CN120897724A - 一种制造正畸装置的系统和方法 - Google Patents

一种制造正畸装置的系统和方法

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Abstract

本说明书实施例提供了一种制造正畸装置的系统和方法。该方法可以包括确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。该方法可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。该方法还可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。该方法可以进一步包括基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。

Description

一种制造正畸装置的系统和方法
交叉引用
本说明书要求申请日为2023年3月27日提交的申请号为63/492,471的美国临时专利申请的优先权，上述申请的全部内容以引用方式被包含于此。
技术领域
本说明书一般涉及三维(3D)打印领域，更具体地说，涉及通过3D打印技术制造正畸装置的系统和方法。
背景技术
3D打印技术已广泛应用于正畸市场，如正畸装置(如，矫治器、保持器等)的生产过程。然而，在目前的生产工艺中，正畸装置并不是一体制造的。换句话说，只有正畸装置的部分组件是使用3D打印技术制造的。或者，分别打印正畸装置的组件，然后组装成正畸装置，这样既麻烦又浪费。此外，目前的生产工艺还包括使用均匀的热塑板材的热成型操作。由均匀的热塑板材制成的正畸装置也具有均匀的厚度，无法为不同的牙齿或牙齿上的不同局部点提供定制的局部作用力。
因此，希望提供一种制造正畸装置的系统和方法，可以一体制造具有定制和不均匀厚度的正畸装置，从而为牙齿提供定制的作用力并提高正畸效果。
发明内容
本说明书实施例的一个方面提供了一种制造正畸装置的方法。所述方法在具有至少一个处理器和至少一个存储设备的计算设备上实现。所述方法可以包括确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。所述方法可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。所述方法还可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。所述方法可以进一步包括基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。
本说明书实施例的一个方面提供一种制造正畸装置的系统。所述系统可以包括至少一个存储设备以及至少一个处理器。至少一个存储设备包括一组指令。至少一个处理器配置为用于与至少一个存储设备进行通信。在执行该组指令时，至少一个处理器配置为引导系统执行以下操作。所述操作可以包括确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。所述操作可以包括，对于目标对象牙齿上的每个局部点，确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。所述操作还可以包括，对于目标对象牙齿上的每个局部点，基于移动路径和基线厚度，确定与局部点相对应的正畸装置的目标厚度。所述操作可以进一步包括基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。
本说明书实施例的一个方面提供一种非暂时性计算机可读介质。所述介质可以包括可执行指令，当指令被至少一个处理器执行时，指导至少一个处理器执行制造正畸装置的方法。所述方法可以包括确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。所述方法可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。所述方法还可以包括，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。所述方法可以进一步包括基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。
本申请的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请的特征可通过实践或使用下文讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和达到。
附图说明
本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的系统的示例性示意图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的处理设备的示例性框图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的流程的示例性流程图；
图4A是根据本说明书一些实施例所示的数字牙齿模型的示例性示意图；
图4B是根据本说明书一些实施例所示的正畸装置的初步数字模型的示例性示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的正畸治疗的流程的示例性示意图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定正畸装置在局部点的目标厚度的流程的示例性流程图；
图7是根据本说明书一些实施例所示的使用厚度确定模型确定正畸装置在局部点的目标厚度的流程的示例性流程图；
图8是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的流程的示例性示意图；以及
图9是根据本说明书一些实施例所示的计算设备的示例性示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本说明书。在其他情况下，为了避免不必要地掩盖本说明书的各个方面，已经在相对较高的水平上描述了众所周知的方法、程序、系统、组件和/或电路，而没有详细描述。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例作出各种改变，并且在不偏离本说明书的原则和范围的情况下，本说明书中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本说明书不限于所示的实施例，而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。
本说明书中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而非限制性的。如本说明书使用的单数形式“一”、“一个”及“所述”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本申请的说明书中使用的术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或以上其它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。
可以理解的是，当一个单元、发动机、模块或区块被称为“在”另一个单元、发动机、模块或区块上、“连接到”或“耦合到”另一个单元、发动机、模块或区块时，它可以直接在另一个单元、发动机、模块或区块上、连接到或耦合到另一个单元、发动机、模块或区块或与另一个单元、发动机、模块或区块通信，或者可以存在一个中间单元、发动机、模块或区块，除非上下文中另有明确指示。在本说明书中，术语“和/或”可包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。
根据以下对附图的描述，本说明书的这些和其它的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本申请的说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。
如上所述，3D打印技术已广泛应用于正畸领域。例如，使用3D打印技术可以制造出隐形矫治器。隐形矫治器用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗。在正畸治疗开始时，医生可能会确定正畸治疗计划，以将目标对象的牙齿从初始位置移动到期望位置(或目标位置)。正畸治疗计划可以包括多个治疗步骤。在每个治疗步骤中，通过对牙齿上的局部点施加受控力，使用相应的隐形矫治器将牙齿移动到预定位置。每个矫治器可以佩戴1-2周，以小幅度移动牙齿。例如，矫治器对牙齿施加受控力，使牙齿移动与矫治器相匹配。当佩戴新的矫治器时，牙齿会比以前稍微整齐一些。当每个矫治器被下一个矫治器替换时，牙齿会继续移动，直到移动到它们的期望位置。
