用于可预测的正畸治疗的系统、方法和设备与流程

用于可预测的正畸治疗的系统、方法和设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术是中国申请号为201780021423.3(对应于pct国际申请号pct/us2017/024141)、申请日为2017年3月24日、发明名称为“用于可预测的正畸治疗的系统、方法和设备”的发明专利申请的分案申请。该中国申请201780021423.3要求于2016年3月28日提交的美国临时申请no.62/314,317的优先权。以上专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。


背景技术：

3.现有的正畸手术典型地涉及将患者的牙齿重新定位到期望的布置以便校正牙齿咬合和/或改善美观性。为了达到这些目的，例如托架、壳体对齐器等等的正畸矫治器能够由正畸专业人员将其应用于患者的牙齿上。矫治器能够被构造成在一个或多个牙齿上施加力以便根据治疗计划来实现期望的牙齿移动。
4.在一些情况下，在确定用于重新定位牙齿的治疗计划时，现有方法可能不考虑患者特异性的、牙齿特异性的、以及移动特异性的生理因素，这对治疗的效果、安全性和可预测性是有害的。与本发明相关的工作提出，在每一治疗阶段之间以非常小的移动来移动牙齿可导致牙齿移动稍微不规则并且可预测性不够理想。例如，在牙齿接收足够的力开始移动之前，它可能采用几个矫治器。此外，过快地移动牙齿可能会导致细胞坏死。另外，在每一方向上对每个牙齿编程为一个速率或速度的现有系统都能够是有缺陷的，因为这样的系统没有解决牙齿移动的速率依赖于生理因素(例如，牙齿类型和移动类型)的事实。一些现有方法使用具有最大移动的牙齿来确定治疗的时长和治疗阶段的数量，并且减慢其他牙齿的移动以匹配该多个阶段。该方法能够是有缺陷的并且导致不够理想的治疗计划，因为阶段之间的少量移动能够导致对于至少一些牙齿的不规则的和可预测性更小的牙齿移动。此外，该概念的逻辑扩展表明，较大的移动发生迅速而较小的移动发生缓慢。然而，该结论在矫正器上不正确，并且基于该范例的治疗能够在至少一些情况下导致不够理想的治疗。
5.因此，需要改进的正畸治疗计划和矫治器。


技术实现要素：

6.本发明提供了用于计划和实现患者牙齿的正畸治疗的改进的系统、方法、矫治器和设备。在一些实施例中，移动速度，例如定向目标速度，可用于独立于其他牙齿来计划每个牙齿的移动速度，这产生了具有更可预测的正畸移动和治疗的治疗计划。能够根据不同类型的牙齿的易于移动率、对于类型牙齿的在移动方向上移动的合适的生理速率以及牙齿移动的类型来配置治疗计划，从而提供一种具有能够实现的较高概率的治疗计划。所述治疗计划可以包括多个移动阶段。可以为每个牙齿配置治疗计划和相应的移动阶段以便以与牙齿能够沿所述轨道移动的最大速度相关的相应的速度和轨道移动，例如以位于约25％的最大速度以内的速度。对于每个牙齿，能够根据移动轨道和沿牙齿的移动轨道的速度确定用于治疗的移动阶段的总数。由于一些牙齿将具有少于治疗阶段的总数的移动阶段数量，
因此移动阶段中的一些可以包括对那些牙齿的非实质移动速度。通过以其移动更可预测的速率和轨道来移动牙齿，并且通过减小能够导致不规则的牙齿移动的速度和轨道的使用，该方法能够提供改善牙齿移动的可靠性的分级和矫治器。
7.在一些实施例中，正畸治疗计划涉及将一个或多个牙齿从初始牙齿布置移动到目标牙齿布置。每个牙齿的合适的移动速度可以根据例如患者特异性因素、牙齿类型、牙齿移动的类型、牙齿移动的方向、和/或附加的治疗因素而变化。本发明实施例允许独立地确定每个牙齿的目标移动速度，从而可以为每个特定的牙齿定制重新定位的速率和/或定时，而不需要依赖于任何其它牙齿的重新定位的速率和/或定时。此外，在一些实施例中，移动速度可以独立地确定和应用于不同方向的牙齿移动，使得计划移动的定向分量能够被解耦，并且在治疗过程中可以在不同的时间进行和结束。有利地，该方法可用于提供具有对牙齿移动、功效和可预测性的改进的控制的患者特异性正畸治疗计划。
8.在一个方面，提供了一种用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的系统。该系统可以包括一个或多个处理器和存储器。存储器可以包括当由一个或多个处理器执行时的指令，使得所述一个或多个处理器接收表示所述多个牙齿的数字数据集所述一个或多个处理器可以确定移动轨道，所述移动轨道用于将所述多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向。多个牙齿中的至少一个牙齿的移动轨道可以包括沿多个不同方向的移动。所述一个或多个处理器可以确定用于沿相应移动轨道重新定位每个牙齿的移动速度可以为多个牙齿的每个牙齿和多个不同方向的每个方向独立地确定移动速度。
9.通过审阅说明书，权利要求和附图，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。
10.通过引用的结合
11.本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请在此通过引用结合到同一程度上，如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地且个别地标示为以引用的方式并入本文中一样。
附图说明
12.本发明的新颖性特征在所附权利要求中具体阐述。本发明的特征和优点的更好理解将通过参考以下详细描述来获得，所述详细描述阐述了示例性实施例，其中利用了本发明的原理，并且其结合了附图：
13.图1是示出了根据实施例的患者的颌的解剖关系的正视图；
14.图2a更详细地示出了根据实施例的患者的下颌，并提供了牙齿可以如何移动的一般表示；
15.图2b示出了根据实施例的来自图2a的单个牙齿，并且限定如何确定牙齿的移动距离；
16.图3a示出了根据实施例的牙齿重新定位矫治器；
17.图3b示出了根据实施例的牙齿重新定位系统；
18.图3c示出了根据实施例的使用多个矫治器进行正畸治疗的方法；
19.图4是示意性地示出根据实施例的表示在编程的牙齿速度和实现的牙齿移动之间的关系的钟形曲线的图；
20.图5示出了根据实施例的牙齿的模型；
21.图6示出了根据实施例的牙齿移动的模型；
22.图7a至图7d示出了根据实施例的基于旋转轴线和阻力轴线确定牙齿移动类型；
23.图8示出了根据实施例的基于力矩/力的比率确定牙齿移动类型；
24.图9示出了根据实施例的牙齿的移动方向；
25.图10a示出了根据实施例的具有线性内插方向的移动分量的牙齿移动；
26.图10b示出了根据实施例的具有解耦方向的移动分量的牙齿移动；
27.图11示出了根据实施例的用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的方法；
28.图12是示意性地示出了根据实施例的在不同治疗阶段的牙齿移动的图；
29.图13示出了根据实施例的用于产生用于重新定位牙齿的治疗计划的方法；
30.图14示出了根据实施例的用于产生用于重新定位牙齿的治疗计划的方法；
31.图15是根据实施例的数据处理系统的简化框图；
32.图16示出了根据实施例的用于编号牙齿的两个系统；
33.图17示出了根据实施例的牙齿的移动方向；以及
34.图18示出了根据实施例的用于使用多个矫治器治疗牙齿的移动阶段。
具体实施方式
35.提供了用于正畸治疗计划的改进的系统、方法和装置。在一些实施例中，如果在不考虑可能影响正畸的牙齿移动速率的生理因素(例如牙齿类型、移动类型、移动方向、以及患者特异性特征(例如，代谢率、骨密度等))的情况下计划牙齿的移动，则可能会损害牙齿移动的功效。在此描述的治疗计划方法识别并考虑这些生理因素，从而提供更多的生理上准确和患者特异性的治疗计划。此外，在一些实施例中，不允许异步牙齿移动的治疗计划(例如，治疗计划，其中所有的牙齿在整个治疗期间被同时移动，而与计划的移动的量无关)可导致施加到牙齿的相对较低的力，这也会损害移动功效。本发明的各个实施例允许不同的牙齿和/或沿不同方向的移动彼此分离并异步地执行，提高了正畸治疗的灵活性、可预测性和功效。
36.在一个方面，提供了一种用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的系统。该系统可以包括一个或多个处理器和存储器。存储器可以包括指令，当由一个或多个处理器执行时：使所述一个或多个处理器接收表示所述多个牙齿的数字数据集；确定移动轨道，该移动轨道用于将多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向；以及确定移动速度，该移动速度用于沿相应移动轨道重新定位每个牙齿。可独立地确定所述多个牙齿中的每个牙齿的移动速度。可选地或组合地，多个牙齿可以被分类成多个不同的子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。
37.每个牙齿的移动速度可以通过多种方式中的一个或多个来确定。
38.在一些实施例中，基于一个或多个患者特异性特征来确定移动速度。所述一个或多个患者特异性特征可以包括以下各项中的一个或多个：年龄、代谢率、骨密度、骨骼成熟度、牙周状态、口腔内有机体种群、唾液组成、唾液特性、生物标记浓度、妊娠状态、肥胖状态、身体质量指数(bmi)或药物使用状态。
39.在一些实施例中，基于牙齿的牙齿类型确定每个牙齿的移动速度。所述牙齿类型
可以包括以下的一个或多个：切牙、尖牙、前磨牙、磨牙、前牙、后牙、中心牙、侧牙、单根牙、多根牙、乳牙、恒牙、部分萌出牙、完全萌出牙、异位牙、小尺寸牙、平均尺寸牙、大尺寸牙、上颌牙或下颌牙。
40.在一些实施例中，基于相应的移动轨道的移动类型确定每个牙齿的移动速度。移动类型可以包括以下的一个或多个：旋转移动、平移移动、基于牙冠的移动、基于牙根的移动、牙体移动、不受控的倾翻(tipping)移动、受控的倾翻移动、竖直移动、转矩移动、倾斜变化移动、第一序列(first order)移动、第二序列移动、或第三序列移动。
41.在一些实施例中，基于在相应的移动轨道中在牙齿的移动方向确定每个牙齿的移动速度。该方向可以包括以下的一个或多个：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向、侧向、水平方向、垂直方向、面方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。该方向可以包括以下的一个或多个：牙冠近中方向、牙冠远中方向、牙冠颊方向、牙冠舌方向、牙根近中方向、牙根远中方向、牙根颊方向、牙根舌方向、挤入方向、挤出方向、正旋转方向或负旋转方向。
42.在一些实施例中，从基于一个或多个专家意见或临床数据而产生的一组移动速度值中选择移动速度。
43.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器使用所述移动速度来确定多个移动阶段以沿相应的移动轨道重新定位每个牙齿。对于多个牙齿中的至少一些牙齿移动阶段的数量可以不同。
44.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器确定所述多个牙齿中的至少一个牙齿的旋转轴与阻力轴之间的距离。例如，可以基于旋转轴与阻力轴之间的距离确定所述至少一个牙齿的移动速度。
45.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器修改所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动速度或移动轨道。该修改可以基于一个或多个附加治疗来考虑，例如以下一个或多个：改善的美观性、临床结果、碰撞避免、对治疗的生物响应或来自治疗的反馈数据。
46.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器确定多个移动阶段，该移动阶段用于基于相应的移动轨道及相应的移动速度重新定位每个牙齿。所述一个或多个处理器可基于所述多个移动阶段生成用于制造多个正畸矫治器的数据。
47.在一些实施例中，多个牙齿中移动阶段的数量不同，所述多个牙齿中的每一个包括确定数量的移动阶段。
