CN102293682A - 一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法及系统，该方法包括以下步骤：对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境，根据种植体信息库，选择出适用品牌、型号的种植体，手动设计种植体的植入位置，并使用测量工具对植入位置进行评价，导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐，根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见，提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。本发明在手术前形象、科学地进行模拟手术，根据模拟手术的结果，设计制作出符合患者自身情况的植牙手术口腔种植定位器，使口腔种植定位器设计科学化、制作数字化，提高了手术的成功率。
Description
技术领域
本发明属于口腔医学植牙领域，尤其涉及一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法及系统。
背景技术
传统的口腔种植手术，在术前需要给患者拍摄CT片，医生根据自己的经验通过二维的断层图像推断患者的三维骨结构和软组织状况，以此来制定手术计划和实施手术。然而这种推断非常依赖于医生的经验，无形增加了手术的风险。
口腔种植定位器的设计制作意义就在于可以使植牙更为精确，大大降低手术风险，现今口腔种植定位器的制作方式可大体分为传统方法和数字化方法两种。传统方法是采用热可塑性材料在患者石膏模型上吸塑，然后在带有吸塑材料的石膏模型上模拟钻孔，取下吸塑材料进行修整就制成了一个简易的口腔种植定位器；另一种传统方法是先在石膏模型上进行钻孔加工，装上辅助插置件，然后以灌模成型方式制得手术口腔种植定位器。
数字化制作方法主要是用计算机软件进行患者的模拟手术及口腔种植定位器的生成。现有的软件技术要么就是需要用工程软件进行口腔种植定位器的设计，这样的话没有模拟植牙的功能，效果不够科学，要么就是设计后不能直接输出直接能与加工设备对接的文件格式，使设计与加工不能良好的衔接。
发明内容
本发明提供了一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法及系统，旨在解决现有技术所提供的植牙与口腔种植定位器定制的方法，需要依赖于医生的经验，并根据二维断层图像推断患者的三维骨结构和软组织状况，来制定手术计划和实施手术，手术的风险较大以及现有技术所提供的数字化口腔种植定位器制作方法，不能直接输出能与加工设备直接对接的文件格式的问题。
本发明的目的在于提供一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法，该方法包括以下步骤：
对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
根据种植体信息库，选择出适用品牌、型号的种植体；
手动设计种植体的植入位置，并使用测量工具对植入位置进行评价；
导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
本发明的另一目的在于提供一种数字化植牙与口腔种植定位器设计系统，包括：
模拟环境构建模块，用于对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
种植体选择模块，用于根据种植体信息库，选择适用品牌、型号的种植体；
模型契合模块，用于导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
植入位置评价模块，用于根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
口腔种植定位器生成模块，用于提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
本发明在手术前形象、科学地进行模拟手术，根据模拟手术的结果，设计制作出符合患者自身情况的植牙手术口腔种植定位器，同时根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见，使口腔种植定位器设计科学化、制作数字化，降低了手术的风险，提高了手术的成功率以及口腔种植定位器生产加工的效率和精确度，可广泛应用于口腔医学植牙领域。
附图说明
图1是本发明实施例提供的数字化植牙与口腔种植定位器设计方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的数字化植牙与口腔种植定位器设计系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
图1示出了本发明实施例提供的数字化植牙与口腔种植定位器设计方法实现流程。
一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法，该方法包括以下步骤：
在步骤S101中，对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
在步骤S102中，根据种植体信息库，选择出适用品牌、型号的种植体；
在步骤S103中，导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
在步骤S104中，根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
在步骤S105中，提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
在本发明实施例中，对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境的实现方法为：
输入患者的基本信息，导入患者CT片的数据，调节阈值，构建三维模型；
将患者的三维骨结构和软组织状况真实完整地显示在计算机中；
通过旋转、缩放、透明化等功能，在三维视图上任意选择要观察截面的位置，得到任意局部的骨组织结构、神经等信息，建立全方位的种植手术模拟环境。
在本发明实施例中，提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器实现方法为：
提取种植体的基本信息，生成口腔种植定位器模型；
根据生成的口腔种植定位器模型，获得口腔种植定位器的加工文件；
将口腔种植定位器加工文件传送至加工设备，加工出口腔种植定位器。
图2示出了本发明实施例提供的数字化植牙与口腔种植定位器设计系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
