CN113288480A - 骨增量与种植义齿联合设计方法及骨增量模型的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及口腔种植同期骨增量医学领域，公开了一种骨增量与种植义齿联合设计方法及骨增量模型的制造方法。本发明的骨增量与种植义齿联合设计方法中硬组织模型与口腔模型无需进行数据融合，只需要将医学图像、硬组织模型以及口腔模型进行配准重合，便可以分别在口腔模型上设计修复体和种植体，在硬组织模型上设计骨增量，不但数据的操作上更加简单，而且相较于融合后的数据，依据原始口腔模型设计的修复体和种植体准确度更高，并且设计时，以原始的能够完整展现口腔及颌骨软硬组织的医学图像作为参考调整修复体、种植体以及骨增量，可以更好地从全局角度适配患者个体情况，保证设计的适配性为后续种植修复手术的成功打下良好的基础。

Description

骨增量与种植义齿联合设计方法及骨增量模型的制造方法

技术领域

本发明涉及口腔种植同期骨增量医学领域，尤其是涉及骨增量与种植义齿联合设计方法及骨增量模型的制造方法。

背景技术

牙列缺损是口腔修复领域的常见问题，会造成患者的咀嚼功能受限，对患者的面容美观存在影响，且特殊区域的缺牙也会影响患者的发音。长期的牙列缺损会导致间隙侧剩余牙齿倾斜、对颌牙齿伸长，食物滞留等问题，继而引发剩余牙体/列的龋坏或(及)牙周病变，还可能会引发颞下颌关节病变，继而影响整个口颌系统。因此，应及时对牙列缺损患者进行治疗。

种植修复是现今应对牙列缺损最有效的修复方式之一。实行种植修复的病例，植入的种植体周围需要有充足的骨量。当患者缺牙过久或其它先天遗传、后天生理等因素，可能导致患者的骨量不足，不足以支持种植体植入后的安全有效性。此时即需要进行骨增量术，以增加患者的骨量，从而保证种植体周围的骨量情况。

在现有的技术中，进行种植修复的患者，骨增量一般是种植完成后，凭医师经验进行增量，无法根据种植方案精确确定增量的多少。而且增量之后如果需要安装钛网固定的病例，在口内弯制钛网操作难度非常大，手术时间受到影响。同时手术时也无法将规划准确的转移到患者口内，植体植入后的植骨都是凭经验完成。

公布号为CN107224335A的专利申请公开了一种以修复为导向的种植骨增量导板设计制作方法，该方法的主要步骤包括：拍摄患者CT，获得DICOM格式数据，并转化为STL数据；口内三维扫描或扫描石膏模型获得患者数据；以牙列为共同区域将两部分数据融合；设计修复体和牙齿长轴；用牙齿长轴定位种植体，调整种植体位置和姿态；依据修复体设计种植导板，获得种植引导部分设计数据；根据骨缺损区域边界线设计骨增量导板，获得骨增量引导部分设计数据；将种植引导、骨增量引导两部分数据融合，获得种植骨增量导板完整STL数据，导入三维树脂打印设备配套软件，完成导板的加工。此方式以修复为导向设计并加工出兼具骨种植引导和增量引导两方面功能的导板，医生可以使用此骨增量与种植二合一导板进行植体植入，然后使用骨增量与种植二合一导板的骨增量部分进行增量手术，大大提升种植与增量的精密度和适配性，并大大缩减手术时间。

公开号为CN112057190A的专利申请公开了一种用于指导钛条弯制及准确就位的骨增量导板及其制作方法，其采用了与前述专利相似以修复为导向的方式，将CT数据与口内三维扫描或者扫描患者口内模型获取的三维表面数据以牙列为共同部分配准融合，根据融合后的数据设计进行虚拟排牙并设计种植体，根据种植体的理想位置结合周围骨轮廓设计虚拟植骨块，将骨增量部分分割出来，与牙支持导板插销式相连，做成骨增量指示导板，同时设计钛条骨膜钉固定导板以预设钛条骨膜钉位置，将钛条骨膜钉固定导板以插销式相连于打印出的颌骨模型上，指导钛条弯制，提高钛条弯制效率和精度。