48.在一些实施例中，对于所述多个牙齿的一部分来说，治疗阶段的总数大于多个移动阶段的总数，并且其中，所述部分的每个牙齿的多个移动阶段之间的差和治疗阶段的总数限定了对于所述部分的每个牙齿没有实质移动的多个阶段。
49.在一些实施例中，每个牙齿沿移动轨道模型移动的多个移动阶段被确定为响应于所述每个牙齿沿所述轨道的距离和所述速度。
50.在一些实施例中，多个牙齿的一部分并非基本上针对多个移动阶段的一部分被移动，而是基本上针对多个移动阶段的另一部分被移动。
51.在一些实施例中，多个牙齿中的每一个都能够具有最大移动速度，该移动速度包括对应于至少约30％最大移动速度的实质移动速度(substantial movement velocity)，
并且其中多个移动阶段被布置为选择性地提供实质移动速度或非实质移动速度(no substantial movement velocity)，其中，所述非实质移动速度包括不大于约0.1％的最大移动速度。
52.在一些实施例中，布置所述多个移动阶段以便针对所述多个牙齿中的每一个在约0.1％的最大移动速度至约25％的最大移动速度的范围内不限定移动速度。
53.在一些实施例中，针对所述多个牙齿的每一个，多个牙齿中没有牙齿包括位于从约0.04％的最大速度至约40％的最大速度的范围内的速度。
54.在一些实施例中，多个牙齿中的第一牙齿包括从多个治疗阶段的第一移动阶段至最后移动阶段的实质速度，以及多个牙齿中的第二牙齿包括用于所述多个移动阶段的一部分的实质速度和用于所述多个移动阶段的另一部分的非实质速度。
55.在一些实施例中，多个牙齿的一部分选自包括以下的组：上切牙、下切牙、尖牙、上前牙、下前牙，多个牙齿的一部分的最大速度位于从约0.5mm/周(week)至约0.15mm/周的范围内。
56.在一些实施例中，多个牙齿的一部分选自包括以下的组：磨牙和前磨牙，并且多个牙齿的一部分中的每个牙齿的最大速度位于从约0.03mm/周至约0.3mm/周的范围内。
57.在一些实施例中，多个牙齿的一部分选自包括以下的组：上切牙、下切牙、尖牙、上前牙和下前牙，并且多个牙齿的一部分的实质速度位于从约0.1mm/周至约0.4mm/周的范围内。
58.在一些实施例中，多个牙齿的一部分是选自包括以下的组：磨牙和前磨牙，以及多个牙齿的一部分的实质速度位于从约0.02mm/周至约0.25mm/周的范围内。
59.在另一方面，提供了一种用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的方法。该方法可以包括：使用一个或多个处理器接收表示多个牙齿的数字数据集；使用所述一个或多个处理器来确定移动轨道，该移动轨道用于将所述多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向；以及使用所述一个或多个处理器确定移动速度，该移动速度用于沿相应的移动轨道重新定位每个牙齿。可以针对多个牙齿的每个牙齿独立地确定移动速度。可选地或组合地，多个牙齿可以被分类为多个不同子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。
60.每个牙齿的移动速度可以通过多种方式中的一个或多个来确定。在一些实施例中，基于一个或多个患者特异性特征确定移动速度。所述一个或多个患者特异性特征可以包括以下各项中的一个或多个：年龄、代谢率、骨密度、骨骼成熟度、牙周状态、口腔内有机体种群、唾液组成、唾液特性、生物标记浓度、妊娠状态、肥胖状态、身体质量指数(bmi)或药物使用状态。
61.在一些实施例中，基于牙齿的类型确定每个牙齿的移动速度。所述牙齿类型可以包括以下的一个或多个：门牙、犬牙、前臼齿、臼齿、前牙、后牙、中心牙、侧牙、单根牙、多根牙、乳牙、恒牙、部分萌出牙、完全萌出牙、异位牙、小尺寸牙、平均尺寸牙、大尺寸牙、上颌牙或下颌牙。
62.在一些实施例中，基于对应移动轨道的移动类型确定每个牙齿的移动速度。移动类型可以包括以下的一个或多个：旋转移动、平移移动、基于牙冠的移动、基于牙根的移动、
牙体移动、不受控的倾翻(tipping)移动、受控的倾翻移动、竖直移动、转矩移动、倾斜变化移动、第一序列移动、第二序列移动、或第三序列移动。
63.在一些实施例中，基于在所述移动轨道中的所述牙齿的移动方向确定每个牙齿的移动速度。该方向可以包括以下的一个或多个：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向，侧向、水平方向、垂直方向、面方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。该方向可以包括以下的一个或多个：牙冠近中方向、牙冠远中方向、牙冠颊方向、牙冠舌方向、牙根近中方向、牙根远中方向、牙根颊方向、牙根舌方向、挤入方向、挤出方向，正旋转方向或负旋转方向。
64.在一些实施例中，从基于一个或多个专家意见或临床数据而产生的一组移动速度值中选择移动速度。
65.在一些实施例中，方法还包括使用移动速度来确定多个移动阶段以沿相应的移动轨道重新定位每个牙齿。对于多个牙齿中的至少一些牙齿移动阶段的数量可以不同。
66.在一些实施例中，方法还包括确定多个牙齿中的至少一个牙齿的旋转轴与阻力轴之间的距离。可以基于旋转轴与阻力轴之间的距离确定所述至少一个牙齿的移动速度。
67.在一些实施例中，所述方法还包括修改所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动速度或移动轨道。该修改可以基于一个或多个附加治疗来考虑，例如以下中的一个或多个：改善的美观性，临床结果，碰撞避免，对治疗的生物响应或来自治疗的反馈数据。
68.在一些实施例中，该方法还包括确定多个移动阶段以基于相应的移动轨道及相应的移动速度重新定位每个牙齿；以及基于多个移动阶段来制造多个正畸矫治器。
69.在另一方面，提供了一种或多种非瞬态计算机可读介质。所述一个或多个非瞬态计算机可读介质可以包括指令，当由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器：接收表示多个牙齿的数字数据；确定移动轨道，该移动轨道用于将多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位为目标位置和方向；以及确定移动速度，该移动速度用于沿所述移动轨道重新定位每个牙齿。可以针对多个牙齿的每个牙齿独立地确定移动速度。可选地或组合地，多个牙齿可以被分类为多个不同子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。
70.在另一方面，提供了一种用于产生用于重新定位牙齿的治疗计划的系统。该系统可以包括一个或多个处理器和存储器。所述存储器可以包括指令，当被一个或多个处理器执行时，该指令使得一个或多个处理器：(a)接收表示牙齿的初始位置和方向的数字数据集；(b)确定移动轨道，该移动轨道用于将牙齿从初始位置和方向重新定位为目标位置和方向，其中移动轨道包括沿多个不同方向的移动；以及(c)确定移动速度，该移动速度用于沿多个不同方向的每个方向重新定位牙齿，其中，移动速度是对于每一方向独立确定的。
71.在一些实施例中，多个不同的方向包括以下的两个或多个：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向、侧向、水平方向、垂直方向、面方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。多个不同的方向可以包括以下的两个或多个：牙冠近中方向、牙冠远中方向、牙冠颊方向、牙冠舌方向、牙根近中方向、牙根远中方向、牙根颊方向、牙根舌方向、挤入方向、挤出方向、正旋转方向或负旋转方向。
72.在一些实施例中，多个不同方向中的至少一些的移动速度彼此不同。
73.在一些实施例中，进一步基于以下各项中的一个或多个确定移动速度：患者特异
性特征、牙齿的牙齿类型、或移动轨道的移动类型。
74.在一些实施例中，从基于一个或多个专家意见或临床数据而产生的一组移动速度值中选择移动速度。
75.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器使用所述移动速度来确定多个移动阶段以沿相应的移动轨道重新定位每个牙齿。对于多个牙齿中的至少一些牙齿移动阶段的数量可以不同。
76.在一些实施例中，所述指令进一步使所述一个或多个处理器对多个牙齿的每个牙齿重复步骤(a)到(c)。
77.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器：(d)确定用于沿所述多个不同方向的每一方向重新定位所述牙齿的移动时间表。所述移动时间表可包括在不同时间沿所述多个不同方向中的至少一些来重新定位所述牙齿。
78.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器修改所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动速度或移动轨道。该修改可以基于一个或多个附加的治疗来考虑，例如以下中的一个或多个：改善的美观性、临床结果、碰撞避免、对治疗的生物响应或来自治疗的反馈数据。
79.在一些实施例中，所述指令还使得所述一个或多个处理器：确定多个移动阶段以基于移动轨道及移动速度重新定位每个牙齿；和基于移动阶段生成用于制造多个正畸矫治器的数据。
80.在另一方面，提供了一种用于产生用于重新定位牙齿的治疗计划的方法。该方法包括：(a)使用一个或多个处理器接收表示所述牙齿的初始位置和方向的数字数据集；(b)使用所述一个或多个处理器确定移动轨道，该移动轨道用于将所述牙齿从所述初始位置和方向重新定位到目标位置和方向，其中所述移动轨道包括沿多个不同方向的移动；以及(c)使用所述一个或多个处理器来确定移动速度，该移动速度用于沿所述多个不同方向的每一方向重新定位所述牙齿，其中，所述移动速度是对于每一方向独立确定的。
81.在一些实施例中，多个不同的方向包括以下两个或多个：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向、侧向、水平方向、垂直方向、面方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。多个不同的方向可以包括以下两个或多个：牙冠近中方向、牙冠远中方向、牙冠颊方向、牙冠舌方向、牙根近中方向、牙根远中方向、牙根颊方向、牙根舌方向、挤入方向、挤出方向、正旋转方向或负旋转方向。
82.在一些实施例中，多个不同方向中的至少一些的移动速度彼此不同。
83.在一些实施例中，进一步基于以下各项中的一个或多个确定移动速度：患者特异性特征、牙齿的牙齿类型、或移动轨道的移动类型。
84.在一些实施例中，从基于一个或多个专家意见或临床数据而产生的一组移动速度值中选择移动速度。
85.在一些实施例中，该方法还包括使用移动速度来确定多个移动阶段以用于沿每个方向重新定位牙齿。对于多个不同方向中的至少一些移动阶段的数量可以不同。
86.在一些实施例中，所述方法还包括对于多个牙齿中的每个牙齿重复步骤(a)到(c)。
87.在一些实施方案中，所述方法还包括：(d)确定用于沿所述多个不同方向的每一方
向重新定位所述牙齿的移动时间表。所述移动时间表可包括在不同时间沿所述多个不同方向中的至少一些来重新定位所述牙齿。
88.在一些实施例中，所述方法还包括修改所述牙齿的移动速度或移动轨道中的一个或多个。该修改可以基于一个或多个附加的治疗考虑。所述一个或多个附加的治疗考虑可以包括以下一个或多个：改善的美观性、临床结果、碰撞避免、对治疗的生物响应或来自治疗的反馈数据。
89.在一些实施例中，该方法还包括：确定多个移动阶段，用于基于所述移动轨道和所述移动速度重新定位牙齿；以及基于所述多个移动阶段来制造多个正畸矫治器。
90.在另一方面，提供了一种或多种非瞬态计算机可读介质。所述一个或多个非瞬态计算机可读介质可以包括指令，当被一个或多个处理器执行时：使所述一个或多个处理器：(a)接收表示所述牙齿的初始位置和方向的数字数据集；(b)确定移动轨道，该移动轨道用于将所述牙齿从所述初始位置和方向重新定位到目标位置和方向，其中，移动轨道包括沿多个不同方向的移动；以及(c)确定移动速度，该移动速度用于沿所述多个不同方向的每个方向重新定位所述牙齿，其中，所述移动速度是对于每一方向独立确定的。