目前，矫治器是根据以下步骤制造的。在步骤1中，通过对目标对象进行物理印模扫描或口内扫描，获得目标对象的牙科模型文件。在步骤2中，使用正畸软件确定正畸治疗计划，并为每个治疗步骤生成相应的牙科模型。在步骤3中，使用3D打印技术打印出所有治疗步骤的牙科模型。在步骤4中，通过对所有治疗步骤的牙科模型进行热成型来生产矫治器。在步骤5中，对矫治器进行后处理，如修整、抛光等。
矫治器移动牙齿的性能取决于许多变量，其中之一就是矫治器的厚度。厚度会影响施加到牙齿上的力和/或扭矩的大小。如果矫治器是使用热成型操作制造的，而热成型操作使用的是均匀的热塑板材，则矫治器可能具有均匀的厚度，无法为不同的牙齿或牙齿上的局部点提供定制的局部作用力，从而降低了矫正效果。在使用正畸矫治器的过程中，某些区域可能因功能要求而需要局部加厚。例如，矫治器的某些区域可能需要增强对牙齿的夹持力。在传统的热成型矫治器中，这个问题是通过添加附件来解决的。此外，增加传统热成型矫治器的夹持力的解决方案还包括增加特殊结构，例如的动力脊结构。此外，在取下矫治器的过程中，如果矫治器与牙齿贴合得相对较好，而且相对较薄，则矫治器上可能没有适合的点来施加取下矫治器的作用力。
为了解决上述问题，本说明书提供了一种制造正畸装置的系统和方法。所述方法可以包括确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。对于目标对象的牙齿上的每个局部点，所述方法可以包括确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径，以及基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。所述方法可以进一步包括基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。通过确定正畸装置在每个局部点的目标厚度，能够使用3D打印技术一体制造具有定制厚度的正畸装置，从而能够向不同的牙齿或牙齿上的局部点提供定制的局部作用力和/或扭矩，从而提高正畸效果。
此外，引入校正厚度(如，第一校正厚度、第二校正厚度、第三校正厚度、第四校正厚度等)确定正畸装置在每个局部点的目标厚度，这结合了局部点和/或牙齿的特征信息，从而提高厚度确定的准确性、正畸装置的定制化程度和正畸效果。同时，目标厚度可以根据基线厚度和校正厚度直接确定，这样就可以一体制作正畸装置，并且不需要在正畸装置上设置附件或设置较少的附件(例如，用于提高牙齿和正畸装置之间的夹持力的附件、用于提供方便从牙齿上取下正畸装置的作用力的附件等)，这可以简化正畸装置的生产过程，从而提高正畸装置的生产效率。此外，可以通过校正厚度改善用户体验。例如，通过引入第三校正厚度，能够设计出与后臼齿舌侧相对应的正畸装置上的着力点，这能够提供从牙齿上轻松取下正畸装置的作用力。同时，与后臼齿舌侧相对应的正畸装置部分能够加厚，这样能够防止正畸装置变形和折断。
图1是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的系统100的示例性示意图。
如图1所示，制造正畸装置的系统100可以包括3D打印机110、网络120、至少一个终端设备130、处理设备140和存储设备150。系统100的组件可以以多种方式中的一种或多种连接。例如，3D打印机110可以通过网络120连接到处理设备140。又例如，3D打印机110可以直接连接到处理设备140(如，连接3D打印机110和处理设备140的虚线中的双向箭头所示)。
3D打印机110可以配置为根据来自处理设备140的指令，通过处理打印材料来制造3D物体(例如，正畸装置)。例如，3D打印机110可以根据3D物体的预定打印模型逐层连续堆叠打印材料。在一些实施例中，打印材料可以包括塑料材料、树脂材料、金属材料、橡胶材料、蜡材料等，或其任意组合。例如，印刷材料可以是树脂材料，包括热固化组分和光固化组分。光固化组分可以通过光束固化，而热固化组分可以在加热过程中固化。在一些实施例中，3D打印机110可以是任何类型的打印机。示例类型可以包括数字光处理(digital lightprocessing，DLP)打印机、液晶显示(liquid crystal display，LCD)打印机、立体光刻(stereo lithography，SLA)打印机、聚合物喷射打印机、选择性激光烧结(selectivelaser sintering，SLS)打印机、选择性激光熔化(selective laser melting，SLM)打印机、电子束熔化(electron beam melting，EBM)打印机、熔融沉积建模(fused depositionmodeling，FDM)打印机、层压板制造(layer laminate manufacturing，LLM)打印机、气溶胶打印机、生物打印机等，或其任意组合。
网络120可以包括能够促进系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，系统100的一个或多个组件(例如，3D打印机110、至少一个终端设备130、处理设备140、存储设备150)可以通过网络120与系统100的一个或多个其他组件通信。在一些实施例中，网络120可以是有线网络或无线网络等或其组合。仅作为示例，网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(wireless local areanetwork，WLAN)、城域网(metropolitan area network，MAN)、公用电话交换网络(publictelephone switched network，PSTN)、蓝牙网络(BluetoothTM)、ZigBeeTM网络、近场通信(near field communication，NFC)网络等，或其任意组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，如基站和/或互联网交换点，系统100的一个或多个组件可以通过这些接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。
至少一个终端设备130可以包括移动设备130-1、平板电脑130-2、笔记本电脑130-3等，或其任意组合。在一些实施例中，移动设备130-1可以包括智能家居设备、可穿戴设备、智能移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等，或其任意组合。在一些实施例中，智能家居设备可以包括智能照明设备、智能电器的智能控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、智能对讲机等，或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括智能手环、智能脚套、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能服装、智能背包、智能配件等，或其任意组合。在一些实施例中，智能移动设备可以包括智能电话、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(point of sale，POS)等，或其任意组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实眼罩、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实眼罩等，或其任意组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括谷歌(GoogleTM)眼镜、OculusRift、Hololens、GearVR等。
在一些实施例中，可以通过至少一个终端设备130远程操作3D打印机110和/或处理设备140。在一些实施例中，可以通过至少一个终端设备130通过无线连接操作3D打印机110和/或处理设备140。在一些实施例中，至少一个终端设备130可以接收用户输入的信息和/或指令，并通过网络120将接收到的信息和/或指令发送到3D打印机110或处理设备140。在一些实施例中，至少一个终端设备130可以从处理设备140接收数据和/或信息。在一些实施例中，至少一个终端设备130可以提供用户界面，用户可以通过用户界面查看信息和/或向系统100输入数据和/或指令。例如，至少一个终端130可以包括显示器，显示器可以以人类可读的形式(例如，例如文本、图像、音频、视频、图形、动画等，或其任意组合)显示信息。至少一个终端130的显示器可以包括阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、发光二极管(light-emitting diode，LED)显示屏、等离子显示面板(plasma display panel，PDP)、3D显示屏等，或其任意组合。在一些实施例中，至少一个终端设备130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中，可以省略至少一个终端设备130。
