CN114098964A - 一种无牙颌导航系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，公开了一种无牙颌导航系统及方法，包括：无牙颌跟踪模块，与工作站模块相连接，用于与患者口腔相互配合以跟踪患者活动；手机定位模块，与工作站模块相连接，用于在患者口腔进行种植窝的钻孔、释放冷却水等操作。工作站模块，与手机定位模块和无牙颌跟踪模块相连接，用于接收无牙颌跟踪模块和手机定位模块的红外信号，通过计算得出定位器和参考板在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。本发明不需要技工所制作额外的配件，有效缩短种植治疗周期；导航用连接组件由植入于颌骨内的植入体进行纯刚性支持，而非导板所采用的黏膜支持，定位精度更高，无牙颌病例成功率更高。

Description

一种无牙颌导航系统及方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种无牙颌导航系统及方法。

背景技术

目前，近几十年来，口腔种植修复技术已经成为一种治疗局部或全口牙列缺失的可靠技术。在种植手术前，医生需通过观察锥状束CT（CBCT）来判断缺牙区的骨量、解剖结构，从而确定治疗方案，判断是否可通过种植的方式进行修复及种植体的直径与长度。

但由于临床医生经验的限制、肉眼估计的偏差、自由手植入的技术敏感性的存在、医生通过自由手的方式进行操作，易出现实际种植位置与理想种植位置不一致的情况，导致神经、血管或邻牙牙根损伤的情况，从而导致种植手术风险偏高。

随着种植技术、数字化技术的不断发展，临床中无牙颌种植手术常采用种植导板（下称“导板”）的方式来辅助术者定点、备洞，从而达到精准种植的目的。导板主要通过导环确定种植的位置、角度及深度，医生则采用与导板相匹配的钻针进行逐级预备即可按照导板的引导在牙槽骨的相应位置完成种植体的植入。另一方面，一种新的数字化引导的种植手术，即动态手术导航的应用逐渐成为焦点。动态手术导航是通过对三维医学影像的虚拟可视化应用，结合精确的红外定位技术，实现手术器械、医学影像和实际人体空间位置的融合，从而达到精确的手术导航，能有效地提高种植精度和远期成功率。动态手术导航利用天然牙来固位导航设备辅件例如参考板和配准装置的技术已经较为成熟，但是对于无牙颌而言，尚且没有很好的解决固定参考板和配准装置的方法。文献中曾报导有黏膜支持式的标记点，颅骨内标记点，这类标记点或者不稳定，或者创伤较大；近年来，以色列的IGI导航系统开发出针对下颌无牙颌的导航固定装置，即在牙槽骨中心区、双侧磨牙区各自植入一颗骨内临时种植体用于支撑配准空间定位装置，但是这种装置存在因后牙区垂直骨量有限、患者张口度不足、临时种植体容易伤及下齿槽神经等缺点而无法广泛开展。美国的X-guide系统在磨牙后垫区植入三个钛钉支持追踪装置，但是此方法存在后牙区操作不便、容易伤及下齿槽神经等问题。澳大利亚的ImplantNav 导航系统利用一颗临时种植体支持追踪装置，但是该临时种植体可能会占用一个无牙颌的手术位点，即其他种植体位置的分布和排列需要避开该临时种植体，同时可能会增加患者的经济负担。

1、目前的导航固定装置需在下前牙区中点、双侧磨牙区各植入一颗骨内临时种植体以支撑追踪装置，易受到后牙区垂直骨量的限制，当患者下颌牙槽骨严重吸收时，剩余可利用骨量难以完成骨内临时种植体的植入；同时双侧磨牙区周围存在重要神经、血管结构，存在一定植入风险。

2、患者张口度不佳时，难以进行磨牙区骨内临时种植体植入，并影响后续操作；

3、现有技术在完成骨内临时种植体植入后，需对下颌进行模型制取，翻制含临时种植体代型的模型，并在其模型上进行排牙，在模型制备过程及排牙过程中易出现模型及排牙误差，影响后续配准操作，且模型翻制及排牙等操作大大增加了椅旁操作时间，同时排牙对医生修复技术要求较高；

4、现有技术在完成模型排牙后，需在临时种植体代型上方通过粘接剂固定相应的连接板，进一步通过粘接剂将参考板与连接板进行连接，从而在模型中完成标记装置的制作，随后嘱患者配戴标记装置进行CBCT拍摄，该过程操作时间长、步骤繁琐，且拍摄CBCT过程中可能出现标记装置松脱等情况，同时患者不适感较为显著。另外，由于采用粘接剂对参考板、连接板等进行固定，可能出现粘接剂固定效果不佳，导致参考板或连接板松动等情况；

