利用数字三维形状虚拟设计桩核修复

摘要

本文公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法，其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该方法包括：-获得包括第一三维扫描的三维影像，第一三维扫描包括损坏牙齿的至少一部分；-提供适于适配到损坏牙齿的孔中的数字三维形状；-虚拟地匹配牙齿的第一三维扫描和数字三维形状，其中，匹配包括使牙齿的第一三维扫描中的表面区域与数字三维形状的相应表面区域相匹配，从而相对于牙齿的第一三维扫描呈现数字三维形状的至少一部分；-基于相对于牙齿的第一三维扫描的数字三维形状的图像虚拟地设计桩核修复。

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于虚拟设计适于附在在患者的坏牙中的桩核修 复的系统和方法。

背景技术

当牙齿结构由于蛀牙或断裂而缺失以致于没有足够的牙齿结构来适 当的保持牙冠时，桩核对于将来的牙冠修复术来说是一种用于有效地构建 牙齿结构的牙体修复术。在许多情况下，齿根被移去，在牙齿中留下空的 牙根管。通常，细而坚硬的桩(例如，金属桩)被插入到牙根管中，并且 该桩为“核”提供固位，核由替代缺失的牙齿结构的材料建成。桩可以附在 牙根管和人工制备的核为替代牙齿的牙冠或牙帽提供固位。术语“桩核 (post and core)”也被称为“桩和核(post-and-core)”和“镶核(inlay core)”。 桩核修复通常称为“基部修复”。

在牙根管操作中，牙科医生通常利用牙钻移除牙齿的神经(所谓的牙 髓操作)，在牙齿中留下孔。在许多情况下，可以提供与钻的形状匹配的 特殊的桩，并且在钻孔之后，桩可以直接粘结在孔中。然而，牙根管可具 有不规则结构，并且在移除根之后牙齿中的孔通常也是不规则的，但即使 对于规则的形状来说，孔的深度可能也是未知的。由此，没有桩能够与孔 匹配，必须提供定制的桩。

当设计桩核时，通常的操作是牙医提供具有孔附近的预制牙齿以可能 的附近牙齿的印模，并通常将该印模发送至牙科实验室中的牙科技师。根 据该印模，可以浇注牙齿模型(例如石膏模型)，并且现在可以根据牙齿 模型构建包括桩核的牙体修复。牙科技师通常在蜡中构建桩核，随后进行 熔模铸造，从而以适当的材料(例如金属合金)制造真正的桩核。

WO10097089A公开了一种计算机实施的设计和/或制造桩核以匹配牙 齿孔的方法，所述方法包括下述步骤：a)获取包括孔的一组牙齿的至少一 个印模；b)扫描包括孔的该组牙齿的印模；c)提供包括孔的印模的三维扫 描图像；d)将三维图像转换成该组牙齿和孔的三维正工作模型；及e)根据 孔的正工作模型设计桩核模型。

此外，其还公开了当移除牙根/牙神经时，牙医使用一个或多个牙钻。 因此，最终的牙齿孔的形状至少部分地由钻孔的钻头的形状和/或类型确 定。在该发明的另一实施方式中，桩核模型和/或桩模型与创建孔的牙钻的 形状匹配。其是为了改进桩核模型。使形状匹配可以合并和/或组合创建孔 的牙钻的形状信息、钻头的CAD模型的形状信息。由此，可以识别和/或 移除桩核模型的扫描人造物。例如，桩核模型中的凹痕或切口可以通过下 述方法被识别为扫描人造物：获知使用特定的钻头不可能形成这样的凹痕 或切口。

提供虚拟设计桩核修复的替代方法仍然是一个问题。

发明内容

本文公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方 法，其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿的孔中的数字3D形状；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和数字3D形状，其中，匹配包括使牙 齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状的相应表面区域相匹配，从 而相对于牙齿的第一3D扫描呈现数字3D形状的至少一部分；

-基于数字3D形状的图像相对于牙齿的第一3D扫描虚拟地设计桩核修 复。

这有利地提供了一种可以提供完整的损坏牙齿以及具体地其孔的图 像的方法。这解决了辅助设计桩核修复的问题。

在一种实施方式中，数字3D形状是适于与损坏牙齿的孔的至少一部 分相匹配的表面图像的至少一部分。

举例来说，当数字3D形状是损坏牙齿的印模的扫描时，这是有利的， 其中，损坏牙齿包括孔，印模的一部分匹配孔的形状。牙体印模(即，牙 齿的底片)难以扫描，这是因为牙齿形成有深的难以扫描进去的凹陷。可 选地，可以通过利用口腔内扫描仪或通过扫描石膏模型获得牙齿的第一3D 扫描。通过扫描损坏牙齿的小印模而获得数字3D形状，损坏牙齿的小印 模由牙医直接从口腔中得到，或者通过牙科技师在石膏模型上得到。损坏 牙齿的小印模将易于扫描，这是由于孔的底片形状将形成一形状，而不会 具有明显的扫描仪可检测表面的腔。

因此，通过组合第一3D扫描和经由扫描损坏牙齿的印模而得到的数 字3D形状，可以提供用于设计桩核的一组牙齿和损坏牙齿的高度详细的 图像。

在另一实施方式中，该方法包括：数字3D形状是适于适配到损坏牙 齿上的元件的至少一部分，其中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔 中的桩部。这将在下文中详细讨论。

此外，说明书还涉及第一3D扫描(例如牙齿的总体扫描)、第一数字 3D形状(例如：第一数字3D形状与孔匹配的损坏牙齿的印模的扫描)，以 及第二数字3D形状(例如：第二数字3D形状适配在孔中的元件)的组合。

应该理解到，术语“适配”用作涵盖“匹配”和“装配”的通用术语。因此， 与孔“匹配”的数字3D形状将具有代表实际孔形状的形状。然而，“装配” 在孔中的数字3D形状的形状将允许根据其制造的元件置于孔中。

此外，应该理解，3D影像可包括若干不同的扫描，例如，第一3D扫 描和第二3D扫描，如下文将描述那样。其还包括通过除扫描之外的其他 手段获得的其他扫描或其他3D模型。举例来说，3D影像可包括标识符， 其允许用户轻易地识别他或她与正确的3D影像一起工作。

本文公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方 法，其中，损坏的牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状，其 中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状，其中，匹配包 括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相应表面区域 相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形状的桩部的 至少一部分；

-基于相对于牙齿的第一3D扫描的元件的数字3D形状的桩部的图像虚 拟地设计桩核修复。

下文中的3D扫描可以表示第一3D扫描。

该方法包括：3D扫描可以是损坏牙齿的口腔内扫描或模型扫描，其中， 元件可以是桩核的桩，这是由于当桩核最终附着或粘结损坏的牙齿中时， 桩核的桩适于适配和布置在牙齿中。可以进行3D扫描以使得获得牙齿的 孔或腔的至少一部分。通过使来自3D扫描的牙齿的孔(即，获得的孔部 分)与桩的数字3D形状相匹配而进行匹配。

可以得知桩的3D数字形状，因为其形状可以与在牙齿中钻孔的钻头 的形状一致。

该方法还包括：3D扫描可以是印模扫描，其中，元件可以是在扫描期 间布置在损坏牙齿中的扫描针，扫描针包括对应于桩核的桩的内部，通过 使来自3D扫描的扫描针的内部与扫描针的内部的数字3D形状相匹配而进 行匹配，这是由于扫描针的内部是在印模扫描中被扫描的部分。

该方法还包括：3D扫描可以是口腔内扫描或模型扫描，其中，元件可 以是在扫描期间布置在损坏牙齿中的扫描针，扫描针包括外部和对应于桩 核的桩的内部，通过使来自3D扫描的扫描针的外部与扫描针的外部的数 字3D形状相匹配而进行匹配，这是由于扫描针的外部是在口腔内扫描或 模型扫描中被扫描的部分。

有利的是，通过确定数字3D形状(例如CAD文件)的桩部相对于牙 齿的3D扫描的布置、位置和/或朝向，桩核的设计可以使得桩适配在牙齿 中的孔中，核适配在桩上，适配到牙齿残余部以及相邻的牙齿上。因此， 有利的是，该方法可包括：

-基于虚拟匹配将来自数字3D形状的桩部虚拟地应用和/或提供给牙齿 的3D扫描；

-相对于3D扫描中的牙齿确定桩部的布置和/或位置和/或朝向；

-根据元件的数字3D形状获得桩部的真实表面。

桩相对于牙齿的布置可包括桩的位置和/或朝向。

确定桩部的布置可包括虚拟化、获得和/或提供桩。

桩部相对于牙齿的布置可包括确定和/或衍生和/或虚拟化和/或识别 (等等)桩部相对于牙齿的尺寸、方向、位置、朝向等等，从而可以基于 桩部设计桩核，其中，桩部对应于桩或桩核。

由于相对于牙齿的第一3D扫描呈现了元件的数字3D形状的桩部的至 少一部分，这可以用于设计桩核，这是由于当得知桩在牙齿中应该位于的 精确位置、朝向、深度等以提供良好固位时，可以设计适配到桩上和牙齿 结构的余下部分上的最终桩和最终核以获得具有良好固位和强度的完全 适配的桩核。

