CN110507426B - 一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，通过CBCT扫描患者头颅的三维影像，获取患者上下颌骨硬组织的DICOM数据；通过口腔内牙列红外线扫描，获取患者上下颌牙列的stl数据；利用开放医学影像软件Pro‑plan完成头颅的三维影像和牙列影像的叠加，并利用逆向工程软件，根据口腔手术区域设计保护颌垫的区域；将保存的stl文件输入逆向工程软件Geomagic Studio中进行保护颌垫3D模型的设计，将设计得到的3D模型通过3D打印机进行打印。本发明通过结合CBCT及牙列扫描三维影像，获取患者上下颌骨硬组织和牙列数据，并对数据进行分析，根据患者的手术区域，从而有效设计适用于该患者的个性化保护颌垫，以应对不同患者不同状态下的口腔情况。

Description

一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法
技术领域
本发明属于数字化设计和3D打印技术领域，尤其涉及一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法。
背景技术
口腔手术过程中常需要开大张口，常用为金属开口器，直接放置于牙列上。由于牙周病等原因引起的牙齿不稳，以及唇颊组织的活动度，术中由于金属开口器的直接压力以及手术过程中操作因素，牙齿松动和软组织的和损伤在临床上非常常见。目前临床常采用的方法是在金属开口器的末端采用塑料包裹，或使用纱布垫隔开牙齿，但术中容易松动不稳，且影响操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，旨在有效实现对牙列及口腔软组织的保护，同时可以避开手术区域，实现张口的稳定性和安全性，提高手术效率。
本发明是这样实现的，一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，该方法包括以下步骤：
S1、通过CBCT扫描患者头颅的三维影像，获取患者上下颌骨硬组织的DICOM数据；
S2、通过口腔内牙列红外线扫描，获取患者上下颌牙列的stl数据；
S3、利用开放医学影像软件Pro-plan完成头颅的三维影像和牙列影像的叠加，并利用逆向工程软件，根据口腔手术区域设计保护颌垫的区域；
S4、将保存的stl文件输入逆向工程软件Geomagic Studio中进行保护颌垫3D模型的设计，将设计得到的3D模型通过3D打印机进行打印。
优选地，在步骤S1中，所述CBCT扫描的扫描参数为110kVp、0.7mA、3.6s。
优选地，步骤S3具体为：
(1)将DICOM和stl数据输入Pro-plan软件，通过3D重建模型分别进行上下颌骨及牙列建模；
(2)根据牙列标记点，直至牙列与上下颌骨完美复合，并分别在冠状位，水平位，矢状位进一步确认；
(3)在3D重建模型上设计上下颌保护颌垫的位置及范围，并在冠状位，轴位，矢状位进一步确认保护颌垫是否与设计相符，再输出stl文件保存。
优选地，在步骤S4中，所述保护颌垫3D模型的设计中，上颌颌垫以上颌牙列为模板，下颌导板以下颌牙列为模板，所述颌垫为圆盘结构，覆盖整个牙列，咬合面与上下颌牙列相对应，咬和深度为1mm，边缘厚度为2mm，上颌范围延伸至颊侧牙龈附着龈，腭侧延伸至腭部软硬腭交界处，下颌唇侧延伸至颊侧牙龈附着龈，舌侧延伸至牙龈口底粘膜交界处；颌垫牙合面背面为平面，便于手术时与金属开口器接触。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过结合CBCT及牙列扫描三维影像，获取患者上下颌骨硬组织和牙列数据，并对数据进行分析，根据患者的手术区域，从而有效设计适用于该患者的个性化保护颌垫，以应对不同患者不同状态下的口腔情况；
(2)本发明通过利用计算机重叠颌骨和牙列的三维重建影像，根据手术区域，选取手术区域以外的牙列，并设计颌垫的有效范围，有效保证固位颌垫的准确性；
(3)本发明通过设计的个性化颌垫，采用逆向工程软件生成手术导板数据模型，有效使得生成的颌垫数据模型适用于相应患者牙列，从而通过颌垫保护牙列及软组织，实现对牙列及软组织的保护，提高手术安全；
(4)本发明通过3D打印机将手术导板数据模型制备个性化的保护颌垫，有效避免通用金属开口器的损伤，提高术中开口的稳定性，同时避开手术区域，实现手术过程中安全有效。
附图说明
图1是CBCT数据三维重建上下颌骨图像；
图2是上颌骨三维图像与上颌牙列三位图像叠加；
图3是下颌骨三维图像与上颌牙列三位图像叠加；
图4是上颌手术保护颌垫设计图；
图5是下颌手术保护颌垫设计图。
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。
本发明公开了一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，具体包括以下步骤：
S1、通过CBCT扫描患者头颅的断层数据，扫描参数为110kVp、0.7mA、3.6s，扫描范围为眼眶上缘至下颌骨下缘，通过三维重建软件获得三维重建影像，保证获取患者上下颌骨硬组织的DICOM数据(图1)；
S2、清洁患者口腔，去除食物残渣等固体物质，通过口腔内牙列红外线扫描，获取患者上下颌牙列的stl数据；
S3、利用开放医学影像软件Pro-plan完成头颅的三维影像和牙列影像的叠加，并利用逆向工程软件，根据口腔手术区域设计保护颌垫的区域，具体为：
(1)将上下颌骨硬组织的DICOM数据和牙列stl数据输入Pro-plan软件，通过3D重建模型分别进行上下颌骨及牙列建模；
(2)根据建模后清晰的牙列标记点进行标记，将上颌骨牙列的标记点与口扫牙列的标记进行匹配，将上颌骨与口扫牙列三位影像重叠，并根据所有牙列点进行校准，直至牙列与上颌骨完美复合，并分别在冠状位，水平位，矢状位进一步确认(图2)；根据相同方法将下颌骨与下颌牙列进行重叠(图3)；
(3)在重建后的3D模型上设计上下颌保护颌垫的位置及范围，并在冠状位，轴位，矢状位进一步确认保护颌垫是否与设计相符。将设计好的包含颌垫部分在内的上下颌骨及牙列重叠模型再输出stl文件保存；
S4、将保存的stl文件导入逆向工程软件Geomagic Studio中，进行保护颌垫3D模型的设计，其中上颌颌垫以上颌牙列为模板，下颌导板以下颌牙列为模板，所述颌垫为圆盘结构，覆盖整个牙列，咬合面与上下颌牙列相对应，咬和深度为1mm，边缘厚度为2mm，上颌范围延伸至颊侧牙龈附着龈，腭侧延伸至腭部软硬腭交界处，下颌唇侧延伸至颊侧牙龈附着龈，舌侧延伸至牙龈口底粘膜交界处。颌垫牙合面背面为平面，便于手术时与金属开口器接触(图4、图5)。
S5、将条状聚乳酸材料注入3D打印机料筒中，通过3D打印机将设计好的手术导板3D模型打印出来，得到完整的个性化保护颌垫。
本发明通过结合CBCT及牙列扫描三维影像，获取患者上下颌骨硬组织和牙列数据，并对数据进行分析，根据患者的手术区域，从而有效设计适用于该患者的个性化保护颌垫，以应对不同患者不同状态下的口腔情况；此外，本发明通过利用计算机重叠颌骨和牙列的三维重建影像，根据手术区域，选取手术区域以外的牙列，并设计颌垫的有效范围，有效保证固位颌垫的准确性；再者，本发明通过设计的个性化颌垫，采用逆向工程软件生成手术导板数据模型，有效使得生成的颌垫数据模型适用于相应患者牙列，从而通过颌垫保护牙列及软组织，实现对牙列及软组织的保护，提高手术安全；最后，本发明通过3D打印机将手术导板数据模型制备个性化的保护颌垫，有效避免通用金属开口器的损伤，提高术中开口的稳定性，同时避开手术区域，实现手术过程中安全有效。
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 (3)

