(lián)的信息的數(shù)據(jù)庫。中央處理單元利用成像數(shù)據(jù)生成與患 者口中選定點和齒列相關(guān)聯(lián)的測量值。中央處理單元基于測量值和數(shù)據(jù)庫中的信息預測患 者的牙齒正畸狀況?；谠诔上駭?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的信息的基礎(chǔ)上預測的牙齒正畸狀況為患 者建議治療方案。
[0016] 本發(fā)明的特征和優(yōu)勢在本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述中進行描述，并且從其中以 及從附圖中而變得顯而易見。
[0017] 附圖簡述
[0018] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的方框圖。
[0019] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的流程圖。
[0020] 圖3示出了本發(fā)明實施例中齒列圖的示意圖。
[0021] 圖4示出了本發(fā)明實施例中另一齒列圖的示意圖。
[0022] 圖5示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0023] 圖6示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0024] 圖7示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0025] 圖8示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0026] 圖9示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0027] 圖10示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0028] 圖11示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0029] 圖12示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0030] 圖13示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0031] 圖14示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0032] 圖15示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0033] 圖16示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0034] 圖17示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0035] 圖18示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0036] 圖19示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0037] 圖20示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0038] 圖21示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0039] 圖22示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
[0040] 圖23示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的圖表。
【具體實施方式】
[0041] 本發(fā)明涉及患者的牙齒正畸評估。更具體而言，本發(fā)明涉及用于在各個牙齒成熟 階段確定患者的牙齒正畸診斷分析的系統(tǒng)和方法，其具有未來狀況預測和/或治療建議。
[0042] 參照附圖，其中相同的數(shù)字表示相同的部件，圖1示出了本發(fā)明實施方式中的系 統(tǒng)10。系統(tǒng)10可用于診斷患者牙齒正畸需要和需求。系統(tǒng)10可用于幫助牙齒正畸從業(yè) 者。此外，系統(tǒng)10可允許患者齒列和/或狀況的診斷。系統(tǒng)10可為用戶提供指導。
