CN101836899B - 植牙手术模板制造系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植牙手术模板制造系统及方法，该手术模板制造系统先依据患者口腔状态取得牙模，并制作影像定位器牙套，使患者戴上影像定位器牙套以取得患者口腔的多个电脑断层影像。手术模板制造系统包括牙模巡航装置、控制模块及电脑系统。牙模巡航装置于牙模上进行巡航定位且包括可固持工具的机械手臂及用以固定机械手臂的多个煞车件。控制模块电性连接于牙模巡航装置以取得移动信息并控制多个煞车件的启动或关闭。电脑系统包括储存有软件程序的存储器及处理器。通过移动机械手臂测量并配合软件程序处理取得牙模与多个电脑断层影像间的定位关系。当操作机械手臂至植牙方位时，通过控制模块可启动多个煞车件以固定机械手臂，以便于制造手术模板。

Description

植牙手术模板制造系统及方法

技术领域

本发明涉及一种手术模板制造系统及方法，特别涉及一种以牙模为中心以精确且快速地制造手术模板的手术模板制造系统及方法。

背景技术

为了让缺牙的患者恢复其正常咬合的功能，人工植牙是相当成熟的治疗方式。一般人工植牙采用钛金属仿自然牙根特性所作成的柱状人工牙根，植入患者缺牙区，以取代失去的牙根，经一段时间让颚骨与人工牙根表面骨整合完成而达到稳定状态，再进行后续假牙赝复疗程。由于传统的牙桥治疗方式必须修磨邻接的完好自然牙，以作为假牙的固定柱，与其相比，人工植牙无须破坏其它自然牙，显然是较为合理且有效率的治疗方式。

植牙的方向与位置，对于治疗的结果扮演着相当重要的角色。不适当的方位会引起过大的咬合应力，而造成骨脊的骨质快速流失，导致植体脱落。适当的植牙方位取决于两个因素：完善的术前规划与精准的手术中钻孔。对于术前规划，牙医师必须借助患者牙模与X光放射摄影，作为规划最佳植牙方位的依据，牙模主要提供外部信息，让牙医师了解患者上下牙齿咬合状况并提供术后美观的信息；相反地，X光放射摄影则可提供内部的解剖信息，包括牙齿、颚骨、齿槽骨神经、上鼻窦等。至于手术中的植体植入，目前大都依赖牙医师的临床经验与手术技巧，将术前规划落实于患者口中，因此牙医师的徒手钻孔稳定度与视觉三度空间的掌握，成为手术质量的重要因素。有经验的植牙医师常会借助患者的邻近牙与翻瓣后暴露出的牙脊外形，辅以术前规划的结果，将植体植入最佳的方位。

随着科技的发展，电脑断层摄影与手术模板技术，也开始被使用于植牙手术，以提升其治疗质量。与传统的平面影像，如根尖片、环口摄影等相比，电脑断层摄影提供了实体1：1且不变形的患者口腔组织影像，搭配3D影像软件能让牙医师更精准地规划手术，然后将此治疗计划传送至手术模板制造系统，如此产生的手术模板可非常精准地导引手术钻头，让牙医师将植体置于最佳的位置。手术模板通常由树脂材料制成跨坐于邻近牙的牙套，于植牙区孔位处安装金属导引外环，手术中插入不同孔径的套筒来导引不同尺寸的钻头，渐次扩大到植体锁入颚骨的孔径大小。此电脑断层手术模板的作用，不仅提供牙医师钻孔时所须的稳定度，也落实了术前规划的最佳植牙方位。

现有制造电脑断层手术模板的流程如下：

步骤1：制造影像定位器牙套。影像定位器牙套是以树脂为基材，类似活动假牙的牙套。其包含利用辐射不穿透物质作成的定位基准标记，基准标记将显像于患者的电脑断层影像中，以提供影像与模板系统间的坐标连结。如此一来，牙医师的手术规划才能精准地转移至模板系统。除了基准标记外，影像定位器也会包含以硫酸钡材料复制患者排牙，以提供理想赝复信息，作为牙医师规划手术的参考。

步骤2：患者配戴定位器牙套接受电脑断层扫瞄。

步骤3：使用3D影像软件规划手术。通过影像软件加载患者电脑断层影像，可显示患者植牙区颚骨解剖影像，加上影像定位器所提供的理想赝复牙形，帮助牙医师决定最佳植牙方位，既可符合赝复咬合需求，骨质基底也可实现稳定支撑置入的植体。当然，除了赝复与颚骨信息外，也可加载牙龈表面扫瞄数据，提供牙医师更加完整的口腔3D虚拟环境。