91.在另一方面，提供了一种用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的系统。该系统可以包括一个或多个处理器和存储器。存储器可以包括指令，当由一个或多个处理器执行时：使所述一个或多个处理器接收表示所述多个牙齿的数字数据集；确定移动轨道，该移动轨道用于将多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位至目标位置和方向，其中所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动轨道包括沿多个不同方向的移动；确定移动速度，该移动速度用于沿相应移动轨道重新定位每个牙齿。可以独立地确定多个牙齿的每个牙齿的移动速度。可选地或组合地，多个牙齿可以被分类成多个不同的子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。对于所述多个不同方向的每一方向，可以独立地确定所述至少一个牙齿的移动速度。
92.在另一方面，提供了一种用于产生用于重新定位多个牙齿的治疗计划的方法。该方法可以包括：使用一个或多个处理器接收表示多个牙齿的数字数据集；使用所述一个或多个处理器来确定移动轨道，该移动轨道用于将所述多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向，其中所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动轨道包括沿多个不同方向的移动；以及使用所述一个或多个处理器确定移动速度，该移动速度用于沿相应的移动轨道重新定位每个牙齿。可以针对多个牙齿的每个牙齿独立地确定移动速度。可选地或组合地，多个牙齿可以被分类为多个不同的子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。对于所述多个不同方向的每一方向，可以独立地确定所述至少一个牙齿的移动速度。
93.在另一方面，提供了一种或多种非瞬态计算机可读介质。所述一个或多个非瞬态计算机可读介质可以包括指令，当由一个或多个处理器执行时：使所述一个或多个处理器接收表示所述多个牙齿的数字数据集；确定移动轨道，该移动轨道用于将所述多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向重新定位至目标位置和方向，其中，所述多个牙齿中的至少一个牙齿的移动轨道包括沿多个不同方向的移动，确定用于沿相应移动轨道重新定位每个牙齿的移动速度。可以针对多个牙齿的每个牙齿独立地确定移动速度。可选地或组合地，多
个牙齿可以被分类为多个不同子组(例如，基于牙齿类型、牙齿特征、在牙弓中的位置等)，并且可以针对多个不同子组的每个子组独立地确定移动速度。对于多个不同方向的每一方向独立地确定所述至少一个牙齿的移动速度。
94.另一方面，一种用于根据治疗计划重新定位牙齿的系统包括：多个聚合外壳矫治器，其用于根据所述治疗计划重新定位所述多个牙齿。多个矫治器中的每一个对应于治疗计划的移动阶段，所述多个矫治器中的每一个包括多个牙齿接收腔，以根据所述治疗计划移动所述多个牙齿。所述多个矫治器被布置成将所述多个牙齿中的每一个以独立的移动速度沿所述多个牙齿中的所述每个牙齿的相应移动轨道移动。
95.在一些实施例中，多个矫治器被布置为选择性地为每个牙齿提供至少约25％的最大移动速度的实质移动速度，或包括不大于约0.1％的最大速度的非实质移动速度。
96.在一些实施例中，所述每一牙齿不包括位于约0.1％的最大速度至约25％的最大速度范围内的速度。
97.在一些实施例中，所述多个牙齿中的任一牙齿都不包括位于约0.04％的最大速度至约40％的最大速度范围内的速度。
98.在一些实施例中，多个牙齿中的第一牙齿包括从所述多个治疗阶段中的第一移动阶段至最后移动阶段的第一速度，并且所述多个牙齿中的第二牙齿包括从第一移动阶段至最后移动阶段的第一速度和第二速度。
99.在一些实施例中，其中所述每个牙齿沿所述移动轨道移动的多个移动阶段的数量被每个牙齿的响应于沿所述轨道的所述速度和距离来确定，并且其中对于多个牙齿其移动阶段的数量不同。
100.在一些实施例中，所述多个牙齿的一部分对于多个移动阶段的一部分来说并没有被实质上移动，并且对于多个移动阶段的另一部分来说被实质上移动。
101.在一些实施例中，多个牙齿中的每一个都能够具有最大移动速度，该移动速度包括对应于至少约25％的最大移动速度的实质移动速度，并且其中所述多个移动阶段被布置为选择性地提供实质移动速度或非实质移动速度，其中，所述实质移动速度不大于约0.1％的最大移动速度。
102.在一些实施例中，布置所述多个移动阶段以便针对所述多个牙齿中的每一个限定移动速度在约0.1％的最大移动速度至约25％的最大移动速度的范围内。
103.在一些实施例中，针对所述多个牙齿的每一个，多个牙齿中没有牙齿包括位于约0.04％的最大速度至约40％的最大速度范围内的速度。
104.在一些实施例中，多个牙齿中的第一牙齿包括从多个治疗阶段的第一移动阶段至最后移动阶段的实质速度，以及多个牙齿中的第二牙齿包括用于所述多个移动阶段的一部分的实质速度和用于所述多个移动阶段的另一部分的非实质速度。
105.在一些实施例中，多个牙齿的一部分选自包括以下的组：上切牙、下切牙、尖牙、上前牙和下前牙，且所述多个牙齿的一部分的最大速度在约0.5mm/周至约0.15mm/周的范围内，并且可选地，该部分包括用于多个阶段的非实质移动速度和用于另外多个阶段的实质移动速度。
106.在一些实施例中，所述多个牙齿中的一部分选包括以下的组：磨牙和前磨牙，所述多个牙齿的一部分中的每一个的最大速度位于从约0.03mm/周至约0.3mm/周的范围内，并
且任选地，所述部分包括用于多个阶段的非实质移动速度和用于另外多个阶段的实质移动速度。
107.在一些实施例中，多个牙齿的一部分选自包括以下的组：上切牙、下切牙、尖牙、上前牙和下前牙，所述多个牙齿的一部分的实质速度在约0.1mm/周至约0.4mm/周的范围内，并且可选地，所述部分包括用于多个阶段的非实质移动速度和用于另外多个阶段的实质移动速度。
108.在一些实施例中，所述多个牙齿的一部分选自包括以下的组：磨牙和前磨牙，并且所述多个牙齿的一部分的实质速度位于约0.02mm/周至约0.25mm/周的范围内，并且任选地，所述部分包括用于多个阶段的非实质移动速度和用于另外多个阶段的实质移动速度。
109.在一些实施例中，非实质移动速度包括不超过约0.001mm/周，并且可选地，非实质移动速度包括不超过约0.00025mm/周。
110.本文公开的方法、装置和矫治器非常适合用于乳牙列、恒牙列、植入物及其组合。由于这些类型的牙齿中的每一个都可以以不同的速度移动，因此独立地确定各牙齿的移动和根据不同的牙齿移动速度所制造的矫治器能够提高治疗效果。本文中公开的方法、装置和矫治器也可被配置为以较高的速度移动牙齿以便闭合拔牙部位。
111.现在转到附图，图1示出具有上颌骨22和下颌骨20的颅骨10。下颌骨20在关节30处铰接于颅骨10。关节30称为颞下颌关节(tmj)。上颌骨22与上颌101相关联，而下颌骨20与下颌100相关联。
112.可产生颌100和颌101的计算机模型，并且计算机仿真模型在颌100和颌101上的牙齿之间交互作用。所述计算机仿真可以允许所述系统集中在涉及安装在所述颌上的牙齿之间的触点的移动。所述计算机仿真可以允许所述系统在所述颌100和101彼此接触时呈现实际上准确的现实的颌移动。此外，该模型可用于模拟包括突出移动、侧向移动、以及“牙齿诱导”移动的颌移动，其中下颌100的路径由牙齿触点诱导，而不是由颌100和101的解剖限制来诱导。可为一个颌确定移动，但也可以为两个颌确定移动以表示咬合。
113.现在参考图2a，例如，下颌100包括多个牙齿102。这些牙齿中的至少一些可以从初始牙齿布置移动到后续牙齿布置。作为描述如何移动牙齿的参考帧，可以通过牙齿102绘制任意的中心线(cl)。参考该中心线(cl)，可以在由轴104、106、108(其中104为中心线)表示的正交方向上跟踪每个牙齿移动。所述牙齿可绕轴108(回转)、轴106(前倾)和轴104(旋转)旋转，分别如箭头110、111和112所示。另外，所述牙齿可绕所述中心线旋转。因此，可以跟踪牙齿的所有可能的自由形态移动。这些移动包括平移(例如，在x轴或y轴中的一个或多个中的移动)、旋转(例如，围绕z轴的移动)、挤入和挤出(例如，z轴中的移动)、或倾翻(例如，围绕x轴或y轴中的一个或多个的移动)，仅举几例。除了牙齿移动之外，牙龈线114的移动还可以使用诸如模型100之类的模型来跟踪。在一些实施例中，所述模型包括所述颌的x射线信息，从而也能够跟踪所述牙齿的所述牙根的移动。
114.图2b示出了任何牙齿移动的幅度如何根据在牙齿102上的任意点p的最大线性平移来定义。由于牙齿在图2a中所定义的任何正交或旋转方向上移动时，每个点p1可以经受累积的平移。即，虽然该点将通常遵循非线性路径，然而当在治疗过程中在任何两次确定时，能够存在牙齿中的任何点之间的线性距离。因此，任意点p1实际上可以进行如箭头d1所示的真正的侧到侧的平移，同时第二仲裁点p2可以沿着弧形路径行进，得到最终的平移d2。
本发明的许多方面可以根据在任何特定牙齿上诱发的点p1的最大允许移动来定义。这样的最大牙齿移动，能够被定义为在任何治疗步骤中对该牙齿经受了最大移动的牙齿上的那个点p1的最大线性平移。在正畸治疗包括时间系列的治疗步骤的实施例中，所述牙齿速度可以被定义为每一治疗步骤的最大移动。每个治疗步骤可以被定义为每个正畸矫治器佩戴的持续时间(例如，1至2周)。
115.本发明提供了各种正畸治疗过程，其中通过在患者的牙齿上放置一个或多个正畸矫治器来实现牙齿移动。具有用于接收和重新定位牙齿(例如，经由矫治器的弹性引起的力的施加)的牙齿接收腔的矫治器通常如图3a所示。图3a示出了示例性牙齿重新定位矫治器或给定器300，其可被患者佩戴以实现颌中各个牙齿302的递增的重新定位。所述矫治器可包括壳体，其具有接收并弹性地重新定位所述牙齿的牙齿接收腔。矫治器或其部分可以通过使用牙齿的物理模型来间接制造。例如，矫治器(例如，聚合矫治器)可使用牙齿的物理模型和聚合物材料的合适层来形成。在一些实施例中，直接制造物理矫治器，例如，使用快速原型制造技术从矫治器的数字模型中获得。
116.尽管参考的是包括聚合物外壳设备的矫治器，然而本文公开的实施例非常适合于与接收牙齿的许多矫治器(例如，没有一个或多个聚合物或壳体的矫治器)一起使用。该矫治器可以用诸如金属、玻璃、增强纤维、碳纤维、复合材料、增强复合材料、铝、生物材料或其组合之类的许多材料中的一种或多种材料制成。本发明的矫治器可以多种方式成形，例如使用热成形或直接制造(例如，3d打印、增材制造)。可选地或组合地，所述矫治器可用的机加工之类来制造，诸如由使用计算机数控加工的材料块制造的矫治器。
117.矫治器可以安装在上颌或下颌中存在的所有牙齿或者少于所有的牙齿上。可以专门设计矫治器以容纳患者的牙齿(例如，牙齿接收腔的形貌与患者牙齿的形貌匹配)，并且可以基于由印模、扫描等产生的患者牙齿的正或负模型来制造。可选地，所述矫治器可以是被配置为接收牙齿、但不一定成形为与患者的牙齿的形貌相匹配的通用矫治器。在一些情况下，仅某些由矫治器接收的牙齿将由矫治器重新定位，而其它牙齿可提供用于将矫治器保持在适当位置的基部或锚固区域，因为其对作为重新定位的目标的牙齿(或多个牙齿)施加力。在一些实施例中，一些、大部分或甚至所有的牙齿将在治疗过程中的某一点处被重新定位。被移动的牙齿也可以用作在患者佩戴时保持矫治器的基部或锚固。典型地，将不设置丝线或其它装置用于将矫治器保持在牙齿上的适当位置。然而，在一些情况下，可能期望或需要使用在矫治器300中的相应容器或小孔306在牙齿302上提供单独的附件或其它锚固元件304，使得矫治器可以在牙齿上施加选定的力。包括在系统中使用的矫治器的示例性矫治器，被描述在授权给对准技术公司(aligntechnology,inc.)的许多专利和专利申请(包括例如美国专利第6,450,807号和第5,975,893号)中，以及在公司的网站上(其可在万维网(world wide web)(见，例如，url“invisalign.com”)上访问)。适用于正畸矫治器的牙齿安装附件的例子也描述于授权给对准技术公司的专利和专利申请(包括例如美国专利第6,309,215号和第6,830,450号)中。
