CN108553186B - 用于口腔的固定装置、牙颌跟踪器及种植导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种用于口腔的固定装置、牙颌跟踪器及种植导航系统，固定装置包括第一、第二部分及连接第一、第二部分的连接部，第一、第二部分及连接部形成一夹持空间以夹持非种植区牙齿，当固定装置处于夹持状态时，连接部处于初始状态，当固定装置处于拆卸状态时，连接部由初始状态变更为变形状态而辅助第一部分与第二部分相互远离。本发明的固定装置具有如下优势：（1）固定装置可以牢固固定于非种植区牙齿，不易松脱，提高导航精度；（2）不需要技工所制作额外的配件，当天即可进行种植手术，缩短种植治疗周期；（3）固定装置包装灭菌后，拆袋直接使用，无需水浴加热，降低手术感染风险，提高了种植成功率；（4）拆卸过程简单、方便。

Description

用于口腔的固定装置、牙颌跟踪器及种植导航系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于口腔的固定装置、牙颌跟踪器及种植导航系统。

背景技术

传统的种植牙手术是在手术前病人拍摄全景片，医生通过观察全景片来大致判断患者的牙缺失是否可以通过种植的方式来修复，并且通过全景片上显示的骨量大致确定种植体的直径及长度。

但是，由于全景片不能准确提供病人的骨骼信息，加上医生临床经验的限制，往往需要医生在手术过程中现场测量，但这也仅限于测量缺牙区域颌骨的近远中向长度及骨骼宽度，不能够测量骨骼高度，且医生盲种操作容易产生失误，导致神经损坏或种植体邻近牙根，从而导致传统种植牙手术风险较高。

目前，口腔种植手术普遍采用种植导板（下称“导板”）来辅助定位以达到精确种植的效果，导板确定了种植的角度、位置和深度，医生能够根据导板的引导精确地在牙颌骨所需位置种植牙齿。

但是，导板有加工周期长、定位误差大、不能及时调整手术方案、无法可视化、不适用于狭窄种植区、开口度要求高、磨牙区适用性低、骨灼伤风险大等缺陷。

目前，口腔动态种植导航系统可以解决上述导板的缺陷。

种植导航系统一般由三大部分组成，分别为手机定位器、牙颌跟踪器、工作站。

手机定位器包括手机、定位器、手机连接件等。

牙颌跟踪器一般包括参考板、连接杆、固定装置。

工作站为导航系统主体设备，包括导航仪、导航仪立柱和升降支臂、计算机、显示器、键盘、鼠标等。

导航仪能接收手机定位器和参考板上红外LED发出的红外信号，然后传输给工作站，并通过计算得出手机定位器和参考板在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。术前通过配准步骤，将CT重建影像的虚拟坐标系与实际坐标系进行匹配，传输至工作站显示器，以实时反映手术器械的位置及患者的影像数据，医生根据虚拟图像的引导，准确地按照术前规划的手术方案进行精准手术操作。

牙颌跟踪器通过固定装置固定在牙齿处，手术时跟踪病人牙颌的运动，目前主要有以下几种形式：

（1）Image Navigation公司的Image-Guided Implantology系统和医百科技股份有限公司（参考中国专利申请CN103083106A）采用的牙颌跟踪器中的固定装置是通过压膜法制作的，在手术前几天医生需要给病人制取牙齿的印模，然后将该印模送到技工室，技工室根据印模制作牙齿石膏模型，在模型上压膜成型并打磨抛光膜片，再用自凝树脂将膜片和连接杆粘接在一起，操作费时费力，病人无法当场进行种植，种植治疗周期较长，另外，在取模、制作牙齿石膏模型时，取模会有误差，印模材料和石膏固化后尺寸会有误差，可能导致膜片戴不牢。

（2）X-Nav 技术有限责任公司的牙颌跟踪器中所采用的固定装置（参考中国专利申请CN201480026547.7）是通过固定装置凹槽内可塑的热塑材料成型制作的，手术时，医生将带有热塑材料的固定装置浸泡在一定温度的热水中，待热塑材料变软后，将固定装置按压在牙齿上，热塑材料冷却凝固后，固定装置就固定在牙齿上。此方法需要手术室专门配备水浴装置，固定装置水浴加热后将很难保证灭菌效果；因热塑材料即使变软，流动性也较差，很难利用牙齿倒凹使固定装置稳固的卡在牙齿上；热塑材料凝固前温度较高，对某些病人的牙齿会产生刺激。