前述两件专利申请均采用了以修复为导向的骨增量设计方式，为了便于骨增量设计，同时保证义齿的设计精度，将患者的医学图像转化格式与口内三维扫描或扫描石膏模型数据进行融合进行设计。这样会带来两方面的问题，其一，通过CT或者CBCT获取的原始医学图像通常为DICOM格式数据等数据形式，含有可以展现各种组织的灰度深浅不一的信息，口内三维扫描或扫描石膏模型数据为便于设计通常为STL格式数据等数据形式，将DICOM格式数据转化为STL格式数据时，通常是通过提取部分信息进行转换，例如，颌骨、牙列等硬组织数据，因而会丢失大量的原始数据信息，而这些原始数据在种植体规划以及骨增量设计中均具有重要的参考意义；其二，一般而言，对于牙列等表面区域，CT数据的精确度不及口内三维扫描或扫描石膏模型数据，况且还进行了数据转换，以删除重叠部分的方式直接将转换后的CT数据与口内三维扫描或扫描石膏模型数据融合，可能会将CT数据的误差引入融合后的数据，造成修复体设计不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种骨增量与种植义齿联合设计方法，能够同时实现修复体、种植体以及骨增量的高精确设计。

本发明公开的骨增量与种植义齿的联合设计方法，包括如下步骤：

获取患者医学图像；

提取医学图像中的硬组织，建立硬组织模型；

通过口内三维扫描或者扫描口内取模获取口腔模型；

将医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合；

依据口腔模型设计修复体；

根据设计的修复体和已与口腔模型配准的重合医学图像设计种植体；

以种植体和已与硬组织配准的医学图像作为参考，在硬组织模型上设计骨增量。

优选地，在医学图像、硬组织模型和口腔模型配准重合时，先将口腔模型与硬组织模型重合配准，再将硬组织模型与医学图像重合配准。

优选地，口腔模型与硬组织模型时，通过在牙齿部分选取至少3个不共线的配准点，使口腔模型与硬组织模型初步配准，再标记牙齿轴面，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求牙齿轴面的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现口腔模型与硬组织模型重合配准；

硬组织模型与医学图像重合配准时，在颌骨两侧及中间各选取至少一个配准点，使硬组织模型与医学图像初步配准，再标识硬组织模型的唇侧、颊侧硬组织，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求唇侧、颊侧硬组织的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现硬组织模型与医学图像重合配准。

优选地，在提取医学图像中的硬组织时，在医学图像的颌骨两侧及中间各选取至少一个标识点，并将标识点同步提取到硬组织模型内；

在硬组织模型与医学图像重合配准时，将医学图像和硬组织模型内的标识点作为配准点进行重合匹配。

优选地，在建立硬组织模型时，通过识别医学图像中不同的灰度，区分硬组织与软组织，将医学图像每一层的硬组织标识出来，然后组合每一层的硬组织标识为一个整体，得到三维的硬组织数据，将此三维数据每一层间的间隙连接起来，获得硬组织模型。

优选地，口腔模型包括工作模、对颌模以及咬合关系；

在设计修复体时，先通过数据库导入标准修复体或者依据对称牙体形态初设计修复体，然后根据实际工作模情况初步调整，再根据对颌模以及咬合关系调整修复体。

优选地，设计种植体时，种植体根据修复体位置与轴向进行放置，然后通过医学图像进行调整；

调整种植体时，先通过医学图像的三维渲染影像按照种植体位置要求进行初步调整；

初步调整后，在医学图像的二维剖面图中以种植体颈部、中部、根部三处边界测量种植体与医学图像显示出的骨质边界的距离，并使测量数据在医学图像显影中围绕种植体进行360度旋转，保证数据符合规则的要求，若不符合要求，则重新进行调整。

优选地，在种植体设计完成后，设计种植导板，具体包括如下步骤：

设置导环：设置导环内环的圆柱中心轴与种植中心轴相重叠，调整导环上平面与种植根尖的距离与使用钻针相一致；

设计就位道：旋转口腔模型中的工作模，使天然牙颌面正对设计视角，并调整方向使缺牙区周围天然牙颌面可见范围最大化，调整好后设置当前视角即为就位道；

绘制导板范围并生成导板：绘制导板范围封闭线，规定为缺失牙前后各三颗天然牙，牙龈部距离天然牙颈缘3mm以上，在封闭线范围内生成厚度不小于2mm的均匀厚度覆盖材料，并在保证导环上表面露出的情况下包裹导环3mm以上。