步骤4：转移手术规划制造手术模板。利用影像定位器的基准标记影像，并测量基准标记的实体位置，通过归位算法(Registration)，让影像空间与实体空间产生对应，然后将植牙的方位规划精准地转移至模板制造系统，以制造出相对应的手术模板。现有的模板制造技术可分成两类：快速成型与数值钻床。快速成型技术被揭露于美国专利US5768134，数值钻床技术揭露于美国专利US5967777、US6296483B1、US6814575B2等。

虽然上述的电脑断层手术模板技术提供了可以增进植牙质量的方式，却未被广泛地应用于临床案例。其中一个主要原因是，使用3D影像软件规划手术并不是牙医师所熟悉的方式。事实上，牙医师大部分的时间都花在使用器械于患者口内或牙模等实体环境，对于使用鼠标操纵复杂的3D虚拟软件，常常感到相当无助而裹足不前。目前被牙医师普遍接受的植牙规划环境，还是以传统的石膏牙模为主，辅以X光影像，也包括电脑断层影像。虽然配合影像的方式使得牙医师必须耗费脑力转换牙模与影像间的关系，但牙模所提供的实体感觉，比起软件3D虚拟环境，更为接近患者口腔状况。针对这样的使用习惯，发明人于美国专利12/020,035揭露以牙模为植牙手术规划中心的系统，加上实时的3D颚骨组织影像，让牙医师无须耗费脑力转换两者间的关系，而能更有效率、更精准地规划植牙手术。此外，现行的手术模板制造技术，手术规划与模板制作是分开的系统，当牙医师完成规划后，必须将计划送给第三方服务公司，以制作模板。此种模板制作方式不仅耗时，且当牙医师收到模板时，也无法验证模板的可靠性，因而大大地降低使用模板的意愿。如能将植牙规划环境与模板制作功能整合于一系统中，不仅可提高模板的准确性，也能缩短模板制作的时间。

因此，有此需求开发一套整合式手术模板制造系统，其既能提供牙医师或牙技人员熟悉的植牙规划环境，并可产生精准的手术模板。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种以牙模为中心的手术模板制造系统，供医师于患者牙模上操作以精确且快速地制造手术模板。

为达到上述的目的，本发明的手术模板制造系统应用于植牙手术规划，先依据患者口腔状态取得牙模，并制作影像定位器牙套，使患者戴上影像定位器牙套以取得患者口腔的多个电脑断层影像。本发明的手术模板制造系统包括牙模巡航装置、控制模块及电脑系统，牙模巡航装置于牙模上进行巡航定位。牙模巡航装置包括机械手臂、多个译码器及多个煞车件。机械手臂用以固持一工具，机械手臂可进行多自由度移动；多个译码器用以测量机械手臂的一移动信息；多个煞车件用以锁定机械手臂。控制模块电性连接于牙模巡航装置，用以取得移动信息并控制多个煞车件的启动或关闭。电脑系统电性连接于控制模块，电脑系统包括存储器及处理器。存储器储存有软件程序及多个电脑断层影像；处理器与存储器电性连接，以执行软件程序。通过移动机械手臂测量设置于牙模上的影像定位器牙套的对应位置，以配合软件程序来取得牙模与多个电脑断层影像间的定位关系；并于操作机械手臂至一植牙方位时，通过控制模块启动多个煞车件以固定机械手臂，以便于制造一手术模板。

本发明的手术模板制造方法应用前述的手术模板制造系统，所述方法包括以下步骤：提供一牙模巡航装置，牙模巡航装置包括可固持工具的机械手臂；取得牙模与多个电脑断层影像间的定位关系；于牙模上操作机械手臂至一植牙方位；固定机械手臂；涂覆并固化一可固化材料于植牙方位周边，以形成一手术模板。