处理设备140可以处理从3D打印机110、至少一个终端设备130和/或存储设备150获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。又例如，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，处理设备140可以确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径，并基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。再例如，处理设备140可以基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机110一体制造正畸装置。
在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的或分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。例如，处理设备140可以通过网络120访问3D打印机110、至少一个终端设备130和/或存储设备150中存储的或获取的信息和/或数据。又例如，处理设备140可以直接连接到3D打印机110、至少一个终端设备130和/或存储设备150，以访问存储的或获取的信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实现。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等，或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以集成到3D打印机110中。
存储设备150可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以存储从3D打印机110、至少一个终端设备130和/或处理设备140获得的数据。例如，存储设备150可以存储正畸装置的基线厚度、与每个局部点对应的移动路径、正畸装置在每个局部点的目标厚度等。在一些实施例中，存储设备150可以存储数据和/或指令，处理设备140可以执行或使用这些数据和/或指令来执行本说明书中描述的示例性方法。例如，存储设备150可以存储处理设备140可以执行以处理打印模型的指令。在一些实施例中，存储设备150可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(read-only memory，ROM)等，或其任意组合。在一些实施例中，存储设备150可以在云平台上实现。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等，或其任意组合。
在一些实施例中，存储设备150可以连接到网络120，以便与系统100的一个或多个组件(例如，3D打印机110、处理设备140、至少一个终端设备130)进行通信。系统100的一个或多个组件可以通过网络120访问存储设备150中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以直接连接到系统100的一个或多个组件(例如，3D打印机110、处理设备140、至少一个终端设备130)或与之通信。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
在一些实施例中，系统100还可以进一步包括与系统100的一个或多个组件(例如，3D打印机110、处理设备140、至少一个终端设备130、存储设备150)相连接的其他组件(例如，一个或多个电源、3D扫描仪等)。
应该注意的是，上述描述仅仅是为了说明的目的而提供的，而不是为了限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出各种各样的变化和修改。本说明书所描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其它特性可以以各种方式组合，以获得附加的和/或替代的示例性实施例。然而，这些变化和修改不脱离本说明书的范围。
图2是根据本说明书一些实施例所示的处理设备140的示例性框图。在一些实施例中，处理设备140可以与计算机可读存储介质(例如，图1中所示的存储设备150)通信，并可以执行存储在计算机可读存储介质中的指令。处理设备140可以包括第一确定模块210、第二确定模块220、第三确定模块230和控制模块240。
第一确定模块210可以配置为确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。基线厚度是指初步确定的正畸装置的厚度。在一些实施例中，正畸装置在目标对象的牙齿上每个局部点的基线厚度可以相同。关于确定正畸装置的基线厚度的更多描述可参见本说明书的其他部分。例如，步骤302及其相关描述。
第二确定模块220可以配置为，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。局部点是指位于目标对象的牙齿表面上的点。局部点的初始位置是指使用正畸装置之前局部点的位置，而局部点的目标位置是指使用正畸装置之后局部点的期望位置。相应地，局部点的移动路径是指在应用正畸装置的正畸治疗期间，局部点从初始位置移动到目标位置的预测路径。关于确定局部点的移动路径的更多描述可以参见本说明书的其他部分。例如，步骤304及其相关描述。
第三确定模块230可以配置为，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。待制造的正畸装置可以包括与目标对象的牙齿上的每个局部点相对应的点，并且当正畸装置佩戴在目标对象上时，该点可以覆盖相应的局部点。与局部点对应的目标厚度是指在局部点的对应点处的正畸装置的期望厚度。关于确定与局部点对应的正畸装置的目标厚度的更多描述，可以参见本说明书的其他部分。例如，步骤306及其相关描述。
控制模块240可以配置为基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导3D打印机一体制造正畸装置。关于正畸装置的制造的更多描述可以参见本说明书的其他部分。例如，步骤308及其相关描述。
应当注意的是，上述对处理设备140的描述是为了说明的目的而提供的，而不是为了限制本说明书的范围。对于本领域中具有普通技能的人员来说，可以在本说明书的指导下进行各种变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本说明书的范围。在一些实施例中，处理设备140可以包括一个或多个其他模块。例如，处理设备140可以包括存储模块，用于存储处理设备140中的模块生成的数据。在一些实施例中，可将任意两个模块组合为一个模块，并且可以将任意一个模块划分为两个或多个单元。例如，第一确定模块210、第二确定模块220和第三确定模块230可以合并为单个确定模块。
图3是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的流程300的示例性流程图。
在302中，处理设备140(例如，第一确定模块210)可以确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度。
目标对象是指牙齿需要正畸治疗的对象。例如，目标对象可以包括牙齿不整齐的青少年。
正畸装置是指用于治疗错颌畸形的牙齿矫治器，错颌畸形是由牙齿不整齐(如，牙齿拥挤或错位)、上下颌骨关系不相称或两者共同造成的。示例性正畸装置可以包括主动正畸装置、被动正畸装置、功能性正畸装置等，或其任意组合。主动正畸装置是指用于对牙齿施加作用力以改变牙齿位置和/或牙齿关系的装置。例如，主动正畸装置可以包括矫治器、牙箍、头戴矫治器、扩张器等，或其任意组合。被动正畸装置是指依靠目标对象的咬合来移动牙齿的装置。例如，被动正畸装置可以包括保持器、夜间防护装置等，或其任意组合。功能性正畸装置是指使用目标对象的肌肉动作和/或目标对象神经系统的反应来产生正畸或矫形力的装置。例如，功能性正畸装置可以包括正畸头套、Herbst矫治器、双阻板矫治器、固定式舌下颌生长调节器(fixed lingual mandibular growth modificator，FLMGM)等，或其任意组合。
为了对目标对象的牙齿进行正畸治疗，可以确定包括多个治疗步骤的正畸治疗计划，并且多个治疗步骤中的至少一个治疗步骤可以对应于一个正畸装置。为便于说明，本说明书描述了至少一种正畸装置中的一种正畸装置，该正畸装置对应于正畸治疗计划中的一个治疗步骤。
基线厚度是指初步确定的正畸装置的厚度。在一些实施例中，正畸装置在目标对象的牙齿上每个局部点的基线厚度可以相同。在一些实施例中，正畸装置的基线厚度可以是毫米级。例如，正畸装置的基线厚度可以在0.1毫米(mm)到5.0mm的范围内。又例如，正畸装置的基线厚度可以在0.1mm到1.0mm的范围内。再例如，正畸装置的基线厚度可在0.2mm至0.8mm的范围内。再例如，正畸装置的基线厚度可以在0.3mm到0.7mm的范围内。再例如，正畸装置的基线厚度可以在0.4mm到0.6mm的范围内。再例如，正畸装置的基线厚度可以是0.5mm。
