CN109009509B - 一种数字化口腔模型的制作方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字化口腔模型的制作方法和系统，在患者口腔内的种植体上装配上扫描杆；通过多个扫描杆搭建支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆；通过口内扫描仪扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；通过基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；通过中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；通过3D打印设备根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。本发明的实施过程方便快捷，不会造成患者的不适，同时具有精度高的优点，有利于提高种植牙手术的效果。

Description

一种数字化口腔模型的制作方法和系统

技术领域

本发明涉及种植牙技术领域，尤其涉及的是一种数字化口腔模型的制作方法和系统。

背景技术

在实施种植牙手术的过程中，需要建立患者的口腔模型，再基于口腔模型个性化制作基台、牙冠等部件，以为后续的种植牙手术做准备。现有技术中，一般都是通过硅橡胶直接在患者口腔内取模来制作口腔模型，这样取模方式的确易于实现，但在取模的过程中会造成患者的不适，而且硅橡胶也容易发生形变而导致出现误差，容易得到与患者口腔不匹配的口腔模型，极大地影响了后续的种植牙手术的效果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字化口腔模型的制作方法和系统，实施过程方便快捷，不会造成患者的不适，同时具有精度高的优点，有利于提高种植牙手术的效果。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种数字化口腔模型的制作方法，包括以下步骤：

S1.在患者口腔内的种植体上装配上扫描杆；所述种植体设置有多个，所述扫描杆设置有多个，所述种植体与所述扫描杆一一对应；

S2.通过多个扫描杆搭建支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆；

S3.通过口内扫描仪扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；

S4.通过基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

S5.通过中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；

S6.通过3D打印设备根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。

与现有技术现比，本技术方案的有益效果是：在患者的多个种植体上分别装配上扫描杆后，再把多个扫描杆相互固定连接在一起组成支架桥体，进而利用口内扫描仪即可完成对患者口腔进行取像，实施过程方便快捷，不会造成患者的不适；另外，由于多个扫描杆相互固定连接，多个扫描杆的相对位置是固定的，使得患者口腔的三维数据图像的精度得到保证。

进一步地，所述步骤S4中，基站根据取像数据获取支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像具体包括：

分别获得各个扫描杆的三维数据图像；

锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。

采用上述方案的有益效果是：在物理结构上，多个扫描杆相互固定连接在一起组成支架桥体；而在获取支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像的过程中，在分别获得支架桥体中的各个扫描杆的三维数据图像后，再锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到一个整体的支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像，有利于提高数字化口腔模型的精度。

进一步地，所述步骤S4中，在基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像后，还包括：

把基站上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像上传到中心站；

中心站储存基站上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

对应地，所述步骤S5具体为：

中心站对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

采用上述方案的有益效果是：在基站进行数据采集，然后基站把三维数据图像上传到中心站，再由中心站进行数据处理，降低了整个系统的实现成本，大大方便了牙医和技工所的工作。

进一步地，所述步骤S5中，中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成具体为：

以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像。

采用上述方案的有益效果是：患者口腔的三维数据图像由两个部分数据组成，一是患者牙龈的三维数据图像，二是支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像，在采集的过程中，这两个部分数据分别作为一个整体，采集完成后再进行叠加得到患者口腔的三维数据图像。

一种数字化口腔模型的制作系统，包括：

支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆，所述扫描杆装配在患者口腔内的种植体上，所述种植体设置有多个，所述扫描杆设置有多个，所述种植体与所述扫描杆一一对应；

口内扫描仪，用于扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；

基站，所述基站与所述口内扫描仪相连，所述基站用于根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

中心站，所述中心站与所述基站相连，所述中心站用于对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；

3D打印设备，所述3D打印设备与所述中心站相连，所述3D打印设备用于根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。