本发明的有益效果在于能提供牙医师或牙技人员熟悉的植牙规划环境，并可产生精准的手术模板。

附图说明

图1为本发明的手术模板制造系统的示意图。

图2为本发明的手术模板制造系统的牙模巡航装置的一实施例的示意图。

图3为本发明的手术模板制造系统的牙模巡航装置的内部结构的示意图。

图4为本发明的手术模板制造系统的辅助导引影像的一实施例的示意图。

图5为本发明的手术模板制造系统的辅助导引影像的另一实施例的示意图。

图6为本发明的手术模板制造方法的流程图。

图7(a)、图7(b)为应用本发明的手术模板制造方法取得牙模与多个电脑断层影像间的定位关系的操作示意图。

图8(a)、图8(b)、图8(c)为应用本发明的手术模板制造方法制造手术模板的示意图。

图9(a)、图9(b)为应用本发明的手术模板制造方法制造手术模板的另一实施例示意图

其中，附图标记说明如下：

手术模板制造系统1                     牙模巡航装置10

机械手臂12                            基座121

移动件组122                           第一移动件123

第二移动件124                         第三移动件125

定位模块126                            导块126a

线性译码器126b                         译码器14

煞车件16                               电脑系统20

存储器22                               软件程序222

电脑断层影像224                        处理器24

显示器26                               控制模块30

工具300                                牙模310

固定孔312                              定位杆314

影像定位器牙套320                      定位标记322

定位标记影像322a                       金属环330

套筒件332                              可固化材料340

手术模板350                            对应孔352

金属导件360                            第一旋转轴R1

第二旋转轴R2                           第三旋转轴R3

第四旋转轴R4                           参考方位导引影像I1

解剖导引影像I2                         设定植牙方位L1

指向方位L2                             定位点P1、P2

具体实施方式

为了使本发明的技术内容更加显而易见，特举出较佳实施例说明如下。

以下请先参考图1，其为本发明的手术模板制造系统1的示意图。本发明的手术模板制造系统1应用于植牙手术规划，以制造出有助于牙医师精确施行植牙手术的手术模板。在植牙手术进行规划前，先依据患者口腔状态取得一牙模，并对应此牙模制作一影像定位器牙套，此影像定位器牙套包括有多个定位标记。令患者戴上影像定位器牙套进行电脑断层扫描，可取得患者口腔的多个电脑断层影像备用，而在这些电脑断层影像中可显示前述多个定位标记的影像，以供做为后续影像定位的用途；因前述制造手术模板的前置准备程序为现有技术，在此不多加赘述。

如图1所示，本发明的手术模板制造系统1包括牙模巡航装置10、控制模块30及电脑系统20，牙模巡航装置10于前述所取得的牙模310上进行巡航定位。控制模块30电性连接于牙模巡航装置10及电脑系统20，其中控制模块30可为一独立装置，或一可选择性地结合于牙模巡航装置10或电脑系统20的装置。牙模巡航装置10包括机械手臂12、多个译码器14及多个煞车件16。机械手臂12包括基座121及移动件组122，移动件组122的一端可移动地连接于基座121，另一端可固持工具300。移动件组122包括多个移动件，使得移动件组122可带动工具300相对于基座121进行多自由度移动，以通过操作机械手臂12移动至植牙方位。移动件组122可为相互连接的移动臂组、平行移动机构或其它可达到多自由度移动效果的组合结构。工具300可为一探针、一钻头或其它手术器具。多个译码器14及多个煞车件16分别设置于移动件组122与基座121的连接处、以及各移动件的连接处，并且电性连接于控制模块30。依移动件组122的不同设计，使得多个译码器14可采用线性或转轴用译码器，而多个煞车件16亦然。通过多个译码器14用以测量机械手臂12的移动信息并传送到控制模块30，此移动信息可为机械手臂12的位置坐标或移动量。多个煞车件16可通过控制模块30启动用以锁定机械手臂12。

电脑系统20包括存储器22及处理器24。存储器22储存有软件程序222及多个电脑断层影像224；处理器24与存储器22电性连接，以执行软件程序222。通过移动机械手臂12操作工具300以测量设置于牙模310上的影像定位器牙套（未图示）的对应位置，可自多个译码器14量得机械手臂12于对应位置的移动信息，此移动信息可通过控制模块30传送至电脑系统20，再经由执行软件程序222结合前述移动信息及多个电脑断层影像224进行处理后，即可取得牙模310与多个电脑断层影像224间的坐标定位关系，以辅助使用者操作机械手臂12至植牙方位时，能获得植牙方位相关的位置信息。