（3）美国ClaroNav公司的牙颌跟踪器中所采用的固定装置（参考专利申请WO2016090476）是使用纯热塑材料成型制作的，此方法制作固定装置过程繁琐，需要手术室专门配备水浴装置，固定装置水浴加热后将很难保证灭菌效果；因热塑材料即使变软，流动性也较差，很难利用牙齿倒凹使固定装置稳固的卡在牙齿上，嘴唇顶到连接杆容易将固定装置产生位移或松脱，影响种植精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于口腔的固定装置、牙颌跟踪器及种植导航系统，其可以解决上述问题。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种用于口腔的固定装置，包括第一部分、第二部分及连接所述第一部分、所述第二部分的连接部，所述第一部分、所述第二部分及所述连接部形成一夹持空间以夹持非种植区牙齿，当所述固定装置处于夹持状态时，所述连接部处于初始状态，当所述固定装置处于拆卸状态时，所述连接部由初始状态变更为变形状态而辅助所述第一部分与所述第二部分相互远离。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述连接部包括第一连接部及第二连接部，所述第一连接部的两端分别连接所述第一部分及所述第二部分，所述第二连接部的两端分别连接所述第一部分及所述第二部分，当所述固定装置处于拆卸状态时，至少所述第一连接部变形而辅助所述第一部分与所述第二部分相互远离。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一连接部包括连接所述第一部分及所述第二部分的支撑部及断开所述第一部分及所述第二部分的隔断部，当所述固定装置处于拆卸状态时，所述支撑部断开。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述支撑部与所述第一部分和/或所述第二部分的连接处形成有凹口。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二连接部具有开口朝向所述第一连接部的沟槽。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二连接部远离所述第一连接部的一侧朝向所述夹持空间凸伸而形成突出部，当所述固定装置处于夹持状态时，所述突出部抵接非种植区牙齿。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二连接部包括本体及连接所述本体的至少一分流部，所述分流部朝远离所述本体的方向凸伸出所述第一连接部的侧壁。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二部分设有与拆卸工具配合的第二配合部。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种牙颌跟踪器，包括如上任意一项技术方案所述的固定装置、连接杆及参考板，所述第一部分设有与所述连接杆配合的第一配合部，所述参考板连接于所述连接杆远离所述固定装置的一侧。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种牙颌种植导航系统，包括如上所述的牙颌跟踪器、手机定位器及工作站。

与现有技术相比，本发明一实施方式的固定装置具有如下优势：（1）固定装置可以牢固固定于非种植区牙齿，不易松脱，提高导航精度；（2）不需要技工所制作额外的配件，病人CT检查当天就可以进行导航种植手术，缩短种植治疗周期；（3）固定装置包装灭菌后，拆袋直接使用，无需水浴加热，降低手术感染风险，提高了种植成功率；（4）拆卸过程简单、方便。

附图说明

图1是本发明一实施方式的牙颌种植导航系统立体图；

图2是本发明一实施方式的固定装置立体图；

图3是本发明一实施方式的固定装置剖视图；

图4是本发明一实施方式的牙颌跟踪器与拆卸工具配合示意图；

图5是图4的爆炸图；

图6是图5中部分区域放大图；

图7是本发明其他实施方式的固定装置立体图；

图8是本发明一实施方式的种植过程示意图；

图9是本发明一实施方式的固定装置拆卸过程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

参图1，本发明一实施方式提供一种牙颌种植导航系统300。

牙颌种植导航系统300包括牙颌跟踪器100、手机定位器200及工作站（未图示）。

牙颌跟踪器100用于与患者口腔相互配合以跟踪患者活动。

牙颌跟踪器100包括参考板10、连接杆11及固定装置12。

参考板10上具有与工作站通信的第一红外LED 组101。

手机定位器200用于在患者口腔进行种植窝的钻孔、释放冷却水等操作。

手机定位器200包括手机20、定位器21、手机连接件22、种植马达23及种植钻24。

手机连接件22用于连接手机20、定位器21，种植马达23连接手机20，种植钻24位于手机20的一端，种植马达23用于控制种植钻24工作，定位器21上具有与工作站通信的第二红外LED组 211。