一种数字化植牙与口腔种植定位器设计系统，该系统包括：
模拟环境构建模块21，用于对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
种植体选择模块22，用于根据种植体信息库，选择适用品牌、型号的种植体；
模型契合模块23，用于导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
植入位置评价模块24，用于根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
口腔种植定位器生成模块25，用于提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
作为本发明实施例的一个优选方案，模拟环境构建模块21包括：
三维模型构建单元211，用于输入患者的基本信息，导入患者CT片的数据，调节阈值，构建三维模型；
三维模型显示单元212，用于将患者的三维骨结构和软组织状况真实完整地显示在计算机中；
模拟环境构建单元213，用于通过旋转、缩放、透明化等功能，在三维视图上任意选择要观察截面的位置，得到任意局部的骨组织结构、神经等信息，建立全方位的种植手术模拟环境。
作为本发明实施例的一个优选方案，口腔种植定位器生成模块25包括：
口腔种植定位器模型生成单元251，用于提取种植体的基本信息，生成口腔种植定位器模型；
加工文件获得单元252，用于根据生成的口腔种植定位器模型，获得口腔种植定位器的加工文件；
口腔种植定位器加工单元253，用于将口腔种植定位器加工文件传送至加工设备，加工出口腔种植定位器。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
① 三 维模型重建
软件通过CT图像重建三维模型，能将患者的解剖结构真实完整地再现在计算机中，包括重要结构，如上颌窦、下齿槽神经等部位的直观显示，构建全方位的种植手术模拟环境。结合旋转、缩放、透明化等功能，医生还可以在三维视图上选择希望看到的截面位置，方便观察到任意局部的骨组织结构、神经等信息。
②模拟规划种植手术
彩立方牙种植口腔种植定位器设计软件兼容了国内医院常用的多品牌种植体，包含了种植体的真实外形尺寸，确保在患者口腔内精确放置，使设计方案和手术导向模板与临床方案一致。医生在模拟种植的模块，不仅可以进行逼真的手术模拟，同时模拟手术中放置的种植体的位置和角度可直接作为口腔种植定位器设计的临床依据。
③三维模型的测量
在模拟种植模块具有高精度的测量功能，可直接测量出牙根之间、种植体与神经间、种植体之间等距离，为医生提供全面的数据，使设计更加精确、科学。
④口内石膏模型扫描文件与三维重建CT模型对齐
将口内石膏模型的扫描文件与根据CT图像重建出的三维模型根据选定的参考点进行对齐。这样可以综合考虑患者的骨组织情况与口内粘膜情况，并且可以直接设计出粘膜水平上的口腔种植定位器，降低患者手术时的痛苦。
⑤颌学综合评价系统
系统中含有人的标准咬合关系模型，通过颌学模型对种植方案进行评价，优化医生的手术方案，并提出合理化建议。评价分数达到一定时才可以生成口腔种植定位器，设计方案不符合相应要求，不能生成口腔种植定位器，避免医生因大意或自身操作失误导致口腔种植定位器设计缺陷。
⑥输出直接能与加工设备对接的文件格式
根据在模拟手术中放置的种植体位置，软件可以直接生成牙种植口腔种植定位器，并可导出可与加工设备对接的加工文件，如与快速成型设备直接对接的STL格式文件，完成了从设计到生产的全方位对接，也是此发明的又一重大突破。
本发明应用于口腔医学植牙领域，可为每位患者订制个性化的手术工具。使用本发明可以在手术前形象、科学地进行模拟手术，根据模拟手术的结果，设计制作出符合患者自身情况的植牙手术口腔种植定位器。本发明使口腔种植定位器设计科学化、制作数字化，可降低手术风险，提高手术的成功率，同时提高生产加工的效率和精确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字化植牙与口腔种植定位器设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
根据种植体信息库，选择出适用品牌、型号的种植体；
导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境的实现方法为：
输入患者的基本信息，导入患者CT片的数据，调节阈值，构建三维模型；
将患者的三维骨结构和软组织状况真实完整地显示在计算机中；
通过旋转、缩放、透明化等功能，在三维视图上任意选择要观察截面的位置，得到任意局部的骨组织结构、神经等信息，建立全方位的种植手术模拟环境。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器的实现方法为：
提取种植体的基本信息，生成口腔种植定位器模型；
根据生成的口腔种植定位器模型，获得口腔种植定位器的加工文件；
将口腔种植定位器加工文件传送至加工设备，加工出口腔种植定位器。
4.一种数字化植牙与口腔种植定位器设计系统，其特征在于，该系统包括：
模拟环境构建模块，用于对患者口腔拍摄CT片，利用CT图像构建三维模型，建立全方位的种植手术模拟环境；
种植体选择模块，用于根据种植体信息库，选择适用品牌、型号的种植体；
模型契合模块，用于导入石膏模型的扫描数据，根据选定参考点，将石膏模型与三维模型对齐；
植入位置评价模块，用于根据标准颌学咬合关系，对种植体植入位置进行评价，并生成修改意见；
口腔种植定位器生成模块，用于提取种植体的基本信息，加工出口腔种植定位器。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述模拟环境构建模块包括：
三维模型构建单元，用于输入患者的基本信息，导入患者CT片的数据，调节阈值，构建三维模型；
三维模型显示单元，用于将患者的三维骨结构和软组织状况真实完整地显示在计算机中；
模拟环境构建单元，用于通过旋转、缩放、透明化等功能，在三维视图上任意选择要观察截面的位置，得到任意局部的骨组织结构、神经等信息，建立全方位的种植手术模拟环境。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述口腔种植定位器生成模块包括：
口腔种植定位器模型生成单元，用于提取种植体的基本信息，生成口腔种植定位器模型；
加工文件获得单元，用于根据生成的口腔种植定位器模型，获得口腔种植定位器的加工文件；
口腔种植定位器加工单元，用于将口腔种植定位器加工文件传送至加工设备，加工出口腔种植定位器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20111228 |