CN103083106A

CN103083106A - 植牙导引系统

Info

Publication number: CN103083106A
Application number: CN2011103439036A
Authority: CN
Inventors: 黄大可
Original assignee: EPED Inc
Current assignee: EPED Inc
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明的植牙导引系统，其包括扫瞄储存装置用来扫瞄患者的齿模并数字化，并储存数字化的齿模信息，光学定位装置取得植牙工具的空间坐标数据，咬合板由设于口腔内，让影像和实体进行坐标注册，植牙规划装置连接该扫瞄储存装置及该光学定位装置，并分析比对该扫瞄储存装置的数字化齿模信息及该光学定位装置的空间坐标数据。通过定位演算法，提供追踪植牙手工具与牙模的方位，用来评估确定植牙的方位是否正确，可使病患不舒服或意外风险降到最低。

Description

植牙导引系统

技术领域

本发明涉及一种植牙导引系统，尤其关于一种利用光学定位装置和电脑断层影像，辅助使用者使用植牙器械进入口腔时的方位。

背景技术

现有技术中，已存在一些技术是互动式用来追踪医疗器材的位置，如美国专利第5,617,857号“具有互动式的医疗器材的成像系统与方法(Imaging System Having Interactive Medical Instruments And Methods)”，其揭示一种成像的系统及方法。此成像系统包括一医疗器材主体以及一发射可被侦测的能源的发射器。进一步利用一侦测器及处理器，以侦测该医疗器材的位置。

美国专利第6,640,128号“用于辅助导航的牙医治疗方法及装置(Method And Device For The Navigation-Assisted Dental Treatment)”，其揭示一种辅助牙医治疗的方法。首先，对病人的牙齿及或下颚区域提供一组三维的体积资料组。一电脑辅助导航或寻迹系统利用该体积资料组记录该病人的牙齿或下颚区域。相对于该电脑辅助的导航或寻迹系统，医疗仪器或装置将会被记录。

然而，前述的背景技术无法搭配现有的牙科装备功能升级，例如其无法搭配现有的常用牙科手术台以及手钻机(手工具)，且前述的现有技术无法根据使用者的习惯进行操作的调整，在装置的定位以及矫正上也不便于凭借助现有的个人电脑架构，造成更换系统的费用昂贵，进而限制了市场的可能性。

本案发明设计人于中国台湾申请案号097113976“牙科临床与教学训练模拟追踪系统及其评鉴方法”，也揭示一种能使用低成本的摄影机建立三维手术器械的运动追踪器，能利用现有装置加以升级，且能配合使用者的操作习惯(例如左手或右手)，并以自动化方式来改善传统以人工比对的方法，对牙科医师训练时的准确性及便利性提升很多。

植牙技术常以书面和影片资料进行教学，实际患者的神经、骨密度和骨高度状态，以往以2D的X光进行拍摄并判断植牙方位与植体长度，会发生判读错误，导致手术失败。相较于传统方法，三维的电脑断层扫描(CT)影像拍摄，重建预植牙区域的数字模型，将光学追踪系统导入，追踪实际的预植牙区域，并将两者坐标连结，可即时显示在电脑断层影像中显示手工具位置，提供使用者在植牙训练或植牙手术中，即时的显示手工具端的钻头或植体进入齿骨的深度和角度。

发明内容

于是，为解决上述的缺点，本发明的目的在提供一种植牙导引系统，利用光学式追踪的方式，配合空间定位技术的使用来简化影像处理的过程，利于医师或学生以手工具进行牙骨钻洞时追踪手工具位置，并在画面显示手工具深入骨头的深度与角度方位，提供使用者即时的资料供判定是否植牙失准。

本发明的另一目的是提供一种植牙导引系统，除了可直接用于牙医师临床的训练、操作以及评比上，使植牙训练过程尽可能与临床植牙的感受接近。

本发明的植牙导引系统，其特征在于包括：一扫瞄储存装置用来扫瞄患者的齿模并数字化，并储存数字化的齿模信息；一植牙工具具有一工具本体及一连接该工具本体的第一定位板，该第一定位板具有复数个第一定位元件；一咬合板由设于患者口腔内的一咬合板本体，及连接该咬合板本体的一第二定位板所组成，其中该咬合板本体上设有复数个校正定位部，该第二定位板具有复数个第二定位元件；一光学定位装置具有复数个光学撷取元件，通过光学扫瞄该第一定位板上的第一定位元件，和该第二定位板上的第二定位元件，如此取得该植牙工具与患者口腔的空间坐标数据；一植牙规划装置连接该扫瞄储存装置及该光学定位装置，并分析比对该扫瞄储存装置的数字化齿模信息及该光学定位装置的空间坐标数据，取得一结果数据；以及一显示装置连接该植牙规划装置，并显示该结果数据。