有利地是，可以相对于牙齿确定桩部，这是由于桩核不需要像植入物 一样是旋转对称的，从而相对于桩正确地布置核对于粘结、功能和/或外观 来说甚至更加重要。

当设计桩核修复时，可应用下列规则：

对于最优桩预备体：

-其长度等于或大于最终牙冠的长度；

-维持最小4mm的顶牙胶密封。

较短的桩是不期望的，这是由于它们：

-保持性较差；

-在牙根内产生了不利的压力；

-易于断裂；

-导致胶结损失。

本方法的优势在于：可以基于牙齿的3D扫描和元件的数字3D形状的 匹配而衍生孔的3D形状，并且可以基于衍生的孔的3D形状虚拟地设计。 桩核修复。

因此，可以一起呈现或虚拟化牙齿的3D扫描和数字3D形状。

有利地是，桩部的3D数字形状用作或成为设计、衍生、呈现、重构 和/或构建孔的至少一部分的基础。

因此，有利地是，基于匹配重构了桩和/孔的确切形状。

可以通过胶结、胶合、化学结合等方式将制造的桩核修复粘结在牙齿 中。

桩核的桩可能精确地适配在孔中，这是由于桩可以与牙医用于在损坏 牙齿中钻孔的钻头相同、类似、等同和/或相对应。

桩核的桩可以至少部分地置于牙齿的孔或牙根管中。

牙齿可以具有更多的牙根管，可以在一个或多个牙根管中钻孔，因此， 在一个或多个牙根管中可能存在桩。因此，桩核可包括更多的桩，也被称 为具有多个桩的桩核。

对于虚拟设计具有多个桩的桩核而言，可以一次在每个孔中插入扫描 针，并且扫描针可以在每个孔中被扫描。每个孔中的扫描针的所有扫描可 一起用于设计具有多个桩的桩核。

元件的数字3D形状可以是元件的CAD文件，其提供元件的形状上的 3D信息。

3D扫描可以是表面扫描，其获得扫描的牙齿的表面。

将牙齿的3D扫描与元件的数字3D形状匹配可以称为对齐、重叠、组 合、适配，等等。

3D扫描可以称为3D图像。

扫描针可以称为扫描主体。扫描针的外部可以称为可见部分或旗部。 扫描针的内部可以称为不可见部分或基部。可见和不可见是对于扫描牙齿 的扫描仪而言，这是由于外部至少部分地呈现在牙齿的外部，由此当进行 表面扫描时可见，而内部适于出现在牙齿内的孔/牙根管中，由此当进行表 面扫描时不可见。

扫描针可以具有任何适当的形状和尺寸。内部通常最大1cm长，例如 1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。 如果牙齿的牙根和/或牙根管或孔十分长，当然，扫描针也可以更长。扫描 针的外部通常可以是矩形地，例如正方形、长方形等。外部的侧边通常可 以是大约4mm或5mm，例如大约1mm、2mm、3mm、6mm、7mm、8mm、 9mm或10mm。

不使用扫描针扫描牙齿

在一些实施方式中，元件的数字3D形状是桩的数字3D形状，其对应 于桩核的桩。

因此，元件的数字3D形状可仅包括桩或桩部，即，元件是桩，而元 件的数字3D形状也是桩。

根据本发明的一个方面，公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙 齿的桩核修复的方法，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供桩的数字3D形状，其对应于桩核的桩；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和桩的数字3D形状，其中，匹配包括 使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与桩的数字3D形状的相应表面区域相 匹配；

-基于牙齿的第一3D扫描和桩的数字3D形状的虚拟匹配而虚拟地设计 桩核。

下文中的3D扫描可以表示第一3D扫描。

包括损坏牙齿的至少一部分的3D扫描可以包括牙齿的外部和牙齿的 内部的至少一部分。牙齿的内部可以是牙齿的孔或腔，从而可以获得牙齿 的孔或腔中的扫描。在一些情况下，可以扫描整个孔，然而，在一些情况 下，对于获得整个孔的扫描来说，孔可能太深和/或太窄。通常，可以通过 扫描进入其中仅获得了孔的一部分。通过将孔的部分扫描与桩的数字3D 形状匹配，举例来说，可以通过组合扫描数据和数字3D形状数据而衍生 或重构整个孔，并且可以设计桩核的桩以适配孔。

使用扫描针

在一些实施方式中，元件的数字3D形状是扫描针的数字3D形状，扫 描针包括内部和外部，其中，扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，并且 扫描针的内部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内部对应于桩部。

有利地是，当扫描损坏牙齿以获得能够虚拟设计桩核的信息时，可以 使用扫描针。

扫描针的内部对应于桩核的桩。

扫描针的数字3D形状是扫描针的CAD文件。

根据本发明的一个方面，公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙 齿的桩核修复的方法，其中，该方法包括：

-获得包括患者一组牙的至少一部分的第一3D扫描的3D影像，患者的 该组牙包括损坏的牙齿，其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的扫描 针布置在牙齿中，从而扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，并且扫描针 的内部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内部对应于桩核的桩，并 且其中第一3D扫描包括牙齿和扫描针的至少一部分；

-提供包括扫描针的内部和外部的扫描针的数字3D形状；

-虚拟地匹配第一3D扫描和扫描针的数字3D形状，其中，匹配包括 使第一3D扫描的扫描针的至少一部分与数字3D形状的扫描针的至少一部 分相匹配，从而相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的 内部；

-基于扫描针的内部的图像相对于第一3D扫描中的牙齿虚拟地设计桩 核。

下文中的3D扫描可以表示第一3D扫描。其中，对于印模扫描来说， 扫描针的至少一部分是对应于桩核的桩的内部，这是由于通过内部进行匹 配，内部是在印模扫描中被扫描的部分。

对于口腔内扫描和模型扫描来说，扫描针的至少一部分是外部，这是 由于通过外部进行匹配，外部是在口腔内扫描和模型扫描中被扫描的部 分。

根据和使用扫描针有关的一个方面，扫描针在扫描期间布置在牙齿的 牙根管或腔中，其中，桩核适于以后粘结。

在损坏牙齿中使用扫描针是有利的，为了获得孔的精确位置、朝向和 定位以及为了测量或计量孔在牙齿中的深度而进行扫描，从而可以为虚拟 设计桩核而确定桩在牙齿中的位置和深度。

3D扫描可以是直接在患者的口腔中利用口腔内3D扫描仪对牙齿进行 扫描。可选地，3D扫描可以是对患者牙齿的物理模型进行扫描，例如由牙 齿的印模制成的石膏模型。可选地，3D扫描可以是对患者的牙齿的印模进 行扫描。

当直接在患者的口腔内扫描牙齿或当扫描牙齿的物理模型时，本方法 的优势在于：扫描针的内部由扫描针的3D数字形状表示，这是因为当扫 描牙齿的表面时，由于内部位于牙齿内并且因此对于执行3D表面扫描的 扫描仪来说不可见，扫描针的内部不能被捕捉到。

当3D扫描印模时，本方法的优势在于：使用对应于桩的扫描针的内 部的数字形状，因为扫描针的内部的该数字3D形状可能总是具有良好的 数据质量(因为其通常来自于扫描针的CAD文件)。相反，扫描针的内部 的3D扫描的数据质量可能不够好，这是由于内部通常是长且窄的尖状物， 从而难以获得内部的良好扫描。因此，内部的3D扫描可能包括不确定的 表面，充满噪声，等等。因此，对于扫描针的内部而言，优选地可以取代 3D扫描而使用数字3D形状。因此，对于印模来说，使用扫描针的内部的 数字3D形状而不是使用扫描针的内部的3D扫描是有利的，这是因为数字 3D形状(通常是CAD数据)的数据质量通常好于3D扫描的数据质量。

相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的内部可以被 理解为：相对于第一3D扫描中的牙齿呈现、确定、识别、衍生、限定(等) 数字3D形状的扫描针的内部的位置、朝向、深度、定位、布置等。

因此，基于扫描针的内部的图像相对于第一3D扫描中的牙齿虚拟地 设计桩核的步骤可以理解为：基于扫描针的内部相对于第一3D扫描中的 牙齿的位置、朝向、深度、定位、布置等虚拟地设计桩核。

通过扫描针外部的匹配

根据本发明的一个方面，公开了一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙 齿的桩核修复的方法，其中，该方法包括：

-获得包括患者一组牙的至少一部分的第一3D扫描的3D影像，患者的 该组牙包括损坏的牙齿，其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的扫描 针布置在牙齿中，从而扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，扫描针的内 部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内部对应于桩核的桩，并且第 一3D扫描包括牙齿和扫描针的至少一部分；

-提供包括扫描针的内部和外部的扫描针的数字3D形状；

-虚拟地匹配第一3D扫描和扫描针的数字3D形状，其中，匹配包括 使第一3D扫描的扫描针的外部与数字3D形状的扫描针的外部相匹配，从 而相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的内部；

-基于扫描针的内部的图像相对于第一3D扫描中的牙齿虚拟地设计桩 核。

该方面包括扫描是牙齿的口腔内扫描或牙齿的正模型的扫描，由于在 这些情况下，通过在两个不同的图像中匹配扫描针的外部而进行3D扫描 和数字3D形状的匹配。因此，印模扫描可能不包括在该方面中。

在一些实施方式中，该方法还包括：在匹配之后从第一3D扫描中虚 拟地删除扫描针的外部。

可以通过删除扫描针的外部而提升扫描针相对于3D扫描牙齿的桩部 或内部的虚拟化或图像。

在一些实施方式中，从第一3D扫描中虚拟地删除扫描针的外部包括： 删除环绕数字3D形状的外部形状的区域中的点。

点也可以是三角，等等。举例来说，环绕形状附近的区域可以环绕表 面或环绕外部的表面的平均位置20mm。采取这种区域而不是仅沿着表面 的原因在于：表面可能未被完美地检测到，在扫描中可能存在噪声，因此， 存在来自扫描的检测的3D点的精确位置的一些不确定性。

在一些实施方式中，该方法还包括：进行未见表面的虚拟洞的封闭， 该未见表面出现在从第一3D扫描中删除扫描针的外部之后。

洞封闭可以是基于曲率的，从而虚拟的封闭未见的或缺失的表面，该 未见的或缺失的表面出现或发生在删除之后。

在一些实施方式中，该方法还包括：偏置3D扫描的表面和/或3D数字 形状的表面，从而在删除扫描针的外部之后获得封闭表面。

可以从3D扫描和/或从数字3D形状中删除扫描针的外部。

在一些实施方式中，相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的 扫描针的内部包括虚拟地将扫描针的内部从3D数字形状提供给第一3D扫 描。

提供可包括添加、插入，等等。

在一些实施方式中，虚拟地将扫描针的内部从3D数字形状提供给第 一3D扫描包括从第一3D扫描执行扫描针的内部的布林差集。

扫描针的桩部或内部可以是布林差集，这是因为：由于在第一3D扫 描和在来自数字3D形状的外部的3D形状中匹配了外部，得知了桩部或内 部相对于第一3D扫描的位置。

桩部或内部的3D表面可以通过来自数字3D形状的桩部或内部的3D 形状而提供在第一3D扫描中。因此，数字3D形状中的桩部或内部可以表 示为表面。为了在第一3D扫描中提供该表面，从第一3D扫描中减去该表 面，这是因为桩部或内部出现在牙齿的内部，对应于齿龈或第一3D扫描 的创建表面之下。因此，其可以被称为布林差集。布林差集通常可用于点， 但此处其也可以用于表面。表面可以由点组成或包括点。