进一步地，所述基站包括：

图像获取模块，用于分别获得各个扫描杆的三维数据图像；

锁定模块，用于锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。

进一步地，还包括：

传输链路，用于把基站上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像上传到中心站；

所述中心站还包括：

储存模块，用于储存基站上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

对应地，所述中心站对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

进一步地，所述中心站包括：

图像合成模块，用于以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像。

附图说明

图1是本发明一种数字化口腔模型的制作方法的流程图。

图2是本发明一种数字化口腔模型的制作系统的示意图。

图3是本发明一种数字化口腔模型的制作系统中扫描杆的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1、图2和图3，图1是本发明一种数字化口腔模型的制作方法的流程图；图2是本发明一种数字化口腔模型的制作系统的示意图；图3是本发明一种数字化口腔模型的制作系统中扫描杆的示意图。

如图1所示，一种数字化口腔模型的制作方法，包括以下步骤：

S1.在患者口腔内的种植体上装配上扫描杆。所述种植体设置有多个，所述扫描杆也设置有多个，所述种植体与所述扫描杆一一对应。一般地，患者口腔内的种植体的数量与牙齿缺失的数量相关。比如，当患者缺失五颗牙齿，就需要种植五颗种植牙，此时就有五个种植体，每个种植体上都装配有一个扫描杆，因此，对应地，就有五个扫描杆。

S2.通过多个扫描杆搭建支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆。多个扫描杆之间固定连接后组成一个整体结构，这个整体结构就是支架桥体。

S3.通过口内扫描仪扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据。通过口内扫描仪对患者口腔进行取像具体分为两部分，一是对患者口腔进行取像，具体地，对患者牙龈进行取像；二是对支架桥体上多个扫描杆进行取像。对应地，取像数据也分为两部分，一是患者牙龈的取像数据，二是支架桥体上多个扫描杆的取像数据。通常，通过口内扫描仪对患者口腔进行取像的工作都是在牙医处进行，牙医操作口内扫描仪对患者口腔进行取像，即可得到取像数据。

S4.通过基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。通常，这部分工作也是在牙医处进行。基站设置在牙医诊所处，具体为计算机平台。通过口内扫描仪得到取像数据后，基站即可根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。口内扫描仪获得取像数据，基站对取像数据进行如格式转换和降噪等处理后，便可获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。其中，患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像为相互独立的两部分数据。

S5.通过中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。与步骤S3和步骤S4不同，步骤S5的工作是在技工所进行。中心站也是计算机平台。牙医通过口内扫描仪对患者口腔进行取像并通过基站得到患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像后，把患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像发送到设置在技工所的中心站，技工所内的技工对这两个相互独立的三维数据图像进行合成，得到的就是患者口腔的三维数据图像，真实反映患者口腔内部情况。

S6.通过3D打印设备根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。需要说明的是，通过3D打印设备进行3D打印为现有技术，本发明不对其具体实施方式作限定。

如图3所示，扫描杆5主要包括两个部件，一是扫描部51，二是连接部52。扫描部51为圆筒状结构，扫描部51的下端可拆卸地装配在种植体上，扫描部51的上端的表面设置有一个以上的状态特征点，图3中未示出状态特征点。连接部52则为长条状结构，连接部52的一端设置在扫描部51上。由于扫描杆5是固定地装配在种植体上的，口内扫描仪获取扫描部51上的状态特征点的位置后，即可通过软件得到对应种植体的位点、角度和深度等信息，此部分为现有技术。口内扫描仪就是通过扫描状态特征点来获取支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像的，通过支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像就可获取各个种植体的位点、角度和深度等信息。口内扫描仪对患者口腔进行取像进而获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像的方式可有多种，本发明不作限制。

在搭建支架桥体时，先在各个种植体上装配扫描杆，然后，依次旋转调整连接部52的位置，使得一个扫描杆通过其连接部52上远离扫描部51的一端与另一个扫描杆的扫描部51抵接，就得实现两个扫描杆之间的连接。反复操作，进而使得所有的种植体之间都相互抵接。所有的种植体之间都相互抵接后，再通过粘合剂把一个扫描杆的连接部52上远离扫描部51的一端粘合在另一个扫描杆的扫描部51上，所有的种植体之间都相互固定后，支架桥体便搭建完成。

