CN113476183A - 一种数字化设计及制作个性化骨块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于口腔种植技术领域，公开了一种数字化设计及制作个性化骨块的方法，通过CBCT采集颌骨和牙齿信息的DICOM数据，并将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式；通过数字化口内扫描或印模采集牙齿及软组织数据在3D编辑软件上进行数字化虚拟排牙及种植体设计，并根据排牙及种植体设计模拟预期骨移植物形态；根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块。本发明通过数字化模拟骨增量效果，个性化切削的方法加工个性化骨块，能良好的在手术中实现术前数字化模拟的骨增量效果，能适应骨缺损形态获得良好的固位效果。个性化骨块采用唇侧皮质骨，舌侧松质骨的设计。本发明唇侧的皮质骨具有良好的机械强度能抵抗骨移植物的移位和吸收。

Description

一种数字化设计及制作个性化骨块的方法
技术领域
本发明属于口腔种植技术领域，尤其涉及一种数字化设计及制作个性化骨块的方法。
背景技术
目前，骨缺损是口腔种植领域的常见问题，常通过骨增量手术来恢复骨缺损。块状自体骨移植技术是水平向一壁骨缺损和垂直向骨缺损的推荐治疗方案。块状自体骨移植技术需由医生于患者自体供区取得自体骨块，并对骨块进行形态修整，而后将骨块固定于骨缺损区。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)块状自体骨移植技术所获得的骨块大小和形态收到供区条件的限制，常常难以在供区获得大小形态与骨缺损匹配的自体骨块。
(2)手术者常需在徒手操作下进行自体骨块的获取，并对骨块形态进行修整，手术难度较大，技术敏感性高，手术时间长，同时徒手操作难以获得理想的骨移植物形态。
(3)常常需要开辟第二术区，手术创伤较大，并可能导致供区出现疼痛、牙髓坏死和暂时性或永久性神经感觉障碍等并发症。
解决以上问题及缺陷的难点为：
如果获得理想的骨移植形态、避免开辟第二术区并简化治疗流程是目前骨增量手术的难点所在。
解决以上问题及缺陷的意义为：
1.获得理想的骨移植物形态有利于在骨缺损区域实现可预期的、足够的新骨生成。
2.避免开辟第二术区取自体骨能突破供区对自体骨块大小形态的限制，防止自体骨供区出现手术相关并发症，增加患者对手术的接受度。
3.简化治疗流程能降低手术难度，缩短手术时间，减少患者在手术过程中的不适，并使手术更易于在各级医院推广，节省时间、经济成本，具有一定的社会效益。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种数字化设计个性化骨块、种植体及制作方法。具体涉及一种数字化设计的L型和U型个性化复合骨块。
本发明是这样实现的，一种数字化设计及制备个性化骨块的方法，包括：
通过CBCT采集颌骨和牙齿信息的DICOM数据；
进行数字化虚拟排牙及种植体设计；
将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式，在3D编辑软件上根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态；
根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块。
进一步，通过数字化口内扫描或印模采集患者的牙齿数据。
进一步，通过数字化设计的方法根据每个患者的情况个性化设计骨块。
进一步，模拟预期骨移植物形态为L型或U型。
进一步，个性化骨块包括唇侧皮质骨及舌侧松质骨；舌侧松质骨疏松多孔；可以加上唇侧骨皮质厚度为0.5-2mm，唇侧可设置有固位孔，固位孔孔径为1-2.5mm。
进一步，根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块后，还需进行：
将个性化骨块的3D数据导入切削设备切削个性化骨块。
进一步，对切削好的个性化骨块进行清洗，仅对唇侧骨皮质骨皮质进行半脱钙处理，脱钙后清洗，灭菌。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述数字化设计及制备个性化骨块的方法制作的个性化骨块。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
通过CBCT采集颌骨和牙齿信息的DICOM数据；
通过数字化口内扫描或印模采集牙齿及软组织数据；
将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式，在3D编辑软件上；进行数字化虚拟排牙及种植体设计；
根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态；
根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明通过数字化模拟骨增量效果，个性化切削的方法加工个性化骨块，能良好的在手术中实现术前数字化模拟的骨增量效果，避免开辟第二术区取骨，简化治疗流程，节省手术时间。
个性化骨块形态为L型或U型。能适应骨缺损形态获得良好的固位效果。
个性化骨块采用唇侧皮质骨，舌侧松质骨的设计。唇侧的皮质骨具有良好的机械强度，便于利用骨膜钉等进行骨块的固位，能抵抗骨移植物的移位和吸收；舌侧的松质骨疏松多孔，便于新骨的长入。
对个性化骨块的唇侧骨皮质进行半脱钙处理，从而能促进骨皮质在植入骨缺损区后的改建，半脱钙处理也能暴露更多的骨形态发生蛋白，从而促进成骨。
通过随机对照试验比较个性化骨块技术与块状自体骨移植技术在治疗水平向一壁骨缺损或垂直向骨缺损时的临床效果。对两种技术的手术时间(记录从滋养孔预备完成到骨块放置完成的手术时间)进行比较，研究发现个性化骨块移植的手术时间为8.25±4.40分钟，块状自体骨移植组为87.25±10.65分钟，两组之间的差异具有统计学意义(P＜0.01)。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的数字化设计及制备个性化骨块的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的L型骨块模型效果图。
图3是本发明实施例提供的唇侧骨皮质模型效果图。
图4是本发明实施例提供的舌侧骨松质模型效果图。
图5是本发明实施例提供的U型骨块模型效果图。
图6是本发明实施例提供的通过CBCT采集还有患者颌骨和牙齿信息的DICOM数据，通过数字化口内扫描或传统印模采集患者的牙齿数据，同时进行排牙并设计的种植体图。
图7是本发明实施例提供的将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式(如STL格式)，在3D编辑软件上模拟预期骨增量效果图。