从第一3D扫描的表面中减去来自数字3D形状的桩部或内部的表面以 获得牙根管的槽状结构，其对应于牙齿中的扫描针的桩部或内部。

在一些实施方式中，该方法还包括：3D影像包括：包括患者该组牙的 至少一部分的第二3D扫描，患者的该组牙包括损坏的牙齿，其中，在3D 扫描期间不在牙齿孔中布置扫描针，并且，第二3D扫描包括适于将桩核 附在牙齿中的牙齿腔的至少一部分。

有利地是，在牙齿中没有元件，这是因为可以看见钻孔的腔和/或孔开 口。由于钻孔通常长而窄，整个孔不能被扫描到，但可以扫描到孔的上部。 通过在未布置扫描针的情况下扫描孔开口，可以获得孔开口的确切形状。 当仅扫描牙齿中的扫描针时，可能难以在扫描针和孔的表面之间接合处或 过渡区上捕捉到确切细节。

当仅进行第一3D扫描时，获取牙齿腔的形状可能是个问题，这是因 为扫描针可能阻挡了牙齿腔，因此，同时扫描不具有扫描针的牙齿腔可能 是有利的，从而如果直接在口腔中进行扫描或扫描正模型时，牙齿腔对于 扫描仪来说是便于观察的。

在一些实施方式中，3D影像是包括牙齿的第一3D扫描和具有仅包括 牙齿的第二3D扫描的元件的虚拟组合。

如果向下进入牙齿的腔或孔开口中的3D扫描不捕捉整个腔或孔(例 如，缺失了壁或底部的一部分)，可以将元件或扫描针的数字3D形状与单 独的牙齿的3D扫描在捕捉到腔或腔可以与数字3D形状匹配的部位组合、 匹配、对齐(等等)。在第一3D扫描缺失的部位，可以使用与扫描针、扫 描针的数字3D形状有关的数据，从而可以获得整个腔或孔根管的虚拟化， 由此可以设计桩核。

在一些实施方式中，该方法还包括：在第二3D扫描中相对于损坏牙 齿呈现包括外部和内部的扫描针。

在一些实施方式中，该方法还包括：在第二3D扫描中的牙齿腔的表 面和数字3D形状的扫描针的表面之间提供过渡。

在一些实施方式中，在第二3D扫描中的牙齿腔的表面和数字3D形状 的扫描针的表面之间提供过渡包括进行表面区域的洞封闭和/或表面偏置。

有利地是，在来自第二扫描的牙齿腔和来自数字3D形状的桩形状之 间的过渡可以通过洞封闭或偏置来完成，其中，删除了扫描表面和/或数字 3D形状表面。扫描表面和数字3D形状可能不相合，可能存在空的空间而 没有表面。因此，为了将表面在过渡区结合在一起，可以操纵表面以使它 们能够相合。

如果在桩核修复中有多个桩，必须为每个桩设置过渡。

在一些实施方式中，适于附在损坏牙齿的桩核修复包括至少两个桩， 由此损坏牙齿包括至少两个孔，并且其中至少两个桩的第一桩适于附在至 少两个孔的第一孔，至少两个桩的第二桩适于附在至少两个孔的第二孔。

在一些实施方式中，该方法包括：获得患者的包括有损坏牙齿的该组 牙齿的至少一部分的第三3D扫描，其中，在3D扫描期间，包括外部和内 部的第一扫描针被布置在第一孔中，从而第一扫描针的外部至少部分地位 于牙齿外，第一扫描针的内部至少部分地位于牙齿孔中，并且第一扫描针 的内部对应于桩核的第一桩，第三3D扫描包括牙齿和第一扫描针的外部 的至少一部分。

由于前文中为了区分包括元件的扫描和不具有元件的扫描已经使用 了术语“第一”和“第二”3D扫描，使用了术语“第三”和下文中的“第四”扫描。 术语“第三”和“第四”扫描用于区分一个孔中的扫描针的扫描和另一个孔中 的扫描针的扫描，这些扫描不意味着在第一次和第二次扫描之后进行第三 次和第四次扫描。

在一些实施方式中，该方法包括：获得患者的包括有损坏牙齿的该组 牙齿的至少一部分的第四3D扫描，其中，在3D扫描期间，包括外部和内 部的第二扫描针布置在第二孔中，从而第二扫描针的外部至少部分地位于 牙齿外，第二扫描针的内部至少部分地位于牙齿内，并且第二扫描针的内 部对应于桩核的第二桩，并且其中第四3D扫描包括牙齿和第二扫描针的 外部的至少一部分。

在一些实施方式中，该方法包括：将牙齿的第三3D扫描和第一扫描 针的外部与牙齿的第四3D扫描和第二扫描针的外部组合以设计包括至少 两个桩的桩核。

在一些实施方式中，该方法包括：将牙齿的该第三3D扫描和该第一 扫描针的外部与牙齿的该第四3D扫描和该第二扫描针的外部组合以设计 包括至少两个桩的桩核。

在一些实施方式中，该方法包括组合牙齿的第三3D扫描和第四3D扫 描以及每个扫描针的外部，以设计包括至少两个桩的桩核。

有利地是，可以通过扫描每个孔中的扫描针(一次扫描一个)而获取 每个桩在具有多个桩的桩核中每个桩的精确位置和/或朝向和/或深度。

软件可以自动地创建第一桩，并且可以生成用于额外桩的完美定位和 对齐的插入通道，由此有助于简便地在患者的口腔中安装修复。

在一些实施方式中，该方法包括虚拟地设计包括至少两个桩的桩核， 从而至少两个桩物理地配置为插入到牙齿中。

在一些实施方式中，虚拟地设计包括至少两个桩的桩核包括：

-将核和第一桩设计为一个部件；

-将第二桩设计为分离的部件；及

-在核中设计通孔，以将第二桩通过核插入牙齿中。

当桩核包括至少两个桩(即，多个桩)时，桩核的设计应该为使每个 桩可以插入到牙齿中的相应的孔中。桩的插入方向可以不同，因此，它们 可以不被同时插入。在桩不具有相同的插入方向的情况下，一个桩可以与 核结合，该桩和核部可以首先被插入。为了插入其他桩，可以在核中具有 通孔，从而可以通过核中的通孔插入其他桩，直至进入牙齿中的孔。

在一些实施方式中，该方法包括虚拟地设计第二桩以使其长度长于其 最终长度，从而适配在其孔中并穿过核，以有助于第二桩的插入。

第二或其他桩可以比其最终长度长，这是由于对于牙医来说利用较长 的桩更容易插入桩。

在一些实施方式中，该方法包括：当第二桩插入在第二孔中时，在第 二桩上在第二桩从核上突出的位置设计压痕，第二桩从核上突出的超出部 分适于在压痕处被移除。

桩由于长的长度而伸出核的一部分可以在插入之后移除。然而，如果 桩设计为在其伸出核的部位具有压痕或切口，其可以更容易地切断、拉断、 折断桩的超出部分，并且桩的表面可以易于与核的表面齐平。

在一些实施方式中，存在于扫描针上的可见标记物唯一地标识桩核的 桩的形状。

这样做是有利的，因为桩核的桩应该匹配钻头的形状，钻头为桩钻孔， 因此如果使用标准桩和核，则标准钻头可以适配到该桩上，并且通过在扫 描针上标记桩核的类型或尺寸，牙医可以轻易地且快速地为扫描针和最终 的桩找出匹配的钻头。唯一的标识符可以是一个或多个数字、一个或多个 字母、一个或多个标记以及数字、字母、点、矩阵、条形码和/或标记的组 合，等等。唯一的标识符或标记物可以被称为编码。

举例来说，可以通过质地扫描或扫描几何图形而获得标识符。

有利地是，通过得知标识符的尺寸和形状，这也可以用于在扫描中对 齐扫描针。

存在至少三个制造桩核的制造商，它们可能全都具有它们的桩的不同 尺寸，因此，对于牙科技师来说有利的是，他可以仅通过扫描针上的3D 扫描并记下尺寸(例如宽度和高度)而确定扫描中使用的扫描针桩来自于 哪个制造商。同一制造商也可以具有桩的不同的尺寸。

可选地，牙齿可以首先在牙齿中钻孔，由此钻头类型确定了扫描针类 型和最终的桩类型。在这种情况下，牙医将选择对应于他使用的钻头的扫 描针，随后，牙科技师可以从显示扫描针的3D扫描中确定选择哪个桩。

在一些实施方式中，在第二3D扫描之前获得第一3D扫描。

在一些实施方式中，在第一3D扫描之前获得第二3D扫描。

在一些实施方式中，可以在元件的第一3D扫描之前或之后获得第二 3D扫描，其中元件在牙齿中包括扫描针和桩元件。术语“第一”3D扫描和“第 二”3D扫描不确定获得扫描的顺序，术语第一和第二用于匹配两种不同的 扫描。进行扫描的人员(例如牙科技师、牙医等)可以以他/她喜好的顺序 进行扫描。如果人员喜欢在扫描不具有元件的牙齿之前扫描牙齿中的元 件，这可以实现，同样地，可以在扫描具有元件的牙齿之前扫描不具有元 件的牙齿。

在一些实施方式中，第一3D扫描或第二3D扫描包括损坏牙齿，如果 扫描针插入在牙齿中，还包括扫描针的外部，以及至少一个或多个相邻牙 齿，如果没有相邻牙齿，则包括邻近部位。

有利地是，患者的整组牙齿可以在该扫描中被扫描，或者至少除损坏 牙齿和任意扫描针之外的相邻牙齿在该扫描中被扫描。

在一些实施方式中，第二3D扫描或第一3D扫描仅包括损坏牙齿的至 少一部分，如果扫描针插入在牙齿中，还包括扫描针的外部。

因此，该扫描可以仅包括相对于扫描的变化存在的区域，其中，还扫 描了相邻的牙齿。

有利地是，相邻的牙齿不需要在两次扫描中被扫描，这是因为相邻的 牙齿在扫描期间不会变化，当扫描针被插入或未插入时，仅损坏牙齿发生 变化。因此，在该扫描中仅扫描不同点。此外，在一次扫描中可以删除区 域并利用其他扫描的不同点替代。由此节约了扫描时间。