在一些实施例中，处理设备140可以根据经验值确定正畸装置的基线厚度。例如，处理设备140可以根据历史数据确定经验值，并将经验值指定为正畸装置的基线厚度。在一些实施例中，处理设备140可以根据用户(如，医生)的输入确定正畸装置的基线厚度。例如，基线厚度可以由用户通过用户终端输入。
在一些实施例中，处理设备140可以根据用于生产正畸装置的3D打印机来确定正畸装置的基线厚度。例如，如果3D打印机110的最佳打印厚度为0.5毫米，则处理设备140可将0.5毫米确定为正畸装置的基线厚度。
在一些实施例中，处理设备140可以根据目标对象的牙齿状况确定正畸装置的基线厚度。例如，可以通过扫描目标对象的牙齿(例如，对目标对象的牙齿进行物理印模扫描或口内扫描)获取目标对象的牙齿图像，处理设备140可以根据目标对象的牙齿图像确定正畸装置的基线厚度。参见图4A和4B，可以根据目标对象的牙齿图像生成与目标对象的牙齿相对应的数字牙齿模型400，并且可以根据数字牙齿模型400生成正畸装置的初步数字模型450。相应地，可以根据正畸装置的初步数字模型450确定正畸装置的基线厚度。在一些实施例中，可以使用计算机软件(例如，LuxCreo的LuxDesign)生成数字牙齿模型400和/或初步数字模型450。
在一些实施例中，处理设备140可以根据与目标对象对应的正畸治疗计划来确定正畸装置的基线厚度。例如，可以预先确定目标对象对应的正畸治疗计划，处理设备140可以根据目标对象对应的正畸治疗计划(例如，正畸治疗计划中的每个治疗步骤)确定正畸装置的基线厚度。在一些实施例中，与正畸治疗计划中的每个治疗步骤相对应的正畸装置的基线厚度可以相同或不同。
在304中，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，处理设备140(例如，第二确定模块220)可以确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径。
局部点是指位于目标对象的牙齿表面上的点。例如，局部点可以包括位于目标对象牙齿的牙釉质上的点。
局部点的初始位置是指使用正畸装置之前局部点的位置，而局部点的目标位置是指使用正畸装置之后局部点的期望位置。相应地，局部点的移动路径是指在应用正畸装置的正畸治疗期间，局部点从初始位置移动到目标位置的预测路径。例如，图5根据本说明书一些实施例所示的局部点的移动路径的示例性示意图。如图5所示，在正畸治疗过程中，牙齿502左上角的局部点从初始位置A移动到目标位置A’，局部点的对应移动路径用箭头AA’表示。
在一些实施例中，处理设备140可以根据正畸治疗计划确定每个局部点的移动路径。例如，正畸治疗计划(如，正畸治疗计划中的每个治疗步骤)可以包括每个局部点的初始位置和每个局部点的目标位置。例如，正畸治疗计划可以包括与当前牙齿相对应的第一数字牙齿模型和与正畸治疗(或正畸治疗中的某一治疗步骤)后的目标牙齿相对应的第二数字牙齿模型。处理设备140可以确定第一数字牙齿模型和第二数字牙齿模型中的局部点之间的对应关系，并根据对应关系、第一数字牙齿模型和第二数字牙齿模型确定每个局部点的移动路径。例如，可以根据局部点在第一数字牙齿模型中的位置和相应局部点在第二数字牙齿模型中的位置来确定局部点的移动路径。
在一些实施例中，移动路径可以用矢量来表示。在一些实施例中，移动路径可以用参数来表示，例如移动路径的长度、移动路径的方向、沿移动路径的点的位置等，或其任意组合。
在一些实施例中，每个局部点的移动路径的长度可以不超过长度阈值。长度阈值可以等于每个局部点的初始位置和目标位置之间的最大距离。在一些实施例中，长度阈值可以根据正畸装置的最大厚度确定。由于正畸装置提供用于正畸治疗目标对象牙齿的作用力，因此正畸装置的最大厚度可以确定长度阈值。例如，长度阈值可以是1mm，并且每个局部点的移动路径的长度可以在0mm到1mm的范围内。又例如，长度阈值可以是0.4mm，并且每个局部点的移动路径的长度可以在0mm到0.4mm的范围内。再例如，长度阈值可以是0.3mm，并且每个局部点的移动路径的长度可以在0mm到0.3mm的范围内。
在306中，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，处理设备140(例如，第三确定模块230)可以基于移动路径和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。
待制作的正畸装置可以包括与目标对象的牙齿上的每个局部点相对应的点，并且当正畸装置佩戴在目标对象上时，该点可以覆盖相应的局部点。与局部点对应的目标厚度是指在局部点的对应点处的正畸装置的期望厚度。
在一些实施例中，对于目标对象牙齿上的每个局部点，处理设备140可以通过构建与移动路径和基线厚度相关的函数来确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。例如，可以根据公式(1)确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度：
T＝kTb, (1)
其中，T是指对应于局部点的正畸装置的目标厚度；Tb是指正畸装置的基线厚度；k是指根据移动路径确定的系数。例如，k与移动路径的长度呈正相关。
又例如，可以根据公式(2)确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度：
T＝tP, (2)
其中，P是指移动路径的长度；而t是指根据正畸装置的基线厚度确定的系数。例如，t与正畸装置的基线厚度呈正相关。
在一些实施例中，对于目标对象的牙齿上的每个局部点，处理设备140可以基于移动路径确定对应于局部点的正畸装置的第一校正厚度，并且基于第一校正厚度和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。例如，可根据公式(3)确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度：
T＝Tb+Tfc, (3)
其中，Tfc是指对应于局部点的正畸装置的第一校正厚度。
第一校正厚度可以与移动路径沿局部点的法线方向的分量有关。局部点的法线方向是指牙齿表面在局部点处的法线方向。例如，第一校正厚度可以等于移动路径沿局部点的法线方向的分量。例如，处理设备140可以确定局部点所在的局部平面，并将在局部点处垂直于局部平面的方向确定为局部点的法线方向。又例如，处理设备140可以获取目标对象牙齿的数字牙齿模型(如，数字牙齿模型400)。处理设备140可以根据数字牙齿模型确定牙齿在局部点处的表面方程，并通过确定表面方程的梯度来确定法线方向。然后，处理设备140可以确定移动路径沿局部点的法线方向的分量，并将移动路径沿局部点的法线方向的分量的长度指定为第一校正厚度。
仅作为示例，参见图5，假设正畸装置的基线厚度为0.5mm，移动路径AA’的长度为0.3mm，如果局部点的法线方向与移动路径AA’平行，则移动路径沿局部点的法线方向的分量的长度可以为0.3mm，第一校正厚度也可以为0.3mm。因此，根据公式(3)，对应于局部点的正畸装置的目标厚度可以是0.8mm(即，0.5mm和0.3mm之和)。如果局部点的法线方向与移动路径垂直，则移动路径沿局部点的法线方向的分量长度可以为0mm，第一校正厚度也可能以0mm。因此，根据公式(3)，对应于局部点的正畸装置的目标厚度可以是0.5mm(即，0.5mm和0mm之和)。
在一些实施例中，第一校正厚度可以与移动路径沿与局部点的法线方向相对应的一个或多个参考方向的分量有关。例如，处理设备140可以基于局部点的法线方向，确定一个或多个参考方向。对于一个或多个参考方向中的每个方向，处理设备140可以确定移动路径沿该方向的分量。处理设备140可以基于移动路径沿法线方向的分量和移动路径沿每个参考方向的分量，进一步确定对应于局部点的正畸装置的第一校正厚度。
参考方向是指围绕法线方向的一个方向。例如，参考方向和法线方向之间的夹角可以不超过角度阈值。角度阈值可以根据系统默认设置确定，或由用户手动设置。例如，角度阈值可以是1度、5度、10度、15度、20度、30度等。
在一些实施例中，处理设备140可以进一步根据牙齿在局部点处的曲率和/或局部点的移动路径与局部点的法线方向之间的角度确定一个或多个参考方向。牙齿在局部点处的曲率可以反映牙齿在局部点处的弯曲程度。例如，位于牙齿角落的局部点的曲率可以大于位于牙齿表面的局部点的曲率。在一些实施例中，可以根据牙齿的数字牙齿模型或局部点的表面方程来确定牙齿在局部点处的曲率。局部点的移动路径与局部点的法线方向之间的角度可以反映正畸治疗期间局部点的移动路径的弯曲程度。
在一些实施例中，牙齿在局部点处的曲率和/或局部点的移动路径与局部点的法线方向之间的角度越大，角度阈值和一个或多个参考方向的数量就越大。例如，如果牙齿在局部点处的曲率大于或等于曲率阈值(例如，90度)，处理设备140可以将角度阈值确定为30度，并将一个或多个参考方向的数量确定为8。又例如，如果牙齿在局部点处的曲率小于曲率阈值，则处理设备140可以将角度阈值确定为10度，将一个或多个参考方向的数量确定为3。曲率阈值可以根据系统默认设置确定，或由用户手动设置。例如，曲率阈值可以是30度、45度、60度、90度、120度等。