图8是本发明实施例提供的CAD/CAM切削个性化骨块效果图。
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。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种数字化设计个性化骨块、种植体及制作方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的数字化设计及制备个性化骨块的方法包括：
S101，通过CBCT采集还有患者颌骨和牙齿信息的DICOM数据，通过数字化口内扫描或传统印模采集患者的牙齿数据。
S102，进行数字化虚拟排牙及种植体设计。
S103，将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式(如STL格式)，在3D编辑软件上根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态。
S104，根据骨移植物形态设计个性化骨块。
S105，将个性化骨块的3D数据导入切削设备切削个性化骨块。
S106，对切削好的个性化骨块进行清洗，仅对骨皮质部分进行半脱钙处理，脱钙后清洗，灭菌。
在本发明中，通过数字化设计的方法根据每个患者的情况个性化设计骨块。
在本发明中，个性化骨块形态为L型或U型。
在本发明中，个性化骨块采用唇侧皮质骨，舌侧松质骨的设计。
在本发明中，对个性化骨块的唇侧骨皮质进行半脱钙处理。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
导板制作包括：
(1)通过CBCT采集还有患者颌骨和牙齿信息的DICOM数据，通过数字化口内扫描或传统印模采集患者的牙齿数据，同时进行排牙并设计种植体。如图6。
(2)将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式(如STL格式)，在3D编辑软件上模拟预期骨增量效果(深灰处)。如图7。
(3)CAD/CAM切削个性化骨块。如图8。
(4)对骨皮质进行半脱钙。
实验表明，本发明能获得与术前数字化设计一致的骨增量形态，使手术效果更可预期。减少手术时间，避免开辟第二术区。个性化骨块采用L型或U型设计，并与骨缺损形态相适应，有利于骨块的固位与稳定。唇侧的皮质骨具有良好的机械强度，便于利用骨膜钉等进行骨块的固位，能抵抗骨移植物的移位和吸收；舌侧的松质骨疏松多孔，便于新骨的长入。对个性化骨块的唇侧骨皮质进行半脱钙处理，从而能促进骨皮质在植入骨缺损区后的改建，半脱钙处理也能暴露更多的骨形态发生蛋白，从而促进成骨。
具体实施案例1
1.通过CBCT采集还有患者颌骨和牙齿信息的DICOM数据，通过数字化口内扫描或传统印模采集患者的牙齿数据。
2.进行数字化虚拟排牙及种植体设计。
3.将DICOM数据转换为STL格式，在3D编辑软件上根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态。
4.根据骨移植物形态设计组合式骨块，组合式骨块由2个U型骨块组成，通过两个骨块的拼接可对较大的弧形缺损就行修复。
5.将个性化骨块的3D数据导入切削设备切削个性化骨块。
具体实施案例2
1.通过CBCT采集还有患者颌骨和牙齿信息的DICOM数据，通过数字化口内扫描或传统印模采集患者的牙齿数据。
2.进行数字化虚拟排牙及种植体设计。
3.将DICOM数据转换为STL格式，在3D编辑软件上根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态。
4.根据骨移植物形态设计L型骨块。
5.根据个性化骨块的形态设计两段式牙支持式导板用于指导骨块的放置，所述导板由固位部、连接部和定位部组成，固位部用于固定于牙齿上，定位部用于从唇部一侧及舌部一侧定位骨块位置，所述放骨导板的连接部用于连接固位部和定位部。
6.将个性化骨块的3D数据导入切削设备切削个性化骨块，通过3D打印技术打印导板。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，所述数字化设计及制备个性化骨块的方法包括：
通过CBCT采集颌骨和牙齿信息的DICOM数据；
将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式，在3D编辑软件上；
进行数字化虚拟排牙及种植体设计；
根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态；
根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块。
2.如权利要求1所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，通过数字化口内扫描或印模采集患者的牙齿数据。
3.如权利要求1所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，通过数字化设计的方法根据每个患者的情况个性化设计骨块。
4.如权利要求1所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，模拟预期骨移植物形态为L型或U型。
5.如权利要求1所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，个性化骨块包括唇侧皮质骨及舌侧松质骨；舌侧松质骨疏松多孔；加上唇侧骨皮质厚度为0.5-2mm，唇侧可设置有固位孔，固位孔孔径为1-2.5mm。
6.如权利要求1所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块后，还需进行：
将个性化骨块的3D数据导入切削设备切削个性化骨块。
7.如权利要求6所述的数字化设计及制备个性化骨块的方法，其特征在于，对切削好的个性化骨块进行清洗，仅对唇侧骨皮质骨皮质进行半脱钙处理，脱钙后清洗，灭菌。
8.一种实施权利要求1所述数字化设计及制备个性化骨块的方法。
9.一种实施权利要求1～7所述数字化设计及制备个性化骨块的方法制作的个性化骨块。
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
通过CBCT采集颌骨和牙齿信息的DICOM数据；
通过数字化口内扫描或印模采集牙齿及软组织数据；
将DICOM数据转换为可编辑的3D数据格式，在3D编辑软件上；进行数字化虚拟排牙及种植体设计；
根据排牙和种植体设计模拟预期骨移植物形态；
根据模拟预期骨移植物形态设计个性化骨块。
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