在一些实施方式中，首先获得的3D扫描包括损坏牙齿，如果扫描针 插入在牙齿中，还包括扫描针的外部，以及至少一个或多个相邻牙齿。

因此，第一次进行的扫描可以是包括最多部分(即，还有相邻的牙齿) 的扫描。

在一些实施方式中，其次获得的3D扫描仅包括损坏牙齿，如果扫描 针插入在牙齿中，还包括扫描针的外部。

首先获得的3D扫描通常也可以包括牙齿的周围部分，例如一个或多 个相邻牙齿或整个弧或轮廓等。其次获得的3D扫描(即在首先获得的3D 扫描之后)通常可以仅是牙齿和元件(如果存在)，其应该是发生变化的 仅有位置，即，无论是否插入扫描针。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括相对于桩部和/或相对于核部 提供粘结间隙。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括提供核的变细角度。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括提供核的结构顶部以适配到 牙冠的轮廓上。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括提供牙帽的结构顶部以适配 到牙冠的轮廓上。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括限定从核至牙冠的顶部的距 离。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括自动地生成核。

当设计修复(即，桩核、牙帽、牙冠等)时，也可以进行自动的虚拟 蜡封闭。

基于牙冠设计，用户可以设置桩核边际线，并且软件可以自动地生成 相应的桩核设计，包括用于桩的封闭和粘结间隙。可以利用3D处理和柔 性造型工具调整核形状。可以通过设计牙帽和位于桩的顶部的牙冠的轮廓 或增加连接件以组合可移除部分来完全单个工作流程。

在一些实施方式中，为桩核设计牙冠包括封闭由切口标识的区域。

在一些实施方式中，为桩核设计牙冠包括偏置核的形状。

在一些实施方式中，设计核包括偏置牙冠。

在一些实施方式中，为桩核设计牙冠包括为核和/或牙帽和/或牙冠提 供边际线。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括在设计桩核之前设计牙冠。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括在设计牙冠之前设计桩核。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括在设计牙冠和桩核之间设计 牙帽。

在一些实施方式中，虚拟地设计桩核包括：

-首先设计牙冠，

-其次设计桩核，及

-最后设计牙帽。

在一些实施方式中，扫描针的桩部和在牙齿中钻孔的钻头具有类似的 形状。

在一些实施方式中，桩被设计为形状类似于扫描针的桩部和/或在牙齿 中钻孔的钻头的形状。

这些实施方式的优势在于：当钻头在牙齿中钻孔并且桩元件的尺寸和 形状与钻头相同时，至少如果完成钻孔时孔保持为直的，则桩元件应该完 美地适配到孔中。

因为牙医可能难以在钻孔时将钻头保持为完美笔直，因此，可以进行 第二3D扫描以捕捉孔的开口，由此可以解释潜在的非直的钻孔。

在一些实施方式中，获得患者该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括： 利用口腔内扫描仪在患者的口腔内进行3D扫描。

在一些实施方式中，获得患者该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括： 在桌面式扫描仪中或利用口腔内扫描仪进行患者牙齿的物理模型的3D扫 描。

在一些实施方式中，获得患者该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括： 在桌面式扫描仪中或利用口腔内扫描仪进行患者牙齿的物理印模的3D扫 描。

在一些实施方式中，3D扫描是表面扫描。

在一些实施方式中，3D扫描是CT扫描。

在一些实施方式中，通过激光扫描、白光扫描、探针扫描、x射线扫 描和/或CT扫描进行3D扫描。

本文公开了用在设计桩核修复中的扫描针。

因此，在一方面，本说明书涉及用于确定损坏牙齿中钻孔的位置、深 度和/或朝向的扫描针，该扫描针包括扫描头和自扫描头延伸的扫描桩，其 中，在至少一个区域中的扫描桩的形状对应于用于钻孔的钻头的工作表面 形状的至少一部分的形状。

这样的扫描针在如上所述的用于虚拟设计桩核修复的方法中尤其有 利。

此外，扫描针牢固且精确地适配在孔中，因此，在颌骨中钻的孔的位 置、深度和/或朝向可以有利地是精确确定的。

可选地，在至少一个区域中的扫描桩的形状对应于孔的形状。

在本文中，应该理解，钻头的工作表面形状是钻头当钻孔时产生的形 状，即，钻头可以具有尖端或粗糙表面，其具有金刚石磨料涂层，但这些 不规则不会出现在最终的钻孔中。

如本文所公开的那样，扫描头可以对应于扫描针的外部，其至少部分 地布置在牙齿的外部，而扫描桩可以对应于扫描针的内部，其至少部分地 布置在牙齿的孔的内部。

优选地，整个扫描桩的形状对应于用于钻孔的钻头的工作表面的形 状。

在一种实施方式中，至少扫描桩的与扫描头相对的尖端区域对应于钻 头的部分的工作表面区域。

在一种实施方式中，扫描桩具有逐渐变细的直径。直径通常在从扫描 头的方向上减小，提供对应于钻头的形状。

通常，扫描针是实心的，例如，不具有通孔和/或形成为不具有螺纹。

在另一方面，包括扫描头和扫描桩的扫描针在套装中与至少一个用于 钻桩孔的桩钻头一起提供。套装还可包括用于检查最终桩的适配和朝向的 测量仪、产生平面以将桩头支承在桩自身上的根面锉和/或驱动器，其中， 可以安装或使用桩以将桩固定就位。

扫描针可以有利地包括本文所述的一个或多个特征。

在本文讨论的又一方面，模型系统包括牙体模型和至少一个模子，其 中，在模子中提供第一孔部分，在模型中提供第二孔部分，其中，当模子 正确地布置在牙体模型中时，第一孔部分和第二孔部分是同轴对齐的。

这具有以下效果：即使相邻的牙齿或其他结构防止整个孔包含在模子 中，也可能提供将桩核模型置于模型系统中的解决方案。

3D建模

桩核的虚拟设计可以表示为或包括3D建模。3D建模是通过特定的软 件开发任意3D对象(称为3D模型)数学的、线框表示的过程。可以自动 地创建模型，例如，可以利用多种方法创建3D模型：使用NURBS曲线生 成精确和平滑的表面块，控制分面几何的多边形网格建模，或多边形高级 细化(tessellation)的多边形网格细分，形成类似于NURBS模型的光滑表 面。

口腔内扫描

3D扫描可以是口腔内扫描，其可以通过口腔内扫描仪获得。口腔内扫 描仪可以配置为利用焦点扫描，其中，从在不同的焦点深度需要的对焦影 像重构扫描的牙齿的数字3D图像。可以通过生成探光并将该探光朝着该 组牙齿发送从而照亮该组牙齿的至少一部分来进行焦点扫描技术。从该组 牙齿返回的光朝着摄像机发送并通过光学系统成像在摄像机的影像传感 器上，其中，影像传感器/摄像机包括传感器元件的阵列。通过聚集光学元 件变化该组牙齿上/相对于该组牙齿的焦平面的位置，而通过/从传感器元 件的所述阵列获得影像。基于影像，可以为焦平面位置序列确定多个传感 器元件中的每一个或多个传感器元件群组中的每一个的对焦的位置。

举例来说，对于焦平面范围，可以通过为多个传感器元件中的每一个 或多个传感器元件群组中的每一个确定光振荡幅度而计算对焦位置。根据 对焦位置，可以衍生出该组牙齿的数字3D图像。

模型和印模的扫描

可以通过桌面3D扫描仪获得模型或印模的3D扫描。通过在3D扫描 仪中扫描对象而获得对象的表面的三维图像可以表示为3D建模，其是通 过特定软件开发对象的三维表面的数学图像的过程。产品被称为3D模型。 3D模型利用3D空间中的一组点表示3D对象，这些点由各种几何实体表示， 几何实体例如三角、线、曲面等。3D扫描仪的目的通常是在对象的表面上 创建几何样本的点云。

3D扫描仪在其视场内收集与表面有关的距离信息。3D扫描仪产生的 “图”描述了至图中每个点处的表面的距离。

对于大部分情形而言，单个扫描或子扫描将不会产生对象的完整模 型。可能需要从许多不同方向的多个子扫描(例如5，10，12，15，20，30，40， 50，60，70，80，90或在一些情况下的数百)以获得与对象的所有侧部相关的 信息。这些子扫描被纳入常用参考系统，经历可称为对齐或注册的程序， 并被整合以创建完整的模型。

三角测量3D激光扫描仪利用激光来探测环境或对象。三角测量激光 在对象上照亮激光并开发了摄像机来寻找激光点的位置。根据激光打在表 面上的距离，激光点在摄像机视场中出现在不同位置。这种技术被称为三 角测量，因为激光点、摄像机和激光发射器形成三角形。可以使用激光带 而不是单个激光点，并且激光带随后可以扫过对象以加速获取过程。

结构光3D扫描仪将光图案投影在对象上并在对象的图案上观察变形。 图案可以是一维或二维的。一维图案的实例是线。举例来说，利用LCD投 影仪或扫激光器将线投影在对象上。与图案投影仪略微偏置的摄像机观察 线的形状并利用类似于三角测量的技术计算线上每个点的距离。在单线图 案的情况下，线扫过视场以一次一个条带地收集距离信息。

二维图案的实例是网格或线条带图案。摄像机用于观察图像的变形， 算法用于计算图案中每个点上的距离。可以使用用于多个条带激光器三角 测量的算法。

迭代最近点

迭代最近点(ICP)是一种算法，用于最小化两个点云之间的差值。ICP 可以用于从不同扫描或子扫描重构2D或3D表面。算法概念上简单并且被 实时地共用。其反复地修改最小化两个原始扫描或子扫描的点之间的距离 的转换(即，平移和旋转)。输入是：两个原始扫描或子扫描的点，转换 的最初估计，停止迭代的标准。输出是：精炼的转换。实质的算法步骤为：

1、通过最近相邻的标准关联点。

2、利用平均平方成本函数估计转换参数。

3、利用估计的参数转换点。

4、迭代，即，再关联点，以此类推。

本发明涉及不同方面，包括上文中和下文中描述的方法以及相应的方 法、设备、装置、系统、使用方法、套装和/或产品装置，每个产生结合第 一所述方面描述的优势和益处，并且每个具有一个或多个实施方式，其对 应于结合第一所述方面描述的和/或随附权利要求中公开的实施方式。

具体地，本文公开了一种包括程序代码工具的计算机程序制品，当在 数据处理系统执行所述程序代码工具时，该计算机程序制品用于使数据处 理系统执行根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，以及一种计算 机程序制品，其包括计算机可读介质，其存储有程序代码工具。

