專利名稱：定位夾具及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種定位夾具及其制造方法，且特別涉及一種能夠令矯正器精準定位
于待矯正牙齒的矯正位置的定位夾具及其制造方法。
背景技術：
目前齒列矯正技術種類繁多，其中最常見的齒列矯正技術，不外乎以矯正托架 (Orthodontic Bracket)直接黏附于牙齒的表面，之后再將一金屬弓線(Archwire)依照矯 正托架上所設置的溝槽(slot)，而將金屬弓線穿設于溝槽當中，以完成待矯正牙齒的矯正 作業程序。 然而，于矯正程序當中，關于上述矯正托架如何定位以及要定位于待矯正牙齒齒 面的哪一處，為整個牙齒矯正程序的重點所在，因此，便開始有如何將矯正托架精準定位于 待矯正牙齒齒面的相關技術。 請同時參閱圖1及圖2所示，其為美國專利公告號US6988889B2的技術示意圖，于 此發明專利中，其披露一種關于矯正托架底部的加工，以符合待矯正牙齒齒面的方法。
此方法主要是在一計算機系統上，仿真出待矯正牙齒100齒面1000的3D影像，之 后再選用符合該齒面1000的矯正托架200，并依據齒面1000將矯正托架200的底部201以 精準的切割工具，例如機械加工的切割方式，將其底部201待切除的部分2010切除，并留下 一具有吻合齒面1000的切割面2012的保留部分2011，以將其加工成吻合待矯正牙齒100 齒面1000的外型，使其能夠固合于待矯正牙齒100的齒面1000上，并通過矯正弓線穿固于 矯正托架200的溝槽202之間，以完成矯正作業程序。 然而通過機械加工的切割方式可能需要于矯正托架200上，依據齒面1000實際的 曲度，才能夠加工出吻合的矯正托架200底部201，因此加工可能比較不易而導致影響牙齒 矯正作業。
發明內容
本發明的目的在于提供一種定位夾具及其制造方法，用以供一齒列矯正器定位于 一待矯正牙齒的精確矯正位置上，以縮短矯正者齒列的矯正時間。 依據上述目的，本發明所述定位夾具的制造方法，其用以供齒列矯正器定位于矯 正者待矯正的牙齒上，此制造方法至少包括建立矯正者齒列矯正前的一第一齒列數字模 型、建立矯正者齒列矯正后的一第二齒列數字模型、依據該第二齒列數字模型的牙齒表面 及位置建構多個定位夾具數字模型、在這些定位夾具數字模型上分別設置一結合部以及將 所述多個定位夾具數字模型輸出為定位夾具實體。 本發明另提供以上述方法所制造的定位夾具，其包括本體及結合部。本體具有與 待矯正牙齒齒面曲度一致的表面。結合部具有待矯正牙齒表面外型及位置信息且形成于本 體上，其可供矯正器精準的定位于待矯正牙齒的矯正位置，以縮短矯正者矯正療程的時間。
綜上述可知，本發明的有益技術效果在于，由于定位夾具的結合部具有待矯正牙
3齒于矯正后所需要的矯正角度及位置信息，因此使得矯正器能夠通過定位夾具而精準的定 位于待矯正牙齒的矯正位置上，以大幅縮短矯正者矯正療程的時間。
圖1為美國專利公告號US6988889B2的技術示意圖(一 )；
圖2為美國專利公告號US6988889B2的技術示意圖(二 )；
圖3為本發明定位夾具制造方法的流程示意圖；
圖4為本發明矯正者齒列矯正前的形態； 圖5為本發明依據矯正者矯正前的齒列模型，重新排列出矯正后的齒列模型的示 意圖； 圖6為本發明矯正后齒列數字模型的示意圖，用以表示于此數字模型中，所欲擷 取的齒面外型； 圖7A為由本發明圖6矯正后齒列數字模型建構出定位夾具數字模型的示意圖； 圖7B為依據本發明圖7A所取得的定位夾具數字模型，設計出結合部的示意圖； 圖8為本發明的定位夾具實體貼合于矯正者實際待矯正齒列的示意圖； 圖9為本發明圖8待矯正牙齒的側視示意圖，用以表示定位夾具與矯正器的結合
關系； 圖10為本發明于矯正器定位于待矯正牙齒齒面的精確矯正位置后，將定位夾具 拆卸移除的示意圖；圖11為矯正器定位于其分別待矯正的牙齒上，并串固有矯正弓線的示意圖12為以直線形式表示齒列矯正前的示意圖；以及
圖13為圖12經由本發明矯正后的示意圖。