优选地，设计骨增量时，在硬组织模型上加料，先加垂直向的牙槽嵴顶，使牙槽嵴顶高出种植体0.8mm～1.2mm，然后加水平向的牙槽嵴唇颊面和舌面，以与牙槽嵴外弓形相一致为当前标准，加腭面使加出来的骨增量部分与邻牙量相协调，形成初步形成骨增量部分。

优选地，根据种植体、硬组织模型及医学图像对初步形成的骨增量部分进行调整；

调整规则要求包括，以种植体颊舌向中线进行剖面，测量剖面中种植体边缘与唇颊面加料后的水平距离，保证此距离不小于2.5mm，根据硬组织模型的牙槽峭外弓形进行调整，使骨增量部分不超过外弓形，测量剖面中种植体颈部边缘与腭面加料后的水平距离，保证颈部边缘的距离不小于1.5mm；

在医学图像的二维剖面图中，测量种植体边界与增量部分的距离，确定是否符合规则要求，若小于规则要求时，进行增量操作，若大于上述规则时，则根据医学图像显示出的牙槽嵴弧度进行减小，将测量数据以种植体为中心在医学图像二维剖面图中进行360度的旋转，确认所有增量部分都符合规则要求；

将增量并调整后的硬组织模型与未增量处理的硬组织模型进行布尔减运算，获得独立的骨增量部分。

优选地，设计骨增量时，根据硬组织模型上设计出骨增量部分后，将骨增量部分从牙槽嵴顶剖开为两部分，形成位于唇颊侧的第一增量部和位于腭侧的第二增量部。

优选地，在种植体设计完成后，设计种植导板；

在骨增量设计完成后，设计骨增量导板，具体包括如下步骤：

以第一增量部唇颊侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠唇颊侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成唇颊侧导板主体；

以第二增量部腭侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠腭侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成腭侧导板主体；

在唇颊侧导板主体和腭侧导板主体的远牙槽嵴端的最顶部开设溢出孔；

将唇颊侧导板主体唇颊侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板唇颊面外表面相连，将腭侧导板主体腭侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板腭面外表面相连，形成骨增量与种植二合一导板。

优选地，所述医学图像为Dicom数据，所述硬组织模型和口腔模型为STL数据。

本申请还公开一种骨增量模型的制造方法，采用所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法进行设计，包括如下步骤：

将硬组织模型以远颌面向上进行放置，并倾斜硬组织模型以使缺失牙颌骨尽量垂直于打印平台，以第一增量部和第二增量部以牙槽嵴顶部分及光滑外表面向下倾斜放置；

以调整后的硬组织模型、第一增量部和第二增量部垂直平台可见最大阴影为投影区，生成投影底板；

分别在硬组织模型、第一增量部和第二增量部与对应的投影底板之间添加支撑，形成排版数据；

对排版数据进行切片；

将切片后的排版数据导入3D打印机，采用医用模型液态打印光敏材料进行打印；

将打印出的第一增量部和第二骨增量部分别就位到硬组织模型，形成骨增量模型。

本发明的骨增量与种植义齿联合设计方法中硬组织模型与口腔模型无需进行数据融合，只需要将医学图像、硬组织模型以及口腔模型进行配准重合，便可以分别在口腔模型上设计修复体和种植体，在硬组织模型上设计骨增量，不但数据的操作上更加简单，而且相较于融合后的数据，依据原始口腔模型设计的修复体和种植体准确度更高，并且设计时，以原始的能够完整展现口腔及颌骨软硬组织的医学图像作为参考调整修复体、种植体以及骨增量，可以更好地从全局角度适配患者个体情况，保证设计的适配性为后续种植修复手术的成功打下良好的基础。