在一些实施例中，在确定角度阈值和一个或多个参考方向的数量后，处理设备140可以根据法线方向、角度阈值和一个或多个参考方向的数量确定一个或多个参考方向。例如，处理设备140可以在围绕法线方向的角度阈值内随机确定一个或多个参考方向。又例如，处理设备140可以在围绕法线方向的角度阈值内以均匀间隔确定一个或多个参考方向。
在一些实施例中，处理设备140可以通过加权平均移动路径沿法线方向和每个参考方向的分量的长度，确定对应于局部点的正畸装置的第一校正厚度。例如，移动路径沿法线方向的分量和移动路径沿每个参考方向的分量可以具有相同的加权值。又例如，移动路径沿法线方向的分量可以具有第一加权值，移动路径沿每个参考方向的分量可以具有第二加权值。第一加权值可以不同于第二加权值。再例如，移动路径沿法线方向的分量和移动路径沿每个参考方向的分量中的每个分量都可以具有特定的加权值。在一些实施例中，可以根据系统默认设置或由用户手动设置来确定与分量相对应的加权值。
在一些实施例中，第一校正厚度可以根据基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息(也称为第一特征信息)中的至少一个进行调整。例如，处理设备140可以基于基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个来确定调整系数，通过基于调整系数调整第一校正厚度，生成调整后的第一校正厚度。进一步地，处理设备140可以基于调整后的第一校正厚度和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。关于基于调整后的第一校正厚度和基线厚度确定目标厚度的更多描述可以参见本说明书的其他部分(例如，图6及其相关描述)。
在一些实施例中，处理设备140可以获取对应于局部点的牙齿的位置，并基于牙齿的位置，确定对应于局部点的正畸装置的第二校正厚度。处理设备140可以基于第二校正厚度、第一校正厚度(或调整后的第一校正厚度)和基线厚度进一步确定目标厚度。例如，可以根据公式(4)确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度：
T＝Tb+Tfc+Tsc, (4)
其中，Tsc是指对应于局部点的正畸装置的第二校正厚度。
第二校正厚度可以用于防止后开咬合。后开咬合通常是由于使用正畸装置(如，隐形矫治器)造成的。正畸装置覆盖后牙的咬合面，目标对象咬住正畸装置，导致前牙(上牙)后倾，或咬合过度。通过在后牙位置引入第二校正厚度，可以避免后开咬合的发生或发展。在一些实施例中，可以针对目标对象的后牙(如，前臼齿和/或臼齿)确定第二校正厚度，以实现向后牙的厚度增加。例如，处理设备140可以根据牙齿的位置确定对应于局部点的牙齿是否是前臼齿和/或臼齿之一。如果对应于局部点的牙齿是前臼齿和/或臼齿之一，则处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的第二校正厚度大于0。在一些实施例中，第二校正厚度可以根据系统默认设置确定，或由用户手动设置。例如，第二校正厚度可以在0.1mm到1.5mm的范围内。又例如，第二校正厚度可以在0.5mm到1.2mm的范围内。再例如，第二校正厚度可以在0.8mm到1.1mm的范围内。再例如，第二校正厚度可以是1.0mm。在一些实施例中，如果对应于局部点的牙齿不是前臼齿和/或臼齿之一，则处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的第二校正厚度等于0mm。
在一些实施例中，对应于每个局部点的第二校正厚度可以相同。例如，对应于每个局部点的第二校正厚度可以是1.0mm。在一些实施例中，不同的局部点可以对应不同的第二校正厚度。例如，牙齿的第二校正厚度可以以连续的方式增加。例如，位于远端的臼齿可以比位于中端的臼齿厚1毫米，厚度变化可以是连续的，而不是阶梯式的。
在一些实施例中，处理装置140可以获取局部点的位置，并基于局部点的位置，确定对应于局部点的正畸装置的第三校正厚度。局部点的位置可以包括局部点在对应牙齿上的位置和牙齿的位置。处理设备140可以根据第三校正厚度、第二校正厚度、第一校正厚度(或调整后的第一校正厚度)和基线厚度中的至少一个，进一步确定目标厚度。例如，如果牙齿是后臼齿，并且局部点位于目标对象的牙齿的舌侧，则处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的第三校正厚度大于0。在一些实施例中，第三校正厚度可以根据系统默认设置确定，或由用户手动设置。例如，第三校正厚度可以在0.1mm到1.5mm的范围内。又例如，第三校正厚度可以在0.5mm到1.2mm的范围内。再例如，第三校正厚度可以在0.8mm到1.1mm的范围内。再例如，第三校正厚度可以是1.0mm。在一些实施例中，如果局部点对应的牙齿不是后臼齿之一，或者局部点不位于目标对象牙齿的舌侧，则处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的第三校正厚度等于0mm。
通过引入第三校正厚度，能够设计出与后臼齿舌侧对应的正畸装置上的着力点，这样在保证牙齿与正畸装置的贴合度的同时，能够提供方便地从牙齿上取下正畸装置的作用力，从而改善用户体验，保证正畸效果。在使用热成型技术制造正畸装置(也称为热成型正畸装置)的过程中，如果热成型正畸装置与目标对象牙齿的牙模完全吻合，那么将热成型正畸装置从牙模中取出就会变得非常困难。相比之下，直接打印的正畸装置不会遇到这个问题，因此会有更好的贴合度。此外，一个完美贴合的正畸装置在使用时可能会给移除带来困难。因此，局部调整厚度(例如，通过引入第三校正厚度)可以解决这个问题。此外，与后臼齿舌侧相对应的正畸装置部分可以加厚，这样可以防止正畸装置变形和断裂。
在一些实施例中，处理设备140可以根据至少一个预设要求，确定第四校正厚度，并基于第四校正厚度、第三校正厚度、第二校正厚度、第一校正厚度(或调整后的第一校正厚度)和基线厚度中的至少一个确定目标厚度。例如，处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度是否满足至少一个预设要求。至少一个预设要求可以包括生产要求、治疗要求、结构要求等，或其任意组合。例如，治疗要求可以包括具有与每个局部点对应的目标厚度的正畸装置是否满足正畸治疗计划。又例如，结构要求可以包括具有与每个局部点对应的目标厚度的正畸装置是否与目标对象的牙齿吻合。如果对应于局部点的正畸装置的目标厚度满足预设要求，则处理设备140可以确定对应于局部点的正畸装置的第四校正厚度等于0。如果对应于局部点的正畸装置的目标厚度不满足预设要求，处理装置140可以确定对应于局部点的正畸装置的第四校正厚度大于0。
第四校正厚度可以用于根据预设要求调整对应于局部点的正畸装置的目标厚度。在一些实施例中，第四校正厚度可以根据系统默认设置确定，或由用户手动设置。例如，第四校正厚度可以在0.1mm到1.5mm的范围内。又例如，第四校正厚度可以在0.5mm到1.2mm的范围内。再例如，第四校正厚度可以在0.8mm到1.1mm的范围内。再例如，第四校正厚度可以是1.0mm。
通过引入第四校正厚度，可以调整对应于局部点的正畸装置的目标厚度，使制造的正畸装置满足预设要求，从而保证正畸装置的精度和正畸效果。
在一些实施例中，处理装置140可以获取厚度确定模型。厚度确定模型可以是经过训练的机器学习模型。处理设备140可以基于移动路径和基线厚度，使用厚度确定模型确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。例如，处理设备140可以将移动路径和基线厚度输入厚度确定模型，并且厚度确定模型可以输出对应于局部点的正畸装置的目标厚度。
又例如，处理设备140可以沿移动路径对特征点进行采样，并基于特征点和基线厚度，使用厚度确定模型确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。特征点可以用于描述移动路径的特征。例如，特征点可以包括起点、中点、终点等，或其任意组合。特征点的数量可以根据牙齿在局部点的平滑度和/或局部点的移动路径与局部点的法线方向之间的角度确定。例如，牙齿在局部点的平滑度和/或局部点的移动路径与局部点的法线方向之间的角度越大，特征点的数量就越多。特征点数量的确定方式可以与一个或多个参考方向的数量的确定方式类似，在此不再赘述。
厚度确定模型是指用于确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度的模型。在一些实施例中，厚度确定模型可以是经过训练的机器学习模型，例如，神经网络模型，在此不作限定。
在一些实施例中，厚度确定模型可以通过训练过程生成。例如，处理设备140可以获取多个训练样本。多个训练样本中的每个样本可以包括样本基线厚度和样本局部点的样本移动路径，以及与样本局部点相对应的金标准厚度。金标准厚度可以指示样本正畸装置在样本局部点处的样本厚度。处理设备140可以通过使用多个训练样本训练初始模型来生成厚度确定模型。关于厚度确定模型的更多描述可以参见本说明书的其他部分(例如，图7及其相关描述)。