1.一种口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、通过CBCT扫描患者头颅的三维影像，获取患者上下颌骨硬组织的DICOM数据；
S2、通过口腔内牙列红外线扫描，获取患者上下颌牙列的stl数据；
S3、利用开放医学影像软件Pro-plan完成头颅的三维影像和牙列影像的叠加，并利用逆向工程软件，根据口腔手术区域设计保护颌垫的区域；
S4、将保存的stl文件输入逆向工程软件Geomagic Studio中进行保护颌垫3D模型的设计，将设计得到的3D模型通过3D打印机进行打印；
在步骤S4中，所述保护颌垫3D模型的设计中，上颌颌垫以上颌牙列为模板，下颌导板以下颌牙列为模板，所述颌垫为圆盘结构，覆盖整个牙列，咬合面与上下颌牙列相对应，咬合深度为1mm，边缘厚度为2mm，上颌范围延伸至颊侧牙龈附着龈，腭侧延伸至腭部软硬腭交界处，下颌唇侧延伸至颊侧牙龈附着龈，舌侧延伸至牙龈口底粘膜交界处；颌垫牙合面背面为平面，便于手术时与金属开口器接触。
2.如权利要求1所述的口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，其特征在于，在步骤S1中，所述CBCT扫描的扫描参数为110kVp、0.7mA、3.6s。
3.如权利要求1所述的口腔手术软硬组织保护颌垫的数字化制作方法，其特征在于，步骤S3具体为：
（1）将DICOM和stl数据输入Pro-plan软件，通过3D重建模型分别进行上下颌骨及牙列建模；
（2）根据牙列标记点，直至牙列与上下颌骨完美复合，并分别在冠状位，水平位，矢状位进一步确认；
（3）在3D重建模型上设计上下颌保护颌垫的位置及范围，并在冠状位，轴位，矢状位进一步确认保护颌垫是否与设计相符，再输出stl文件保存。
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