附图说明

图1是硬组织模型的示意图；

图2是种植体的设计示意图；

图3是种植导板的设计示意图；

图4至图8是骨增量导板的设计过程示意图；

图9至图10是骨增量与种植二合一导板的设计示意图；

图11是独立骨增量与种植二合一导板示意图。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明。

本发明公开的骨增量与种植义齿的联合设计方法，包括如下步骤：

获取患者医学图像；

提取医学图像中的硬组织，建立硬组织模型；

通过口内三维扫描或者扫描口内取模获取口腔模型；

将医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合；

依据口腔模型设计修复体；

根据设计的修复体和已与口腔模型配准的重合医学图像设计种植体；

以种植体和已与硬组织配准的医学图像作为参考，在硬组织模型上设计骨增量。

获取患者医学图像可以通过CT、CBCT或者其他医学成像方式，其中以CBCT最佳，CBCT拍摄要求上下颌分开2-3mm拍摄。在mimics、3D Slicer等常用的医学建模软件中即可通过医学图像提取并建立硬组织模型。医学图像最常用的是Dicom数据，也可以采用NIfTI等数据形式；硬组织模型和口腔模型最常用的是STL格式，也可以采用obj、ply等格式文件。

医学图像与硬组织模型以及口腔模型并非同一类数据形式，虽然通常无法在医学图像进行加材料和减材料操作，但是将医学图像同口腔模型级骨增量模型导入geomagic或exocad等设计软件并进行位置的配准重合后，在设计时可以参考医学图像反应的全局内容进行设计的调整。需要注意的是依据口腔模型设计修复体，可以是在医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合之前，也可以是配准之后，还可以是硬组织模型与口腔模型配准之后，设计修复体，然后配准医学图像，进行种植体的设计和调整，本申请的优选实施例中即采用了最后一种方式。这里的修复体主要是指义齿的牙冠部分，不包含种植体部分，修复体的建立通常无需参考医学图像。

在医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合时，综合考虑硬组织模型脱胎于医学图像，且硬组织模型与口腔模型通常为同一类型数据，在优选实施方式中，先将口腔模型与硬组织模型重合配准，再将硬组织模型与医学图像重合配准，可以更好的保证配准的准确性。具体操作的优选实施方式如下：口腔模型与硬组织模型时，通过在牙齿部分选取至少3个不共线的配准点，使口腔模型与硬组织模型初步配准，再标记牙齿轴面，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求牙齿轴面的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现口腔模型与硬组织模型重合配准；硬组织模型与医学图像重合配准时，在颌骨两侧及中间各选取至少一个配准点，使硬组织模型与医学图像初步配准，再标识硬组织模型的唇侧、颊侧硬组织，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求唇侧、颊侧硬组织的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现硬组织模型与医学图像重合配准。口腔模型与硬组织模型的配准在牙齿部分选择配准点，硬组织模型与医学图像的配准则在颌骨部分选择配准点，可以分别保证牙齿部分和颌骨部分的基本准确，与后续的设计需求一致，在此基础上再进行小范围的调整，以保证整体重合的准确性。配准点至少为3个且不共线，才可以在立体三维上确定位置，而颌骨两侧及中间各取一个点，颌骨本身的弧线结构决定了这3个点一定不共线。

鉴于硬组织模型提取自医学图像，在本申请的另一实施例中，在提取医学图像中的硬组织时，在医学图像的颌骨两侧及中间各选取至少一个标识点，并将标识点同步提取到硬组织模型内；在硬组织模型与医学图像重合配准时，将医学图像和硬组织模型内的标识点作为配准点进行重合匹配。硬组织模型上的标识点本身即出自于医学图像上的标识点，通过标识点作为配准点可以准确地实现配准。

现有技术已有较为成熟技术手段通过医学图像提取并建立硬组织模型，在本申请的优选实施例中，在建立硬组织模型时，通过识别医学图像中不同的灰度，区分硬组织与软组织，将医学图像每一层的硬组织标识出来，然后组合每一层的硬组织标识为一个整体，得到三维的硬组织数据，将此三维数据每一层间的间隙连接起来，获得硬组织模型。将建立的硬组织模型导出为STL等数据即可进行后续的设计，参见图1。