工作站为牙颌种植导航系统300的主体设备，包括导航仪、导航仪立柱和升降支臂、计算机、显示器、键盘、鼠标等。

导航仪用于接收参考板10上的第一红外LED组 101及定位器21上的第二红外LED组 211发出的红外信号，并将红外信号传输给计算机，计算机通过计算得出定位器21和参考板10在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。

这里，需要说明的是，术前通过配准步骤，将CT重建影像的虚拟坐标系与实际坐标系进行匹配，传输至工作站的显示器，以实时反映手机定位器200的位置及患者的影像数据，医生根据虚拟图像的引导，准确地按照术前规划的手术方案进行精准手术操作。

结合图2及图3，为本发明一实施方式的固定装置12的示意图。

在本实施方式中，固定装置12用于口腔中，但不以此为限，固定装置12也可适用于口腔模型等。

固定装置12包括第一部分121、第二部分122及连接第一部分121、第二部分122的连接部123。

第一部分121、第二部分122及连接部123形成一夹持空间S以夹持非种植区牙齿A。

此时，固定装置12的夹持空间S配合至患者一侧的牙齿处，并在另一侧进行牙齿种植。

当固定装置12处于夹持状态时，连接部123处于初始状态，即此时连接部123为第一部分121及第二部分122提供刚性连接，使得固定装置12可以稳定固定于非种植区牙齿A。

这里，“连接部123处于初始状态”是指连接部123未变形。

当固定装置12处于拆卸状态时，连接部123由初始状态变更为变形状态而辅助第一部分121与第二部分122相互远离，即此时第一部分121及第二部分122之间的刚性连接被打破，容易取下固定装置12。

这里，“第一部分121与第二部分122相互远离”是指第一部分121及第二部分122之间的夹角逐渐变大，实际操作时，可配合拆卸工具实现第一部分121与第二部分122相互远离，而连接部123由初始状态变更为变形状态可以辅助第一部分121与第二部分122相互远离。

本实施方式的固定装置12具有如下优势：（1）固定装置12可以牢固固定于非种植区牙齿A，不易松脱，提高导航精度；（2）不需要技工所制作额外的配件，病人CT检查当天就可以进行导航种植手术，缩短种植治疗周期；（3）固定装置12包装灭菌后，拆袋直接使用，无需水浴加热，降低手术感染风险，提高了种植成功率；（4）拆卸过程简单、方便。

需要说明的是，在本实施方式中，当固定装置12处于夹持状态时，于固定装置12的夹持空间S内注入自凝树脂（或临时冠材料等），并迅速将固定装置12装载至牙齿，使得牙齿在固定装置12的夹持空间S内，待夹持空间S内的自凝树脂凝固后，固定装置12与牙齿之间由自凝树脂填充固定，自凝树脂与牙齿的贴合效果十分紧密，固定装置12与牙齿呈刚性连接，提高了牙颌种植导航系统300的引导精度。

而且，本实施方式的自凝树脂无需通过水浴加热变软后再装载至牙齿上，减少了手术操作步骤，降低手术感染风险，提高了种植成功率。

在本实施方式中，固定装置12大致呈“门”字形，第一部分121与连接部123之间的夹角大致等于第二部分122与连接部123之间的夹角，但不以此为限。

连接部123包括第一连接部123a及第二连接部123b，第一连接部123a的两端分别连接第一部分121及第二部分122，第二连接部123b的两端分别连接第一部分121及第二部分122。

当固定装置12处于夹持状态时，第一连接部123a及第二连接部123b均未变形而处于初始状态。

当固定装置12处于拆卸状态时，至少第一连接部123a变形而辅助第一部分121与第二部分122相互远离。

具体的，第一连接部123a包括连接第一部分121及第二部分122的支撑部1231a及断开第一部分121及第二部分122的隔断部1232a。

这里，以第一连接部123a包括两个支撑部1231a及位于两个支撑部1231a之间的一个隔断部1232a为例，隔断部1232a实质为贯穿口，但不以此为限。

隔断部1232a的数量不以上述一个为限，可以根据实际情况而定。

当固定装置12处于夹持状态时，两个支撑部1231a及第二连接部123b共同实现第一部分121及第二部分122之间的刚性连接。

支撑部1231a与第一部分121和/或第二部分122的连接处形成有凹口1233a，这里，以支撑部1231a与第一部分121、第二部分122的两个连接处均形成有凹口1233a为例。