在一些实施例中，厚度确定模型的输入可以进一步包括局部点的特征信息和/或局部点的一个或多个相邻点的特征信息(也称为第二特征信息)。例如，处理设备140可以将移动路径、基线厚度、局部点的特征信息和局部点的一个或多个相邻点的特征信息输入厚度确定模型，并且厚度确定模型可以输出对应于局部点的正畸装置的目标厚度。相邻点的数量可以按照与确定一个或多个参考方向的数量类似的方式确定，在此不再赘述。相应地，多个训练样本中的每个样本可以进一步包括样本局部点的样本特征信息和/或样本局部点的一个或多个相邻样本点的样本特征信息。
在308中，处理设备140(例如，控制模块240)可以基于正畸装置在每个局部点的目标厚度，引导三维(3D)打印机一体制造正畸装置。
在一些实施例中，处理设备140可以获取正畸装置的初步数字模型(例如，初步数字模型450)，并基于正畸装置在每个局部点的目标厚度和初始数字模型，生成正畸装置的目标数字模型。进一步的，处理设备140还可以指示3D打印机(例如，3D打印机110)基于目标数字模型一体制造正畸装置。初步数字模型是指具有基线厚度的正畸装置的数字模型，目标数字模型是指在每个局部点具有目标厚度的正畸装置的数字模型。例如，处理设备140可以通过使用计算机软件(例如，LuxCreo的LuxDesign)根据每个局部点的正畸装置的目标厚度调整初步数字模型来生成目标数字模型。
在一些实施例中，处理设备140可以通过对目标数字模型进行后处理来生成处理后的数字模型，并引导3D打印机(例如，3D打印机110)基于处理后的数字模型一体制造正畸装置。后处理可以包括修剪、抛光、平滑、防敏感操作等，或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以使用计算机软件(例如，LuxCreo的LuxDesign)对目标数字模型进行后处理。
在一些实施例中，在一体制造正畸装置之前，处理设备140可以向用户显示目标数字模型(或处理后的数字模型)。例如，目标数字模型(或处理后的数字模型)可以通过至少一个终端130的用户界面显示，用户可以通过至少一个终端130的输入设备(如，鼠标、键盘、触摸屏等)确认和/或调整目标数字模型(或处理后的数字模型)。
根据本说明书的一些实施例，通过确定正畸装置在每个局部点的目标厚度，正畸装置的每个局部点可以具有定制的、不均匀的厚度，这样能够向牙齿提供定制的作用力，从而提高正畸效果。此外，通过确定正畸装置在每个局部点的目标厚度，能够一体制造正畸装置，并且不需要在正畸装置上设置附件或设置较少的附件(例如，用于提高牙齿与正畸装置之间的夹持力的附件、用于提供从牙齿上轻松取下正畸装置的作用力的附件等)，这能够简化正畸装置的生产过程，从而提高正畸装置的生产效率。此外，通过引入第一校正厚度和第二校正厚度来确定正畸装置在每个局部点的目标厚度，能够考虑局部点和/或牙齿的特征信息，这能够提高厚度确定的准确性和正畸装置的定制化，从而提高正畸效果。
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定正畸装置局部点的目标厚度的流程600的示例性流程图。在一些实施例中，可以执行流程600以实现与图3有关的操作306的至少一部分。
在602中，处理设备140(例如，第三确定模块230)可以基于基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个来确定调整系数。
特征信息可以包括牙齿在局部点处的外观参数(如，厚度、曲率、光滑度、硬度等)、局部点移动的容差、目标对象的年龄、局部点所在牙齿的诊断状态(如，牙齿是否松动、是否为蛀牙、敏感程度等)等，或其任意组合。
在一些实施例中，调整系数可以与基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个有关。例如，如果牙齿在局部点的刚性相对较大，则对应于局部点的调整系数可以相对较大。又例如，如果第一局部点比第二局部点更靠近牙根(如，靠近咬合面)，则第一局部点的调整系数可以大于第二局部点的调整系数。因此，如果第一局部点的移动路径与第二局部点的移动路径相等(或第一局部点的第一校正厚度与第二局部点的第一校正厚度相等)，则与第一局部点相对应的正畸装置可以提供比与第二局部点相对应的正畸装置更大的正畸力。在这些情况下，调整系数可以用于反映局部点的特征信息之间的差异，从而为不同的牙齿或牙齿上的不同局部点提供定制的局部作用力，从而提高正畸效果。
在一些实施例中，处理装置140可以确定调整系数、基线厚度、第一校正厚度、局部点的特征信息之间的对应关系，并根据对应关系和基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个确定调整系数。例如，处理设备140可以基于历史数据创建表格、图表等，以显示对应关系。当获得基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个时，处理设备140可以检索表格、图表等，以根据基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个确定调整系数。
在604中，处理设备140(例如第三确定模块230)可以通过基于调整系数调整第一校正厚度，生成调整后的第一校正厚度。
例如，可以通过将第一校正厚度与调整系数相乘来生成调整后的第一校正厚度。
在606中，处理设备140(例如，第三确定模块230)可以基于调整后的第一校正厚度和基线厚度，确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度。
例如，对应于局部点的正畸装置的目标厚度可以是调整后的第一校正厚度和基线厚度之和。例如，可以根据公式(5)确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度：
T＝Tb+aTfc, (5)
其中，a是指对应于局部点的正畸装置的调整后的第一校正厚度。
又例如，处理设备140可以获得第二校正厚度，并通过将第二校正厚度、调整后的第一校正厚度和基线厚度相加来确定目标厚度。
根据本说明书的一些实施例，通过考虑基线厚度、第一校正厚度或局部点的特征信息中的至少一个，能够调整第一校正厚度，这能够提高确定目标厚度的精度，从而提高正畸装置的精度和正畸效果。
图7是根据本说明书一些实施例所示的使用厚度确定模型确定正畸装置在局部点的目标厚度的流程700的示例性流程图。
如图7所示，在一些实施例中，可以将对应于局部点的移动路径702和基线厚度704输入到厚度确定模型720中，并且厚度确定模型720可以输出目标厚度730。
在一些实施例中，厚度确定模型720可以通过基于多个训练样本740训练初始模型来获得。在一些实施例中，多个训练样本740中的每个训练样本可以包括对应于样本局部点的样本移动路径741和样本基线厚度742，以及对应于样本局部点的金标准厚度745。金标准厚度745可以指示样本正畸装置在样本局部点的样本厚度。
对应于样本局部点的样本移动路径741和样本基线厚度742可以以类似于图3中描述的获取对应于局部点的移动路径和基线厚度的方式获取，在此不再赘述。金标准厚度745可以以类似于图3中描述的获取对应于局部点的目标厚度的方式生成，在此不再赘述。在一些实施例中，样品移动路径741、样品基线厚度742和对应于样本局部点的金标准厚度745可以根据历史制造的正畸装置获得。
在一些实施例中，厚度确定模型720可以通过使用多个训练样本740训练初始模型来生成。在训练过程中，可以通过一次或多次迭代更新初始模型的参数。
例如，对于多个训练样本740中的每个训练样本，处理设备140可以通过将对应于训练样本的样本局部点的样本移动路径741和样本基线厚度742输入到初始模型中来确定预测厚度。处理设备140可以确定预测厚度与训练样本的金标准厚度745之间的训练损失，并根据训练损失更新初始模型的参数。例如，处理设备140可以基于训练损失使用反向传播算法来调整初始模型的参数，以减少预测厚度与金标准厚度之间的差异，例如，通过持续调整初始模型的参数来减少或最小化训练损失。
在一些实施例中，训练损失可以包括感知损失、平方损失、逻辑回归损失、焦点损失、骰子损失等，或其任意组合。
在一些实施例中，可以沿着移动路径702对特征点710进行采样，并且可以将特征点710和基线厚度704的信息输入到厚度确定模型720中，厚度确定模型720可以输出目标厚度730。
在一些实施例中，厚度确定模型720的输入可以进一步包括局部点的第一特征信息706和/或局部点的一个或多个相邻点的第二特征信息708。例如，可以将移动路径702(或特征点710)、基线厚度704、第一特征信息706和第二特征信息708输入厚度确定模型720，厚度确定模型720可以输出对应于局部点的正畸装置的目标厚度730。相应地，多个训练样本740中的每个训练样本可以进一步包括样本局部点的样本特征信息和/或样本局部点的一个或多个相邻样本点的样本特征信息(未显示)。
根据本说明书的一些实施例，能够使用厚度确定模型自动确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度，这能够提高目标厚度确定的效率和准确性，从而提高正畸装置制造的效率和准确性。