118.图3b示出了包括多个矫治器312、314、316的牙齿重新定位系统310。这里描述的任何矫治器都可以被设计和/或提供为用于牙齿重新定位系统中的一组多个矫治器的一部分。每个矫治器可以被构造成使得牙齿接收腔具有对应于意图用于矫治器的中间或最终牙齿布置的几何形状。通过将一系列增量位置调节矫治器放置在患者的牙齿上，患者的牙齿
可以从初始牙齿布置逐渐地重新定位到目标牙齿布置。例如，牙齿重新定位系统310可以包括与初始牙齿布置相对应的第一矫治器312，与一个或多个中间布置对应的一个或多个中间矫治器314，以及与目标对应的最终矫治器316。目标牙齿布置可以是在所有计划的正畸治疗结束时所选择的用于患者的牙齿的计划的最终牙齿布置。可选地，目标布置可以是在正畸治疗过程中用于患者牙齿的一些中间布置中的一个，该过程可以包括各种不同的治疗场景，包括但不限于：例如其中建议外科手术的情况、其中近侧减小(ipr)是合适的情况、其中进度检查被列入日程的情况、其中最好进行锚固放置的情况、其中期望颚部扩展的情况、其中包括牙齿修复(例如嵌体、裱贴体、牙冠、桥、植入物、饰面等)的情况，等等。可以理解，目标牙齿布置可以是对于患者牙齿的任何计划的结果布置，其跟随有一个或多个递增的重新定位阶段。同样，初始牙齿布置可以是对于患者的牙齿的任何初始布置，其跟随有一个或多个递增的重新定位阶段。
119.在此提出的正畸矫治器的各种实施例可以以多种方式制造。作为实例，本发明的一些实施例(或其部分)可以使用间接制造技术来生产，例如通过在正或负模上热成形。正畸矫治器的间接制造可包括在目标布置中产生患者的牙列的正或负模型(例如，一种快速成型，铣削等方法)以及在所述模具上热成型一个或多个材料片以产生矫治器壳体。可替换地或组合地，本文中的矫治器的一些实施例可被直接制造，例如，使用快速原型、立体印刷、3d打印等。
120.可根据患者的治疗计划确定正畸矫治器的配置，例如，包括用于递增地重新定位牙齿的多个矫治器的连续给药的治疗计划。可使用基于计算机的治疗计划和/或矫治器制造方法，以便于矫治器的设计和制造。例如，通过计算机控制的制造设备(例如，计算机数控(cnc)铣削、计算机控制的快速成型如3d打印等)，可以对本文所描述的一个或多个矫治器分量进行数字设计和制造。本文提出的基于计算机的方法可以提高矫治器制造的准确性、灵活性和便利性。
121.在一些实施例中，正畸矫治器(例如图3a中所示的矫治器)，在矫治器的牙齿接收腔和所接收的牙齿和/或附件之间的一个或多个接触点上向牙冠和/或位于牙齿上的附件给出力。这些力的每一个的幅度和/或它们在牙齿表面上的分布可以确定其导致的正畸牙齿移动的类型。牙齿移动可以在空间的任何平面中的任何方向上，并且可以包括沿一个或多个轴线的旋转或平移中的一个或多个。牙齿移动的类型包括挤出、挤入、旋转、倾翻、平移和牙根移动，以及它们的组合，如本文进一步讨论的那样。牙冠移动大于牙根移动可以称为倾翻。牙冠和牙根的等同移动可称为平移。可以将牙根大于牙冠的移动称为牙根移动。
122.图3c示出了根据实施例的使用多个矫治器进行正畸治疗的方法320。方法320可以使用本文所描述的任何矫治器或矫治器组来实现。在步骤330中，将第一正畸矫治器施加到患者的牙齿上以便将牙齿从第一牙齿布置重新定位到第二牙齿布置。在步骤340中，将第二正畸矫治器应用于患者的牙齿上以便将牙齿从第二牙齿布置重新定位到第三牙齿布置。可以使用任何合适的数量和顺序的矫治器的组合来重复该方法320，以便将患者的牙齿从初始布置增量地重新定位到目标布置。矫治器可以全部在相同的阶段或时间点处被生成，以组或批的形式(例如，在治疗的一个或多个阶段的开始处)，或一次一个，并且该患者可以佩戴每个矫治器直到该牙齿上的每个矫治器的压力不再被感觉到为止，或者直到达到该给定阶段的最大的表达出的牙齿移动量为止。在患者佩戴多个矫治器中的任何矫治器之前，多
个不同的矫治器(例如，一组)可以被设计和甚至被制造。在佩戴矫治器经过合适的时间段之后，患者可以用该系列中的下一个矫治器更换当前矫治器，直到不再有矫治器剩余。矫治器通常不附着在牙齿上，患者就可以在该过程中的任何时间放置和更换矫治器(例如，患者可移动的矫治器)。该系列中的最终矫治器或数个矫治器可以具有被选择来对牙齿布置进行过校正的几何形状。例如，一个或多个矫治器可以具有将各个牙齿移动超过已被选择为“最终”的牙齿布置的几何形状(如果完全实现的话)。这样的过度校正可能是期望的，以便在重新定位方法终止之后偏移潜在的复发(例如，允许各个牙齿的移动向后朝向它们的预矫正位置)。过度校正也可以有助于加快校正的速度(例如，具有位于期望的中间或最终位置之外的几何形状的矫治器可以以更大的速度朝向位置移动各个牙齿)。在这种情况下，在牙齿到达由矫治器限定的位置之前，可以终止矫治器的使用。此外，为了补偿矫治器的任何不准确性或限制，可以有意地应用过度校正。
123.可根据需要改变牙齿在正畸治疗期间被重新定位的移动速率或速度。如本文所用的，牙齿的移动速度可相对于牙齿的整体速度被定义为整体，牙齿的一部分(例如，牙冠或牙根)的速度，和/或牙齿上的点(例如，牙冠上的点或牙根上的点)的速度。在一些实施例中，患者的牙齿中的一些或全部可以以相同或相似的速度被重新定位。可选地，可以以不同的速度重新定位患者的牙齿中的一些或全部。在整个治疗期间，牙齿的移动速度可以是恒定的。或者，速度可以在治疗过程中变化(例如，增加、减小等)。在一些实施例中，患者的牙齿的一个或多个可以被约束为以一定速度或在某一速度范围内移动，例如，小于最大速度限制和/或大于最小速度限制。
124.可以以各种方式确定牙齿在正畸治疗过程中的目标移动速度。在一些实施例中，具有最大计划移动距离的牙齿(“前导”牙齿)设定最大移动速度(例如，基于用于牙齿移动的生理速度限制)，根据最大速度值确定所有其他牙齿的移动速度。例如，前导牙齿可以被设置为移动约0.25mm至约0.3mm的距离/每一治疗步骤，并且其他牙齿可被约束为以不大于前导牙齿的速度的速度移动。在这样的实施例中，其他牙齿的移动速度被前导牙齿的移动速度设置，也因此被认为是“依赖于”前导牙齿的移动速度。
125.在可选实施例中，患者牙齿的一些或全部的移动速度是独立确定的。例如，可以独立地确定每个牙齿的目标移动速度，使得每个牙齿的速度值不受任何其它牙齿的速度值的影响或不基于任何其它牙齿的速度值。因此，可以基于生理考虑和特定于该牙齿的计划移动来定制每个牙齿的速度，如在此进一步详细讨论的。应该理解的是：如本文所描述的移动速度的独立确定不要求每个牙齿具有不同的目标速度，并且可选地在一些实施例中导致具有相同目标速度的两个或多个牙齿。
126.可选地或组合地，患者的牙齿可以分为多个不同的子组，并且可以为每个子组独立地确定移动速度。例如，相同类型的牙齿(例如，切牙、尖牙、前磨牙、磨牙)可以与彼此分组。作为另一示例，具有类似生理特征的牙齿(例如，牙根数、在牙弓中的位置、牙径，牙根表面面积、牙根体积、牙根长度、牙冠表面面积、和/或牙冠体积)可以与彼此分组。可以独立地确定牙齿的每个子组的目标移动速度，从而使子组中的每个牙齿的速度值不受其它子组中的牙齿的速度值的影响或不基于其它子组中的牙齿的速度值。子组内的每个牙齿的速度值可以独立于同一子组内的其它牙齿确定，或者可以根据需要依赖于同一子组内其他牙齿的速度(例如，与同一子组中的其它牙齿的速度相同)。应当理解，这里的任何描述涉及基于牙
齿-牙齿的基础上的速度的独立确定，也可以应用于基于子组的速度的独立确定。
127.在一些实施例中，选择牙齿的目标移动速度以实现有效的牙齿移动，同时减少患者并发症的风险。以较高的速度移动牙齿在改善治疗功效和减少整体治疗时间方面是有利的。例如，在一些实施例中，难以精确制造被编程为以相对低的速度移动牙齿的正畸外壳矫治器，原因是每个连续的牙齿布置之间的移动距离可能落在制造公差的误差范围内。所制造的矫治器中的这种不准确性可以导致施加到牙齿的低的或不受控的力，从而降低了治疗的功效和可预测性。通过增加牙齿移动的速度可以解决这些缺点。然而，过高的速度可能引起不期望的副作用，例如不适、疼痛、牙根吸收或细胞死亡。
128.图4是示意性地示出根据实施例的表示编程的牙齿速度和实现的牙齿移动之间关系的钟形曲线402的曲线图400。峰值牙齿移动对应于牙齿能够实现特定类型的牙齿移动的最大速度，且每一牙齿可被编程为以与峰值移动相对应的目标速度移动。编程的牙齿速度可表示牙齿在正畸治疗期间预定移动的速度，并且可以对应于每个治疗步骤中编程的牙齿移动的量。例如，在正畸外壳矫治器的环境下，编程的牙齿速度可以由连续矫治器中对应的牙齿接收腔之间的距离来限定。最小的编程的速度值vmin表示用于牙齿移动的较低速度阈值。最大的编程的速度值vmax表示发生细胞死亡的上限速度阈值。在一些实施例中，以编程的目标速度值vt实现峰值牙齿移动，并且以大于或小于vt的编程的牙齿速度下降。例如，编程的牙齿速度值小于目标速度值(例如，区域404)可导致减小的牙齿移动造成低效，而编程的牙齿速度值大于目标速度值(例如，区域406)可导致减小的牙齿移动造成并发症和诸如牙根吸收等副作用。在一些实施例中，本文描述的正畸治疗计划方法优选地以其目标速度值或靠近其目标速度值重新定位牙齿，以便在降低患者并发症的风险的同时提供有效的移动。
129.如本文进一步详细描述的，用于重新定位牙齿的优选目标移动速度可能受到一个或多个因素的影响，包括但不限于：患者特异性特征、牙齿类型、移动类型、移动方向、治疗因素或其组合，如本文进一步描述的。在一些实施例中，本发明提供了用于正畸治疗计划的方法，其中基于这些因素中的一些或全部来确定牙齿的目标移动速度。该方法可用于产生治疗计划，其中牙齿被以定制于特定患者和畸形的生理上适当的速度重新定位，由此提高了治疗效果和可预测性。
130.在一些实施例中，可安全且有效地重新定位牙齿的速度可从患者到患者变化，使得不同的移动速度适合于不同的患者类型。因此，本发明提供了这样的方法，其中至少部分地基于一个或多个患者特异性特征(包括但不限于：年龄、代谢率、骨密度、骨骼成熟性、牙周状态、口腔内有机体种群、唾液组合物、唾液特性、生物标记浓度、妊娠状态、肥胖状态、身体质量指数(bmi)、身高、体重、药物使用状态、医疗史、家庭医疗史、遗传因素、性别、种族、或其组合)，针对每个牙齿独立地确定目标移动速度。例如，具有较高的基础代谢速率的患者(例如，仍然生长且尚未达到骨骼成熟的儿科和青少年患者)与具有较低基质代谢率的患者(例如，具有达到骨骼成熟度的成年和老年患者)相比，可以表现出更快的骨重塑。因此，具有较高代谢率的患者的目标牙齿移动速度可以高于具有较低代谢率的患者的目标牙齿移动速度。可以以各种方式确定或估计患者的基础代谢速率。例如，年龄可以用作代谢率的预测值。在一些实施例中，患者被分类为基于年龄的子组(例如，假定17岁或更年轻的患者具有更高的代谢率，但假定年龄超过17年的患者具有较低的代谢率)。可选地或组合地，可
以基于提供关于骨骼成熟度(例如，头颅侧位片、颈椎的成熟度评估、骨和手与手腕的软骨的成熟度评估)、生物标记浓度(例如，龈沟液、唾液、血液、血清)、年龄、身高、体重、性别、间接量热数据、心率等的信息的患者数据来估计代谢率。
131.作为另一实例，与骨密度有关的患者特异性特征(例如骨质疏松的医疗史或家族医疗史、拔牙部位的存在等)可用于确定目标移动速度。例如，移动到或通过拔牙部位的牙齿可以具有比不移动到或通过拔牙部位的牙齿更高的移动速度。在又一示例中，生物标记浓度(例如，测量的龈沟液、唾液、血液、血清等)可被测量并用来确定牙齿重新定位的适当速度。可以使用的生物标记的实例包括但不限于：il-lα，il-laβ，pge，alp，mmps，tnf-α，rank，rankl，m-csf和gm-csf。可以考虑的其它患者特异性因素包括：患者是否怀孕、患者是否肥胖、患者是否为吸烟者、以及本领域技术人员已知的其它相关医学考虑。