控制模块30电性连接于电脑系统20的处理器24、牙模巡航装置10的多个译码器14及多个煞车件16，用以取得机械手臂12的移动信息并控制多个煞车件16的启动或关闭。控制模块30可包括处理单元及记忆单元，以提供处理并取得移动信息或其它相关信息的功能。当使用者操作机械手臂12使其移动至理想的植牙方位时，可通过操作控制模块30来记忆机械手臂12对应此植牙方位的移动信息；由于使用者可能因手术模板制作过程中需要更换工具300或为了其它目的，必须暂时将机械手臂12移开所选定的植牙方位，因此在初次移动机械手臂12至此植牙方位时，通过控制模块30自多个译码器14取得机械手臂12对应此植牙方位的移动信息并加以记录，当机械手臂12自其它位置再次移回原先所选定的植牙方位时，通过控制模块30比对先前记录的移动信息与机械手臂12实际的移动位置是否吻合，当二者吻合时实时启动多个煞车件16，以固定机械手臂12于植牙方位上。控制模块30可包括一按键装置，让使用者可通过按键以操作控制模块30执行前述的记忆功能；使用者也可通过电脑系统20的一软件接口来操作控制模块30执行前述功能，但本发明并不以此为限。

此外，电脑系统20可接收由使用者经软件规划或自外界加载一植牙方位信息，此植牙方位信息对应一植牙方位，并经软件程序222将此植牙方位信息转换为对应植牙方位的移动信息，使得机械手臂12依据移动信息移动至对应的植牙方位时，控制模块30可启动多个煞车件16以固定机械手臂12。举例来说，使用者可自行通过电脑系统20的软件预先规划一个理想的植牙方位，并储存为一植牙方位信息于电脑系统20中；使用者也可自他处取得对应一植牙方位的植牙方位信息以加载电脑系统20中。当想要利用本发明的手术模板制造系统重现前述植牙方位以便制造对应的手术模板时，电脑系统20可通过软件程序222进行处理及转换，以形成机械手臂12对应此植牙方位的移动信息，再将移动信息传送至控制模块30；控制模块30可依据移动信息做为基准值，因此当机械手臂12移动至符合移动信息的位置时，控制模块30可实时启动多个煞车件16以固定机械手臂12。

请参考图2，其为本发明的手术模板制造系统1的牙模巡航装置10一实施例的示意图。如图2所示，在本实施例中，牙模巡航装置10的机械手臂12包括基座121及移动件组122，移动件组122包括第一移动件123、第二移动件124、第三移动件125及定位模块126。第一移动件123的两端分别轴接于基座121及第二移动件124；第二移动件124的两端分别轴接于第一移动件123及第三移动件125；且第三移动件125的两端分别轴接于第二移动件124及定位模块126。

其中第一移动件123可沿第一旋转轴R1旋转，第二移动件124可沿第二旋转轴R2旋转，且第一旋转轴R1平行于第二旋转轴R2，因此第一移动件123及第二移动件124的连动可带动第三移动件125于一水平面上任意移动。第三移动件125可沿第三旋转轴R3旋转，且第三旋转轴R3与第二旋转轴R2正交，因此第三移动件125可带动定位模块126沿第三旋转轴R3旋转。定位模块126本身可沿第四旋转轴R4旋转，且第四旋转轴R4与第三旋转轴R3正交，使得定位模块126可沿不同方向转动。

通过前述结构连动设计，使得操作机械手臂12可达到一个至少4个自由度的移动机制（包括于一水平面上的任意移动及两个轴向的转动），医生得以在所熟悉的牙模310环境上灵活操作工具300，以决定植牙方位（即工具轴向方位）。此外，请参考图3，其为本发明的手术模板制造系统1的牙模巡航装置10的内部结构示意图。如图3所示，定位模块126包括导块126a，用以固持工具300，且导块126a可沿工具300的轴向直线移动，以便于调整工具300高度，进行植牙方位的深度控制。在本实施例中的定位模块126也可采用其它型式，例如球状轴承的组合结构，不以本实施例为限。

又如图1及图3所示，多个译码器14及多个煞车件16分别设置于第一移动件123与基座121、第一移动件123与第二移动件124、第二移动件124与第三移动件125以及第三移动件125与定位模块126的轴接处；多个译码器14可电性连接于控制模块30，用以测量机械手臂12的移动信息并通过控制模块30传送至电脑系统20以供定位。此外定位模块126还包括线性译码器126b，线性译码器126b电性连接于导块126a及控制模块30，以测量导块126a的移动信息并通过控制模块30传送至电脑系统20以供定位。通过多个译码器14配合线性译码器126b来确认机械手臂12的移动状态，以取得机械手臂12的定位信息。在本实施例中，各煞车件16为一轴煞车组件，当操作机械手臂12决定植牙方位后，通过控制模块30启动多个煞车件16可将各组件彼此连接的旋转轴予以锁定，因此可固定所决定的植牙方位以便于后续手术模板的制造。