本文公开了一种非临时性计算机可读介质，其上存储有计算机程序， 其中，所述计算机程序配置用于进行虚拟设计适于粘结在患者的损坏牙齿 中的桩核修复的计算机辅助方法，其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩 的孔，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状，其 中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状，其中，匹配包 括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相应表面区域 相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形状的桩部的 至少一部分；

-基于元件的数字3D形状的桩部的图像相对于牙齿的第一3D扫描虚拟 地设计桩核修复。

具体地，本文公开了一种用于虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩 核修复的系统，其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该系 统包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像的装置，第一3D扫描包括损坏牙齿 的至少一部分；

-用于提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状 的装置，其中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-用于虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状的装置，其 中，匹配包括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相 应表面区域相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形 状的桩部的至少一部分；

-用于基于元件的数字3D形状的桩部的图像相对于牙齿的第一3D扫描 虚拟地设计桩核修复的装置。

用于获取第一3D扫描的装置可以是3D表面扫描仪，例如口腔内扫描 仪、桌面式扫描仪等。3D扫描可以加载到软件程序或系统中并在其中虚拟 化，并且在该软件程序或系统中，3D扫描可以被建模并被虚拟的设计。

用于提供元件的数字3D形状的装置可以是包括元件的数字3D形状的 数字图书馆或数字文件，例如CAD文件。数字图书馆和数字文件可以加 载到虚拟化3D扫描的软件程序或系统。

用于虚拟化匹配3D扫描和数字3D形状的装置可以是软件程序或系统 中的处理装置。

用于虚拟设计桩核修复的装置可以是软件程序或系统中的处理装置。

在一些实施方式中，该系统包括非临时性计算机可读介质，其上存储 有一条或多条计算机指令，其中，所述计算机指令包括用于执行虚拟设计 适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法的指令，其中，损坏牙齿包括 用于接收桩核的桩的孔，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿的元件的至少一部分的数字3D形状，其中， 元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状，其中，匹配包 括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相应表面区域 相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形状的桩部的 至少一部分；

-基于元件的数字3D形状的桩部的图像相对于牙齿的第一3D扫描虚拟 地设计桩核修复。

附图说明

将参考附图通过下文中的对本发明的实施方式的展示性且非限制性 详细说明进一步阐述本发明的上述和/或其他目的、特征和优势，附图中：

图1示出了现有技术中的桩核的实例。

图2示出了虚拟设计适于附着在患者的损坏牙齿中的桩核修复的方法 的流程图的实例，其中，损坏的牙齿包括用于接收桩核的桩的孔。

图3示出了通过扫描针虚拟设计桩核的示意性实例。

图4示出了在虚拟环境的截屏中进行帽冠设计的实例，其中，可以通 过软件程序进行虚拟设计。

图5示出了扫描损坏的牙齿中的孔和/或孔开口或腔的至少一部分并 根据扫描设计桩核的实例。

图6示出了具有桩部的印模。

图7示出了具有多个桩的桩核的实例。

图8示出了用于执行和辅助牙齿的3D扫描和数字3D形状的匹配与表 示的不同数字方法和软件工具。

图9示出了如何提供损坏的牙齿的孔的高度详细的表示的实例。

图10示出了如何设计桩核的虚拟模型的实例。

图11示出了如何在桩核模型的核上提供肩部的实例。

图12示出了如何提供适于桩核修复的工作模型的实例。

图13示出了如何确保键(clavettes)的设计使得其以高精度适配到多 个桩核模型中的实例。

图14和15示出了尺寸以毫米计的扫描针的示例性实施方式。

具体实施方式

在下文的说明中，参考了附图，附图以示意性的方式示出本发明的实 施的方式。

图1示出了桩核的实例。

图1a示出了包括桩核的修复的示意性实例。桩核21包括进入并匹配 牙齿24的孔的桩26以及提供牙帽22和牙冠23的固位的孔27。已经准备 了损坏的牙齿24，即，其已经被磨光接近齿龈25，并且通过牙钻提供了 孔。桩核21与准备的牙齿24的匹配。桩核21还为牙帽22和牙冠23提供 固位/支撑。桩核21、牙帽22和牙冠23都可以根据本方法设计/提供。

图1b示出了可以虚拟设计桩核的软件程序的截屏的实例。

桩26布置的损坏的牙齿的孔中。孔27也至少部分地呈现在牙齿中。 边缘28表明低于齿龈的部分(由此人眼不可见)以及高于齿龈的部分(由 此人眼可见)。绕着孔27设计牙帽22。

图2示出了虚拟设计适于附着在患者的损坏牙齿中的桩核修复的方法 的流程图的实例，其中，损坏的牙齿包括用于接收桩核的桩的孔。

在步骤101中，获取了包括损坏的牙齿的至少一部分的第一3D扫描， 可以通过扫描仪(例如表面扫描仪)获得该3D扫描。扫描仪可以是用于 直接在患者的口腔内扫描的口腔内扫描仪，或者扫描仪可以用于扫描患者 的牙齿的印模或扫描患者牙齿的正工作模型的桌面扫描仪，其中，可以根 据印模用石膏或其他适当的石膏型材料浇注正工作模型。牙医可以在牙科 诊所中进行口腔内扫描。牙科技师可以在牙科实验室中进行印模或正模型 扫描。3D扫描提供了损坏牙齿的3D图像，其可以在软件程序中被利用和 /或被处理以虚拟设计桩核。

在步骤102中，提供适于适配到损坏的牙齿上的元件的至少一部分的 数字3D形状，其中，元件至少包括适于适配到损坏牙齿的孔中的桩部。 元件的至少一部分的数字3D形状可以是包括元件3D信息的元件的CAD 文件。元件至少包括适于适配到损坏牙齿的孔中的桩部。元件可以是桩核 的桩，即，数字3D形状可以是桩的CAD文件。可选的，元件可以是扫描 针，其配置用于在扫描损坏的牙齿时插入到其中。扫描针包括在扫描期间 适于插入到牙齿的孔中的桩部，因此，数字3D形状可以是扫描针的CAD 文件。

在步骤103中，牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状相匹配，其 中，匹配包括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相 应表面区域相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形 状的桩部的至少一部分。匹配可以是在软件程序中执行的虚拟匹配。匹配 可包括对齐、重叠、组合(等等)牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形 状。匹配在牙齿的第一3D扫描和数字3D形状的相应部分上进行。举例来 说，如果第一3D扫描包括牙齿的孔的至少一部分(这可以通过下述方法 实现：扫描进入口腔中的牙齿的孔中，或扫描进入正模型中的牙齿的孔中， 或扫描印模扫描中的扫描针的桩部)，3D扫描的相应部分或表面区域可以 至少是桩部的至少一部分。随后，桩部与数字3D形状的桩部匹配。可选 地，举例来说，如果3D扫描包括扫描针的外部的至少一部分(这可以通 过下述方法实现：当扫描针插入到患者的口腔中的牙齿中时扫描牙齿，或 者当扫描针插入到正模型的牙齿中时扫描牙齿)，3D扫描的相应部分或表 面区域可以至少是扫描针的外部的至少一部分。

在步骤104中，基于元件的数字3D形状相对于牙齿的第一3D扫描的 桩部的图像虚拟地设计桩核修复。由于相对于牙齿的第一3D扫描表示了 元件的数字3D形状的桩部的至少一部分，这可以用于设计桩核，由于得 知桩在牙齿中能够提供良好固位的精确位置、朝向、深度等信息，最终的 桩和适配到桩上并且适配到牙齿结构的余下部分的最终的核可以被设计 为获得具有良好固位和强度的完美适配的桩核。

图3示出了通过扫描针虚拟设计桩核的示意性实例。附图是2D的， 但应该理解到，是利用软件程序在3D虚拟环境下进行桩核的虚拟设计的。

图3a示出了患者口腔中的一组牙齿的实例，其包括两颗健康的牙齿 305(每颗包括天然的牙冠306和牙根307)和损坏的牙齿301。牙齿的天 然牙冠被损坏，因此在齿龈304上仅出现小的牙齿结构302。牙齿的牙根 303位于齿龈304之下。牙根303可能需要牙根治疗或牙髓操作。牙齿的 牙冠可能在患者看牙医之前就已经损坏，或者牙医可能损坏或研磨掉牙冠 以获得小的牙齿结构302，从而可以轻易地进行牙根治疗或类似操作。牙 医进行的工作可以不是本方法的一部分。

牙齿301、305的位于齿龈之下的一些部分由虚线表面，这是由于这些 部分对于3D表面扫描仪来说不可见。

图3b示出了在牙医已经在牙齿301中钻了孔308之后的牙齿301。孔 308穿过可见的牙齿结构302并向下进行牙齿301的牙根303。

可以利用钻头钻孔308，桩核的桩可能对应于钻头，从而桩与孔精确 地匹配。即，桩的形状和尺寸可以与钻头完全相同，或者桩与钻头的形状 相同，但的尺寸略小，从而在牙根303中有足够用于粘结桩的接合空间。

图3c示出了当扫描牙齿时扫描针309插入到牙齿301中的实例。扫描 针在牙齿结构302之上可见，穿过牙齿结构302，并向下延伸进入孔308。 现在可以扫描牙齿301，而扫描针309布置在牙齿中。出现在孔308中的 扫描针309的桩部可以精确地匹配到或适配到孔308中，从而扫描针309 牢固地布置在孔308中并且不能够左右移动，由此牙齿301中的扫描针309 的3D扫描可以提供扫描针309和牙齿301之间的相对位置、朝向、布置 等的精确图像。

图3d示出了当扫描针309在扫描期间插入到牙齿301中时，包括有损 坏的牙齿301的一组牙的3D扫描的示意性实例。牙根在3D表面扫描中不 可见。相邻的牙齿305在3D扫描中可见，并且当设计绕着桩核的核的最 终牙冠时可以使用它们，这是由于损坏的牙齿301上的最终牙冠应该适配 到相邻牙齿305的天然牙冠上。

图3e示出了扫描针的数字3D形状309’的实例。扫描针的数字3D形 状309’包括外部310’和内部311’，其中，外部310’适于至少部分地布置在 牙齿301的外部，从而其对于3D表面扫描仪来说是可见的，而内部311’ 适于至少部分地布置在孔中的牙齿301的内部，并且内部311’对应于桩核 的桩。扫描针的数字3D形状309’可以是扫描针的CAD文件。

