CN109475395B - 用于测量种植体-种植体状态的测量系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量种植体‑种植体状态（5）以规划支撑在至少两个种植体（3、4、6、7）上的由种植体支撑的牙齿替换部分（33）的测量系统（1）和方法，其包括扫描模板（2）和所述至少两个固位种植体（3、4、6、7）。所述扫描模板（2）具有用于所述各个种植体（3、4、6、7）的切块（11、12、13、14），其中第一标记（25）布置在所述切块（11、12、13、14）周围的表面区域（24）上。

Description

用于测量种植体-种植体状态的测量系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量种植体-种植体状态以规划支撑在至少两个种植体上的由种植体支撑的牙齿替换部分的测量系统和方法，所述测量系统包括扫描模板和至少两个固位种植体。

背景技术

在现有技术水平中熟知数种用于测量牙齿状态的方法和设备。

DE 10 2012 207 499 B3公开一种用于测量包括多个种植体的牙齿状态的方法，其中使用第一测量方法采集总体牙齿状态，其中随后借助于更精确的第二测量方法测量在种植体周围界定的目标区域。更精确的第二测量方法可借助多相机系统使用摄影测量方法来实行。可以使用具有测量几何结构的测量主体来改进测量，所述测量几何结构能够确定种植体的位置和定向。在这样做时，测量几何结构可以展现特定几何形状。概览图像的第一测量方法可基于条纹投影方法、共聚焦显微镜方法、白色光干扰测量方法、利用有色图案的三角测量方法或三维X射线成像方法。

DE 10 2004 035 091 A1公开一种用于确定种植牙的位置和定向的方法，其中测量几何结构被放到种植体上，可根据所述测量几何结构推断种植体的位置和定向。

这些方法的一个缺点是所用测量方法的精确度不够，特别是在用于确定种植体-种植体状态，即种植体相对于彼此的相对位置和定向时。

因此，本发明的目标是提供一种用于测量种植体-种植体状态以规划由种植体支撑的牙齿替换部分的测量系统和方法，所述测量系统和方法能够精确地测量并确定种植体-种植体状态。

发明内容

本发明涉及一种用于测量种植体-种植体状态以规划支撑在至少两个种植体上的由种植体支撑的牙齿替换部分的测量系统，其包括扫描模板和至少两个固位种植体。扫描模板包括各个种植体的切块及第一标记。

测量系统用于精确地测量种植体-种植体状态。种植体-种植体状态被定义为种植体相对于彼此和/或相对于牙齿状态的位置和定向。例如，由种植体支撑的牙齿替换部分可为由种植体支撑的牙桥、由种植体支撑的牙桥具有集成的牙龈部件或由种植体支撑的横撑。由种植体支撑的横撑充当用于由横撑支撑的可装卸假牙的底座结构。牙齿替换部分支撑在至少两个种植体上，所以尽可能精确地确定这两个种植体相对于彼此的位置和定向对于规划由种植体支撑的牙齿替换部分来说是至关重要的。扫描模板类似于钻孔模板，其中为了测量，扫描模板被放到固位种植体上，随后与种植体一起进行测量。例如，所述扫描模板可使用CAD/CAM制作方法由例如PMMA的尺寸稳定的材料制成。扫描模板上的切块可大于种植体，使得被放到种植体上的扫描模板可以轻易地来回移动。因此，切块被放置在固位种植体之前，例如在设计钻孔模板时所界定的种植体的位置处。然而，因为在固位种植体期间可能会由于制作钻孔模板时的可能误差而发生稍微偏离规划位置，所以种植体的实际位置偏离规划位置。因此，本测量系统提供一种微调测量，它可以测量种植体相对于彼此和相对于牙齿状态的精确位置和定向。在形状和颜色设计方面，第一标记被配置成使得标记的位置和定向可以被唯一地确定。例如，第一标记可为布置成三角形的三个点状高程（elevation）。标记还可为由几何基础形状组成的其它测量几何结构，例如长方体。切块的边缘自身可用作第一标记。这是因为可借助于切块的边缘轮廓唯一地确定位置和定向。

此类测量系统的一个优势在于改进了种植体相对于彼此和种植体相对于牙齿状态的位置和定向的确定。对于典型的基于例如条纹投影方法的光学三维测量方法的三维口内相机，弱结构化的较大区域的测量精确度通常在50 µm和100 µm之间。至于配合性轮廓的光学测量，这种测量精确度在短距离内下降到几微米。因此，相比于使用针对总体牙齿状态的三维光学测量，可以高得多的精确度确定第一标记相对于附近种植体的位置和定向。

此类测量系统的另一优势在于扫描模板的机械精度高于常规光学3D相机的测量精确度。因此，具体地说，切块的相对位置得到更精确的测量。在固位种植体之间仅存在齿龈时尤其如此。原因在于，如果使用常规3D相机进行测量，在记录区域中不存在特征几何结构可能会导致较大的对准误差，并由此引起测量的不精确性。