请参考图4，其为本发明的手术模板制造系统1所显示的辅助导引影像的一实施例示意图。如图1所示，在本发明的一实施例中，当移动机械手臂12时，电脑系统20通过软件程序222可实时显示对应工具300操作的一辅助导引影像，供使用者决定植牙方位。其中电脑系统20还包括与处理器24电性连接的显示器26，以供实时显示辅助导引影像。如图1及图4所示，在本实施例中，辅助导引影像为一参考方位导引影像I1，电脑系统20可接收使用者利用软件程序222预先规划或加载的一植牙方位信息，假设此植牙方位信息可对应一设定植牙方位L1。当实际操作工具300于牙模310上移动时，通过软件程序222可实时显示目前工具300所在的一指向方位L2，以供与设定植牙方位L1进行比对。如图4所示，当通过工具300决定指向方位L2时，经软件程序222处理可取得探针300顶端的定位点P1及一预设的定位点P2，计算出指向方位L2的定位点P1、P2与设定植牙方位L1二者的距离(x,y)或夹角(α,β)差距，并将结果显示于参考方位导引影像I1中，以供使用者进行实时比对，决定较佳的植牙方位。当移动机械手臂12至一植牙方位时，使用者可通过手动方式操作控制模块30以启动多个煞车件16，以固定机械手臂12。

请参考图5，其为本发明的手术模板制造系统1所显示的辅助导引影像的另一实施例示意图。如图1及图5所示，在本实施例中，辅助导引影像为一解剖导引影像I2，解剖导引影像I2依据术前所取得患者口腔的多个电脑断层影像224加以处理，通过操作工具300的指向方位以实时显示对应工具300下方的患者口腔的电脑断层影像，而于移动机械手臂12至植牙方位时也可采用前述手动操作方式固定机械手臂12。通过解剖导引影像I2可清楚辨识患者口腔骨骼及组织的形状位置，供使用者实时规划以决定最佳的植牙方位，避免因骨骼形状不同而造成植牙可能产生的偏差，并有助于精确地制造手术模板。

请参考图6，其为本发明的手术模板制造方法的流程图。须注意的是，以下虽以图1所示的手术模板制造系统1为例说明本发明的手术模板制造方法，但本发明并不以适用于手术模板制造系统1为限，任何其它具类似架构的手术模板制造系统也可适用本发明的手术模板制造方法。如图6所示，本发明的手术模板制造方法包括步骤S1至步骤S5。以下将详细说明本发明的手术模板制造方法的各个步骤。

首先进行步骤S1：提供一牙模巡航装置10，牙模巡航装置10包括可固持一工具300的一机械手臂12。如图1及图2所示，牙模巡航装置10包括机械手臂12、多个译码器14及多个煞车件16，在本实施例中，机械手臂12包括基座121及移动件组122，移动件组122包括第一移动件123、第二移动件124、第三移动件125及定位模块126，通过前述各组成组件彼此轴接组合，以构成至少4个自由度的机械手臂12，但本发明不以此为限。多个译码器14及多个煞车件16分别设置于机械手臂12的各组成组件的连接处，多个译码器14用以测量机械手臂12的移动信息，且多个煞车件16用以固定机械手臂12。定位模块126包括导块126a，用以固持工具300，且导块126a可沿工具300的轴向直线移动，以调整工具300的高度。

于步骤S1后进行步骤S2：取得牙模310与多个电脑断层影像224间的定位关系。如图1及图3所示，通过牙模巡航装置10中的多个译码器14及线性译码器126b，可测量机械手臂12及导块126a的移动信息，且移动信息可通过控制模块30传送至电脑系统20；控制模块30用以存取移动信息并控制多个煞车件16的启动或关闭。且电脑系统20包括存储器22及处理器24。存储器22储存有软件程序222及多个电脑断层影像224；处理器24与存储器22电性连接，以执行软件程序222。