图3f示出了图3e的扫描针的数字3D形状309’与牙齿301的3D扫描 中的扫描针309和图3d中的扫描针309匹配的实例。

图3g示出了在不插入扫描针的情况下获取牙齿的第二3D扫描的实 例。可以获取牙齿301的第二3D扫描以捕捉孔开口312或腔处的细节， 其可能由图3d中可见的第一3D扫描中的扫描针所隐藏。可能利于得到孔 开口，从而核可以设计为精确地适配在孔开口312处的牙齿结构302上。

对于执行本发明的方法来说，获取如图3g所示的第二3D扫描可能并 不是必要的。

图3h示出了相对于牙齿301虚拟设计桩核321的实例，其中，桩核 321包括适于布置在牙齿301的孔中的桩326以及适于位于剩余牙齿结构 302的外部或遵循其或与其相对应的核。

图3i示出了虚拟设计了最终牙冠的所有层的实例。围绕桩核321的核 327设计牙帽322。围绕牙帽322设计牙冠323。可以提供额外的牙帽318， 而牙冠323可以是牙帽318或322的胶合层。修复的不同部分的序列或顺 序可以与上述建议的不同。例如，可以首先设计牙冠323，可以随后设计 牙帽318和/或322和/或核327。应该理解的是，修复的不同部分(例如牙 帽和牙冠)的结合点或边际线313可以与图中所示的不同地布置。

图4示出了在虚拟环境的截屏中进行帽冠设计的实例，其中，可以通 过软件程序进行虚拟设计。

图4a示出了从牙齿的前部观察的牙帽422和牙冠423的实例。

图4b示出了从牙齿的邻接面观察的牙帽422和牙冠423的实例。

可以看出，牙帽422类似于牙冠的解剖。

图5示出了扫描损坏的牙齿中的孔和/或孔开口或腔的至少一部分并 根据扫描设计桩核的实例。

孔和/或孔开口或腔的扫描可以用为第二扫描以与图3中所示的第一 3D扫描组合，类似于图3g中所示的扫描。

可选地，如果利用从扫描中获得的孔的图像时，孔的扫描对于进行桩 部的匹配来说足够好，孔的扫描可以是孤立的，即，不与第一扫描组合。

图5a示出了由相邻牙齿505环绕的损坏牙齿501的孔开口或腔512的 3D扫描的截屏的实例。也可以看见孔508本身。

已经通过口腔内3D扫描仪在患者的口腔中进行了3D扫描。

图5b示出了在用于虚拟设计修复的软件程序中的3D扫描的截屏的实 例，其中，3D扫描包括由相邻牙齿505环绕的损坏牙齿501的孔开口或腔 512。也可以看见孔508本身。

可以在口腔内进行3D扫描，或者利用牙齿印模或牙齿的正模型进行 3D扫描。

图5c示出了由相邻牙齿505环绕的损坏牙齿501的孔开口或腔512的 3D扫描的截屏的实例。也可以看见孔508本身。

已经在牙齿的正模型上进行了3D扫描。

图5d示出了图5c中的牙齿501的3D扫描的截屏的实例。在该截屏中， 清楚地看见了损坏牙齿501的孔508。相比于图5c，倒转了扫描，从而可 以看见窄孔的扫描。

也可以看见孔开口512或腔以及相邻的牙齿505。

已经在牙齿的正模型上进行了3D扫描，并且该3D扫描与图5c中的 一样，只是倒转了图像。

根据该图，显然，在一些情况下，有可能仅通过利用3D扫描仪扫描 进入孔中而扫描孔的大部分。

图5e-5h示意性地示出了桩部的数字3D形状如何对应于图5d中出现 的扫描而与孔的扫描相匹配的实例。

图5e示出了损坏牙齿501中的孔508的一部分的扫描的实例，其中， 扫描对应于图5d中的扫描。孔出现在牙齿的牙根503中。牙齿501还包括 可见的牙齿结构502(已捕捉在扫描中)，而牙根505在3D表面扫描中不 可见。

图5f示出了适于适配到孔508中的桩部的数字3D形状509’的实例。 桩部可以是桩核的桩。

图5g示出了桩部的数字3D形状509’与包括有孔508的牙齿501的3D 扫描相匹配的实例。通过使孔508的表面区域与桩部的数字3D形状509’ 的表面区域相一致而进行匹配。

图5h示出了相对于牙齿501呈现牙齿的整个孔508的实例，其中，整 个孔508源自于桩部的数字3D形状509’和从3D扫描获得的孔508的相匹 配。

图6示出了具有桩部的印模。

图6a示出了具有损坏牙齿601的印模614的实例，损坏牙齿601包括 桩部626，其中，桩部可以对应于图3中使用的扫描针而配置为用作扫描 针。桩部可以在印模材料布置在牙齿周围之前就已经置于损坏牙齿的孔 中，当印模从牙齿中移去时，如果桩部牢固地附在印模上，孔中的桩部可 能已经与印模一起移除。

图6b示出了包括具有桩部626的损坏牙齿601的印模614的3D扫描 的实例。

通过使包括桩部626(其对应于牙齿601的孔)的损坏牙齿601的3D 扫描与桩部(未示出，例如图5f中的桩部)的数字3D形状相匹配，可以 将桩核虚拟地设计为图3和图5中的轮廓。

图7示出了具有多个桩的桩核的实例。

图7a示出了用于具有多个孔的牙齿的具有两个桩42、43和核41的桩 核。由于孔的不同方向，桩核必须被分成至少两个部分以将两个桩42、43 插入到孔中。桩核模型被分成至少两个部分，从而每个孔一个部分，以便 将桩核插入到孔中。每个部分和/或每个孔的插入方向用于虚拟地设计具有 多个桩的桩核。插入方向由箭头表示。

图7b-7h示出了用于设计具有多个桩的桩核的方法的实例。

图7b示出了具有两个牙根管的损坏牙齿701的实例，其中，已经在牙 根703的每个牙根管中准备了孔708a、708b。

图7c示出了扫描针709a已经在扫描牙齿701期间插入在孔708a中的 实例。因此，3D扫描将包括牙齿701的至少一部分和扫描针709a的至少 一部分。

核708a中的扫描针709a的插入方向相对于牙齿的纵轴来说是直的。

图7d示出了已经从牙齿701移除扫描针709a的实例，其中，扫描针 709b已经在扫描牙齿701期间插入在孔708b中。因此，3D扫描将包括牙 齿701的至少一部分和扫描针709b的至少一部分。

核708b中的扫描针709b的插入方向相对于牙齿的纵轴来说并不是直 的，而是相对于牙齿的纵轴来说具有一定的角度。

扫描针709a和扫描针709b可以是相同的扫描针或两个不同的扫描针。

图7e示出了桩核721的第一部分的实例，其中桩核721包括位于孔 708a中的桩726，并且与桩726a连接的核727附在牙齿上。核727包括通 往孔708b的通孔715。

图7f示出了桩核721的键或第二部分716布置在位于核727的通孔715 中或位于孔708b中的桩核721的第一部分的实例。键或第二部分716包括 位于孔708b中的桩726b。键或第二部分716比孔708b以及核中的通孔715 的总长度长，从而有助于其插入，并且其包括与核727的上部齐平的切口 717。当键或第二部分716已经粘结在桩核721中时，键或第二部分716 的超出部分可以被移除，例如被切下、折断等等。

图7g示出了键或第二部分716的超出部分已经被移除(例如被切下、 折断等等)的实例，并且键或第二部分716现在与核727齐平。

图7h示出了虚拟地设计了损坏牙齿701的整个修复的实例。虚拟设计 的牙帽722和牙冠723位于核727周围。虚拟设计的修复的不同部分的序 列和顺序可以与图中所示的不同。

图8示出了用于执行和辅助牙齿的3D扫描和数字3D形状的匹配与表 示的不同数字方法和软件工具。

图8a示出了出于删除的目标而标记扫描针的外部的实例。扫描针的外 部810的毗连区标记在区域819中，区域819向下环绕扫描针，直至齿龈 804。举例来说，毗连区可以距扫描针的表面大约20毫米。围绕将被删除 的扫描针的外部810的区域819由虚线标记。可以在3D扫描中(即810) 和/或在数字3D形状中(即，810’)删除扫描针的外部810，从而相对于 牙齿为桩部提供更好的虚拟化和图像。

图8b示出了已经删除了扫描针的外部810的实例，举例来说，删除是 基于图8a的程序，在3D扫描中在齿龈的表面中留下洞820。

图8c示出了如图8b中的表面中的洞已经虚拟地成为封闭的洞828的 实例，封闭的洞828由虚线表示，从而齿龈804未被封闭。

图8d示出了来自数字3D形状的桩部826已经添加到3D扫描中的实 例，从而桩部826与齿龈804在封闭洞(如图8c所示)的区域中齐平。

图8e示出了一实例，其中，相对于牙齿801的3D扫描示出了包括外 部810/810’和内部或桩部811/811’的整个扫描针809的实例，牙齿801的 3D扫描由于余下的牙齿结构802表面。扫描针可以来自数字3D形状和/ 或3D扫描。

图8f示出了用于在不同表面之间提供过渡的偏置表面的礼盒。3D扫 描的表面829和3D数字形状的表面830是偏置的，举例来说，从而在从 3D扫描中删除扫描中的外部之后获得封闭表面。

图9a-f示出了如何提供组合的表面扫描，其可以用作设计具有多个桩 的桩核的虚拟模型的基础。

图9a和9b在两个不同的立体视图中示出了第一表面扫描900。第一 表面扫描包括具有孔(由牙医在臼齿的牙根中创建)的两个虚拟部分图像 902’、903’的臼齿的牙体预备体901的扫描。

通过利用TRIOS扫描仪扫描石膏模型而创建第一表面扫描900， TRIOS扫描仪是由丹麦的3ShapeA/S公司制造的口腔内扫描仪。也可以通 过利用TRIOS直接在口腔中扫描患者而提供第一表面扫描。

然而，在类似于第一表面扫描900的扫描中，优选地如下文将描述的 那样获得孔的完整虚拟图像902、903。

在获得第一表面扫描900之后，获得同一区域的第二表面扫描(未示 出)。当获得该扫描时，第一和第二扫描桩置于各自的孔中。因此，第二 表面扫描包括第一和第二扫描桩的可见部分904、905的虚拟图像。使用的 扫描桩的尺寸和形状与牙医在创建孔时所使用的钻头的尺寸和形状一致。