132.可选地，可以基于特异性特征确定目标移动速度(例如，大小、形状、相对于拔牙部位的位置等)。在一些实施例中，指示患者牙齿的解剖学和/或生理学的数据(例如，脑内扫描数据、cbct数据、超声波数据等)可被评估以确定任何牙齿是否表现出某些解剖特征或其它能够影响牙齿移动速度的特征，从而对这些牙齿的目标移动速度进行相应的调整。例如，如果cbct数据表明患者的牙齿呈现为尖牙牙根的顶点的钩状，则可以减缓该牙齿的目标移动速度。因此，这里的实施例考虑了在速度确定中的患者特异性和牙齿特异性特征。
133.可选地或组合地，可以安全地和有效地重新定位牙齿的速度可基于特定类型的牙齿而变化，使得不同的移动速度适合于不同的牙齿类型。本发明提供至少部分地基于牙齿类型独立地确定每个牙齿的目标移动速度的方法。可以根据一个或多个以下牙齿类型对牙齿进行分类：门牙、犬牙、前臼齿、臼齿、前牙、后牙、中心牙、侧牙、单根牙、多根牙、乳牙、恒牙、部分萌出牙、完全萌出牙、异位牙、小尺寸牙、平均尺寸牙、大尺寸牙、上颌牙或下颌牙。可以根据各种度量来量化牙齿尺寸，包括但不限于：牙齿直径，牙根表面面积、牙根体积、牙根长度、牙冠表面面积和/或牙冠体积。在一些实施例中，本文所描述的牙齿尺寸度量直接从特定患者测量，而在其它实施例中，基于人群平均数来近似牙齿尺寸度量。可以相对于人群的平均值来评估牙齿尺寸(例如，“大尺寸”牙齿的测量值大于平均值，而“小尺寸”牙齿的测量值小于平均值)。
134.在一些实施例中，特定类型牙齿(例如，更容易重新定位的类型，例如下切牙、上颌第二前磨牙)的目标移动速度可以高于其它类型的牙齿(例如，更不容易重新定位的类型，例如下磨牙、上颌第一前磨牙)的目标移动速度。例如，单牙根牙齿(例如，切牙、尖牙、前磨牙)可以以比多牙根牙齿(例如，磨牙)更高的速度移动，原因是单牙根牙齿的重新定位可涉及与多牙根牙齿相比更少的骨重构。具有较短的牙根(例如，侧切牙)的牙齿可以以比具有较长的牙根(例如，尖牙)的牙齿更高的速度移动。作为另一示例，可以基于牙齿的移动阻力来确定牙齿的目标移动速度，该移动阻力在本文中也被称为“锚固值”。锚固值可以与牙根表面区域或牙周韧带(pdl)区域相关，使得具有较大牙根表面积和pdl面积的牙齿具有较大的锚固值。在一些实施例中，目标移动速度对于具有较小锚固值的牙齿更高，并且对于具有较大锚固值的牙齿来说更低。在又一个示例中，与相对大和/或宽的牙齿相比，相对窄和/或小的牙齿的目标移动速度更大。
135.可选地或组合地，可以安全地和有效地重新定位牙齿的速度可基于牙齿移动的类型而变化，使得不同的移动速度适合于不同的移动类型。本发明提供基于至少一部分移动
类型而独立地确定每个牙齿的目标移动速度的方法。可以根据以下移动类型中的一个或多个对牙齿移动进行分类：旋转移动、平移移动、基于牙冠的移动、基于牙根的移动、体的移动、不受控的倾翻移动、受控的倾翻移动、竖直移动、转矩移动、倾斜变化移动、第一序列移动、第二序列移动、或第三序列移动。
136.在一些实施例中，第一序列移动是在咬合面内或平行于咬合面的任何移动；第二序列移动是沿着(诸如轴倾角的)弓形的任何类型的移动；并且所述第三序列移动是围绕牙弓轴线的任何移动，例如“切牙转矩”。例如，在正畸弓丝(archwire)方面，第一序列可位于平坦弓丝的平面中，第二序列可沿弓丝的长度，而第三序列可绕弓丝的轴旋转。应当理解，本文所用的“弓丝”可以指沿患者的弓形延伸的参考轴，而不是丝线-托槽系统的实际物理弓丝，并且本文中的实施例可以与不利用任何弓丝的正畸矫治器相结合地实施。
137.本文所用的“牙冠移动”、“基于牙冠的移动”或“牙冠受限的移动”可以指这样的牙齿移动：其中牙冠的移动大于牙根的移动。本文所用的“牙根移动”、“基于牙根的移动”或“牙根受限的移动”可以指这样的牙齿移动：其中牙根的移动大于牙冠的移动。如本文中所使用的，“牙体移动"指的是其中牙冠和牙根移动相同的量的牙齿移动，例如，纯平移移动。在一些实施例中，与牙根的移动相比，牙冠的移动相对较快，原因是牙冠移动通过空气而同时牙根移动还包括骨骼重构。因此，牙冠移动的目标移动速度可以大于牙根移动的目标移动速度。
138.可以以多种方式确定与计划的牙齿移动相关联的牙齿移动类型。下面更详细地讨论一些示例性方法。应该理解，这些技术以及本领域技术人员已知的其它技术，可以与本文所描述的正畸治疗计划方法的任何实施例结合使用，以便提供定制的移动速度。
139.图5示出了根据实施例的牙齿502的模型500。在模型500中，牙齿502表示为连接冠点506和根点508的线段504。移动类型可以通过评估冠点506和根点504的相对移动速度来确定。例如，在一些实施例中，牙冠移动与冠点506相对于根点508的较高的相对移动速度相关联，而牙根移动与根点508相对于冠点506的较高的相对移动速度相关联。
140.图6示出了根据实施例的牙齿移动的模型600。在模型600中，通过在初始位置和方向604中的牙齿的长轴绘制第一线602，并且通过在最终位置和方向608中的牙齿的长轴绘制第二线606。在第一线602和第二线606之间的交叉点610的位置可用于表征牙齿移动类型。例如，在一些实施例中，交叉点610的位置指示了线性位移相对于旋转的比例的移动比例。在一些实施例中，该比例覆盖可能的牙齿移动的整个连续体，并且本文所描述的移动类型基于该连续体内的不同移动。交叉点610可以表示用于牙齿移动的旋转轴，且旋转轴相对于牙齿的阻力轴的位置可以确定移动类型，如下面参照图7a至7d详细描述的。如果线602，606不相交，则这可以指示例如纯平移移动。
141.图7a至7d示出根据实施例的基于旋转轴和阻力轴确定牙齿移动类型。虽然图7a至7d示出了在单个笛卡尔方向上的旋转轴和阻力轴，然而本领域的普通技术人员将意识到，本文所描述的技术可以应用于所有三个笛卡尔方向(x，y和z)以表征三个维度中的牙齿移动。
142.图7a示出了从第一位置和方向702到第二位置和方向704的牙冠受限的移动700。牙齿的旋转轴706定位为高于(近端相对于)牙齿的阻力轴708，使得牙冠的移动大于牙根的移动。移动的总体幅度可以基于旋转轴706和阻力轴708之间的距离来确定。在一些实施例
中，与其它类型的牙齿移动相比，牙冠受限的移动可以相对较快，并且可相对于旋转轴与阻力轴之间的距离的幅度成反比地变化。
143.图7b示出了从第一位置和方向722到第二位置和方向724的牙根受限的移动720。牙齿的旋转轴726定位为低于(远端相对于)牙齿的阻力轴728，使得牙根的移动大于牙冠的移动。整体移动类型可以基于旋转轴726和阻力轴728之间的距离来确定。在一些实施例中，与其它类型的牙齿移动相比，牙根受限的移动可以相对较慢。
144.图7c示出了从第一位置和方向742到第二位置和方向744的牙冠受限和牙根受限的移动740。牙齿的旋转轴746与牙齿的阻力轴748重合(在旋转轴746与阻力轴748之间零距离)。在所述实施例中，牙根的移动小于牙冠的移动。在一些实施例中，与其它类型的牙齿移动相比，牙冠受限和牙根受限的移动可以相对较快。
145.图7d示出了从第一位置和方向762到第二位置和方向764的纯平移牙根受限的移动760，其中牙根的移动与牙冠的移动相等。由于没有旋转移动，旋转轴(未示出)与阻力轴768之间的距离为无穷大。在一些实施例中，与其它类型的牙齿移动相比，纯平移牙根受限的移动可以相对较慢。
146.在一些实施例中，为每个笛卡尔方向(例如，x，y和z方向)确定旋转轴与阻力轴之间的距离，并且该距离用于计算每个治疗阶段的旋转速度值(例如，最大或最小速度限值或优选的速度值)。例如，旋转轴与阻力轴的小距离能够对应于大的旋转速度(例如，不受控的倾翻)。大的正距离(在根尖的方向)可以对应于小的旋转速度(例如，受控的倾翻)。大的负距离(在冠顶的方向)可以对应于小的旋转速度(例如，牙根扫除)。非常大的负距离或非常大的正距离可以对应于小的平移速度(例如，牙体平移)。
147.图8示出了根据实施例的基于力矩/力的比率的牙齿移动类型的确定。力800可被(例如，由正畸矫治器)施加到牙齿802的冠部以使牙齿重新定位。力800导致关于牙齿802的阻力804的轴或中心的力矩(未示出)。可以将反向力矩806施加到牙齿上，以便抵消由力800产生的力矩。反向力矩806与力800的比值能够控制牙齿移动的类型。例如，在一些实施例中，没有任何反向力矩806的力800的施加导致不受控的倾翻，而相结合地施加力800与反向力矩806导致受控的倾翻。在一些实施例中，如果反向力矩806平衡由力800产生的力矩，则产生(牙体)平移移动。在一些实施例中，如果反向力矩806大于由力800产生的力矩，则产生基于牙根的移动。
148.可选地或组合地，可以安全地和有效地重新定位牙齿的速度可基于牙齿移动的方向而变化，使得不同的移动速度适合于不同的移动方向。本发明提供至少部分地基于移动方向独立地确定每个牙齿的目标移动速度的方法。可相对于多达六个自由度(三个旋转，三个平移)移动牙齿。例如，牙齿可以沿以下移动方向中的一个或多个移动：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向、侧向、水平方向、垂直方向、面方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。
149.图9示出了根据实施例的牙齿900的移动方向。牙齿900的牙冠902可以沿颊，舌，近中和/或远中方向移动。类似地，牙齿900的牙根904可以沿颊、舌、近中和/或远中方向移动。另外，整个牙齿900可以沿挤入方向或挤出方向移动。牙齿900也可以沿正向或负向旋转(例如，如根据右手原则所定义的)。
150.在一些实施例中，牙齿移动速度呈现方向不对称，其中沿不同方向的牙齿移动可
以以不同的速度发生。特定移动方向的目标移动速度可以受到沿该方向的相关移动的生理因素的影响。例如，沿挤出方向的目标移动速度可以大于沿挤入方向的目标移动速度，原因在于在挤入移动中所涉及的更大的骨骼重构。在另一示例中，沿近中方向的目标移动速度可以大于沿远中方向的目标移动速度。作为另一个示例，牙冠倾翻移动可以比平移移动更快，而平移移动又可以比牙根倾翻移动更快。在又一示例中，沿颊方向的目标移动速度大于沿舌方向的目标移动速度。
151.本发明的实施例允许基于相关生理因素独立地确定每个牙齿的移动速度，例如，在此描述的例子(例如，患者特异性考虑、牙齿类型、移动类型、移动方向)。另外，通过解耦每个牙齿的速度，可以在正畸治疗期间的不同时间内独立地并且异步地完成每个牙齿沿其相应的计划轨道的移动。在一些实施方案中，同步的治疗计划包括贯穿治疗的整个持续时间内移动所有的牙齿，使得所有牙齿在相同的治疗阶段(例如，最终阶段)到达它们的最终位置和方向，并且可以小于理想的用于有效的且可预测的牙齿重新定位。在一些实施例中，异步治疗计划允许在不同时间段上、而不一定用于整个治疗持续时间上移动不同的牙齿，使得不同的牙齿可以在不同的治疗阶段到达它们的最终位置和方向。与使每个牙齿的移动定时和速度同步于前导牙齿的定时和速度不同，本文所描述的异步治疗计划方法允许每个牙齿沿其各自的移动轨道以该牙齿的目标移动速度被重新定位，从而使牙齿能够尽快达到其最终位置和方向。因此，在不等待更慢和/或更长的牙齿移动完成的情况下，可以更早地完成治疗过程中的更快和/或更短的牙齿移动。通过在治疗阶段的初期将每个牙齿驱动到其最终位置和方向，本文所描述的治疗方法提供了用于解决移动滞后和/或允许骨骼围绕最终的牙齿位置和方向进行钙化的附加时间，这能够提高治疗的可预测性并且改善整体正畸结果。另外，该方法可以在牙弓中提供更有效的能量分布，用于在治疗开始时启动移动，并且本文中的实施例允许在治疗开始时向牙弓中的更多牙齿施加更大的力。此外，在一些实施例中，这可能是有利的：(例如，基于临床考虑)先于其它牙齿移动某些牙齿，例如在治疗中产生更早的咬合锚固。在此描述的异步方法允许将这样的考虑合并到治疗计划中。
152.除去解耦每个牙齿的移动速度之外，本文中的实施例还允许针对计划的牙齿移动的每一定向分量独立地确定移动速度。在一些实施例中，牙齿的计划移动轨道包括沿多个不同方向(例如，两个、三个、四个、五个或更多个不同的方向)的移动。牙齿可以沿本文所描述的不同移动方向的任何组合移动。本文中的实施例可用于确定移动的每一定向分量的目标移动速度。对于移动方向中的一些或全部，目标移动速度可以是相同的，或者对于方向中的一些或全部，目标移动速度也可以不同。在一些实施例中，针对每一方向独立地确定目标移动速度，使得每个方向的速度值不受任何其它方向的速度值的影响或不基于任何其他方向的速度值。因此，如本文所讨论的，可以基于与该方向相关联的特定生理考虑来定制每个移动方向的速度。应当理解，本文所描述的定向移动速度的独立确定不需要每个移动方向具有不同的目标速度，并且可选地在一些实施例中产生具有相同目标速度的两个或更多移动方向。