请一并参考图7(a)、图7(b)，其为应用本发明的手术模板制造方法取得牙模310与多个电脑断层影像224间的定位关系的操作示意图。于术前所制作的影像定位器牙套320可先请患者戴上，以拍摄取得如图7(a)所示的包括多个定位标记影像322a的多个电脑断层影像224。之后如图7(b)所示，将前述影像定位器牙套320装设于患者的牙模310上，并通过牙模巡航装置10的工具300来侦测定位标记322的位置后，可经由软件程序222来进行演算处理，以取得通过工具300测量所得到的多个定位标记322的定位信息，与多个电脑断层影像224中的多个定位标记影像322a间的坐标定位关系，有助于后续对应实时影像的相关处理。运用牙模310进行模拟的方式可免除患者必须多次配合手术规划流程的困扰，且医师也易于通过熟悉的牙模310环境进行各项操作处理。

于步骤S2后进行步骤S3：于牙模310上操作机械手臂12至一植牙方位。如图1所示，使用者可通过操作机械手臂12于牙模310上移动，以决定手术时所采用的较佳植牙方位。在软件程序222取得牙模310与多个电脑断层影像224间的坐标定位关系后，借着于牙模310上移动机械手臂12可取得机械手臂12相对应的移动信息，因此在使用者操作机械手臂12选定植牙方位时，即可得知机械手臂12对应此植牙方位的移动信息。前述移动信息可通过操作控制模块30记忆下来，使得机械手臂12依据移动信息再次移动至对应的植牙方位时，控制模块30可实时发出信号通知多个煞车件16启动。

此外在步骤S3中，电脑系统20可先接收由使用者经软件预先规划或加载的对应植牙方位的一植牙方位信息，此植牙方位信息可经软件程序222转换为机械手臂12对应此植牙方位的移动信息。通过电脑系统20将此移动信息传送至控制模块30，以做为机械手臂12的移动基准，当机器手臂12移动至对应此移动信息的位置时，即可发出信号通知多个煞车件16启动。

另一方面，于步骤S3中，在软件程序222取得牙模310与多个电脑断层影像224间的坐标定位关系后，通过处理器24可执行软件程序222进行相关影像处理，使得工具300于牙模310上操作以改变指向位置时，辅助导引影像可对应工具300的指向位置而呈现不同位置的影像，并可结合前述电脑系统20所接收的植牙方位信息供使用者进行分析判断，以决定较佳的植牙方位。又如图4及图5所示，在本发明的实施例中，辅助导引影像可为前述实时对应显示的参考方位导引影像I1或解剖导引影像I2，依据植牙手术的规划或使用者操作习惯不同而改变，但本发明并不以此为限。

于步骤S3后进行步骤S4：固定机械手臂12。如图3所示，多个煞车件16设置于机械手臂12的各组成组件的轴接处。当通过前述步骤S3将机械手臂12移动至植牙方位后，通过控制模块30自动启动多个煞车件16或由使用者手动操作控制模块30启动多个煞车件16，可分别锁定各转动轴以固定机械手臂12，使机械手臂12固持的工具300可保持指向所选定的植牙方位。

最后，进行步骤S5：涂覆并固化一可固化材料340于植牙方位周边，以形成一手术模板350。当经由前述步骤固定机械手臂12以固定植牙方位时，使用者可依据此植牙方位为基础使用可固化材料以形成手术模板。请参考图8(a)、图8(b)、图8(c)，其为应用本发明的手术模板制造方法制造手术模板350的示意图。如图1及图8(a)所示，当固定机械手臂12后，此时工具300维持在所决定的植牙方位上，并指向牙模310的待手术点位置，以仿真实际进行植牙手术时植牙工具操作的状态。使用者可将一金属环330对应植牙方位放置于牙模310上，而金属环330所放置的位置对应植牙方位。视工具300的尺寸不同，可将截面直径对应于金属环330内径的工具300直接插入固定金属环330，或如本实施例将一套筒件332套入金属环330，套筒件332的孔径对应于工具300的截面直径。

如图8(b)所示，沿植牙方位移动工具300使其插入套筒件332中，可固定住金属环330及套筒件332，接着以此金属环330为基准，利用可固化材料340涂覆在金属环330位置周边及邻近的牙模310上，并包覆住金属环330；待可固化材料340固化成型后抽离工具300及移除套筒件332，将已成型的可固化材料340自牙模310上取下，即形成具有对应患者预定植牙方位的对应孔352的手术模板350。在本实施例中，可固化材料340为一光固化树脂材料，通过照射特殊的光线以使树脂材料固化而成型，但也可采用其它类型的可固化材料。