假设已经以高于用于测量弱结构化的较大区域的典型3D测量相机的精度的精度产生与扫描模板中的种植体相关的第一标记之间的位置关系。对于在NC受控加工机器上的扫描模板的切削制作来说，这通常是既定的。

第一标记可有利地安置在切块周围的表面区域上。

具有标记的表面区域可直接安置在切块的边缘处或靠近切块处，例如，在距离切口的边缘不超过5 mm的位置处。

第一标记可有利地由切块的边缘形成。

这是因为切块的边缘的几何结构能够唯一地确定扫描模板的位置和定向。

第一标记可有利地配置为用于分配各个切块的条形码。

条形码可以光学方式检测，并且能够唯一地标识各个切块。因此有可能自动地确定已经测量哪些种植体的精确位置和定向。条形码出于其几何结构还能够精确地确定扫描模板的位置和定向。

测量系统另外可有利地包括附接到所述两个种植体上的至少两个扫描主体，其中第二标记安置在扫描主体上。

附接到种植体上的扫描主体由此包括第二标记，这使得有可能更精确地确定扫描主体相对于扫描模板的位置和定向。类似于第一标记，第二标记可按需要配置，以便唯一地确定位置和定向。

或者，可以使用可借助光学3D相机测量以便精确地确定相对于扫描模板的位置和定向的基牙或钛基底，而不是扫描主体。

可有利地使用CAD/CAM制作方法制作具有已知尺寸的扫描模板。

扫描模板可因此借助常规CAD/CAM装置像钻孔模板那样产生。例如，扫描模板可借助五轴CAM铣床由坯料制成。由此根据所规划的具有已知尺寸的3D模型进行制作。因此，已知制成的扫描模板的尺寸在公差范围内。

在几何结构和/或颜色方面，第一标记和/或第二标记可有利地被设计成使得可以通过使用三维光学测量方法确定第一标记相对于第二标记的精确位置和定向。

由此使得有可能唯一且精确地测量标记。

切块的直径可有利地大于对应种植体的直径。

因此，扫描模板可被放到种植体上，即使固位种植体的实际位置偏离种植体的规划位置也如此。

扫描模板可有利地由例如PMMA的尺寸稳定的材料制成。

因此，扫描模板在它被放到种植体上时不变形，使得扫描模板的已知尺寸对应于扫描模板的实际尺寸。

本发明还涉及一种用于使用上述扫描模板测量种植体-种植体状态以规划由种植体支撑的牙齿替换部分的方法。扫描模板的位置相对于固位种植体固定，且第一标记在使用测量方法测量的扫描模板上。

因此，通过使用扫描模板，此方法有可能精确地测量种植体相对于彼此和相对于牙齿状态的位置和定向。牙齿状态可涵盖邻近牙齿、牙龈区域和/或牙齿替换部分。测量方法可为能够唯一且精确地确定第一标记相对于种植体的位置和定向的任何测量方法。例如，测量方法可为条纹投影方法、共聚焦显微镜方法、白色光干扰测量方法、利用有色图案的三角测量方法、使用触觉扫描仪的触觉方法或三维X射线成像方法。

例如，扫描模板相对于固位种植体的定位可通过将扫描模板胶合到固位种植体周围的牙齿表面上和/或通过将扫描模板胶合到固位种植体上和/或通过将扫描模板旋拧到固位种植体上和/或通过使用固定种植体将扫描模板紧固到颚骨上来实行。

种植体或附接到种植体上的结构的可见表面还可有利地通过使用测量方法来测量，其中确定扫描模板相对于种植体的精确位置和定向。

由此在不使用扫描主体的情况下确定扫描模板相对于种植体的相对位置和定向。

包括第二标记的扫描主体可有利地附接到种植体上，其中在扫描主体上的第二标记使用测量方法来测量，其中确定扫描模板相对于扫描主体的精确位置和定向，并由此确定扫描模板相对于种植体的精确位置和定向。

因此，通过使用扫描主体来改进种植体相对于扫描模板的位置和定向的确定。这是因为扫描主体包括第二标记，第二标记例如在几何结构和光学特性方面适用于光学测量。

种植体相对于彼此和/或相对于牙齿状态的精确位置和定向可有利地使用所确定的扫描模板相对于固位种植体的位置和定向并使用扫描模板的已知尺寸来确定。

因此，相比于使用常规方法，可以大得多的精确度确定种植体-种植体状态。当使用针对具有多个固位种植体的总体牙齿状态的常规三维光学测量时，例如，对齐误差和测量误差可能会导致不精确性。

