專利名稱：一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于口腔醫(yī)學(xué)植牙領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的口腔種植手術(shù)，在術(shù)前需要給患者拍攝CT片，醫(yī)生根據(jù)自己的經(jīng)驗通過二維的斷層圖像推斷患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況，以此來制定手術(shù)計劃和實施手術(shù)。然而這種推斷非常依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗，無形增加了手術(shù)的風(fēng)險。口腔種植定位器的設(shè)計制作意義就在于可以使植牙更為精確，大大降低手術(shù)風(fēng)險，現(xiàn)今口腔種植定位器的制作方式可大體分為傳統(tǒng)方法和數(shù)字化方法兩種。傳統(tǒng)方法是采用熱可塑性材料在患者石膏模型上吸塑，然后在帶有吸塑材料的石膏模型上模擬鉆孔， 取下吸塑材料進行修整就制成了一個簡易的口腔種植定位器；另一種傳統(tǒng)方法是先在石膏模型上進行鉆孔加工，裝上輔助插置件，然后以灌模成型方式制得手術(shù)口腔種植定位器。數(shù)字化制作方法主要是用計算機軟件進行患者的模擬手術(shù)及口腔種植定位器的生成。現(xiàn)有的軟件技術(shù)要么就是需要用工程軟件進行口腔種植定位器的設(shè)計，這樣的話沒有模擬植牙的功能，效果不夠科學(xué)，要么就是設(shè)計后不能直接輸出直接能與加工設(shè)備對接的文件格式，使設(shè)計與加工不能良好的銜接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所提供的植牙與口腔種植定位器定制的方法，需要依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗，并根據(jù)二維斷層圖像推斷患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況，來制定手術(shù)計劃和實施手術(shù)，手術(shù)的風(fēng)險較大以及現(xiàn)有技術(shù)所提供的數(shù)字化口腔種植定位器制作方法，不能直接輸出能與加工設(shè)備直接對接的文件格式的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法，該方法包括以下步驟
對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境； 根據(jù)種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體； 手動設(shè)計種植體的植入位置，并使用測量工具對植入位置進行評價； 導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊； 根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見； 提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計系統(tǒng)，包括 模擬環(huán)境構(gòu)建模塊，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方
位的種植手術(shù)模擬環(huán)境；
種植體選擇模塊，用于根據(jù)種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體；模型契合模塊，用于導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
植入位置評價模塊，用于根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；
口腔種植定位器生成模塊，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發(fā)明在手術(shù)前形象、科學(xué)地進行模擬手術(shù)，根據(jù)模擬手術(shù)的結(jié)果，設(shè)計制作出符合患者自身情況的植牙手術(shù)口腔種植定位器，同時根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見，使口腔種植定位器設(shè)計科學(xué)化、制作數(shù)字化，降低了手術(shù)的風(fēng)險，提高了手術(shù)的成功率以及口腔種植定位器生產(chǎn)加工的效率和精確度，可廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)植牙領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不用于限定發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法實現(xiàn)流程。一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法，該方法包括以下步驟
在步驟SlOl中，對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境；在步驟S102中，根據(jù)種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體； 在步驟S103中，導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
在步驟S104中，根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意
見；
在步驟S105中，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。在本發(fā)明實施例中，對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境的實現(xiàn)方法為
輸入患者的基本信息，導(dǎo)入患者CT片的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)閾值，構(gòu)建三維模型； 將患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中； 通過旋轉(zhuǎn)、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結(jié)構(gòu)、神經(jīng)等信息，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境。在本發(fā)明實施例中，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器實現(xiàn)方法為
提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；
5根據(jù)生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件； 將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設(shè)備，加工出口腔種植定位器。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
模擬環(huán)境構(gòu)建模塊21，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境；
種植體選擇模塊22，用于根據(jù)種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體； 模型契合模塊23，用于導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
植入位置評價模塊M，用于根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；
口腔種植定位器生成模塊25，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。作為本發(fā)明實施例的一個優(yōu)選方案，模擬環(huán)境構(gòu)建模塊21包括
三維模型構(gòu)建單元211，用于輸入患者的基本信息，導(dǎo)入患者CT片的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)閾值， 構(gòu)建三維模型；
三維模型顯示單元212，用于將患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中；
模擬環(huán)境構(gòu)建單元213，用于通過旋轉(zhuǎn)、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結(jié)構(gòu)、神經(jīng)等信息，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)
^Ml O作為本發(fā)明實施例的一個優(yōu)選方案，口腔種植定位器生成模塊25包括