又如图8(c)所示，手术模板350所形成的对应孔352可通过金属环330提供保护及辅助定位的功能，此外对应孔352中可供放置各式的金属导件360，以对应插入不同尺寸或形式的植牙工具来操作。当医师于植牙手术进行时可将手术模板350对应装设于患者口腔内待手术处，并将植牙工具穿过金属环330予以操作，此时植牙工具即可稳定地维持在已决定的植牙方位上，以达到精确施行手术的效果，且医师也可因应不同状况更换植牙工具。

请参考图9(a)、图9(b)，其为应用本发明的手术模板制造方法制造手术模板的另一实施例示意图。如图9(a)、图9(b)所示，在本发明的另一实施例中，使用者可先利用工具300沿植牙方位向牙模310钻设固定孔312，待移开工具300后可于固定孔312中插入一定位杆314，再将对应的金属环330或金属环330与套筒件332的组合套入定位杆314至牙模310上，接着涂覆可固化材料于金属环330位置周边及邻近的牙模310上；待可固化材料340固化成型后，抽离定位杆314并将其自牙模310上取下，也可形成手术模板。

在本发明的其它实施例中，也可先依据牙模310制作具有一穿孔的待处理手术模板，此穿孔大致上对应一植牙手术范围，当使用者决定植牙方位时，将金属环放入穿孔并对应植牙方位，接着将工具300插入金属环中，此时可于穿孔及金属环之间填入适量的可固化材料340，待其固化后再抽出工具300，也可形成手术模板。须注意的是，本发明并不以前述实施例为限。

综上所述，须注意的是，上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的保护范围。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神下，对实施例作修改与变化。本发明的权利保护范围应如所附权利要求书所限定的范围所述。

Claims (22)

1.一种手术模板制造系统，应用于一植牙手术规划，先依据一患者口腔状态取得一牙模，并制作一影像定位器牙套，使该患者戴上该影像定位器牙套以取得该患者口腔的多个电脑断层影像，该手术模板制造系统包括：

一牙模巡航装置，于该牙模上进行巡航定位，该牙模巡航装置包括：

一机械手臂，用以固持一工具，该机械手臂可进行多自由度移动；

多个译码器，用以测量该机械手臂的一移动信息；以及

多个煞车件，用以固定该机械手臂；

一控制模块，电性连接于该牙模巡航装置，用以取得该移动信息并控制所述多个煞车件的启动或关闭；以及

一电脑系统，电性连接于该控制模块，该电脑系统包括：

一存储器，用以储存一软件程序及所述多个电脑断层影像；以及

一处理器，与该存储器电性连接，用以执行该软件程序；

通过移动该机械手臂测量设置于该牙模上的该影像定位器牙套的对应位置，以配合该软件程序处理来取得该牙模与所述多个电脑断层影像间的定位关系；并于操作该机械手臂至一植牙方位时，通过该控制模块启动所述多个煞车件以固定该机械手臂，以便于制造一手术模板。

2.如权利要求1所述的手术模板制造系统，其中当该机械手臂移动至该植牙方位时，通过该控制模块能够记忆对应该植牙方位的该移动信息，使得该机械手臂依据该移动信息再次移动至对应的该植牙方位时，该控制模块能够启动所述多个煞车件以固定该机械手臂。

3.如权利要求1所述的手术模板制造系统，其中该电脑系统能够接收由使用者经软件规划或加载的对应该植牙方位的一植牙方位信息，并经该软件程序将该植牙方位信息转换为对应该植牙方位的另一移动信息，使得该机械手臂依据该另一移动信息移动至对应的该植牙方位时，该控制模块能够启动所述多个煞车件以固定该机械手臂。

4.如权利要求1所述的手术模板制造系统，其中通过执行该软件程序能够实时显示对应该机械手臂操作的一辅助导引影像，以供使用者决定该植牙方位。

5.如权利要求4所述的手术模板制造系统，其中该辅助导引影像为一参考方位导引影像，通过该软件程序将该电脑系统所接收由使用者经软件规划或加载的一植牙方位信息，与该工具于该牙模上实际操作的指向方位进行实时比对。

6.如权利要求4所述的手术模板制造系统，其中该辅助导引影像为一解剖导引影像，能够实时显示对应该工具下方的该患者口腔的电脑断层影像，以供决定该植牙方位。

7.如权利要求1所述的手术模板制造系统，其中该机械手臂包括一基座及一移动件组，该移动件组的一端可移动地连接于该基座，另一端能够固持该工具，该移动件组包括多个移动件，使得该移动件组能够带动该工具相对于该基座进行多自由度移动。