如此，当固定装置12处于拆卸状态时，支撑部1231a断开，第一部分121及第二部分122之间的刚性连接程度减弱，隔断部1232a及凹口1233a辅助第一连接部123a内缩变形而使得第一部分121及第二部分122相互远离的过程相对轻松，从而便于支撑部1231a的断开。

在实际操作时，可以利用手术器械剪断支撑部1231a，但不以此为限。

第二连接部123b具有开口朝向第一连接部123a的沟槽1231b，这里，沟槽1231b呈长条形，即沟槽1231b沿第二连接部123b的延伸方向延伸，当第一连接部123a变形时，沟槽1231b的设计可以进一步辅助第一部分121及第二部分122相互远离。

第二连接部123b远离第一连接部123a的一侧朝向夹持空间S凸伸而形成突出部1232b，当固定装置12处于夹持状态时，突出部1232b抵接非种植区牙齿A。

也就是说，当固定装置12装载至牙齿上时，突出部1232b抵接在牙齿的顶端（即牙齿远离牙颌的一端），即此时固定装置12的夹持空间S被划分为相互间隔开的两个间室（靠近第一部分121的间室及靠近第二部分122的间室），位于夹持空间S内的自凝树脂（或其他材料）也被划分成两部分（分别位于两个间室内），如此，当固定装置12处于拆卸状态时，自凝树脂不会过分阻碍第一部分121及第二部分122的相互远离，便于固定装置12的拆卸。

另外，第二连接部123b包括本体1233b及连接本体1233b的至少一分流部1234b，分流部1234b朝远离本体1233b的方向凸伸出第一连接部123a的侧壁。

也就是说，第二连接部123b除了位于夹持空间S内的本体1233b外，还包括由本体1233b向两侧凸伸形成的两个分流部1234b，且两个分流部1234b分别朝外凸伸出第一连接部123a的两个侧壁，如此，当固定装置12处于拆卸状态时，夹持空间S内的自凝树脂可以向夹持空间S的两侧分流，避免自凝树脂在夹持空间S内聚集，从而避免自凝树脂阻碍第一部分121及第二部分122的相互远离，便于固定装置12的拆卸。

在本实施方式中，结合图4及图5，固定装置12的第一部分121定义为靠近舌侧的一部分，第二部分122定义为靠近唇颊侧的一部分。

第一部分121设有与连接杆11配合的第一配合部124，参考板10连接于连接杆11远离固定装置12的一侧。

连接杆11包括与第一配合部124适配的第一适配部111。

这里，第一配合部124为开孔，第一适配部111为柱体，但不以此为限。

当第一适配部111装载至第一配合部124内时，第一适配部111与第一配合部124无法相对转动。

另外，第一部分121上还形成有连通第一配合部124的通孔125，第一适配部111上设有螺纹孔1111，当第一适配部111装载至第一配合部124内时，固定螺丝500依次经过通孔125及螺纹孔1111而将第一适配部111固定于第一配合部124内。

在本实施方式中，结合图6，固定装置12还可与拆卸工具400配合。

第二部分122设有与拆卸工具400配合的第二配合部126。

拆卸工具400包括与第二配合部126适配的第二适配部401及连接第二适配部401的操作部402。

这里，第二配合部126为凸部，第二适配部401为凹部，但不以此为限。

第二配合部126的上下两端分别包括配合弧面1261及配合斜面1262，第二适配部401包括适配弧面4011及适配斜面4012，当第二适配部401装载至第二配合部126处时，配合弧面1261与适配弧面4011相互配合，且配合斜面1262与适配斜面4012相互配合，从而实现第二适配部401与第二配合部126的稳定配合固定。