然而，第二表面扫描将不会是完整的，这是由于存在将被扫描针闭塞 的牙体预备体901的区域。然而，这些信息存在于第一表面扫描中。因此， 通过将和第一和第二表面扫描组合到如图9c所示的第三表面扫描906中， 来自第一表面扫描的牙体预备体901上的信息可以与来自第二表面扫描的 第一和第二扫描针上的信息组合。

在图9d-i中，示出了第三表面扫描906沿着图9d中的线i-i的横截面。 横截面沿着实线907示出了第一表面扫描以及第二表面扫描的包括沿着彼 此对齐的虚线908的扫描针的一部分。

在当前实施方式中，应该理解，第二表面扫描对应于第一3D扫描， 第一表面扫描对应于第二3D扫描，而第三表面扫描对应于如所述的第一 和第二3D扫描的组合的3D影像。

当已经提供第三表面扫描906时，扫描针909的CAD模型与如图9e 所示的被扫描的扫描针904、905的可见部分对齐。通过在扫描针的CAD 模型上和第三表面扫描906上识别一致的表面而完成对齐。本领域已知的 对齐算法可以用于以最小偏差对齐表面。在图9e中，在CAD模型上识别 的表面和第三表面扫描上的相应表面分别由小点910、910’标记。

图9f-ii以沿着图9f中的线ii-ii的截面的形式示出了扫描桩的CAD文 件是如何与第三表面扫描对齐的。

当CAD文件已经与第三表面扫描的被扫描的扫描针904、905对齐时， 扫描针的桩与第三表面扫描906组合，由此创建图9g中所示的每个孔902、 903的完整图像。

当包含与牙体预备体901、1001相关的所有信息的完整表面扫描完成 时，可以参考图10a-10e如下所述的那样设计桩核修复的虚拟模型。图 10a-10e示出了基于桩核1006设计修复的虚拟模型1005的情形。桩核模型 是用于适配到包括牙根孔1007的牙体预备体1001上的单个桩模型。

用户通过标记预备体的边际线1002而开始设备。该外部的或预备体的 边际线1002表示牙医开始制备牙齿的边缘。预备体边际线用作设计修复的 边界，如下文将详细描述并为本领域内技术人员所知的那样。

除了预备体边际线1002之外，还标记了核边际线1003。如将要描述 的那样，核边际线1003在桩核虚拟模型上限定了核的设计边界。核边际线 1003不会延伸超出预备体边际线，而是在预备体边际线的边界内延伸。在 一些情况下，核边际线可能符合预备体边际线，如图10a中的边际线的设 计的一个区域1004中可见的那样。

当预备体边际线1002和核边际线1003已经被标记时，确定用于修复 1008的插入方向和用于桩核1009的插入方向。如在当前情形中可见的那 样，修复插入方向1008和桩核插入方向一致。然而，在许多情况下，它们 可以不同，这是由于当确定桩核插入方向时，桩核模型必须考虑牙根孔 1007，而修复1005必须考虑其他障碍，例如相邻的牙齿。

在边际线和插入方向确定之后，可以设计修复。在当前情况下，修复 是牙冠1005，其被设计为如图10b中所示。

牙冠1005在结构上被设计为具有良好的外观，在相邻的牙齿之间正确 地适配并且提供与相对牙齿的适当咬合接触。

在设计了牙冠的结构之后，如图10c所示的那样设计桩核。桩核由牙 体预备体1001的表面限定，牙体预备体1001由桩核边际线1009和从桩核 边际线延伸的表面帽限定。表面帽对应于如图10c所示的桩核模型1006 的可见部分。

为了允许用户操控设计，在桩核模型上提供了球1010形式的控制点。 可以操控球以使得可以改变桩核的可见部分的设计。

使用控制点有利地产生了一个具体特征：核上的肩部。在一致的边际 线1004的情况下(即，当前情况下)，牙冠的材料在靠近边际线的区域中 有变得太薄的风险，如图11a中所示。然而，如图11b所示，通过在边际 线处的核模型上提供形状为圆形、斜面或凹槽的肩部，很大程度上增加了 该区域中牙冠的厚度，因此，确保维持牙冠1005的材料的最小厚度。

随后可以完成牙冠1005和桩核模型1006并准备用于生产。举例来说， 这种完成可以包括在牙冠和核之间提供接合间隙并从桩移除切口，从而其 可以插入到患者的准备好牙根孔中。

桩核1006的最终模型在图10e中可见。例如，桩核具有桩部1011、 核部分1012以及肩部1013。

在一些情况下，牙科技师或致力于修复的其他人员可能想要在物理模 型上工作。这样的物理模型是公知的，并且举例来说，可以通过打印表示 准备位置和环绕的区域(例如相邻的牙齿)的虚拟牙体模型来生产。通常， 生产表面环绕区域的第一模型1200。第一模型具有槽1201，模子1202可 置于该槽1201中。模子是牙体预备体1203的模型。在存在多个牙体预备 体的情况下，在第一模型中为每个修复的预备体形成多个槽，并且还为每 个槽生产相应的模子。

如上所述，为众多类型的修复和其组合生产这样的模型是常见的。然 而，这些已知的模型不总是适于桩核修复。

模子1202必须适配到槽1201中，并且同时，其必须在模型上适配在 相邻牙齿图像之间。利用桩核模型，在一些情况下，桩部或模型中表示牙 根孔的部分将在模型上的相邻的牙齿或结构之下延伸。因此，必须考虑限 制，首先，模子必须适配到槽中，其次，其应该能够将桩核模型置于模子 1202中。

为了使其成为可能，在相邻结构之下延伸的孔图像1204从模子1202 延伸到模型中。对于桩在相邻结构之下延伸的桩核模型来说，这有利地允 许其插入在物理模型中。

在图13和图13-iii所示的一种实施方式中，其中，图13-iii是图13沿 着由圆1300限定的平面iii-iii的横截面视图，如上所述，键1301和1302 用在具有多个桩的桩核1303中以形成额外的桩。

有利的是，在设计桩核模型期间提供切口1304和1305。切口表示键 应该插入到桩核模型的核1306中的距离。

因此，当制造部件时，牙医精确地知道应该将键置于孔中的距离，并 且提供了正确切割键的位置的明确指示。

图14a-14d示出了具有尺寸以毫米计的扫描针1400的一种实施方式。

图14a以侧视图示出了扫描针，其中，其绕着轴A-A是旋转对称的。 扫描针具有扫描头1401，扫描桩1402从扫描头1401开始延伸。扫描桩与 扫描头相对的端部由尖细部分1403形成，尖细部分1403的形状与常规牙 钻的形状相匹配。

图14b以俯视图(即，从扫描头观察)示出了扫描针。

图14c以仰视图(即，从尖细部分观察)示出了扫描针。

图14d以立体图示出了扫描针。

扫描针优选地由相对刚性的聚合物材料制成，例如聚二醚酮(PEEK)。 当然，应该理解到，材料的选择不是必然取决于扫描针的形状和尺寸。

材料还应该优选地不透辐射，从而能够在患者吞下扫描针的情况下定 位扫描针。

图15a-15d示出了具有尺寸以毫米计的扫描针1500的另一种实施方 式。类似于上述的扫描针1400，其具有扫描头1503、从扫描头延伸的扫 描桩1502和形成在扫描桩上的尖细部分1503。

然而，尺寸稍微不同，例如，扫描桩的直径略有不同，尖细部分以不 同的角度变细，因此其形状对应于不同牙钻的形状。

如图14和15中可见的那样，尺寸可以根据牙医使用的钻头的形状而 变化，钻头的形状又取决于牙齿、牙根的形状和其他因素。

然而，当设计如图14和15所示的扫描针时，至少两个参数是特别令 人感兴趣的。它们是扫描桩1402、1502在其最厚处的直径d₁以及尖细部 分1403、1503的变细角度á₁。

扫描桩的直径d1优选地在1-2毫米之间，具体地在1.2-1.8毫米之间， 例如1.5或1.7毫米。

尖细部分的优选地在5°-10°之间，具体地在6°-8°之间。

尽管已经详细描述和示出了一些实施方式，但本发明不限制于此，而 是还可以以其他方式实施，而不脱离由随附权利要求限定的主题范围。具 体地，应该理解，可以利用其他实施方式并且可以对结构和功能进行修改， 而不脱离本发明的范围。

在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的一些可以由一个 或同类型的硬件实施。在互相不同的从属权利要求中引用或在不同的实施 方式中描述特定方式的起码事实不是表明这些方式的组合不能用于获取 优势。

权利要求可以指任何前述权利要求，“任一”应该被理解为指前述权利 要求中的“任意一个或多个”。

应该强调，当用在该说明书中时，术语“包含/包括”用于详细指明陈述 的特征、整体、步骤或元件的存在，而不是排除一个或多个其他特征、整 体、步骤、元件或其群组的存在和附加。

上文和下文中所述的方法的特征可以在软件中实施，并在数据处理系 统或其他由于计算机可执行指令的执行而运行的处理装置中进行。指令可 以是加载在存储器(例如RAM)中的程序代码工具，通过计算机网络从 存储介质或从其他计算传输。可选地，上述特征可以通过硬接线的电路取 代软件实施或与软件结合实施。

实施方式

1、一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法，其中， 损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿的孔中的数字3D形状；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和数字3D形状，其中，该匹配包括 使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状的相应表面区域相匹 配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现数字3D形状的至少一部分；

-基于数字3D形状的图像相对于牙齿的第一3D扫描虚拟地设计桩核 修复。

2、根据实施方式1的方法，还包括：数字3D形状是适于与损坏牙齿 的孔的至少一部分相匹配的表面图像的至少一部分。

3、根据实施方式1或2的方法，还包括：数字3D形状是适于适配到 损坏牙齿上的元件的至少一部分，其中，元件至少包括适于适配在损坏牙 齿的孔中的桩部。

4、一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法，其中， 该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供桩的数字3D形状，其对应于桩核的桩；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和桩的数字3D形状，其中，匹配包 括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与桩的数字3D形状的相应表面区域 相匹配；

-基于牙齿的第一3D扫描和桩的数字3D形状的虚拟匹配，虚拟地设 计桩核。

5、一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法，其中， 该方法包括：

-获得包括患者一组牙的至少一部分的第一3D扫描的3D影像，患者 的该组牙包括损坏的牙齿，其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的扫 描针布置在牙齿中，从而扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，并且扫描 针的内部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内部对应于桩核的桩， 并且第一3D扫描包括牙齿和扫描针的至少一部分；