8.如权利要求7所述的手术模板制造系统，其中所述多个译码器及所述多个煞车件分别设置于该移动件组与该基座的连接处、以及各该移动件的连接处。

9.如权利要求8所述的手术模板制造系统，其中该移动件组包括一第一移动件、一第二移动件、一第三移动件及一定位模块，该第一移动件的两端分别轴接于该基座及该第二移动件；该第二移动件的两端分别轴接于该第一移动件及该第三移动件；且该第三移动件的两端分别轴接于该第二移动件及该定位模块。

10.如权利要求9所述的手术模板制造系统，其中所述多个译码器及所述多个煞车件分别设置于该第一移动件与该基座、该第一移动件与该第二移动件、该第二移动件与该第三移动件以及该第三移动件与该定位模块的轴接处。

11.如权利要求10所述的手术模板制造系统，其中该第一移动件能够沿一第一旋转轴旋转，该第二移动件能够沿一第二旋转轴旋转，且该第一旋转轴平行于该第二旋转轴；该第三移动件能够沿一第三旋转轴旋转，且该第三旋转轴与该第二旋转轴正交；该定位模块能够沿一第四旋转轴旋转，且该第四旋转轴与该第三旋转轴正交。

12.如权利要求9所述的手术模板制造系统，其中该定位模块包括一导块，用以固持该工具，且该导块能够沿该工具的轴向直线移动。

13.如权利要求12所述的手术模板制造系统，其中该导块还包括电性连接于该控制模块的一线性译码器，以测量该导块的移动量。

14.一种手术模板制造方法，应用于一植牙手术规划，先依据一患者口腔状态取得一牙模，并制作一影像定位器牙套，使该患者戴上该影像定位器牙套以取得该患者口腔的多个电脑断层影像，该方法包括：

提供一牙模巡航装置，该牙模巡航装置包括能够固持一工具的一机械手臂；

取得该牙模与所述多个电脑断层影像间的定位关系；

于该牙模上操作该机械手臂至一植牙方位；

固定该机械手臂；

涂覆并固化一可固化材料于该植牙方位周边，以形成一手术模板。

15.如权利要求14所述的手术模板制造方法，其中该牙模巡航装置还包括多个译码器及多个煞车件，所述多个煞车件分别设置于该机械手臂的各组成组件的连接处，所述多个译码器用以测量该机械手臂的一移动信息，且所述多个煞车件用以固定该机械手臂。

16.如权利要求15所述的手术模板制造方法，其中该牙模巡航装置通过一控制模块电性连接一电脑系统，该控制模块用以取得该移动信息并控制所述多个煞车件的启动或关闭，该电脑系统包括一软件程序；该牙模与所述多个电脑断层影像间的定位关系能够通过移动该机械手臂测量设置于该牙模上的该影像定位器牙套的对应位置，以配合该软件程序处理来取得。

17.如权利要求16所述的手术模板制造方法，其中于该牙模上操作该机械手臂至一植牙方位步骤中，能够通过该控制模块记忆对应该植牙方位的该移动信息，使得该机械手臂依据该移动信息再次移动至对应的该植牙方位时，该控制模块能够启动所述多个煞车件以固定该机械手臂。

18.如权利要求16所述的手术模板制造方法，其中于该牙模上操作该机械手臂至一植牙方位步骤中，该电脑系统能够接收由使用者经软件规划或加载的对应该植牙方位的一植牙方位信息，并经该软件程序将该植牙方位信息转换为对应该植牙方位的另一移动信息，使得该机械手臂依据该另一移动信息移动至对应的该植牙方位时，该控制模块能够启动所述多个煞车件以固定该机械手臂。

19.如权利要求16所述的手术模板制造方法，其中于该牙模上操作该机械手臂至一植牙方位步骤中，通过该软件程序处理并显示一辅助导引影像以供使用者决定该植牙方位，该辅助导引影像对应该工具于该牙模上的操作。

20.如权利要求19所述的手术模板制造方法，其中该辅助导引影像为一参考方位导引影像，通过该软件程序将该电脑系统所接收由使用者经软件规划或加载的该植牙方位，与该工具于该牙模上实际操作的指向方位进行实时比对。

21.如权利要求19所述的手术模板制造方法，其中该辅助导引影像为一解剖导引影像，能够实时显示对应该工具下方的该患者口腔的电脑断层影像，以供决定该植牙方位。

22.如权利要求14所述的手术模板制造方法，其中该可固化材料包覆一金属环，该金属环对应该植牙方位。

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