口腔模型通常包括工作模、对颌模以及咬合关系，在设计修复体时，先通过数据库导入标准修复体或者依据对称牙体形态初设计修复体，然后根据实际工作模情况初步调整，再根据对颌模以及咬合关系调整修复体。根据工作模情况初步调整主要考虑邻牙长度、邻牙大小、邻牙弧度、牙弓弧度等因素，对颌模和咬合关系主要调整上下颌的咬合关系，保证修复后义齿咬合关系准确。此外，修复体需通过软件的减材料功能刻出唇颊侧颈缘线，颈缘应与同名牙颈缘一致，无同名牙时，则与邻牙颈缘相协调，虚拟修复体应设计为实心体。

修复体设计完成并使将医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合后，即可进行种植体的规划，如图2所示，通过种植体软件在医学图像显示的缺牙区放置虚拟种植体，种植体根据修复体位置与轴向进行放置，然后通过医学图像进行调整，使自体骨组织可以得到最大保留，避免出现气化吸收问题，导致种植失败；三维医学图像通常包含有若干层二维剖面图，调整种植体时，先通过医学图像的三维渲染影像按照种植体位置要求进行初步调整，为保证植体植入与增量的安全性，需要考虑以下规则：

(1)、近远中向观，种植体长轴应与牙体长轴重合，且种植体距离邻牙牙根最小距离不小于1.5mm，种植体与种植体间距离不小于3mm；

(2)、颊舌向观，尽量保证腭侧骨量的情况下，种植体在骨内位置尽量最大化，且种植体方向穿出方向偏离牙体长轴不可超过30度；

(3)、种植穿出位点应位于模拟修复体颈缘以内；

(4)、为了保证术后美学，结合本发明的骨增量的规划，种植体应位于修复体颈缘下不少于3mm。

初步调整后，为了保证以上参数，在医学图像的二维剖面图中以种植体颈部、中部、根部三处边界测量种植体与医学图像显示出的骨质边界的距离，并使测量数据在医学图像中围绕种植体进行360度旋转，保证数据符合规则的要求，若不符合要求，则重新进行调整。

种植体设计完成后，为了保证种植手术实施的精度，可以设计种植导板，种植导板的设计具体包括如下步骤：

设置导环：设置导环内环的圆柱中心轴与种植中心轴相重叠，调整导环上平面与种植根尖的距离与使用钻针相一致，还需保证导环高于工作模牙龈。

设计就位道：旋转口腔模型中的工作模，使天然牙颌面正对设计视角，并调整方向使缺牙区周围天然牙颌面可见范围最大化，调整好后设置当前视角即为就位道；不可见部分即为倒凹区，以0度倒补倒凹，保证导板的最佳就位。

绘制导板范围并生成导板：绘制导板范围封闭线，规定为缺失牙前后各三颗天然牙，牙龈部距离天然牙颈缘3mm以上，在封闭线范围内生成厚度不小于2mm的均匀厚度覆盖材料，并在保证导环上表面露出的情况下包裹导环3mm以上，参见图3。

种植导板设计完成后可以单独加工制造，也可以与骨增量导板相结合形成骨增量与种植二合一导板。

种植体设计完成后，可以进行骨增量的设计，骨增量设计是在硬组织模型上完成的，具体操作可在硬组织模型上加料，先加垂直向的牙槽嵴顶，使牙槽嵴顶高出种植体0.8mm～1.2mm，然后加水平向的牙槽嵴唇颊面和舌面，以与牙槽嵴外弓形相一致为当前标准，加腭面使加出来的骨增量部分与邻牙量相协调，形成初步形成骨增量部分。骨增量部分的外表面应为平滑表面，与周围原始骨的较平滑的过渡。初步形成的骨增量部分还需要进行调整，根据种植体、硬组织模型及医学图像对初步形成的骨增量部分进行调整；

参见图4，以种植体颊舌向中线进行剖面，测量剖面中种植体边缘与唇颊面加料后的水平距离，保证此距离不小于2.5mm，这是为了保证植骨的成功率与术后吸收减量问题；根据硬组织模型的牙槽峭外弓形进行调整，使骨增量部分不超过外弓形；综合来看，若不足2.5mm则加材料，若大于2.5mm，根据牙槽峭外弓形进行调整，若未超过外弓形，可不调整，若超过外弓形，则需使用减功能，减去多作的材料。同时，测量剖面中种植体颈部边缘与腭面加料后的水平距离，保证颈部边缘的距离不小于1.5mm，为方便观察可以将硬组织模型半透明显示；