[0043] 在實施方式中，系統(tǒng)10可利用計算機執(zhí)行評估的某些部分。例如，2003年6月 24 日公布的標題為 "Dental diagnosis and dispensing apparatus and a system and a method for providing same" 的美國專利No.6,582,225 和 1999 年 3 月 16 日公布的 標題為"Computerized orthodontic diagnosis and appliance dispenser'，的美國專利 No. 5, 882, 192披露了在牙齒診斷中利用計算機。本申請的申請人與每篇參考文獻相同并且 這些專利中的每一篇都以其全部內(nèi)容在此通過引用合并在本發(fā)明中。
[0044] 系統(tǒng)10可具有多個組件。例如，系統(tǒng)10可具有中央處理單元20(下文中稱為 "CPU"）。CPU 20可以是微處理器、計算機和/或其它類似物。CPU 20可評估由系統(tǒng)10的 各組件傳送至CPU 20的數(shù)據(jù)。此外，CPU 20可控制系統(tǒng)10的各組件。CPU 20可由本領(lǐng)域 技術(shù)人員編程以評估數(shù)據(jù)以及控制系統(tǒng)10的各組件。
[0045] 此外，系統(tǒng)10可具有數(shù)據(jù)輸入組件25 (下文中稱為"DEC"）。DEC 25可具有用戶 界面30(下文中稱為"UI"）。UI 30允許用戶在在系統(tǒng)10檢查之前、期間和/或之后輸入 由CPU 20處理的信息。這些信息可以是與患者相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如，年齡、種族、性別和/或 類似的。UI 30例如可以是鍵盤，或者用于輸入由CPU 20處理的字符、數(shù)據(jù)和/或信息的任 意其它裝置。UI 30具有用于人工數(shù)據(jù)輸入的多個字母和/或數(shù)字式輸入鍵，和/或可以 是觸摸屏或其它合適的設備。此外，UI 30可具有麥克風以允許用戶通過語音輸入數(shù)據(jù)和 /或命令。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)選擇用于UI 30的各種其他替選擇。本 發(fā)明并不旨在限制于所給定的實例。
[0046] 系統(tǒng)10還可具有監(jiān)視器35,其允許用戶看到由用戶輸入到DEC 25中的信息。監(jiān) 視器30可為用戶提供高分辨率圖像。監(jiān)視器35可以是等離子顯示器、LED顯示器或IXD顯 示器。監(jiān)視器35可以將來自系統(tǒng)10的信息中繼給用戶。
[0047] 此外，監(jiān)視器35可顯示與系統(tǒng)10的正確使用相關(guān)的用戶指令。例如，指令可給出 針對檢查的綱要，從而需要用戶在進行到檢查的下一步之前完成檢查的一步。綱要能夠確 保檢查以標準方式完成和/或執(zhí)行。可以在后期重復連續(xù)檢查并與先前檢查相比較。因此， 來自先前檢查的數(shù)據(jù)可以以直接關(guān)系與以相同方式進行的后期檢查中采集的數(shù)據(jù)相比較。
[0048] 系統(tǒng)10還可具有成像組件40(下文中稱為"1C")。1C 40可采集患者口腔內(nèi)部一 部分和/或面部外側(cè)的圖像。1C 40可以通過攝像頭或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意其它圖 像捕獲設備采集數(shù)字的、靜止的、視頻的、數(shù)字X射線等的圖像。來自1C 40的圖像可傳遞 至CPU 20以用于評估。
[0049] 系統(tǒng)10還可具有識別筆45,其用于與1C 40相結(jié)合。識別筆45可具有多種功能。 例如，識別筆45能夠采集患者口腔內(nèi)部的高分辨率圖像?；颊叩凝X列可由識別筆45可視化 地捕獲?？谇豢捎勺R別筆45完全成像。識別筆45可采集齒列的圖像并將圖像傳輸至CPU 20 〇
[0050] 在初始檢查期間，患者的齒列可由識別筆45進行數(shù)字化，其可圍繞患者口部通 過。識別筆45可在牙齒的頰、唇、咬合和舌面以及牙齦線上通過。識別筆45還能通過牙齒 咬合的患者。患者齒列圖像記錄在監(jiān)視器35上。可以從任意角度觀察齒列的任一面。識 別筆45可用于獲得患者面部的輪廓圖和/或面部的前視圖。識別筆45可用于獲得用于結(jié) 合分析的張大嘴視圖和/或大笑視圖。利用識別筆45對齒列成像是非侵入式的并且需要 約2分鐘至5分鐘。識別筆45可為患者齒列提供一對一的圖像。
[0051] 識別筆45還可采集患者咬合面的圖像。此外，識別筆45可采集患者口腔外部的 圖像。識別筆45可將圖像傳送至CPU 20。CPU 20可處理齒列圖像以生成患者口腔內(nèi)部的 虛擬模型。虛擬模型可顯示在監(jiān)視器35上。CPU 20可處理患者咬合面和口腔外部的圖像 以生成患者的其它虛擬模型。CPU 20可將齒列圖像與具有患者口腔外部的咬合面圖像相結(jié) 合以增強虛擬模型和/或提供更多細節(jié)。