图8是根据本说明书一些实施例所示的制造正畸装置的流程800的示例性示意图。
如图8所示，可以确定用于对目标对象的牙齿805进行正畸治疗的正畸装置860的基线厚度810。对于目标对象的牙齿805上的每个局部点，可以确定局部点从局部点的初始位置到局部点的目标位置的移动路径820。基于移动路径820，可以确定对应于局部点的正畸装置860的第一校正厚度830。基于第一校正厚度830和基线厚度810，可以确定对应于局部点的正畸装置的目标厚度850。基于正畸装置860在每个局部点的目标厚度850，可以通过3D打印机(例如，3D打印机110)一体制造正畸装置860。
在一些实施例中，可以通过基于调整系数832调整第一校正厚度830来确定正畸装置860在局部点处的调整后的第一校正厚度834。调整系数832可以基于基线厚度810、第一校正厚度830或局部点的特征信息(未显示)中的至少一个来确定。因此，可以基于调整后的第一校正厚度834和基线厚度810，确定正畸装置860在局部点处的目标厚度850。
在一些实施例中，基于牙齿805的信息(例如，与局部点对应的牙齿的位置、局部点在对应牙齿上的位置)，可以确定至少一个其他校正厚度(例如，第二校正厚度、第三校正厚度、第四校正厚度等)840。相应地，基于至少一个其他校正厚度840、第一校正厚度830(或调整后的第一校正厚度834)和基线厚度810，可以确定正畸装置860在局部点处的目标厚度850。
过程300和600-800可以在图1所示的系统100中实现。例如，过程300和600-800可以作为指令的形式存储在存储设备150中，并由处理设备140调用和/或执行。以下所示流程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，流程300和600-800可以通过一个或多个未描述的附加操作和/或没有一个或多个所讨论的操作来完成。此外，流程300和600-800的操作顺序并非意在限制。
图9是根据本说明书一些实施例所示的计算设备的示例性示意图。
在一些实施例中，制造正畸装置的系统100的一个或多个组件可以在计算设备900上实现。例如，处理设备140可以在计算设备900上实现，并配置为实现本说明书中公开的功能和/或方法。
计算设备900可以包括用于实现本说明书中系统100的任何组件。例如，处理设备140可以通过计算设备900上的硬件、软件程序、固件或其任意组合来实现。出于说明的目的，图9中仅描述了一台计算机，但是与本说明书中描述的系统100相关的计算功能可以通过一组类似的平台以分布式方式实现，以分散系统100的处理负载。
计算设备900可以包括连接到网络以实现数据通信的通信端口。计算设备900可以包括通过系统总线连接的处理器(例如，中央处理器(CPU))、存储器、通信接口、显示装置和输入设备。计算设备900的处理器可以用于提供计算和控制能力。计算设备900的存储器可以包括非易失性存储介质、内部存储器。非易失性存储介质可以存储操作系统和计算机程序。内部存储器可以为非易失性存储介质中操作系统和计算机程序的执行提供环境。计算设备900的通信接口可以用于与外部终端进行有线或无线通信。无线通信可以通过Wi-Fi、移动蜂窝网络、近场通信(NFC)等方式实现。当处理器执行计算机程序时，可以实施用于制造正畸装置的方法。计算设备900的显示单元可以包括液晶显示屏或电子墨水显示屏。计算设备900的输入设备可以包括覆盖在显示单元上的触摸层、设置在计算设备900外壳上的设备(例如，按钮、轨迹球、触摸板等)、外置键盘、外置触控板、外置鼠标等。
仅为说明起见，图9中仅描述了一个处理器。然而，应当注意的是，本说明书中的计算设备900也可以包括多个处理器。因此，本说明书中由一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器共同或分别执行。例如，如果本说明书中计算设备900的处理器同时执行操作A和操作B，那么应该理解的是，操作A和操作B也可以由两个或多个不同的处理器共同或分别执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器共同执行操作A和操作B)。
本说明书的一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以存储计算机可执行指令，并且计算机可执行指令可以用于使计算机实现本说明书的上述实施例中的流程。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。可能会出现各种更改、改进和修改，这些更改、改进和修改是为本领域技术人员准备的，尽管此处没有明确说明。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如，术语“一个实施例”和/或“一些实施例”是指与实施例相关的特定特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。因此，需要强调并应理解的是，在本公开的各个部分中，两次或多次提及“一个实施例”或“另一个实施例”并不一定都是指同一个实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其它名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但也可以实现为纯软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本申请的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本申请的该方法不应被解释为反映所声称的待扫描对象物质需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。
在一些实施例中，用于描述和权利要求本申请的一些实施例的表示数量或性质的数字应理解为在某些情况下由术语“大约”、“近似”或“实质上”所修饰。例如，除非另有说明，“大约”、“近似”或“实质上”可表示其所描述值的±20％变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
本文引用的每项专利、专利申请、专利申请的出版物以及其他资料，如文章、书籍、说明书、出版物、文件、事物和/或类似内容，均通过引用的方式全文并入本文，以满足所有目的，但与之相关的任何申请文件历史记录、与本文不一致或冲突的任何内容、或可能对本文现在或以后相关权利要求的最宽范围具有限制作用的任何内容除外。举例来说，如果在描述、定义和/或与任何所结合的材料相关联的术语的使用和与本文件相关联的术语之间存在任何不一致或冲突，则描述、定义和/或在本文件中使用的术语以本文件为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (27)

1.一种制造正畸装置的方法，所述方法在具有至少一个处理器和至少一个存储设备的计算设备上实现，所述方法包括：
确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度；
对于所述目标对象的牙齿上的每个局部点，
确定所述局部点从所述局部点的初始位置到所述局部点的目标位置的移动路径；以及
基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度；以及
基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度，引导三维(3D)打印机一体制造所述正畸装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
基于所述移动路径确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度，所述第一校正厚度与所述移动路径沿所述局部点的法线方向的分量有关；以及
基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
基于所述基线厚度、所述第一校正厚度或所述局部点的特征信息中的至少一个来确定调整系数；
通过基于所述调整系数调整所述第一校正厚度，生成调整后的第一校正厚度；以及
基于所述调整后的第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
获取对应于所述局部点的牙齿的位置；
基于所述牙齿的位置，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第二校正厚度；以及
基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度，包括：
获取所述局部点的位置；
基于所述局部点的位置，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第三校正厚度，所述第三校正厚度配置为在所述正畸装置上提供着力点，以从所述牙齿上移除所述正畸装置；以及
基于所述第三校正厚度、所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度，包括：