根据医学图像中显示的骨组织范围，调整骨增量部分。为方便观察可以在医学图像中调整渲染阈值，使软件显示出牙根部份，骨增量部分不可覆盖到邻牙牙根的颊舌侧。测量医学图像的二维剖面图中，种植体边界与增量部分的距离，若小于上述规则要求时，必须进行增量操作，若大于上述规则时，则必须要根据医学图像显示出的牙槽嵴弧度进行减小。将测量数据以种植体为中心在医学图像二维剖面图中进行360度的旋转，确认所有增量部分都符合规则要求，则骨增量部分完成。增量部分的最终设计如图5所示。

将增量并调整后的硬组织模型与未增量处理的硬组织模型进行布尔减运算，获得独立的骨增量部分。

设计骨增量的目的一方面为便于后续设计骨增量导板，另一方面是为了制造骨增量模型，便于医生进行观察和模拟手术过程。在观测和模拟手术时，可以将骨增量实物就位于硬组织模型实物上，更加有利于观测就位情况和就位后的效果。但是，由于颌骨缺失部分的不规则形态，在很多时候骨增量实物难以准确地就位安装于硬组织模型实物上，对后续的观测和模拟手术形成了阻碍。为解决这一问题，如图6所示，作为本申请的优选实施方式，设计骨增量时，根据硬组织模型上设计出骨增量部分后，将骨增量部分从牙槽嵴顶剖开为两部分，形成位于唇颊侧的第一增量部和位于腭侧的第二增量部。

在此设计基础上可进行骨增量模型的制造，基于硬组织模型和骨增量部分的个性化，以3D打印制造方法最佳，其具体包括如下步骤：

将硬组织模型以远颌面向上进行放置，并倾斜硬组织模型以使缺失牙颌骨尽量垂直于打印平台，以第一增量部和第二增量部以牙槽嵴顶部分及光滑外表面向下倾斜放置；

以调整后的硬组织模型、第一增量部和第二增量部垂直平台可见最大阴影为投影区，生成投影底板；硬组织模型与打印平台的最小距离最好控制在3mm左右，投影底板厚度控制在1mm左右，投影底板的引入，将支撑整合为一体，非各自与底板接触，可以最大限度的减少打印失败率。

分别在硬组织模型、第一增量部和第二增量部与对应的投影底板之间添加支撑，形成排版数据；优选以约60度的倾角进行支撑放置，支撑柱之间的最小距离设置控制在约2mm，支撑可选择圆锥形支撑，顶部与模型接触处的直径为0.5mm,底部与投影板直径为1.0mm。

对排版数据进行切片；切片通常按50μm一层进行。

将切片后的排版数据导入3D打印机，采用医用模型液态打印光敏材料进行打印；3D打印机同样控制层厚为50μm、精度要求不低于50μm。

将打印出的第一增量部和第二骨增量部分别就位到硬组织模型，形成骨增量模型。

本申请的优选实施方式中将骨增量部分从牙槽嵴顶剖开分为了第一增量部和第二骨增量部分，打印成型后，可以直接将第一增量部和第二骨增量部分准确安装于硬组织模型上，医生可以直接的看到增量后的效果，使用增量模型，医生可以在术前直径在此模型上预先弯制成品钛网，弯制好的钛网等手术使用。

骨增量设计完成后，可进行设计骨增量导板，骨增量导板可以单独设计并制造，在本申请的优选实施方式中，将骨增量导板与种植导板结合为二合一导板。其设计过程主要包括如下步骤：

第一增量部唇颊侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠唇颊侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成唇颊侧导板主体，如图7所示；

以第二增量部腭侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠腭侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成腭侧导板主体，如图8所示；唇颊侧导板主体和腭侧导板主体的厚度应不小于1mm。

在唇颊侧导板主体和腭侧导板主体的远牙槽嵴端的最顶部开设溢出孔，以使增量术时骨粉有溢出通道，防止由于术区封闭导致血液或空气的压力从而骨粉填充不到位。

将唇颊侧导板主体唇颊侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板唇颊面外表面相连，将腭侧导板主体腭侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板腭面外表面相连，形成骨增量与种植二合一导板，如图9-11所示。