153.此外，通过解耦每个移动方向的移动速度，本文中的实施例允许牙齿在治疗期间在不同时间内沿多个不同的方向独立地和异步地移动，而不要求要被移动的牙齿沿每一方向同时移动。因此，在不等待更慢和/或更长的定向移动完成的情况下，能够在治疗中较早地完成更快和/或更短的定向移动，这对于在此讨论的滞后的解决和治疗的可预测性是有
利的。另外，在一些实施例中，这可能是有利的：(例如，基于临床考虑)在沿其他方向移动牙齿之前，沿一定方向移动牙齿。例如，在沿着挤入方向移动之前，可以沿着回缩方向移动牙齿。作为另一个示例，牙齿可以在沿着近中方向移动之前，先沿挤出方向移动。本文所描述的去耦的定向方法允许将这样的考虑合并到治疗计划中。
154.图10a示出了根据实施例的具有线性内插定向移动分量的牙齿移动1000。牙齿从初始位置和方向1002沿线性内插移动轨道1006移动到最终位置和方向1004。在所描绘的实施例中，移动轨道1006包括沿挤入方向的移动和沿近中方向的移动。这两个移动分量同时启动和完成，使得牙齿直到最终治疗阶段为止不会沿挤入方向和近中方向到达其最终位置。
155.图10b示出了根据实施例的具有解耦的定向移动分量的牙齿移动1050。牙齿从初始位置和方向1052沿着具有第一定向分量1056和第二定向分量1058的移动轨道移动到最终位置和方向1054。在所描绘的实施例中，第一定向分量1056包括沿近中和挤入方向的移动，并且第二定向分量1058包括沿单纯近中方向的移动。牙齿可在沿第二定向分量1058移动之前沿第一定向分量1056移动，使得这些移动在不同的时间被启动和完成。
156.用于本文所描述的各种因素(例如，患者类型、牙齿类型、移动类型、移动方向)的目标移动速度可以以多种方式被确定。在一些实施例中，从专家意见、临床数据、文献值、仿真或建模、或它们的组合中确定目标移动速度。例如，先前治疗的患者的临床数据可用于确定适于患者类型、牙齿类型、移动类型和/或移动方向的特定组合的移动速度值。所确定的移动速度值可以表示速度极限(例如，最大或最小速度)或对于特定因素的特定组合的优选速度。可选地，移动速度可以为特定的组合提供潜在速度值的范围。在一些实施例中，所确定的速度值存储在用于本文所描述的治疗计划方法中的适当数据结构中，其包括但不限于表、图表、矩阵、列表、数据集、数据库等等。在治疗计划期间，数据结构可以由临床医生或治疗计划系统访问，以便为具体的患者类型、牙齿类型、移动类型、和/或移动方向识别合适的速度值。在一些实施例中，在描述具有用于移动的离散名称的牙齿的移动时，可以存在精度的损失。三维空间中的牙齿移动沿连续体发生，以及转动轴和围绕这些轴的速度的确定可以提供更精确的牙齿移动系统。
157.在一些实施例中，使用速度值的矩阵。虽然本文中的某些实施例针对以矩阵形式呈现的信息来描述，应当理解的是，在这些矩阵中包含的信息也可以作为图表、表、列表、数据集、数据库，或任何其他合适的数据结构或其组合来提供。在示例性的矩阵中，行可以表示牙齿类型(例如，根据标准牙齿编号系统的牙齿识别号)，列可以表示计划的移动方向(例如，牙冠近中、牙冠远中、牙冠颊、牙冠舌、牙根近中、牙根远中、牙根颊、牙根舌、挤入、挤出、正转、负转)，并且每个单元可以提供与牙齿类型和移动方向的特定组合相对应的速度值或值。可选地，行可以表示移动类型和/或方向，并且列可以表示牙齿类型。在一些实施例中，矩阵包括用于32个恒牙和12个移动方向的任意组合的总共384个速度值的数据。在其它实施例中，在矩阵中表示的牙齿是乳牙。每个速度值可以表示与牙齿类型和移动方向相关联的速度限制(例如，最大和/或最小速度)。矩阵可用于查找用于特定牙齿类型和计划移动方向的适当的速度限值，并且目标移动速度可基于速度限值来确定。例如，在速度限值表示最大速度值的实施例中，目标移动速度可以小于或等于速度限值。
158.虽然这里的一些实施例提供了基于牙齿类型和移动方向的速度值，应当理解的
是，诸如矩阵之类的数据结构也能够用来表示其他因素的组合。例如，没有基于牙齿类型和移动方向提供速度值，而是能够修改矩阵以表示其它组合，例如牙齿类型和移动类型、患者类型和移动方向、牙齿类型和患者类型之类，仅举几例。此外，多维矩阵和其它多维数据结构可用于基于两个、三个、四个或更多个本文中所描述的因素的任意组合来查找速度值。例如，速度值的三维矩阵能够基于牙齿类型、移动类型和移动方向来选择速度值。
159.在一些实施例中，多个数据结构(例如，多个矩阵)用于表示对应的多个患者类型的速度值。如本文所讨论的，可以基于诸如年龄、代谢率、骨密度、骨骼成熟度、牙周状态、口腔内生物群、唾液组成、唾液特性、生物标记浓度、怀孕状态、肥胖状态、身体质量指数(bmi)、药物使用状态、医疗史、家庭医疗史、遗传因素、性别、种族或它们的组合等患者特异性特征来区分不同的患者类型。因此，每个数据结构可以表示适合于具体患者类型的一组速度值。例如，第一矩阵能够为具有相对高代谢率的患者(例如，少儿、青少年患者)提供速度值，第二矩阵能够为具有较低代谢率的成熟患者(例如，成人、老年患者)提供速度值。应当理解，能够提供更多的任何数量数据结构的速度值，这取决于在治疗计划期间要考虑的不同患者类型的数量。在这种实施例中，可以通过首先选择与具体患者类型相对应的数据结构来确定目标移动速度，然后从所选择的数据结构中查找速度值。
160.可替换地或组合地，其它方法可用于将患者特异性特征合并到速度值数据结构中。例如，患者特异性特征(例如，年龄、代谢率、骨密度、生物标记浓度，药物使用状态等)能够与修正值相关联。修正值能够应用于通用的速度值数据结构中的一些或全部值(例如，通过乘法或任何其他合适的数学函数)以获得患者特异性值。能够基于专家意见、临床数据、文献值、仿真或建模、或它们的组合来确定具体的患者特异性特征的适当修正值。修正方法可以与本文中的其它方法结合以提供患者特异性的速度值。例如，能够选择与第一患者特征相对应的数据结构(例如，矩阵)，然后与第二患者特征(例如，生物标记浓度)相对应的修正能够被应用于所选择的数据结构，以为该患者的每个单独牙齿生成特定于患者特征的具体组合的速度值。
161.图11示出了根据实施例的用于生成重新定位多个牙齿的治疗计划的方法1100。方法可以由本文所描述的系统和设备的任何实施例来执行，并可与本文所描述的方法的任何实施例相结合。例如，方法1100的一个或多个步骤可以由治疗计划系统的一个或多个处理器来执行。一个或多个处理器可操作地耦合到存储器，该存储器包括用于执行方法1100的步骤的可执行指令。
162.在步骤1110中，接收表示多个牙齿的数字数据集。数字数据集能够表示在初始布置中(例如，在正畸治疗之前)的患者的牙齿。在一些实施例中，数字数据集包括患者的口腔内腔的表面形貌数据(包括牙齿、牙龈组织等)。表面形貌数据能够通过使用合适的扫描装置(例如，手持扫描仪、台式扫描仪等)直接扫描口腔内腔、口腔内腔的物理模型(正或负)、或口腔内腔的印模而产生。
163.在步骤1120中，确定用于将每个牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向的移动轨道。例如，能够通过如下方式来产生移动轨道：确定由数字数据集所指示的初始牙齿布置；确定目标牙齿布置；确定初始布置中的一个或多个牙齿的移动轨道以实现目标牙齿布置。能够优化每个移动轨道，例如，基于：最小化所移动的总距离、最小化被重建的骨的体积、防止牙齿之间的碰撞、避免更难以实现的牙齿移动、或任何其他合适的标准。移动
轨道能够包括本文所描述的一个或多个牙齿移动类型，并且能够包括沿着本文所描述的一个或多个移动方向的移动。可以根据需要改变牙齿移动轨道的几何形状。例如，移动轨道可以是线性的或非线性的(例如，弯曲的)，并且可以任选地包括线性和非线性段的组合。
164.在步骤1130中，确定沿相应移动轨道重新定位每个牙齿的移动速度。如以上所讨论的，能够针对多个牙齿的每个牙齿独立地确定移动速度。可选地或组合地，多个牙齿能够被分为多个不同子组，并且能够针对每个子组独立确定移动速度。移动速度能够使用本文所描述的方法的任何实施例来确定。例如，步骤1130能够包括识别待治疗的患者的一个或多个患者特异性特征、要被重新定位的牙齿的牙齿类型、移动轨道的移动类型、和/或移动轨道的移动方向，然后基于所识别的患者特异性特征、牙齿类型、移动类型和/或移动方向来确定速度。在一些实施例中，如本文所讨论的，从表示由专家意见、临床数据、文献值、仿真或建模等生成的目标速度值的矩阵或其它数据结构中检索移动速度。
165.在步骤1140中，确定用于沿对应的移动轨道将每个牙齿重新定位的移动阶段。移动阶段能够是被设计成将患者的牙齿从初始牙齿布置移动到目标布置的正畸治疗过程的增量重新定位阶段。每个移动阶段能够对应于初始和目标布置之间的中间牙齿布置，并且能够基于在步骤1130中获得的移动速度来确定每个中间布置之间的牙齿移动的量。例如，移动速度能够被用于确定用于重新定位每个牙齿的移动阶段的数量以及每个阶段的移动距离。在一些实施例中，在治疗期间在不同时间异步地移动不同的牙齿，使得一些或所有牙齿的移动阶段的数量可以不同。
166.在步骤1150中，基于附加的治疗考虑来修改移动轨道、移动速度和/或移动阶段。这些附加治疗考虑的例子包括但不限于：改进的美观性、临床结果、碰撞避免、对治疗的生物响应、或来自治疗的反馈数据。例如，在一些实施例中可能需要在治疗过程中较早地移动患者的牙齿进入更美观的布置中。因此，为了达到改善的美观性，可以改变一个或多个牙齿的移动轨道、速度和/或阶段。作为另一实例，来自先前临床结果的信息可被考虑为调度牙齿移动的次序(例如，在挤入前回缩、在近中前挤出、在治疗早期产生咬合锚固)，并且可以根据这样的信息来修改治疗计划。在另一示例中，为了避免牙齿之间的碰撞，可以对移动轨道、速度和/或阶段进行修改，例如，通过一个或多个牙齿的延迟、减慢、错开、或往返移动。
167.在又一个示例中，一个或多个牙齿的移动速度能够基于患者牙齿对治疗的预期生物响应来进行调节。在一些实施例中，患者的牙齿可以在不同的治疗阶段期间以不同的速度移动。例如，在骨骼重构开始之前的治疗的开始时，牙齿移动可能较慢。因此，在一些实施例中可能需要调整所确定的移动速度(例如，使用倍增器或其它修正器)来随着时间增加目标速度，以便反映这些生理考虑。
168.图12是示意性地示出了根据实施例的在不同治疗阶段的牙齿移动的图1200。图1200包括描绘牙齿移动和时间之间的关系的曲线1202。在所描绘的实施例中，曲线1202可以分为四个阶段：初始阶段1204、滞后阶段1206、第一后滞后阶段1208和第二后滞后阶段1210。牙齿可以在具有正畸矫治器的治疗的初始阶段1204期间呈现出一些移动。在初始阶段1204之后，牙齿可以表现出滞后阶段1206，在滞后阶段中，矫治器产生很少的或不产生移动。一旦用于产生生物反应(例如，骨骼重构)的足够的时间已经过去，则牙齿可以进入其中以相对较慢的速度发生牙齿移动的第一后滞后阶段1208，随后进入其中以相对较快的速度发生牙齿移动的第二后滞后阶段1210。在一些实施例中，用于正畸治疗的计划的牙齿移动
速度被修改以与每个治疗阶段的预期移动率相关联。计划的速度也可以基于患者对治疗的响应而被修改。例如，临床医生可以调节每个正畸矫治器被佩戴的持续时间以有效地修正每个时间段的移动速度。
169.在步骤1160中，基于移动阶段制造正畸矫治器。在一些实施例中，步骤1160包括生成数据(例如，制造指令)以基于多个移动阶段来制造多个正畸矫治器，以及将数据传送到执行制造步骤的制造机器。本文所描述的任何正畸矫治器都能够根据方法1100制造。例如，一组矫治器能够被制作成由患者连续佩戴以增量地将牙齿从初始布置重新定位到目标布置。矫治器中的一些可被成形为容纳由移动阶段中的一个阶段所指定的牙齿布置。可选地或组合地，一些矫治器能够被成形为容纳与对应于移动阶段的目标布置不同的牙齿布置。作为另一个例子，能够设计矫治器以在牙齿上施加指定的力系统并且可以不具有对应于患者牙齿的任何当前或计划布置的几何形状。