所确定的种植体相对于彼此和/或相对于牙齿状态的位置和定向可有利地用于规划由种植体支撑的牙齿替换部分。

由此改进待制作牙齿替换部分与固位种植体的适配精确度。

测量方法有利地可为光学三维测量方法或触觉测量方法。

例如条纹投影方法、共聚焦显微镜方法或白色光干扰测量方法的光学三维测量方法特别有利于口内测量。触觉测量方法使用触觉扫描仪，触觉扫描仪逐点扫描目标表面，并由此生成目标的三维点云。测量方法还可为摄影测量方法。

摄影测量方法是一种用于远程感测的测量方法和评估方法，它用于根据从不同空间方向拍摄的所述目标的图像和确切的勘测相片确定目标的空间位置或三维形状。通常使用专用多相机系统来记录图像。通过使用此方法，可根据由多相机系统中的各个相机拍摄的二维光学图像计算待记录目标的三维图像。

可有利地使用CAD/CAM制作方法制作具有已知尺寸的扫描模板。

由此根据所规划的具有已知尺寸的3D模型使用CAD/CAM装置制作扫描模板。

扫描模板可有利地由先前用于将种植体固位的钻孔模板制成，其中钻孔套管从钻孔模板移除和/或形成切块，其中第一标记被放在切块周围的表面区域上。

扫描模板由此由先前用于将种植体钻孔的钻孔模板制成。

切块和第一标记的形成可有利地使用CAD/CAM制作方法来实行。

由此通过形成切块和第一标记，使用CAD/CAM装置来自动调适钻孔模板。

附图说明

参考附图解释本发明。附图示出：

图1用于说明测量系统的简图，

图2扫描模板的细节的侧视图。

具体实施方式

图1示出用于说明测量系统1的简图，测量系统1包括扫描模板2和至少两个固位种植体3和4，且用于测量种植体-种植体状态5。在这种情况下，第三种植体6和第四种植体7已被另外固位。使用测量系统1的本方法由此使得有可能对固位种植体4、3、7和6相对于彼此和相对于牙齿状态8的其余部分的位置和定向进行微调测量，其中牙齿状态8包括邻近牙齿9和牙龈区域10。扫描模板2被放到种植体3、4、6和7上，其中第一切块11、第二切块12、第三切块13和第四切块14安置在各个种植体的位置处。因此，第一种植体3沿着种植体4的对称轴17而具有第一位置15和第一定向16。第二种植体4具有第二位置18和第二定向19。第三种植体6具有第三位置20和第三定向21。第四种植体7具有第四位置22和第四定向23。第一标记25安置在切块11、12、13和14周围的表面区域24上。具有第二标记27的扫描主体26附接到种植体3、4、6和7上。在几何结构、颜色设计和光学特性方面，第二标记27和第一标记25可被设计成使得有可能清晰精确地测量所述标记的位置。在这种情况下，第二标记27被设计成呈以三角形布置的三个半球形高程的形式。第一标记25同样地被设计为半球形高程。标记还可具有其它几何基础形状，例如角锥形或长方体形。例如，扫描模板2可根据3D模型借助CAD/CAM装置制成。例如，根据种植体的规划已知的包含邻近牙齿9的牙齿状态8的表面数据及种植体3、4、6和7的位置可用于规划扫描模板。切块11、12、13和14的直径大于固位种植体3、4、6和7及所附接的扫描主体26的直径。例如，基于条纹投影方法，使用口内3D相机28测量扫描模板2和附接到种植体上的扫描主体26。因此，使用口内3D相机28测量由虚线表示的记录区域29。3D相机28的记录区域29由此同时包含扫描模板2的第一标记25以及扫描主体26的第二标记27，使得通过三维光学记录，有可能精确地确定第一标记25相对于第二标记27的位置和定向。3D相机28的三维光学记录的图像数据被转发到计算机30。例如键盘31和鼠标32的操作元件连接到计算机30。所确定的种植体3、4、6和7相对于彼此和相对于牙齿状态8的位置和定向用于规划由种植体支撑的牙齿替换部分33。因此，为了规划牙齿替换部分33，规划外几何结构匹配邻近牙齿9，且规划内几何结构随固位种植体的精确位置和定向而变。

图2示出扫描模板2的细节的侧视图，扫描模板2被放到邻近牙齿9上。具有第二标记27的扫描主体26安置在第一种植体3上，其中切块11的直径大于扫描主体26的直径。第一标记25是以环形方式布置在切块11的边缘周围的半球形高程。

参考符号

1 测量系统

2 扫描模板

3 第一种植体

4 第二种植体

5 种植体-种植体状态

6 第三种植体

7 第四种植体

8 牙齿状态

9 邻近牙齿

10 牙龈区域

11 第一切块

12 第二切块

13 第三切块

14 第四切块

15 第一位置

16 第一定向

17 对称轴

18 第二位置

19 第二定向

20 第三位置

21 第三定向

22 第四位置

23 第四定向

24 表面区域

25 第一标记

26 扫描主体

27 第二标记

28 口内3D相机

29 记录区域

30 计算机

31 键盘

32 鼠标

33 牙齿替换部分

Claims (20)