若仅仅是在各个种植体上安装扫描杆而不把多个扫描杆相互固定连接，理论上也可以取得患者口腔的三维数据图像，但是这时各个扫描杆相互独立，因此，各个扫描杆的三维数据图像也相互独立，技工需要依次把每个扫描杆的三维数据图像合成到患者牙龈的三维数据图像上，才可以得到患者口腔的三维数据图像，一旦某个扫描杆的三维数据图像没有完美地合成到患者牙龈的三维数据图像上，便会影响整个数字化口腔模型的精度。

本发明的发明点就在于，通过多个扫描杆相互固定连接来搭建支架桥体，使得多个扫描杆组成一个物理结构。对应地，得到的三维数据图像也分为两个相互独立的部分，一是患者牙龈的三维数据图像，二是支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像，后续再对二者进行合成，便可得到患者口腔的三维数据图像。由于多个扫描杆相互固定连接，多个扫描杆的相对位置是固定的，使得患者口腔的三维数据图像的精度得到保证。

在临床实施中，不同患者需要种植牙的数量不同，本发明适用于种植牙数量大于一个的患者，当然也适用于需要进行全口腔种植的患者。由于本发明通过多个扫描杆相互固定连接来搭建支架桥体，使得各个扫描杆的相对位置固定下来，因此，在实施本发明时，种植牙的数量越多，其相对于多个扫描杆不相互固定连接的方式，精度提高的效果越明显。

优选地，所述步骤S4中，基站根据取像数据获取支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像具体包括：

分别获得各个扫描杆的三维数据图像；需要说明的是，此为现有技术。

锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置才是区别于相有技术的地方，使得支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像形成一个整体，而不是多个单独的扫描杆的三维数据图像，为后续的合成得到患者口腔的三维数据图像做准备。

优选地，所述步骤S4中，在基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像后，还包括：

把基站上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像上传到中心站；

中心站储存基站上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

对应地，所述步骤S5具体为：

中心站对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

若通过硅橡胶直接在患者口腔内取模来制作口腔模型，制作口腔模型的工作由牙医来完成，技工所则通过牙医制作的口腔模型进一步个性化制作基台、牙冠等部件，因此，牙医的经验是决定口腔模型精度的关键。

在本发明中，口内扫描仪和基站设置在牙医处，中心站和3D打印机则设置在技工所。牙医获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像后，就把患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像发送到中心站，中心站先把这部分数据储存起来，再根据储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，即可得到患者口腔的三维数据图像。整个过程都是基于数字化的数据，把牙医和技工的经验对数字化口腔模型的精度的影响降到最低。

另外，通过上传数据的方式就可完成牙医与技工的对接，免除了邮寄口腔模型的麻烦。而且一个中心站可以对应多个基站，即一个技工所可对接多个牙医，即方便了技工所，也方便了牙医。

优选地，所述步骤S5中，中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成具体为：

以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像。

患者口腔的三维数据图像由两个部分数据组成，一是患者牙龈的三维数据图像，二是支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。在采集的过程中，这两个部分数据分别作为两部分独立的整体，采集完成后，再以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像。由于种植体是设置在牙龈内的牙槽骨上，因此，合成的过程中以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，即可得到患者口腔的三维数据图像，能够进一步保证数字化口腔模型的精度。

对应地，如图2所示，一种数字化口腔模型的制作系统，包括：

支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆5，所述扫描杆5装配在患者口腔内的种植体上，所述种植体设置有多个，所述扫描杆5设置有多个，所述种植体与所述扫描杆5一一对应；

口内扫描仪1，用于扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；

基站2，所述基站2与所述口内扫描仪相连，所述基站2用于根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像；

中心站3，所述中心站3与所述基站相连，所述中心站3用于对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；

3D打印设备4，所述3D打印设备与所述中心站相连，所述3D打印设备4用于根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。

在以上系统技术方案中，发明构思和技术效果已经记载在对应的方法技术方案中了，在此不进行赘述。

优选地，所述基站2包括：

图像获取模块，用于分别获得各个扫描杆5的三维数据图像；

锁定模块，用于锁定各个扫描杆5的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像。

在以上系统技术方案中，发明构思和技术效果已经记载在对应的方法技术方案中了，在此不进行赘述。

优选地，在基站2和中心站3之间还设置有传输链路，用于把基站2上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像上传到中心站3，此时，所述中心站3还包括：