口腔種植定位器模型生成單元251，用于提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；
加工文件獲得單元252，用于根據(jù)生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；
口腔種植定位器加工單元253，用于將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設(shè)備，加工出口腔種植定位器。下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進一步描述。①三維模型重建
軟件通過CT圖像重建三維模型，能將患者的解剖結(jié)構(gòu)真實完整地再現(xiàn)在計算機中，包括重要結(jié)構(gòu)，如上頌竇、下齒槽神經(jīng)等部位的直觀顯示，構(gòu)建全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境。 結(jié)合旋轉(zhuǎn)、縮放、透明化等功能，醫(yī)生還可以在三維視圖上選擇希望看到的截面位置，方便觀察到任意局部的骨組織結(jié)構(gòu)、神經(jīng)等信息。②模擬規(guī)劃種植手術(shù)
彩立方牙種植口腔種植定位器設(shè)計軟件兼容了國內(nèi)醫(yī)院常用的多品牌種植體，包含了種植體的真實外形尺寸，確保在患者口腔內(nèi)精確放置，使設(shè)計方案和手術(shù)導(dǎo)向模板與臨床方案一致。醫(yī)生在模擬種植的模塊，不僅可以進行逼真的手術(shù)模擬，同時模擬手術(shù)中放置的種植體的位置和角度可直接作為口腔種植定位器設(shè)計的臨床依據(jù)。
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③三維模型的測量
在模擬種植模塊具有高精度的測量功能，可直接測量出牙根之間、種植體與神經(jīng)間、種植體之間等距離，為醫(yī)生提供全面的數(shù)據(jù)，使設(shè)計更加精確、科學(xué)。④口內(nèi)石膏模型掃描文件與三維重建CT模型對齊
將口內(nèi)石膏模型的掃描文件與根據(jù)CT圖像重建出的三維模型根據(jù)選定的參考點進行對齊。這樣可以綜合考慮患者的骨組織情況與口內(nèi)粘膜情況，并且可以直接設(shè)計出粘膜水平上的口腔種植定位器，降低患者手術(shù)時的痛苦。⑤頌學(xué)綜合評價系統(tǒng)
系統(tǒng)中含有人的標準咬合關(guān)系模型，通過頌學(xué)模型對種植方案進行評價，優(yōu)化醫(yī)生的手術(shù)方案，并提出合理化建議。評價分數(shù)達到一定時才可以生成口腔種植定位器，設(shè)計方案不符合相應(yīng)要求，不能生成口腔種植定位器，避免醫(yī)生因大意或自身操作失誤導(dǎo)致口腔種植定位器設(shè)計缺陷。⑥輸出直接能與加工設(shè)備對接的文件格式
根據(jù)在模擬手術(shù)中放置的種植體位置，軟件可以直接生成牙種植口腔種植定位器，并可導(dǎo)出可與加工設(shè)備對接的加工文件，如與快速成型設(shè)備直接對接的STL格式文件，完成了從設(shè)計到生產(chǎn)的全方位對接，也是此發(fā)明的又一重大突破。本發(fā)明應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)植牙領(lǐng)域，可為每位患者訂制個性化的手術(shù)工具。使用本發(fā)明可以在手術(shù)前形象、科學(xué)地進行模擬手術(shù)，根據(jù)模擬手術(shù)的結(jié)果，設(shè)計制作出符合患者自身情況的植牙手術(shù)口腔種植定位器。本發(fā)明使口腔種植定位器設(shè)計科學(xué)化、制作數(shù)字化， 可降低手術(shù)風(fēng)險，提高手術(shù)的成功率，同時提高生產(chǎn)加工的效率和精確度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境； 根據(jù)種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體；導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊； 根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見； 提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境的實現(xiàn)方法為輸入患者的基本信息，導(dǎo)入患者CT片的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)閾值，構(gòu)建三維模型； 將患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中； 通過旋轉(zhuǎn)、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結(jié)構(gòu)、神經(jīng)等信息，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器的實現(xiàn)方法為提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；根據(jù)生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設(shè)備，加工出口腔種植定位器。
4.一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括模擬環(huán)境構(gòu)建模塊，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境；種植體選擇模塊，用于根據(jù)種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體； 模型契合模塊，用于導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；植入位置評價模塊，用于根據(jù)標準頌學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；口腔種植定位器生成模塊，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬環(huán)境構(gòu)建模塊包括三維模型構(gòu)建單元，用于輸入患者的基本信息，導(dǎo)入患者CT片的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)閾值，構(gòu)建三維模型；三維模型顯示單元，用于將患者的三維骨結(jié)構(gòu)和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中；模擬環(huán)境構(gòu)建單元，用于通過旋轉(zhuǎn)、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結(jié)構(gòu)、神經(jīng)等信息，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述口腔種植定位器生成模塊包括口腔種植定位器模型生成單元，用于提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；加工文件獲得單元，用于根據(jù)生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；口腔種植定位器加工單元，用于將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設(shè)備，加工出口腔種植定位器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)字化植牙與口腔種植定位器設(shè)計方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構(gòu)建三維模型，建立全方位的種植手術(shù)模擬環(huán)境，根據(jù)種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體，手動設(shè)計種植體的植入位置，并使用測量工具對植入位置進行評價，導(dǎo)入石膏模型的掃描數(shù)據(jù)，根據(jù)選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊，根據(jù)標準頜學(xué)咬合關(guān)系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發(fā)明在手術(shù)前形象、科學(xué)地進行模擬手術(shù)，根據(jù)模擬手術(shù)的結(jié)果，設(shè)計制作出符合患者自身情況的植牙手術(shù)口腔種植定位器，使口腔種植定位器設(shè)計科學(xué)化、制作數(shù)字化，提高了手術(shù)的成功率。
文檔編號A61C8/00GK102293682SQ20111026162
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者張鳳林, 李志良, 楊碧潔, 章威, 范妍, 高蓉娜 申請人:天津市亨達升科技發(fā)展有限公司