其中，附圖標記說明如下:100牙齒1000齒面200矯正托架201底部202溝槽2010待切除的部分2011保留部分2012切割面40矯正前的齒列410,420牙齒4100齒面50矯正后的齒列60齒面中點線70定位夾具700本體710結合部80矯正器810矯正弓線820溝槽S300取得齒列模型；S310建立齒列數字模型；S320建立牙齒表面中點的平面并擷取牙齒表面外型及位置信息，以建構出定位夾具數字模型； S330在定位夾具數字模型上設置結合部； S340將具有結合部的定位夾具數字模型定位至矯正前齒列的數字模型上；以及
S350輸出定位夾具實體。
具體實施例方式
為使本發明的構造、特征、功效及目的能夠有更詳盡的了解，現配合附圖將本發明 相關實施例詳細說明如下。 請參閱圖3所示，圖3為本發明定位夾具制造方法的流程示意圖。
如圖3所示，定位夾具由以下方法所制成取得齒列模型(步驟S300)、建立齒列 數字模型(步驟S310)、建立牙齒表面中點的平面并擷取牙齒表面外型及位置信息，以建構 出定位夾具數字模型(步驟S320)、在定位夾具數字模型上設置結合部(步驟S330)、將具 有結合部的定位夾具數字模型定位至矯正前齒列的數字模型上(步驟S340)、輸出定位夾 具實體(步驟S350)。 為了使上述的方法更容易理解，請依序配合圖4至圖8。首先請參閱圖4，圖4為 本發明矯正者齒列矯正前的形態。 由圖4可知，其為位于矯正者舌側的一矯正前的齒列40，此矯正前的齒列40具有 待進行矯正的兩顆牙齒牙齒410與牙齒420，于此可先利用咬模材料取得矯正前的齒列 40，然后以石膏制出并取得其模型(步驟S300)。 請同時參照圖5，圖5為本發明依據矯正者矯正前的齒列模型，重新排列出矯正后 的齒列模型的示意圖。 當矯正前的齒列40的石膏模型制成后，便可依據此石膏模型，將石膏模型上的牙 齒切割下來(包含待矯正的牙齒410與牙齒420)，并重新排列成另一組矯正后的齒列50的 石膏模型，此時牙齒410與牙齒420已經被排列整齊而成為矯正后的齒列50的理想形態， 之后將矯正前的齒列40與矯正后的齒列50利用3D掃描的方式，建立兩組模型的齒列數字 模型(步驟S310)，其中所述矯正前的齒列數字模型亦可直接由電子掃描技術而于矯正者 口腔內直接掃描取得，并依據所取得的矯正前的齒列數字模型，于一計算機系統上仿真出 矯正后的齒列的數字模型。 再請依序參閱圖6、圖7A及圖7B，圖6為本發明矯正后齒列數字模型的示意圖，用 以表示于此數字模型中，所欲擷取的齒面外型；圖7A為由本發明圖6矯正后齒列數字模型 建構出定位夾具數字模型的示意圖；圖7B為依據本發明圖7A所取得的定位夾具數字模型， 設計出結合部的示意圖。 如圖6所示，當建立矯正前與矯正后的兩組齒列數字模型后，即進入客制化的計 算機數字模型處理，即針對矯正者所待矯正的齒列，設計出量身訂做的定位夾具階段。主 要于矯正后的齒列50的數字模型中，建立通過矯正后的齒列50的齒面中點的平面的齒 面中點線60，并依據此齒面中點線60，擷取齒面外型的數字影像及位置信息，同時將此 齒面外型的厚度設定于0.2毫米(mm) 1毫米(mm)之間，之后再通過計算機輔助設計 (Computer-AidedDesign， CAD)技術建構具有表面曲度與待矯正牙齒齒面曲度一致的定位 夾具70的本體700的數字模型(步驟S320)，其中將此齒面外型的厚度設定于0. 2毫米 (mm) 1毫米(mm)之間，于后續定位夾具70輸出成實體時，能夠以較薄狀的外型便于貼合 于矯正前的齒列40的齒面(牙齒410與牙齒420)。 接著，于本體700的數字模型中，由于其具有與待矯正牙齒齒面曲度致的表面，因 此依據此曲度以分別設計出形成于本體700上結合部710的位置(如圖7B所示)(步驟S330)，其中，結合部710為方形通孔，且其帶有配合托架種類以及型號的配置角度、位置等 信息。