1.用于测量种植体-种植体状态（5）以规划支撑在至少两个种植体（3、4、6、7）上的由种植体支撑的牙齿替换部分（33）的测量系统（1），其包括扫描模板（2）和至少两个种植体（3、4、6、7），其特征在于所述扫描模板（2）包括用于各个种植体（3、4、6、7）的切块（11、12、13、14）及第一标记（25），所述第一标记（25）由所述切块（11、12、13、14）的边缘形成，或者所述第一标记（25）被配置为用于分配各个切块（11、12、13、14）的条形码。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述第一标记（25）安置在所述切块（11、12、13、14）周围的表面区域（24）上。

3.根据权利要求1到2中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统（1）另外包括至少两个扫描主体（26），所述扫描主体（26）附接到所述两个种植体（3、4、6、7）上，其中第二标记（27）安置在所述扫描主体（26）上。

4.根据权利要求1到2中任一项所述的测量系统，其特征在于，使用CAD/CAM制作方法制作具有已知尺寸的所述扫描模板（2）。

5.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，在几何结构和/或颜色方面，所述第一标记（25）和/或所述第二标记（27）被设计成使得可以通过使用三维光学测量方法确定所述第一标记（25）相对于所述第二标记（27）的精确位置和定向。

6.根据权利要求1到2中任一项所述的测量系统，其特征在于切块（11、12、13、14）的直径大于对应的种植体（3、4、6、7）的直径。

7.根据权利要求1到2中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述扫描模板（2）由尺寸稳定的材料制成。

8.用于测量种植体-种植体状态（5），也就是种植体相对于彼此的位置和定向，以规划由种植体支撑的牙齿替换部分（33）的方法，其特征在于，为此使用扫描模板（2），其中所述扫描模板（2）包括用于各个种植体（3、4、6、7）的切块（11、12、13、14）及第一标记（25），其中所述扫描模板（2）的位置相对于所述种植体（3、4、6、7）固定，且通过使用测量方法来测量所述扫描模板（2）上的所述第一标记（25）。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还通过使用所述测量方法来测量所述种植体（3、4、6、7）或附接到所述种植体（3、4、6、7）上的结构的可见表面，其中确定所述扫描模板（2）相对于所述种植体（3、4、6、7）的精确位置和定向。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括第二标记（27）的扫描主体（26）附接到所述种植体（3、4、6、7）上，其中通过使用所述测量方法来测量所述扫描主体（26）上的所述第二标记（27），其中确定所述扫描模板（2）相对于所述扫描主体（26）的精确位置和定向，并由此确定所述扫描模板（2）相对于所述种植体（3、4、6、7）的精确位置和定向。

11.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其特征在于，基于所确定的所述扫描模板（2）相对于所述种植体（3、4、6、7）的位置和定向以及基于所述扫描模板（2）的已知尺寸，确定所述种植体（3、4、6、7）相对于彼此和/或相对于牙齿状态（8）的精确位置和定向。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所确定的所述种植体（3、4、6、7）相对于彼此和/或相对于牙齿状态（8）的位置和定向用于规划所述由种植体支撑的牙齿替换部分（33）。

13.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量方法是光学三维测量方法或触觉测量方法。

14.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其特征在于，使用CAD/CAM制作方法制作具有已知尺寸的所述扫描模板（2）。

15.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其特征在于，所述扫描模板（2）由先前用于将所述种植体固位的钻孔模板制成，其中钻孔套管从所述钻孔模板移除和/或形成所述切块，其中所述第一标记（25）被放在所述切块（11、12、13、14）周围的表面区域（24）上，或所述切块的边缘用作标记。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述切块（11、12、13、14）和所述第一标记（25）通过使用CAD/CAM制作方法来形成。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，切块（11、12、13、14）的直径大于对应的种植体（3、4、6、7）的直径，使得被放到种植体（3、4、6、7）上的扫描模板（2）能够来回移动。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一标记（25）被配置为用于分配各个切块（11、12、13、14）的条形码。

19.用于测量种植体-种植体状态（5）以规划支撑在至少两个种植体（3、4、6、7）上的由种植体支撑的牙齿替换部分（33）的扫描模板（2），其特征在于所述扫描模板（2）包括用于各个种植体（3、4、6、7）的切块（11、12、13、14）及第一标记（25），所述第一标记（25）由所述切块（11、12、13、14）的边缘形成，或者所述第一标记（25）被配置为用于分配各个切块（11、12、13、14）的条形码。

20.根据权利要求19所述的扫描模板（2），其特征在于，所述第一标记（25）安置在所述切块（11、12、13、14）周围的表面区域（24）上。

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