储存模块，用于储存基站2上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像；

对应地，所述中心站3对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

在以上系统技术方案中，发明构思和技术效果已经记载在对应的方法技术方案中了，在此不进行赘述。

优选地，所述中心站3包括：

图像合成模块，用于以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆5的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像。

在以上系统技术方案中，发明构思和技术效果已经记载在对应的方法技术方案中了，在此不进行赘述。

综上所述，本发明提供了一种数字化口腔模型的制作方法和系统，在患者的多个种植体上分别装配上扫描杆后，再把多个扫描杆相互固定连接在一起组成支架桥体，进而利用口内扫描仪即可完成对患者口腔进行取像，实施过程方便快捷，不会造成患者的不适；另外，由于多个扫描杆相互固定连接，多个扫描杆的相对位置是固定的，使得患者口腔的三维数据图像的精度得到保证。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种数字化口腔模型的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在患者口腔内的种植体上装配上扫描杆；所述种植体设置有多个，所述扫描杆设置有多个，所述种植体与所述扫描杆一一对应；

S2.通过多个扫描杆搭建支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆；所述扫描杆包括扫描部和连接部，所述扫描部的上端的表面设置有一个以上的状态特征点，所述连接部为长条状结构，所述连接部的一端设置在所述扫描部上；多个扫描杆相互固定连接来搭建支架桥体，多个所述扫描杆组成一个物理结构；

S3.通过口内扫描仪扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；

S4.通过基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

S5.通过中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；

所述步骤S5中，中心站对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成具体为：

以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像；

S6.通过3D打印设备根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。

2.根据权利要求1所述的一种数字化口腔模型的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，基站根据取像数据获取支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像具体包括：

分别获得各个扫描杆的三维数据图像；

锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。

3.根据权利要求1所述的一种数字化口腔模型的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，在基站根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像后，还包括：

把基站上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像上传到中心站；

中心站储存基站上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

对应地，所述步骤S5具体为：

中心站对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

4.一种数字化口腔模型的制作系统，其特征在于，包括：

支架桥体，所述支架桥体包括多个相互固定连接的扫描杆，所述扫描杆装配在患者口腔内的种植体上，所述种植体设置有多个，所述扫描杆设置有多个，所述种植体与所述扫描杆一一对应；所述扫描杆包括扫描部和连接部，所述扫描部的上端的表面设置有一个以上的状态特征点，所述连接部为长条状结构，所述连接部的一端设置在所述扫描部上；多个扫描杆相互固定连接来搭建支架桥体，多个所述扫描杆组成一个物理结构；

口内扫描仪，用于扫描患者口腔和支架桥体进行取像，得到取像数据；

基站，所述基站与所述口内扫描仪相连，所述基站用于根据取像数据获取患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

中心站，所述中心站与所述基站相连，所述中心站用于对患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像；

所述中心站包括：

图像合成模块，用于以患者牙龈的三维数据图像的基准，把支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像叠加在患者牙龈的三维数据图像上，得到患者口腔的三维数据图像；

3D打印设备，所述3D打印设备与所述中心站相连，所述中心站用于根据患者口腔的三维数据图像进行3D打印，得到数字化口腔模型。

5.根据权利要求4所述的一种数字化口腔模型的制作系统，其特征在于，所述基站包括：

图像获取模块，用于分别获得各个扫描杆的三维数据图像；

锁定模块，用于锁定各个扫描杆的三维数据图像之间的相对位置，得到支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像。

6.根据权利要求4所述的一种数字化口腔模型的制作系统，其特征在于，还包括：

传输链路，用于把基站上的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像上传到中心站；

所述中心站还包括：

储存模块，用于储存基站上传的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像；

对应地，所述中心站对储存的患者牙龈的三维数据图像和支架桥体上多个扫描杆的三维数据图像进行合成，得到患者口腔的三维数据图像。

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