骨增量与种植二合一导板设计为按此后可采用3D打印制作，具体方式是，在打印排版软件中，将导板B以颌面覆盖区戴向上、就位匹配面向上进行放置，可稍微倾斜导板B以使两侧增量导板区域可以尽量垂直于打印平台，然后调整导板B与打印平台的最小距离为3mm。以调整后的导板B垂直平台可见最大阴影为投影区，生成投影底板，投影底板厚度1mm。以60度的倾角进行支撑放置，支撑柱之间的最小距离设置为2mm，支撑选择为为圆锥形支撑，顶部与模型接触处的直径为0.5mm,底部与投影板直径为1.0mm。

将排版数据按50μm一层进行切片，然后将数据导入层厚为50μm、精度不低于50μm的打印机进行打印，采用材料为医生导板液态打印光敏材料。

使用骨增量与种植二合一导板实际进行手术前，可先使用骨增量与种植二合一导板就位在增量模型上，然后在此基础上模拟实际手术过程，确认手术可能遇到的问题，并做相应预案。

实际手术时，先将缺牙区牙龈切开并翻瓣，然后就位骨增量与种植二合一导板，按导板手术流程进行导板导航下的备孔，然后植入植体。在唇颊侧和腭侧增量导板的牙槽嵴顶将骨粉压入导板的颌骨的间隙里，直到溢出孔有骨粉溢出。取出导板，用可吸收胶原膜覆盖增量区域，然后安装预先弯制好的钛网即可。

Claims (14)

1.骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取患者医学图像；

提取医学图像中的硬组织，建立硬组织模型；

通过口内三维扫描或者扫描口内取模获取口腔模型；

将医学图像、硬组织模型以及口腔模型配准重合；

依据口腔模型设计修复体；

根据设计的修复体和已与口腔模型配准的重合医学图像设计种植体；

以种植体和已与硬组织配准的医学图像作为参考，在硬组织模型上设计骨增量。

2.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：在医学图像、硬组织模型和口腔模型配准重合时，先将口腔模型与硬组织模型重合配准，再将硬组织模型与医学图像重合配准。

3.如权利要求2所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：口腔模型与硬组织模型时，通过在牙齿部分选取至少3个不共线的配准点，使口腔模型与硬组织模型初步配准，再标记牙齿轴面，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求牙齿轴面的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现口腔模型与硬组织模型重合配准；

硬组织模型与医学图像重合配准时，在颌骨两侧及中间各选取至少一个配准点，使硬组织模型与医学图像初步配准，再标识硬组织模型的唇侧、颊侧硬组织，以配准点在1mm范围内进行运动调整，求唇侧、颊侧硬组织的最小误差，确认最小误差为最佳匹配，实现硬组织模型与医学图像重合配准。

4.如权利要求2所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：在提取医学图像中的硬组织时，在医学图像的颌骨两侧及中间各选取至少一个标识点，并将标识点同步提取到硬组织模型内；

在硬组织模型与医学图像重合配准时，将医学图像和硬组织模型内的标识点作为配准点进行重合匹配。

5.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：在建立硬组织模型时，通过识别医学图像中不同的灰度，区分硬组织与软组织，将医学图像每一层的硬组织标识出来，然后组合每一层的硬组织标识为一个整体，得到三维的硬组织数据，将此三维数据每一层间的间隙连接起来，获得硬组织模型。

6.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：口腔模型包括工作模、对颌模以及咬合关系；

在设计修复体时，先通过数据库导入标准修复体或者依据对称牙体形态初设计修复体，然后根据实际工作模情况初步调整，再根据对颌模以及咬合关系调整修复体。

7.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于：设计种植体时，种植体根据修复体位置与轴向进行放置，然后通过医学图像进行调整；

调整种植体时，先通过医学图像的三维渲染影像按照种植体位置要求进行初步调整；

初步调整后，在医学图像的二维剖面图中以种植体颈部、中部、根部三处边界测量种植体与医学图像显示出的骨质边界的距离，并使测量数据在医学图像显影中围绕种植体进行360度旋转，保证数据符合规则的要求，若不符合要求，则重新进行调整。