170.可选地，步骤1150能够在步骤1160之后重复以便基于来自采用制造的正畸矫治器的患者治疗的反馈数据来修改计划的移动轨道、速度、和/或阶段。例如，能够将牙齿的计划移动速度与所获得的实际移动速度进行比较，如果观察到相当大的偏差，则能够修改治疗计划和/或制造新的治疗计划。此外，反馈数据能够被用于更新数据结构(例如，矩阵2)，该数据结构存储关于目标移动速度的信息以供将来的治疗计划使用。
171.尽管以上步骤示出了根据实施例的产生正畸治疗计划的方法1100，本领域的普通技术人员将认识到基于这里所描述的教导的许多变化。步骤中的一些或全部可以包括子步骤。可以重复步骤中的一些或全部。方法1100的一个或更多步骤可以用任何合适的治疗计划设备或系统来执行，例如本文所描述的实施例。一些步骤可以是可选的，例如一个或多个步骤1140、1150和1160。能够改变步骤的顺序。例如，步骤1120、1130、1140、1150和1160可以以任何合适的顺序执行。
172.图13示出了根据实施例的生成重新定位牙齿的治疗计划的方法1300。方法能够由本文所描述的系统和设备的任何实施例来执行，并且能够与本文所描述方法(例如，方法1100)的任何实施例相结合。例如，方法1300的一个或多个步骤能够由治疗计划系统的一个或多个处理器来执行。一个或多个处理器能够被可操作地耦合到存储器，该存储器包括用于执行方法1300的步骤的可执行指令。
173.在步骤1310中，接收表示牙齿的初始位置和方向的数字数据集。数字数据集能够表示在正畸治疗之前的位置和方向上的牙齿。在一些实施例中，数字数据集包括患者口腔内腔的表面形貌数据，如前面关于方法1100的步骤1110所讨论的。
174.在步骤1320中，确定用于将牙齿从初始位置和方向重新定位到目标位置和方向的移动轨道。例如，可以这样来产生移动轨道：确定由数字数据集所指示的初始牙齿位置和方向；确定目标牙齿位置和方向；以及确定移动轨道以实现目标位置和方向。移动轨道能够被优化，例如，基于最小化移动的总距离、最小化重建的骨体积、避免与其他牙齿的碰撞、避免更难实现的牙齿移动、或任何其他合适的标准。移动轨道能够包括本文所描述的一个或多个牙齿移动类型，并且能够包括沿着本文所描述的一个或多个移动方向的移动。移动轨道可以是线性的或非线性(例如，弯曲)的，并且可以任选地包括线性和非线性段的组合。在一些实施例中，移动轨道包括沿多个不同方向的移动，例如，两个、三个、四个、五个或更多个不同的方向。
175.在步骤1330中，确定沿每个方向重新定位牙齿的移动速度。如以上所讨论的，能够针对不同方向的每一个独立地确定移动速度。能够使用本文所述方法的任何实施例来确定每个方向的移动速度。例如，步骤1330能够包括识别移动轨道的每个移动方向，然后基于所识别的移动方向确定目标速度。在一些实施例中，从表示由专家意见、临床数据、文献值、仿真或建模等生成的目标速度值的矩阵或其它数据结构获得移动速度。可选地，还能够基于患者特异性特征、牙齿类型、和/或计划移动轨道的移动类型来确定移动速度，如上文和本文中所讨论的。
176.在步骤1340中，确定用于沿移动轨道重新定位牙齿的移动阶段，如以上关于方法1100的步骤1140所讨论的那样。在一些实施例中，在步骤1330中获得的移动速度能够被用于确定移动阶段的数量以及每个阶段的移动距离，以便沿每个方向重新定位牙齿。步骤1340能够包括确定用于沿每个移动方向重新定位牙齿的移动日程表。在一些实施例中，在治疗期间在不同的时间上牙齿沿不同的方向被异步移动，使得用于沿不同方向的一些或全部方向移动的移动阶段的数量可以不同。
177.在步骤1350中，基于附加的治疗考虑来修改移动轨道、移动速度和/或移动阶段，如前面关于方法1100的步骤1150所讨论的。
178.在步骤1360中，基于移动阶段制造正畸矫治器，如前面关于方法1100的步骤1160所讨论的。
179.尽管以上步骤示出了根据实施例的产生正畸治疗计划的方法1300，本领域的普通技术人员将认识到基于这里所描述的教导的许多变化。步骤中的一些或全部可以包括子步骤。可以重复许多步骤。例如，可以针对多个牙齿中的每一个重复步骤1310-1350，以便为每个牙齿产生移动阶段，并且所产生的移动阶段能够作为制作正畸矫治器的基础，如前面关于方法1100的步骤1160所讨论的那样。可以用任何合适的治疗计划设备或系统(例如本文所描述的实施例)执行方法1300的一个或更多个步骤。一些步骤可以是可选的，例如步骤1340、1350和1360中的一个或多个。能够改变步骤的顺序。例如，可以以任何合适的顺序执行步骤1320、1330、1340和1350。
180.在一些实施例中，方法1300的一些或全部步骤能够与方法1100的一些或全部步骤组合，并由单个系统执行，从而为每个牙齿、以及对每个牙齿的移动的每个定向分量提供独立的移动速度的确定。例如，方法1100的步骤1130(确定用于沿相应移动轨道重新定位每个牙齿的移动速度)能够与方法1300的步骤1330相结合(确定用于沿每一方向重新定位牙齿的移动速度)，使得每个牙齿的移动速度被与其他牙齿解耦和独立地确定，并且每个牙齿的定向速度也被解耦和独立地确定。
181.图14示出了根据实施例的生成用于重新定位牙齿的治疗计划的方法1400。能够由本文所描述的系统和设备的任何实施例来执行该方法，并且该方法能够与本文所描述的方法的任何实施例相结合。例如，方法1400的一个或多个步骤可以由治疗计划系统的一个或多个处理器执行。一个或多个处理器能够可操作地耦合到存储器，存储器包括用于执行方法1300的步骤的可执行指令。方法1400的一个或多个步骤能够被替代或与方法1100或方法1300的一个或多个步骤相结合地执行。
182.在步骤1410中，确定计划的牙齿移动的定向分量。计划的牙齿移动能够被定义为计划的牙齿移动轨道的一部分，如先前关于方法1100的步骤1120所描述的那样。定向分量
能够包括本文所描述的任何移动方向，例如以下中的一个或多个：牙冠近中分量、牙冠远中分量、牙冠颊分量、牙冠舌分量、牙根近中分量、牙根远中分量、牙根颊分量、牙根舌分量、挤入分量、挤出分量、正旋转分量或负旋转分量。可选地或组合地，可以相对于具有多达六个移动自由度的笛卡尔坐标(x，y，z)确定定向分量。
183.在步骤1420中，提供用于不同定向分量的速度值的矩阵。在可选实施例中，能够使用对于用于不同定向分量的速度值提供了表示的其它数据结构来代替矩阵，如先前所描述的。能够基于专家意见、临床数据、文献值、仿真或建模、或其组合而生成存储在矩阵(或其它数据结构)中的值。
184.在步骤1430中，基于一个或多个患者特异性特征选择性地修改矩阵(或其它数据结构)。例如，修改可以应用于矩阵中的速度值以便解决患者年龄、代谢率、骨密度、生物标记浓度、或任何其它因素或本文讨论的生理因素的组合。例如，该修改可以被实现为应用于矩阵(或其它数据结构)中的速度值的乘数。
185.在步骤1440中，利用矩阵(或其它数据结构)确定每个定向分量的移动速度。例如，矩阵中的速度值能够指示用于沿指定的定向分量的牙齿移动的最大或最小速度限值、速度范围、或目标速度。
186.在步骤1450中，基于在步骤1440中所获得的移动速度为每个定向分量计算移动阶段的数量。如先前所述，每个移动阶段能够对应于用于将牙齿从初始位置重新定位到目标位置的中间牙齿布置。在一些实施例中，每个移动阶段的时间被设置为预定值(例如，1至2周)。因此，移动速度能够被用来确定每个移动阶段的移动距离，从而确定使牙齿从初始位置移动到目标位置和/或方向的总的阶段数量。
187.在步骤1460中，如前面关于方法1100的步骤1150所讨论的，基于附加的治疗考虑来修改移动速度、移动阶段和/或移动轨道。
188.在步骤1470中，基于移动阶段制造正畸矫治器，如前面关于方法1100的步骤1160所讨论的。
189.尽管上述步骤示出了根据实施例的产生正畸治疗计划的方法1400，本领域的普通技术人员将认识到基于这里所描述的教导的许多变化。步骤中的一些或全部可以包括子步骤。可以重复许多步骤。例如，可以针对多个牙齿中的每一个重复步骤1410-1450，以便为每个牙齿产生移动阶段，并且所产生的移动阶段可被用作制造正畸矫治器的基础，如前面所讨论的。方法1400的一个或多个步骤可以用任何合适的治疗计划设备或系统来执行，如本文所描述的实施例。一些步骤可以是可选的，例如步骤1420、1430、1460和1470。步骤的顺序能够变化。例如，可以以任何合适的顺序执行步骤1410、1420和1430。
190.图15是可被用于执行本文所描述的方法和过程的数据处理系统1500的简化框图。数据处理系统1500通常包括至少一个处理器1502，处理器1502经由总线子系统1504与一个或多个外围设备通信。这些外围设备通常包括存储子系统1506(存储器子系统1508和文件存储子系统1514)，一组用户接口输入输出设备1518，至外部网络的接口1516。该接口被示意性地示为“网络接口”块1516，并经由通信网络接口1524耦接至其他数据处理系统中的对应接口设备。例如，数据处理系统1500能够包括一个或多个计算机，例如个人计算机、工作站、主机、膝上型电脑等等。
191.用户接口输入设备1518不限于任何具体设备，并且能够典型地包括(例如)：键盘、
定点设备、鼠标、扫描仪、交互式显示器、触摸板、操纵杆等。类似地，各种用户接口输出设备能够被用于本发明的系统中，并且能够包括例如一个或多个打印机、显示(例如，视觉，非视觉)系统/子系统、控制器、投影设备、音频输出等。
192.存储子系统1506维护基本所需的程序，包括具有指令(例如，操作指令等)和数据结构的计算机可读介质。这里讨论的程序模块通常存储在存储子系统1506中。存储子系统1506通常包括存储器子系统1508和文件存储子系统1514。存储器子系统1508通常包括多个存储器(例如，ram1510、rom1512等),该存储器包括用于存储固定指令、在程序执行期间的指令和数据、基本的输入/输出系统等等的计算机可读存储器。文件存储子系统1514提供用于程序和数据文件的永久的(非易失性的)存储，并且能够包括一个或多个可移动或固定的驱动器或介质、硬盘、cd-rom、dvd、光驱等。一个或多个存储系统、驱动器等可以位于远程位置，这样经由网络上的服务器或经由因特网/万维网来耦合。在此上下文中，术语“总线子系统”被一般性地使用以便于包括用于使各种部件和子系统如期望的那样彼此通信的任何装置，并且能够包括各种合适的部件/系统，这些部件/系统将是已知的或被认为是适用于本发明的。应当认识到，系统的各种部件能够是、但不必须是在相同的物理位置，但能够经由各种局域网或广域网介质、传输系统等进行连接。
193.扫描仪1520包括用于获得患者牙齿的数字表示(例如图像，表面形貌数据等)的任何装置(例如，通过扫描诸如铸型1521之类的牙齿的物理模型，通过扫描从牙齿取得的印模，或通过直接扫描口腔内腔)，其能够从患者或从诸如正牙医师之类的治疗专业人员获得，并且包括将数字表示提供给数据处理系统1500用于进一步治疗的装置。扫描仪1520可以位于相对于系统的其它组件的远程位置，并且能够将图像数据和/或信息传送到数据处理系统1500，例如，经由网络接口1524。可选地，系统1500能够包括用于获取患者数据(例如，cbct数据，超声数据等)的其它输入源。制造系统1522基于包括从数据处理系统1500接收的数据集信息的治疗计划来制造矫治器1523。例如，制造机器1522能够位于远程位置并且经由网络接口1524接收来自数据处理系统1500的数据集信息。
194.图16示出了已知的颌和牙齿编号系统1600，其能够被用于识别要与本文所描述的移动阶段一起移动的牙齿。编号系统能够被应用于上颌或上颌骨1610中的牙齿以及下颌或下鄂1620中的牙齿。沿颊面1630的圆周设置的编号来自palmer符号编号系统(palmer notation numbering system)。患者口被分为四个象限：右上颌1650、左上颌1660、左下颌1670和右下颌1680。编号1-8被用于识别每个象限中的牙齿。编号1为切牙。编号可以继续回退到牙齿编号9，即第三磨牙(如果存在的话)。可选的牙齿编号系统是通用编号系统(universal numbering system)。编号位于沿舌面1640圆周(也由括号标出)。牙齿编号1是在口的右侧1650上靠后最远的牙齿。牙齿编号16是在口的左上侧1660上靠后最远的牙齿。牙齿编号17是在口的左下侧1670上靠后最远的牙齿。牙齿编号32是在口的右下侧1680上靠后最远的牙齿。在本文的讨论中，参考了palmer符号编号系统和通用编号系统。