-提供包括扫描针的内部和外部的扫描针的数字3D形状；

-虚拟地匹配第一3D扫描和扫描针的数字3D形状，其中，匹配包括 使第一3D扫描的扫描针的至少一部分与数字3D形状的扫描针的至少一部 分相匹配，从而相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的 内部；

-基于扫描针的内部的图像相对于第一3D扫描中的牙齿虚拟地设计桩 核。

6、一种虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法，其中， 该方法包括：

-获得包括患者一组牙的至少一部分的第一3D扫描的3D影像，患者 的该组牙包括损坏的牙齿，其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的扫 描针布置在牙齿中，从而扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，并且扫描 针的内部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内部对应于桩核的桩， 并且第一3D扫描包括牙齿和扫描针的至少一部分；

-提供包括扫描针的内部和外部的扫描针的数字3D形状；

-虚拟地匹配第一3D扫描和扫描针的数字3D形状，其中，匹配包括 使第一3D扫描的扫描针的外部与数字3D形状的扫描针的外部相匹配，从 而相对于第一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的内部；

-基于扫描针的内部的图像相对于第一3D扫描中的牙齿虚拟地设计桩 核。

7、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，元件的数 字3D形状是桩的数字3D形状，其对应于桩核的桩。

8、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，元件的数 字3D形状是扫描针的数字3D形状，扫描针包括内部和外部，其中，外部 至少部分地位于牙齿外，内部至少部分地位于牙齿内，其中，扫描针的内 部对应于桩部。

9、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法还 包括：在匹配之后从第一3D扫描中虚拟地删除扫描针的外部。

10、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，从第一3D 扫描中虚拟地删除扫描针的外部包括：在环绕数字3D形状的外部形状的 区域中删除点。

11、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法还 包括：执行未见表面的虚拟洞的封闭，该未见表面出现在从第一3D扫描 中虚拟地删除扫描针的外部之后。

12、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法还 包括：偏置3D扫描的表面和/或3D数字形状的表面，从而在删除扫描针 的外部之后获得封闭表面。

13、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，相对于第 一3D扫描中的牙齿呈现数字3D形状的扫描针的内部包括虚拟地将扫描针 的内部从3D数字形状提供给第一3D扫描。

14、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地将 扫描针的内部从3D数字形状提供给第一3D扫描包括从第一3D扫描执行 扫描针的内部的布林差集。

15、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，3D影像还 包括：包括患者该组牙的至少一部分的第二3D扫描，患者的该组牙包括 损坏的牙齿，其中，在3D扫描期间不在牙齿孔中布置扫描针，并且，第 二3D扫描包括适于将桩核附在牙齿中的牙齿腔的至少一部分。

16、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，3D影像是包括牙 齿的第一3D扫描和具有仅包括牙齿的第二3D扫描的元件的虚拟组合。

17、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法还 包括：在第二3D扫描中相对于损坏牙齿呈现包括外部和内部的扫描针。

18、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法还 包括：在第二3D扫描中的牙齿腔的表面和数字3D形状的扫描针的表面之 间提供过渡。

19、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，在第二3D 扫描中的牙齿腔的表面和数字3D形状的扫描针的表面之间提供过渡包括 进行表面区域的洞封闭和/或表面偏置。

20、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，适于附在 损坏牙齿的桩核修复包括至少两个桩，由此损坏牙齿包括至少两个孔，并 且其中至少两个桩的第一桩适于粘结在至少两个孔的第一孔，至少两个桩 的第二桩适于附在至少两个孔的第二孔。

21、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括：获得患者的包括有损坏牙齿的该组牙齿的至少一部分的第三3D扫描， 其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的第一扫描针布置在第一孔中， 从而第一扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，第一扫描针的内部至少部 分地位于牙齿内，其中第一扫描针的内部对应于桩核的第一桩，并且其中 第三3D扫描包括牙齿和第一扫描针的外部的至少一部分。

22、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括：获得患者的包括有损坏牙齿的该组牙齿的至少一部分的第四3D扫描， 其中，在3D扫描期间，包括外部和内部的第二扫描针布置在第二孔中， 从而第二扫描针的外部至少部分地位于牙齿外，第二扫描针的内部至少部 分地位于牙齿内，其中第二扫描针的内部对应于桩核的第二桩，并且其中 第四3D扫描包括牙齿和第二扫描针的外部的至少一部分。

23、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括：组合牙齿和每个扫描针的外部的第三3D扫描和第四3D扫描，以设计 包括至少两个桩的桩核。

24、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括虚拟地设计包括至少两个桩的桩核，从而至少两个桩物理地配置为插入 到牙齿中。

25、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计包括至少两个桩的桩核包括：

-将核和第一桩设计为一个部件；

-将第二桩设计为分离的部件；及

-在核中设计通孔，以将第二桩插入到核中的通孔中。

26、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括虚拟地设计第二桩以使其长度长于其最终长度，从而适配在其孔中并穿 过核，以有助于第二桩的插入。

27、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，该方法包 括：当第二桩插入在第二孔中时，在第二桩上在第二桩从核上突出的位置 设计压痕，并且其中第二桩从核上突出的超出部分适于在压痕处被移除。

28、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，存在于扫 描针上的可见标记物唯一地标识桩核的桩的形状。

29、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，在第二3D 扫描之前获得第一3D扫描。

30、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，在第一3D 扫描之前获得第二3D扫描。

31、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，第一3D 扫描或第二3D扫描包括损坏牙齿，如果扫描针插入在牙齿中，还包括扫 描针的外部，以及至少一个或多个相邻牙齿，或者如果没有相邻牙齿，则 包括邻近部位。

32、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，第二3D 扫描或第一3D扫描仅包括损坏牙齿的至少一部分，如果扫描针插入在牙 齿中，还包括扫描针的外部。

33、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，首先获得 的3D扫描包括损坏牙齿，如果扫描针插入在牙齿中，还包括扫描针的外 部，以及至少一个或多个相邻牙齿。

34、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，其次获得 的3D扫描仅包括损坏牙齿，如果扫描针插入在牙齿中，还包括扫描针的 外部。

35、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括相对于桩部和/或相对于核部分提供粘结间隙。

36、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括提供核的变细角度。

37、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括提供核的结构顶部以适配到牙冠的轮廓上。

38、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括提供牙帽的结构顶部以适配到牙冠的轮廓上。

39、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括限定从核至牙冠的顶部的距离。

40、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括自动地生成核。

41、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，为桩核设 计牙冠包括封闭由切口标识的区域。

42、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，为桩核设 计牙冠包括偏置核的形状。

43、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，设计核包 括偏置牙冠。

44、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，为桩核设 计牙冠包括为核和/或牙帽和/或牙冠提供边际线。

45、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括在设计桩核之前设计牙冠。

46、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括在设计牙冠之前设计桩核。

47、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括在设计牙冠和桩核之间设计牙帽。

48、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，虚拟地设 计桩核包括：

-首先设计牙冠，

-其次设计桩核，及

-最后设计牙帽。

49、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，扫描针的 桩部或内部和在牙齿中钻孔的钻头具有类似的形状。

50、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，桩被设计 为形状类似于扫描针的桩部和/或在牙齿中钻孔的钻头的形状。

51、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，获得患者 该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括：利用口腔内扫描仪在患者的口腔 内进行3D扫描。

52、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，获得患者 该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括：在桌面式扫描仪中或利用口腔内 扫描仪进行患者牙齿的物理模型的3D扫描。

53、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，获得患者 该组牙齿的至少一部分的3D扫描包括：在桌面式扫描仪中或利用口腔内 扫描仪进行患者牙齿的物理印模的3D扫描。

54、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，3D扫描是 表面扫描。

55、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，3D扫描是 CT扫描。

56、根据前述实施方式中的任意一个或多个的方法，其中，通过激光 扫描、白光扫描、探针扫描、x射线扫描和/或CT扫描进行3D扫描。

57、一种包括程序代码装置的计算机程序制品，当在数据处理系统执 行所述程序代码装置时，该计算机程序制品用于使数据处理系统执行根据 前述权利要求中的任意一个或多个的方法。

58、一种计算机程序制品，包括计算机可读介质，其存储有根据前述 权利要求的程序代码工具。

59、一种非临时性计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中， 所述计算机程序配置用于进行虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿中的桩 核修复的计算机辅助方法，其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔， 其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状，其 中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状，其中，匹配 包括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相应表面区 域相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形状的桩部 的至少一部分；

-基于元件的数字3D形状的桩部的图像，相对于牙齿的第一3D扫描 虚拟地设计桩核修复。

60、一种用于虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的系统， 其中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该系统包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像的装置，第一3D扫描包括损坏牙齿 的至少一部分；

-用于提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状 的装置，其中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-用于虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状的装置， 其中，匹配包括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的 相应表面区域相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D 形状的桩部的至少一部分；

-用于基于元件的数字3D形状的桩部的图像，相对于牙齿的第一3D 扫描虚拟地设计桩核修复的装置。

61、根据前述实施方式的系统，其中，该系统包括非临时性计算可读 介质，其上存储有一条或多条计算机指令，其中，所述计算机指令包括用 于执行虚拟设计适于附在患者的损坏牙齿的桩核修复的方法的指令，其 中，损坏牙齿包括用于接收桩核的桩的孔，其中，该方法包括：

-获得包括第一3D扫描的3D影像，第一3D扫描包括损坏牙齿的至少 一部分；

-提供适于适配到损坏牙齿中的元件的至少一部分的数字3D形状，其 中，元件至少包括适于适配在损坏牙齿的孔中的桩部；

-虚拟地匹配牙齿的第一3D扫描和元件的数字3D形状，其中，匹配 包括使牙齿的第一3D扫描中的表面区域与数字3D形状元件的相应表面区 域相匹配，从而相对于牙齿的第一3D扫描呈现元件的数字3D形状的桩部 的至少一部分；

-基于元件的数字3D形状的桩部的图像，相对于牙齿的第一3D扫描 虚拟地设计桩核修复。

62、一种用于确定损坏牙齿中钻孔的位置、深度和/或朝向的扫描针， 该扫描针包括扫描头和自扫描头延伸的扫描桩，其中，在至少一个区域中 的扫描桩的形状对应于用于钻孔的钻头的工作表面形状的至少一部分的 形状。

63、根据实施方式62的扫描针，其中，扫描桩具有逐渐变细的直径。

64、根据实施方式62或63的扫描针，其中，扫描不具有贯穿孔。