由于這些結合部710依據待矯正牙齒齒面曲度所設計，因此具有每顆待矯正牙齒分 別所需要的矯正角度與方向位置信息，而皆有其不同特定角度的方向形成于定位夾具70 本體700的曲度上，并配合其所對應的矯正器種類及型號等信息，而能夠依照此結合部710 的角度定位，以驅使矯正前的齒列40朝向理想的位置矯正。 為能進一步確認定位夾具70與矯正前的齒列40數字模型的齒面形狀的吻合度， 得將這些具有結合部710的定位夾具數字模型定位至矯正前齒列的數字模型上(步驟 S340)，以核對定位夾具70是否能夠吻合矯正前的齒列40數字模型的齒面形狀，以將后續 定位夾具70可能多余的部分預先在計算機系統上修正切除。 請同時參閱圖8、圖9及圖10，圖8為本發明的定位夾具實體貼合于矯正者實際待 矯正齒列的示意圖；圖9為本發明圖8待矯正牙齒的側視示意圖，用以表示定位夾具與矯正 器的結合關系；圖10為本發明于矯正器定位于待矯正牙齒齒面的精確矯正位置后，將定位 夾具拆卸移除的示意圖。 于上述步驟S340與矯正前的齒列40的數字模型形狀比對吻合后，即可將此定位 夾具70的數字模型通過如立體打印機(3D printer)設備，將其輸出制成金屬實體(步驟 S350)，定位夾具70實體的材質為金屬或高分子。當取得定位夾具70的實體后，即能夠通 過上膠的方式，將定位夾具70貼合于如圖8矯正者實際待矯正的牙齒410與牙齒420的齒 面上，然后依據結合部710的曲度信息，選用如圖9中的分別對應的矯正器80的種類及型 號，并通過具有矯正信息的結合部710，由于其為一通孔狀，使得矯正器80能夠定位于如圖 9待矯正牙齒410牙齒齒面4100精確的矯正位置，并于圖10定位后，即可將定位夾具70拆 卸移除，之后將一矯正弓線810穿固于矯正器80的溝槽820之間。 請參閱圖ll，圖11為矯正器定位于其分別待矯正的牙齒上，并串固有矯正弓線的 示意圖。 于圖11中，須特別注意的是，由于待矯正的牙齒410與牙齒420的矯正器80已經 依據其分別具有的矯正信息的結合部710而黏貼于牙齒410與牙齒420的齒面上，因此牙 醫師僅需將矯正弓線810穿固好，即可自然地驅使待矯正的牙齒410與牙齒420朝理想的 位置矯正(如圖11中的箭頭所示)，而令其于短時間內快速達到矯正位置的效果。
請參閱圖12及圖13，圖12以直線形式表示齒列矯正前的示意圖；圖13為圖12經 由本發明矯正后的示意圖。 為了使本發明齒列矯正前與齒列矯正后能看出其明顯的差異，于圖12中以直線 方式來更清楚的說明。由圖12中可清楚地看出矯正前的齒列40其具有待矯正的牙齒410 與牙齒420，其中經由定位夾具70的結合部710由于其具有牙齒所分別需要的矯正角度與 方向信息，配合上述其相對應的矯正器80 (圖未示)的類型與型號，因此能夠令矯正器80 分別定位于牙齒410與牙齒420的精準的矯正位置上(即結合部710的位置)，之后搭配每 顆牙齒矯正弓線的相互聯結(圖中以虛線表示)，經由矯正弓線的施力，致使矯正前的齒列 40能夠快速達到直線矯正的效果(將齒列拉直)，即達到矯正后的齒列50的位置。
由上述可知，本發明的特點歸納如下 1.有別于現有矯正托架是利用其底部經由機械加工方式可能會有加工不易的情 形，本發明以不一樣的定位夾具技術，將其直接由立體打印機輸出成形，因此可以輸出與數
6字影像上完全一樣的實體出來，而可同樣地通過定位夾具輔助矯正器定位于待矯正牙齒的 齒面。 2.由于定位夾具的通孔具有矯正所需的矯正信息與位置，因此可供矯正器定位于 待矯正牙齒真正所該定位的矯正位置，而達到所謂直線矯正的功效。 3.通過定位夾具通孔上的矯正信息，因此可供矯正器定位于待矯正牙齒的精準矯 正位置，克服傳統牙醫師需要依靠經驗而將矯正器定位于牙齒所產生的矯正誤差，以大幅 縮短齒列矯正時間。 4.通過客制化的定位夾具本體，由于其呈薄狀的形態且具備牙齒齒面的型態，因 此特別適用于舌側的齒列矯正，以取代傳統頰側齒列矯正技術，達到隱藏式的矯正，以提升 矯正者于齒列矯正期間的自信心。 綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所采用的技術手段的較佳實施方式或 實施例而已，并非用來限定本發明的實施的范圍。即凡與本發明的范圍相符，或依本發明的 范圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明的范圍所涵蓋。