其中，通过该扫瞄储存装置扫瞄该咬合板本体上的校正定位部，取得患者口腔空间坐标数据后，再与该光学定位装置取得的空间坐标数据进行影像与实体的空间对位。而实际进行坐标注册时，利用手工具点选咬合板本体上的校正定位部，让影像和实体进行坐标注册。

更包括一头模件，该头模件具有一口腔槽，且该口腔槽内设置可移动的一齿模模型。

其中，该光学定位装置更包括一发光单元，一激光发射单元，便于使用者将该光学定位装置对准施术方位。

其中，该第一定位元件及第二定位元件是光学反光标志；且该校正定位部是电脑断层可显像元件。

其中，该扫瞄储存装置是电脑断层扫瞄装置或核磁共振扫瞄装置。

本发明的优点在于，利用定位演算法，提供追踪植牙手工具与牙模的方位，用来评估确定植牙的方位是否正确，且使用拟真的元件，使植牙的过程尽可能与临床的感受接近，使牙医在真实植牙过程中，可使病患不舒服或意外风险降到最低。

附图说明

图1是本发明植牙导引系统的装置示意图一；

图2是本发明植牙导引系统的装置示意图二；

图3是本发明植牙导引系统的装置示意图三；

图4是本发明植牙导引系统的实施示意图一；

图5是本发明植牙导引系统的实施示意图二；

图6是本发明植牙导引系统的另一实施应用示意图。

附图标记说明：100-扫瞄储存装置；110-植牙规划装置；120-显示装置；130-光学定位装置；131-光学撷取元件；132-发光单元；133-激光发射单元；200-植牙工具；210-工具本体；220-第一定位板；300-咬合板；310-咬合板本体；311-校正定位部；320-第二定位板；321-第二定位元件；400-头模件；410-口腔槽；420-齿模模型。

具体实施方式

兹有关本发明的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述的这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。

请参阅图1至图3，为本发明植牙导引系统的示意图。本发明的植牙导引系统，其包括一扫瞄储存装置100，该扫瞄储存装置100用来扫瞄患者的齿模并数字化，并储存数字化的齿模信息；其中该扫瞄储存装置100是电脑断层扫瞄装置或核磁共振扫瞄装置，利用三维的扫描影像拍摄，重建预植牙区域的数字模型。其中电脑断层扫瞄装置或核磁共振扫瞄装置的三维的扫描影像拍摄技术为已知技术，且非本专利重点，在此不多加贽述。

一植牙工具200，该植牙工具200具有一工具本体210及一连接该工具本体210的第一定位板220，该第一定位板具有复数个第一定位元件221，该第一定位元件221是光学反光标志。

一咬合板300，该咬合板300由设于患者口腔内的一咬合板本体310，及连接该咬合板本体310的一第二定位板320所组成，其中该咬合板本体310上设有复数个校正定位部311，该第二定位板320具有复数个第二定位元件321。其中该第二定位元件321是光学反光标志，该校正定位部311是电脑断层可显像元件。

一光学定位装置130具有复数个光学撷取元件131，通过光学扫瞄该第一定位板220上的第一定位元件221，和该第二定位板320上的第二定位元件321，如此取得该植牙工具200与患者口腔的空间坐标数据。其中该光学定位装置130更包括一发光单元132或/及一激光发射单元133，便于使用者将该光学定位装置130对准施术方位。

一植牙规划装置110，其连接该扫瞄储存装置100及该光学定位装置130，并分析比对该扫瞄储存装置100的数字化齿模信息及该光学定位装置130的空间坐标数据，取得一结果数据；再由一显示装置120连接该植牙规划装置110，并显示该结果数据。

其中该咬合板300通过该扫瞄储存装置100扫瞄该校正定位部311，取得患者口腔空间坐标数据后，再与该光学定位装置130取得的空间坐标数据进行影像与实体的空间对位。而实际进行坐标注册时，利用手工具200点选咬合板本体310上的校正定位部311，利用校正定位部311做为注册点，让影像和实体进行坐标注册。