8.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，在种植体设计完成后，设计种植导板，具体包括如下步骤：

设置导环：设置导环内环的圆柱中心轴与种植中心轴相重叠，调整导环上平面与种植根尖的距离与使用钻针相一致；

设计就位道：旋转口腔模型中的工作模，使天然牙颌面正对设计视角，并调整方向使缺牙区周围天然牙颌面可见范围最大化，调整好后设置当前视角即为就位道；

绘制导板范围并生成导板：绘制导板范围封闭线，规定为缺失牙前后各三颗天然牙，牙龈部距离天然牙颈缘3mm以上，在封闭线范围内生成厚度不小于2mm的均匀厚度覆盖材料，并在保证导环上表面露出的情况下包裹导环3mm以上。

9.如权利要求1所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，设计骨增量时，在硬组织模型上加料，先加垂直向的牙槽嵴顶，使牙槽嵴顶高出种植体0.8mm～1.2mm，然后加水平向的牙槽嵴唇颊面和舌面，以与牙槽嵴外弓形相一致为当前标准，加腭面使加出来的骨增量部分与邻牙量相协调，形成初步形成骨增量部分。

10.如权利要求9所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，根据种植体、硬组织模型及医学图像对初步形成的骨增量部分进行调整；

调整规则要求包括，以种植体颊舌向中线进行剖面，测量剖面中种植体边缘与唇颊面加料后的水平距离，保证此距离不小于2.5mm，根据硬组织模型的牙槽峭外弓形进行调整，使骨增量部分不超过外弓形，测量剖面中种植体颈部边缘与腭面加料后的水平距离，保证颈部边缘的距离不小于1.5mm；

在医学图像的二维剖面图中，测量种植体边界与增量部分的距离，确定是否符合规则要求，若小于规则要求时，进行增量操作，若大于上述规则时，则根据医学图像显示出的牙槽嵴弧度进行减小，将测量数据以种植体为中心在医学图像二维剖面图中进行360度的旋转，确认所有增量部分都符合规则要求；

将增量并调整后的硬组织模型与未增量处理的硬组织模型进行布尔减运算，获得独立的骨增量部分。

11.如权利要求1、9或10所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，设计骨增量时，根据硬组织模型上设计出骨增量部分后，将骨增量部分从牙槽嵴顶剖开为两部分，形成位于唇颊侧的第一增量部和位于腭侧的第二增量部。

12.如权利要求11所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，

在种植体设计完成后，设计种植导板；

在骨增量设计完成后，设计骨增量导板，具体包括如下步骤：

以第一增量部唇颊侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠唇颊侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成唇颊侧导板主体；

以第二增量部腭侧最外侧表面边界及牙槽嵴顶顶部靠腭侧的顶部边界，生成表面覆盖壳，即形成腭侧导板主体；

在唇颊侧导板主体和腭侧导板主体的远牙槽嵴端的最顶部开设溢出孔；

将唇颊侧导板主体唇颊侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板唇颊面外表面相连，将腭侧导板主体腭侧与牙槽嵴顶交界处，在近远中各用连接结构与种植导板腭面外表面相连，形成骨增量与种植二合一导板。

13.如权利要求1-12任一项所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法，其特征在于，所述医学图像为Dicom数据，所述硬组织模型和口腔模型为STL数据。

14.一种骨增量模型的制造方法，采用如权利要求11任一项所述的骨增量与种植义齿的联合设计方法进行设计，其特征在于，包括如下步骤：

将硬组织模型以远颌面向上进行放置，并倾斜硬组织模型以使缺失牙颌骨尽量垂直于打印平台，以第一增量部和第二增量部以牙槽嵴顶部分及光滑外表面向下倾斜放置；

以调整后的硬组织模型、第一增量部和第二增量部垂直平台可见最大阴影为投影区，生成投影底板；

分别在硬组织模型、第一增量部和第二增量部与对应的投影底板之间添加支撑，形成排版数据；

对排版数据进行切片；

将切片后的排版数据导入3D打印机，采用医用模型液态打印光敏材料进行打印；

将打印出的第一增量部和第二骨增量部分别就位到硬组织模型，形成骨增量模型。

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