權利要求
一種定位夾具的制造方法，用以供一齒列矯正器定位于一待矯正牙齒上，該方法至少包括建立矯正者齒列矯正前的一第一齒列數字模型；建立矯正者齒列矯正后的一第二齒列數字模型；依據該第二齒列數字模型的牙齒表面及位置建構多個定位夾具數字模型；在所述多個定位夾具數字模型上分別設置一結合部；以及將所述多個定位夾具數字模型輸出為定位夾具實體。
2. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中該第一齒列數字模型利用咬模材料 取得矯正者的齒列形狀，然后用石膏制做出一矯正前齒列模型，并使用3D掃描手段將該矯 正前齒列模型掃描成該第一齒列數字模型。
3. 依據權利要求2所述定位夾具的制造方法，其中，在制做出該矯正前齒列模型后，該 制造方法還包含將該矯正前齒列模型切割，并重新排列出一矯正后齒列模型，再使用3D掃描手段將該 矯正后齒列模型掃描成該第二齒列數字模型。
4. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中該第二齒列數字模型可直接依據該 第一齒列數字模型在計算機上建立。
5. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中所述多個定位夾具數字模型于該第 二齒列數字模型建立通過牙齒表面中點的平面，以擷取牙齒表面外型及位置信息，再通過 計算機輔助設計技術，建構出該定位夾具數字模型。
6. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中該結合部為一通孔。
7. 依據權利要求6所述定位夾具的制造方法，其中該通孔呈方形。
8. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中該定位夾具實體由一立體打印機所 輸出制成。
9. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中該定位夾具實體的材質為金屬或高 分子。
10. 依據權利要求l所述定位夾具的制造方法，其中該定位夾具實體的厚度介于 0. 2mm 1. 0mm之間。
11. 依據權利要求1所述定位夾具的制造方法，其中在將所述多個定位夾具數字模型 輸出為定位夾具實體之前，該制造方法還包含有將所述多個具有該結合部的定位夾具數字 模型，定位至其分別所對應的該第一齒列數字模型的齒面上的步驟。
12. —種如權利要求1所述定位夾具的制造方法所制造的定位夾具，包括 一本體，具有一表面，該表面的曲度與該待矯正牙齒齒面曲度一致；以及 一結合部，形成于該本體上。
13. 依據權利要求12所述的定位夾具，其中該本體的材質為金屬或高分子。
14. 依據權利要求12所述的定位夾具，其中該本體的厚度介于0. 2mm 1. 0mm之間。
15. 依據權利要求12所述的定位夾具，其中該結合部為一通孔。
16. 依據權利要求15所述的定位夾具，其中該通孔呈方形。
全文摘要
本發明揭示一種定位夾具及其制造方法，用以供齒列矯正器定位于矯正者待矯正的牙齒上，此制造方法包括建立齒列矯正前及矯正后的數字模型；依據矯正后齒列數字模型的牙齒表面及位置建構多個定位夾具；在定位夾具上設置結合部；將這些具有結合部的定位夾具輸出為定位夾具實體。定位夾具實體包括有本體及結合部，本體具有與待矯正牙齒齒面曲度一致的表面；結合部具有待矯正牙齒表面外型及位置信息且形成于本體上，其可供矯正器精準的定位于待矯正牙齒的矯正位置。
文檔編號A61C7/00GK101744663SQ20081018596
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者吳慶財, 陳志宇 申請人:財團法人金屬工業研究發展中心;陳志宇