195.图17示出了如本文所描述的进行治疗的牙齿的移动方向和顺序。在一些实施例中，在其它牙齿之前移动特定的牙齿，以便在治疗早期产生咬合锚固可能是有利的(例如，基于临床考虑)。在此描述的异步方法允许将这样的考虑合并到治疗计划中。根据治疗计划移动的多个牙齿可以包括多个切牙1710和多个磨牙1720。多个磨牙1720能够沿着多个轨道1730从第一多个位置1722移动到第二多个位置1724。多个切牙能够沿多个轨道1740从第一
多个位置1712移动到第二多个位置1714。磨牙的多个轨道1730中的每一个的距离能够小于切牙1710的多个轨道1740中的每一个的距离。多个磨牙的较小移动在多个切牙之前完成，从而提供咬合锚固。多个切牙的较大的移动轨道在多个磨牙的移动之后完成。对于磨牙和切牙的移动中的每一个，移动的大小和移动的速度都是独立的。
196.图18示出了根据实施例的用于治疗牙齿的移动阶段。治疗计划包括用于多个牙齿的每个牙齿的多个移动阶段。每个牙齿的初始位置对应于阶段0。多个牙齿中的每一个以单个速度移动通过如本文所描述的移动阶段。多个牙齿中的每一个能够继续移动通过不同的阶段，并且能够在由治疗计划确定的最终位置处停止移动。用于完成移动计划的轨道所需的阶段的数量对于每个牙齿能够是不同的。因此，牙齿中的一些可以包括在一些阶段处没有实质移动，并且包括在其它阶段处有实质移动，如本文所描述的那样。这种每一牙齿对于多个治疗阶段具有实质移动或非实质移动的治疗的使用能够允许以更可预测的治疗来更好地控制牙齿移动。
197.每一阶段能够是2周间隔，并且每一阶段牙齿的移动量与牙齿的速度(mm/每周)相对应。可选地，阶段能够是一周间隔、15天间隔、一个月间隔或任何适宜时间间隔，并且相应地确定每个矫治器的多个牙齿接收腔的位置和方向上的差别以便提供沿轨道的速度，如本文所描述的那样。
198.图18的示例的阶段总数包括9个移动阶段，对应于9个治疗矫治器。然而，基于牙齿类型、移动轨道、沿移动轨道的最大速度以及如本文所描述的其它参数来确定每个牙齿的移动阶段的数量。每个矫治器的多个牙齿接收腔中的每一个都被确定尺寸和形状以提供对应于矫治器的治疗阶段的牙齿移动。牙齿7(2)从阶段0到阶段3经历了3个移动阶段。能够在阶段4-9将该牙齿保持在阶段3的位置，并且在这6个非移动阶段不存在实质移动。牙齿6(3)从阶段0到阶段4经历了4个移动阶段。该牙齿在阶段5-9能够被保持在阶段4的位置，并且在这5个非移动阶段不存在实质移动。牙齿4(5)从阶段0到阶段3经历了3个移动阶段。该牙齿在阶段4-9能够被保持阶段3的位置，并且在这6个非移动阶段不存在实质移动。牙齿3(6)从阶段0到阶段5经历了5个移动阶段。该牙齿能够在阶段6-9被保持在阶段5的位置，并且在这些4个非移动阶段没有实质移动。牙齿2(7)从阶段0到阶段6经历了6个移动阶段。该牙齿能够在阶段7-9被保持在阶段6的位置，并且在这3个非移动阶段没有实质移动。牙齿1(8)从阶段0到阶段9经历了9个移动阶段.牙齿1(9)从阶段0到阶段3经历了3个移动阶段。该牙齿能够在阶段4-9被保持在阶段3的位置，并且在这6个非移动阶段没有实质移动。牙齿2(10)从阶段0到阶段9经历了9个移动阶段。牙齿3(11)从阶段0到阶段7经历了7个移动阶段。该牙齿能够在阶段8-9被保持在阶段7的位置，并且在这2个非移动阶段不存在实质移动。牙齿4(12)从阶段0到阶段3经历了3个移动阶段。该牙齿能够在阶段4-9被保持在阶段3的位置，并且在这5个非移动阶段没有实质移动。牙齿6(14)从阶段0到阶段6经历了6个移动阶段，能够在阶段7-9将该牙齿保持在阶段6的位置，并且在这3个非移动阶段没有实质移动。牙齿7(15)从阶段0到阶段3经历了3个移动阶段。能够在阶段4-9将该牙齿保持在阶段3的位置，并且在这6个非移动阶段没有实质移动。由于在该示例中已经拔掉了牙齿5(13)，所以未示出该牙齿的阶段。本领域的普通技术人员将认识到，图18中所示的阶段属于示例形式的牙齿的具体阶段，并且该具体阶段能够基于个体参数和牙齿移动类型而变化。例如，一些牙齿能够以不同的顺序移动，一些牙齿能够在其它牙齿之后移动，如本文所描述的那样。一些牙齿
能够包括依次的不同类型的移动，例如，侧翻之后跟随有挤入或挤出。
199.多个牙齿中的每一个的治疗计划都包括多个移动阶段。多个移动阶段的多个牙齿接收腔能够被布置为选择性地为每个牙齿提供至少约25％的最大速度的第一速度，或不大于约0.1％的最大速度的第二速度。例如，在一些实施例中，多个牙齿中的每个牙齿不包括在约0.1％的最大速度至约25％的最大速度范围内的速度。在一些实施例中，多个牙齿中的每个牙齿不包括在约0.04％的最大速度至约40％的最大速度范围内的速度，并且该范围可以包括排除的速度的范围。
200.本领域的普通技术人员将理解，根据本文所描述的牙齿类型和移动类型，能够以不同的速度移动牙齿。牙齿的目标速度可以包括牙齿能够被移动的最大速度，如本文所描述的那样。多个牙齿的一部分能够选自包括如下的组：上切牙、下切牙、尖牙、上前牙和下前牙并且最大速度在约0.15mm/周至约0.5mm/周的范围内。例如，多个牙齿的一部分可以从由磨牙和前磨牙组成的组中选择，并且多个牙齿的最大速度在约0.03毫米/周至约0.3毫米每周的范围内。例如，对于选自由上切牙、下切牙、尖牙、上前牙、下前牙组成的组中选择的牙齿的最大速度，能够根据实施例使用的牙齿速度和牙齿速度的建模建议，牙齿的独立目标速度能够在约0.15/周至约0.35mm/每周的范围内。例如，从由磨牙和前磨牙组成的组中选择的后牙，牙齿的独立目标速度能够在约0.02mm/周至约0.25mm/周的范围内。例如，非实质移动速度可以包括不超过约0.001mm/周，并且可以包括不超过约0.00025mm/周。
201.阶段能够被配置以便对于给定牙齿在多个阶段中选择性地提供实质移动速度或非实质移动速度。该方法可以具有不利用能够导致小于理想的牙齿移动的移动速度的优点。例如，能够将实质移动速度编程到多个阶段的一部分并且将非实质移动速度(例如，无移动速度)编程到多个阶段的另一部分。每个牙齿的速度能够被编程以使牙齿对多个阶段以适合的速度移动，然后对多个阶段实质停止移动。可选地或组合地，能够对牙齿进行编程，以对于多个阶段的第一部分以无实质速度进行移动，并且对于多个阶段的第二部分以实质速度进行移动。适当的矫治器能够被制造为具有牙齿接收腔，该牙齿接收腔被成形和定位以便于以已编程的移动移动牙齿。
202.本文中使用的术语“和/或”被用作功能词来指示一起地或单独地采用两个单词或语句。例如，a和/或b包括：单独a、单独b、及a与b一起。
203.虽然这里已经示出和描述了本发明的优选实施例，然而对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些实施例仅是示例性的。在不背离本发明的情况下，本领域技术人员将会想到许多变化、更改和替换。应当理解，本文描述的本发明实施例的各种替代方案可用于实施本发明。本文描述的实施例的许多不同组合是可能的，并且这些组合被认为是本发明的一部分。此外，结合本文中的任何一个实施例讨论的所有特征能够易于适用于本文中的其它实施例中。因此，以下权利要求限定了本发明的范围，并且由此可以覆盖在这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。

技术特征：
1.一种用于产生用来重新定位多个牙齿的治疗计划的系统，所述系统包括：一个或多个处理器；以及存储器，所述存储器包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：接收表示所述多个牙齿的数字数据集；确定用于将所述多个牙齿中的每个牙齿从初始位置和方向朝向目标位置和方向重新定位的移动轨道；以及确定用于沿对应移动轨道重新定位所述每个牙齿的移动速度，其中，独立于其它多个牙齿来确定每个牙齿的移动速度，以使得每个牙齿的移动速度不依赖于所述其它多个牙齿的移动速度。2.根据权利要求1所述的系统，其中，至少部分地根据速度矩阵来确定每个牙齿的移动速度。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述矩阵的列表示移动方向。4.根据权利要求2至3中任一项所述的系统，其中，所述矩阵的行表示牙齿类型。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述移动方向包括以下中的一个或多个：近中方向、远中方向、颊方向、舌方向、挤入方向、挤出方向、旋转方向、回缩方向、侧向方向、横向方向、垂直方向、面部方向、矢状方向、根尖方向或牙冠方向。6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述牙齿类型包括以下中的一个或多个：切牙、尖牙、前磨牙、磨牙、前牙、后牙、中心牙、侧牙、单根牙、多根牙、乳牙、恒牙、部分萌出牙、完全萌出牙、异位牙、小尺寸牙、平均尺寸牙、大尺寸牙、上颌牙或下颌牙。7.根据权利要求1所述的系统，其中，基于一个或多个患者特异性特征来确定所述移动速度。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个患者特异性特征包括以下中的一个或多个：年龄、代谢率、骨密度、骨骼成熟度、牙周状态、口腔内有机体种群、唾液组成、唾液特性、生物标记浓度、怀孕状态、肥胖状态、身体质量指数或药物使用状态。9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度矩阵包括多个单元，并且其中每个单元提供与牙齿类型和移动方向的特定组合相对应的速度值。10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度矩阵包括32行和12列，其中每行对应于牙齿类型且每列对应于移动方向。11.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度矩阵包括12行和32列，其中每行对应于移动方向且每列对应于牙齿类型。12.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度矩阵包括384个单元，其中每个单元提供速度值。13.根据权利要求2所述的系统，其中，所述速度矩阵是多维矩阵。14.根据权利要求1所述的系统，其中，至少部分地根据包括多个速度矩阵的数据结构来确定每个牙齿的移动。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个速度矩阵中的每一个对应于特定患者类型。16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个速度矩阵至少包括第一矩阵和第二矩
阵。17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一矩阵对应于高代谢率患者，并且所述第二矩阵对应于低代谢率患者。18.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，所述指令还使所述一个或多个处理器：基于对应的移动轨道和对应的移动速度来确定用于重新定位每个牙齿的多个移动阶段；以及基于所述多个移动阶段来生成用于制造多个正畸矫治器的数据。

技术总结
本申请公开了用于可预测的正畸治疗的系统、方法和设备。一种用于产生用来重新定位多个牙齿的治疗计划的系统包括一个或多个处理器以及存储器，所述存储器包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：接收表示多个牙齿的数字数据集，确定用于将每个牙齿从初始位置和方向朝向目标位置和方向重新定位的移动轨道，以及确定用于沿相应移动轨道重新定位所述每个牙齿的移动速度，其中，独立于其它多个牙齿来确定每个牙齿的移动速度，以使得每个牙齿的移动速度不依赖于所述其它多个牙齿的移动速度。不依赖于所述其它多个牙齿的移动速度。不依赖于所述其它多个牙齿的移动速度。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：阿莱恩技术有限公司
技术研发日：2017.03.24
技术公布日：2022/3/8