基于至少一个预设要求，确定第四校正厚度；以及
基于所述第四校正厚度、所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述移动路径确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度，包括：
基于所述局部点的法线方向，确定一个或多个参考方向；
对于所述一个或多个参考方向中的每个方向，确定所述移动路径沿所述方向的分量；以及
基于所述移动路径沿所述法线方向的分量和所述移动路径沿每个参考方向的分量，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一个或多个参考方向进一步根据所述牙齿在所述局部点的曲率和/或所述局部点的移动路径与所述局部点的法线方向之间的角度确定。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
获取厚度确定模型，所述厚度确定模型是经过训练的机器学习模型；以及
基于所述移动路径和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
沿所述移动路径对特征点进行采样，其中，所述特征点的数量是根据所述牙齿在所述局部点的平滑度和/或所述局部点的移动路径与所述局部点的法线方向之间的角度确定的；
基于所述特征点和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述厚度确定模型的输入进一步包括所述局部点的特征信息和/或所述局部点的一个或多个相邻点的特征信息。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度，引导3D打印机一体制造所述正畸装置，包括：
获取所述正畸装置的初始数字模型；
基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度和所述初始数字模型，生成所述正畸装置的目标数字模型；以及
引导所述3D打印机基于所述目标数字模型一体制造所述正畸装置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述引导所述3D打印机基于所述目标数字模型一体制造所述正畸装置，包括：
通过对所述目标数字模型进行后处理来生成处理后的数字模型，所述后处理包括修剪和抛光中的至少一种；以及
引导所述3D打印机基于所述处理后的数字模型一体制造所述正畸装置。
14.一种制造正畸装置的系统，其特征在于，包括：
至少一个存储设备，包括一组指令；以及
至少一个处理器，配置为用于与所述至少一个存储设备进行通信，其中，在执行所述一组指令时，所述至少一个处理器配置为引导系统执行包括以下操作的步骤：
确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度；
对于所述目标对象牙齿上的每个局部点，
确定所述局部点从所述局部点的初始位置到所述局部点的目标位置的移动路
径；以及
基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度；以及基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度，引导三维(3D)打印机一体制造所述正畸装置。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
基于所述移动路径确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度，所述第一校正厚度与所述移动路径沿所述局部点的法线方向的分量有关；以及
基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
基于所述基线厚度、所述第一校正厚度或所述局部点的特征信息中的至少一个来确定调整系数；
通过基于所述调整系数调整所述第一校正厚度，生成调整后的第一校正厚度；以及
基于所述调整后的第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
17.根据权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述基于所述第一校正厚度和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
获取对应于所述局部点的牙齿的位置；
基于所述牙齿的位置，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第二校正厚度；以及
基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度，包括：
获取所述局部点的位置；
基于所述局部点的位置，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第三校正厚度，所述第三校正厚度配置为在所述正畸装置上提供着力点，以从所述牙齿上移除所述正畸装置；以及
基于所述第三校正厚度、所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
19.权利要求17或18所述的系统，其特征在于，所述基于所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度，包括：
基于至少一个预设要求，确定第四校正厚度；以及
基于所述第四校正厚度、所述第二校正厚度、所述第一校正厚度和所述基线厚度确定所述目标厚度。
20.权利要求15-19中任一项所述的系统，其特征在于，所述基于所述移动路径确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度，包括：
基于所述局部点的法线方向，确定一个或多个参考方向；
对于所述一个或多个参考方向中的每个方向，确定所述移动路径沿所述方向的分量；以及
基于所述移动路径沿所述法线方向的分量和所述移动路径沿每个参考方向的分量，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的第一校正厚度。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述一个或多个参考方向进一步根据所述牙齿在所述局部点的曲率和/或所述局部点的移动路径与所述局部点的法线方向之间的角度确定。
22.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
获取厚度确定模型，所述厚度确定模型是经过训练的机器学习模型；以及
基于所述移动路径和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述基于所述移动路径和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度，包括：
沿所述移动路径对特征点进行采样，其中，所述特征点的数量是根据所述牙齿在所述局部点的平滑度和/或所述局部点的移动路径与所述局部点的法线方向之间的角度确定的；
基于所述特征点和所述基线厚度，使用所述厚度确定模型确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述厚度确定模型的输入进一步包括所述局部点的特征信息和/或所述局部点的一个或多个相邻点的特征信息。
25.根据权利要求14-24中任一项所述的系统，其特征在于，所述基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度，引导3D打印机一体制造所述正畸装置，包括：
获取所述正畸装置的初始数字模型；
基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度和所述初始数字模型，生成所述正畸装置的目标数字模型；以及
引导所述3D打印机基于所述目标数字模型一体制造所述正畸装置。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述引导所述3D打印机基于所述目标数字模型一体制造所述正畸装置，包括：
通过对所述目标数字模型进行后处理来生成处理后的数字模型，所述后处理包括修剪和抛光中的至少一种；以及
引导所述3D打印机基于所述处理后的数字模型一体制造所述正畸装置。
27.一种非暂时性计算机可读介质，包括可执行指令，当所述指令被至少一个处理器执行时，指导所述至少一个处理器执行制造正畸装置的方法，所述方法包括：
确定用于对目标对象的牙齿进行正畸治疗的正畸装置的基线厚度；
对于所述目标对象的牙齿上的每个局部点，
确定所述局部点从所述局部点的初始位置到所述局部点的目标位置的移动路径；以及
基于所述移动路径和所述基线厚度，确定对应于所述局部点的所述正畸装置的目标厚度；以及
基于所述正畸装置在每个局部点的所述目标厚度，引导3D打印机一体制造所述正畸装置。
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