第二配合部126的中部还形成有缺口1263，如此，可便于第二配合部126的变形而使得第二适配部401容易装载至第二配合部126处。

可以看到，第二适配部401为对称结构，第二适配部401包括两个凹部，两个凹部均可与第二配合部126相互固定，如此，拆卸工具400可于两个方向装载至固定装置12上，提高了拆卸工具400的通用性。

在本实施方式中，为了适应不同区域的牙齿，提供了多种形态的固定装置12，具体可参考图7中的固定装置12a。

下面，简单介绍本实施方式的牙颌种植导航系统300的工作流程。

STEP1：患者进行CT检查，CT可提供相当清晰的上下颌影像，包括骨高度、下齿槽神经血管束的位置、上颌窦的位置和大小及可能出现的任何病灶。

STEP2：种植方案设计。

术前，医生可以将患者CBCT数据导入到牙颌种植导航系统300的种植导航软件中，并在种植导航软件重建的牙颌模型中摆放种植体至预期理想位置。

STEP3：患者缺牙区域佩戴配准装置拍摄CBCT。

STEP4：将导航仪调整到一个合适位置，即参考板10、定位器21能全程被导航仪识别。

STEP5：在连接杆11的一端通过一个螺钉固定固定装置12，另一端通过两个螺钉固定参考板10，患者缺牙区域佩戴配准装置（这里，配准装置为相连的固定装置12、连接杆11及参考板10）进行配准步骤。

具体的，在固定装置12的夹持空间S内涂上自凝树脂，迅速将固定装置12的夹持空间S扣到牙齿上，等待2min-3min后，自凝树脂凝固，固定装置12与牙齿之间呈刚性连接。

在配准步骤中，工作站把病人牙颌、CT影像、种植钻24的针尖和轴线都统一到参考板10坐标系里面，如此，就能把前述几个部件的位置关系在一个坐标系上表示出来，达到实时定位的要求。

STEP6：参考图8，完成配准后，患者佩戴牙颌跟踪器100进行导航种植手术。

种植过程中，医生应时刻观察显示器软件界面上的提示进行操作，在更换种植钻24及种植位置时，应确保软件载入的钻针型号、种植体位置与实际一致。

STEP7：参考图9，种植完成后，将拆卸工具400装载至固定装置12上，断开固定装置12的支撑部1231a，作用拆卸工具400和/或连接杆11，使得固定装置12朝远离牙齿的方向弯折变形，固定装置12脱离牙齿。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于口腔的固定装置，其特征在于，包括第一部分、第二部分及连接所述第一部分、所述第二部分的连接部，所述第一部分、所述第二部分及所述连接部形成一夹持空间以夹持非种植区牙齿，当所述固定装置处于夹持状态时，所述连接部处于初始状态，当所述固定装置处于拆卸状态时，所述连接部由初始状态变更为变形状态而辅助所述第一部分与所述第二部分相互远离。

2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述连接部包括第一连接部及第二连接部，所述第一连接部的两端分别连接所述第一部分及所述第二部分，所述第二连接部的两端分别连接所述第一部分及所述第二部分，当所述固定装置处于拆卸状态时，至少所述第一连接部变形而辅助所述第一部分与所述第二部分相互远离。

3.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述第一连接部包括连接所述第一部分及所述第二部分的支撑部及断开所述第一部分及所述第二部分的隔断部，当所述固定装置处于拆卸状态时，所述支撑部断开。

4.根据权利要求3所述的固定装置，其特征在于，所述支撑部与所述第一部分和/或所述第二部分的连接处形成有凹口。

5.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述第二连接部具有开口朝向所述第一连接部的沟槽。

6.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述第二连接部远离所述第一连接部的一侧朝向所述夹持空间凸伸而形成突出部，当所述固定装置处于夹持状态时，所述突出部抵接非种植区牙齿。

7.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述第二连接部包括本体及连接所述本体的至少一分流部，所述分流部朝远离所述本体的方向凸伸出所述第一连接部的侧壁。

8.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述第二部分设有与拆卸工具配合的第二配合部。

9.一种牙颌跟踪器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的固定装置、连接杆及参考板，所述第一部分设有与所述连接杆配合的第一配合部，所述参考板连接于所述连接杆远离所述固定装置的一侧。

10.一种牙颌种植导航系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的牙颌跟踪器、手机定位器及工作站。

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