[0052] 此外，系統(tǒng)10可在患者口中定位界標。例如，系統(tǒng)10可利用識別筆45結(jié)合CPU 20來定位患者口中的界標。識別筆45可將某些界標的測量值傳送至CPU 20。
[0053] 在一個實施例中，系統(tǒng)10可定位約五十個獨立界標，大部分界標位于患者齒列 上，而一部分界標位于患者面部上。界標可包繞上前牙的寬度以及下前牙的寬度。牙齒可 以是乳牙或恒牙。界標可指示上牙弓和/或下牙弓中牙齒的前部可用空間和/或后部可用 空間。界標可指示直覆咬合和/或開式咬合、水平覆牙合和/或下頌前突、息止間隙和最大 開頌。
[0054] 此外，界標可指示對未萌出的牙齒和/或萌出恒牙的牙齒寬度的評估。利用多個 乘法因數(shù)和下恒中切牙的近中頌-遠側(cè)寬度來計算該評估。下恒中切牙與口中萌出或未萌 出的其它恒齒的尺寸高度相關(guān)。因此，可以確定針對正在萌出或已萌出到口中的各個恒齒 尺寸所需的空間。因而，還可以確定將來擁擠的評估。
[0055] 系統(tǒng)10還可以利用乘法因數(shù)從犬齒至犬齒的牙弓寬度中確定下牙弓和上牙弓的 曲率。CPU 20可沿牙弓曲率線測量，連同明顯的斷裂觸點和/或組織下方隱藏的斷裂觸點 一起，以獲得牙弓曲率的讀數(shù)。牙弓曲率可用于評估位置和尺寸而不管嚴重程度和位置不 正，特別是過度切緣前突情形中的上切牙的位置和尺寸。斷裂觸點和/或旋轉(zhuǎn)的評估允許 CPU 20預測擁擠。
[0056] 從各個界標中可獲得息止間隙和最大開頌。如果存在的話，也可獲得牙齦退縮?？?以觀察牙齦組織的顏色。顏色可以是正?；蚣t色，其指示患者的牙周問題。
[0057] 通過利用界標，可以確定擁擠和/或間隙、以及上和下牙弓的切部和前部以及牙 弓上段和下段后部的牙弓長度分析數(shù)據(jù)、擁擠程度。此外，界標可指示是否存在足夠的空間 可用于矯正擁擠，或者是否需要其它設備，例如唇擋、牙齒矯正器、擴張矯治器和/或全固 定牙齒正畸以得到成功的結(jié)果。CPU 20還指示保持的預期成功和/或?qū)砜赡馨l(fā)生復發(fā)的 數(shù)量。CPU 20可訪問數(shù)據(jù)庫55中的信息，以將預測建立在用于矯正的各種矯治器治療結(jié)果 的統(tǒng)計學數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。
[0058] 此外，CPU 20可以通過處理界標和/或齒列的測量值來利用界標進行計算，以預 測患者口腔內(nèi)部的齒列和/或口腔狀況的將來的尺寸。例如，CPU 20可利用測量值和/或 界標來評估在計算患者的一顆牙齒和/或多顆牙齒的合適尺寸方而進行診斷所需的放大 或減小的程度。
[0059] 此外，CPU 20可以以這一過程可精確復制的方式進行牙弓長度分析。這樣做對于 患者的成功治療是有幫助的。在幾個月治療之后重復這一過程能夠準確地確定患者是否從 該治療中取得了足夠的進步。
[0060] 此外，用戶可將信息輸入到DEC 25的UI 30。UI 30將數(shù)據(jù)傳送至CPU 20。系統(tǒng) 10可將數(shù)據(jù)和/或指令傳送至監(jiān)視器35從而與系統(tǒng)10的用戶通信。在用戶已經(jīng)提供了必 要信息之后，CPU 20可將信息傳送至識別筆45和/或1C 40以得到患者口腔和牙齒的各 種數(shù)字圖像。如果需要的話，CPU 20定期詢問問題和/或指導用戶如何獲得準確的視頻圖 像?？衫帽O(jiān)視器35和/或DEC 25的UI 30進行通信。
[0061] 來自1C 40的圖像、測量值和/或界標可通過識別筆45得到，并且可由CPU 20進 行處理。系統(tǒng)10另外收集的信息可由CPU 20進行處理。CPU 20具有數(shù)據(jù)輸出組件50 (下 文中稱為"DOC"）。以電子方式或者通過DOC 50傳送信息、圖像、測量值口 /或界標。DOC 50可傳輸圖像和/或數(shù)據(jù)至另一位置，例如，通過網(wǎng)絡、電子郵件或其它方式，用于由另一 系統(tǒng)或者諸如醫(yī)生、牙醫(yī)、牙齒正畸醫(yī)生等的個人進行評估。DOC 50可由本領(lǐng)域技術(shù)人員來 執(zhí)行，從而使DOC 50例如通過網(wǎng)絡、電話、衛(wèi)星或其它方式傳輸圖像和/或數(shù)據(jù)。此外，DOC 50可生成針對患者的文檔。
[0062] 在一實施例中，1C 40和/或識別筆45可傳輸表示患者口腔和/或齒列的圖像的 數(shù)字和/或模擬信號至CPU 20。CPU 20基于圖像、編程信息和/或可由用戶輸入的任意其 它信息進行計算和/或診斷。在完成診斷之后，CPU 20可指導患者有關(guān)針對特定牙齒正畸 狀況的治療。
[0063] 在一