请再参阅图4及图5，实际齿颚、手工具200和影像中的齿颚数字模型，主要通过咬合板300于系统注册定位，咬合板300中的校正定位部311含有可在电脑断层扫瞄显现的标记(电脑断层可显像元件)，在植牙前被植牙者需带上咬合板300的咬合板本体310(如图4所示)拍摄电脑断层扫瞄，如此一来利用植牙系统中的软体进行数字建模，回建的模型会有对应该光学定位部311的显示，实际进行坐标注册时，利用手工具200点选咬合板300的咬合板本体310上方的注册点，间接让影像和实体进行坐标注册。

完成前述定位后，然后移去患者口腔内的咬合板本体310(如图5所示)，也通过光学扫瞄取得该植牙工具200的空间坐标数据。即可通过本系统利用光学式追踪的方式，配合空间定位技术的使用来简化影像处理的过程，利于医师或学生以手工具进行牙骨钻洞时追踪手工具位置，并在画面显示手工具深入骨头的深度与角度方位，提供使用者即时的资料供判定是否植牙失准。

本系统通过术前电脑断层影像，重建三维数字模型，植牙治疗顺序首先订立治疗计画，包含植入元件的位置和植牙器械的选择，并请使用者依电脑断层影像描绘神经等术前评估动作，植牙教学训练系统内建有标准的植牙解答范围为评鉴标准，包含最终钻孔的位置和角度都会列入评分标准；临床植牙手术导引，首先也是订定治疗计画，在植牙术前规划功能与植牙教育训练类似，结束规划后，需要进行数字影像和实际齿模的空间坐标注册(通过咬合板系统)，使用者可以依术前规划的方位角度进行实际植牙手术。

请再参阅图6，本系统在应用上更包括一头模件400，该头模件400具有一口腔槽410，该口腔槽410内可动设置一齿模模型420。实施上通过光学扫瞄该第一定位板220上的第一定位元件221和该第二定位板320上的第二定位元件321，该扫瞄储存装置100扫瞄该头模件400内的齿模模型420并数字化，取得该齿模模型420的空间坐标数据。如此，通过材料拟真的齿模模型420，本系统可直接用于牙医师临床的训练、操作以及评比上，使植牙训练过程尽可能与临床植牙的感受接近。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种植牙导引系统，其特征在于，包括：

一扫瞄储存装置，用来扫瞄患者的齿模并数字化，并储存数字化的齿模信息；

一植牙工具，其具有一工具本体及一连接该工具本体的第一定位板，该第一定位板具有复数个第一定位元件；

一咬合板，其由设于患者口腔内的一咬合板本体，及连接该咬合板本体的一第二定位板所组成，其中该咬合板本体上设有复数个校正定位部，该第二定位板具有复数个第二定位元件；

一光学定位装置，其具有复数个光学撷取元件，通过光学扫瞄该第一定位板上的第一定位元件，和该第二定位板上的第二定位元件，如此取得该植牙工具与患者口腔的空间坐标数据；

一植牙规划装置，其连接该扫瞄储存装置及该光学定位装置，并分析比对该扫瞄储存装置的数字化齿模信息及该光学定位装置的空间坐标数据，取得一结果数据；及

一显示装置，其连接该植牙规划装置，并显示该结果数据。

2.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：通过该扫瞄储存装置扫瞄该咬合板本体上的校正定位部，取得患者口腔空间坐标数据后，再与该光学定位装置取得的空间坐标数据进行影像与实体的空间对位。

3.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：实际进行坐标注册时，利用手工具点选咬合板本体上的校正定位部，让影像和实体进行坐标注册。

4.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：更包括一头模件，该头模件具有一口腔槽，且该口腔槽内设置可移动的一齿模模型。

5.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该光学定位装置更包括一发光单元。

6.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该光学定位装置更包括一激光发射单元，便于使用者将该光学定位装置对准施术方位。

7.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该第一定位元件及第二定位元件是光学反光标志。

8.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该校正定位部是电脑断层可显像元件。

9.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该扫瞄储存装置是电脑断层扫瞄装置。

10.根据权利要求1所述的植牙导引系统，其特征在于：该扫瞄储存装置是核磁共振扫瞄装置。