5、连接板主要通过下前牙区中点、双侧磨牙区三颗临时种植体进行固定支撑，为避免阻挡牙槽嵴顶、影响种植手术，连接板呈马蹄形，沿牙槽骨舌侧与三颗临时种植体进行连接，对于下颌无牙颌而言，连接板易阻碍舌体运动，导致患者不适，同时存在舌体反复运动摩擦导致连接板松动的情况发生。

6、在颌骨任一位置植入一颗骨内临时种植体以支撑追踪装置，其缺点为：无牙颌的骨量非常有限，该临时种植体可能会占据一个种植位点，即其他种植体可能无法植入至最佳位点，同时临时种植体价格同样较高，会增加患者的经济负担。

解决以上问题及缺陷的难度为：

1、由于无牙颌患者缺牙时间长，牙槽骨骨量有限，需要术前对牙槽骨骨量进行分析测量，找寻适宜植入临时种植体的位点，并非所有无牙颌患者均可在下前牙区中点、双侧磨牙区各植入一颗骨内临时种植体，现有技术对患者术区骨量有一定要求；

2、在满足牙槽骨骨量可在下前牙区中点、双侧磨牙区各植入一颗骨内临时种植体后，为避免临时种植体影响手术操作，双侧磨牙区骨内临时种植体需位于后牙区种植位点之后，目前的导航固定装置对患者张口度仍有一定要求；

3、对于无牙颌病例，由于牙列缺失，无法依靠牙齿来支撑固定导航装置，导航装置依靠临时种植体、连接板与参考板通过粘接的方式进行固定，且连接板位于舌腭侧，易阻碍舌体运动。当患者配戴导航装置进行CBCT拍摄或术中实际操作过程中，导航装置易受到舌体的压迫，出现连接松动或轻微移位的情况，从而影响导航的准确性，且在操作过程中，导航装置如出现微小移位，术者无法及时观察导航装置的移位，导致种植手术风险增加。

解决以上问题及缺陷的意义为：通过更为简单、便捷、稳定的方法固定种植导航装置对无牙颌手术进行精准引导，无需翻制模型、排牙、粘接固定连接板等操作，减少了椅旁操作时间。另外，通过改变临时种植体的固定方式以及植入位点，可显著降低对患者术区骨量以及开口度的要求，患者不适感也得到明显降低，同时可进一步增加固定装置的稳定性，降低粘接剂固定效果不佳而导致固定装置松动移位的风险，进而降低手术风险。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无牙颌导航系统及方法。

本发明是这样实现的，一种无牙颌导航系统包括：无牙颌跟踪模块，与工作站模块相连接，用于与患者口腔相互配合以跟踪患者活动；

手机定位模块，与工作站模块相连接，用于在患者口腔进行种植窝的钻孔、释放冷却水等操作。

工作站模块，与手机定位模块和无牙颌跟踪模块相连接，用于接收无牙颌跟踪模块和手机定位模块的红外信号，通过计算得出定位器和参考板在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。

进一步，所述手机定位模块设置有手机，所述手机前端设置有种植钻，所述手机后端通过手机连接件设置有种植马达，所述手机连接件一侧设置有定位器，所述定位器上设置有第二红外LED组。

进一步，所述无牙颌跟踪模块设置有种植组件，所述种植组件设置有植入体组，所述植入体组上部通过第二螺丝设置有植体帽，所述植体帽一侧焊接有支架，所述支架末端通过第一螺丝固定有参考板。

进一步，所述支架的一侧设有凹槽，所述凹槽通过机械焊接与植体帽固定连接。

进一步，所述参考板上设置有第一红外LED组。

进一步，所述工作站模块设置有导航仪、导航仪立柱、升降支臂、计算机、显示器、键盘、鼠标；所述导航仪通过红外信号与第一红外LED组、第二红外LED组连接。

进一步，一种应用于无牙颌导航系统的无牙颌导航方法，包括以下步骤：

第一步，患者进行锥形束CT检查，获取dicom数据；

第二步，将患者dicom数据导入到无牙颌种植导航系统的种植导航软件中，并在通过种植导航软件重建的牙颌模型中将种植体设计在理想的三维位置上；

第三步：在上颌或下颌的切牙区植入植入体；

第四步：在完成标定参考板步骤后，在支架上通过连接杆、第一螺丝安装参考板；

第五步：在口内利用配准钉对手机进行配准；

第六步：将导航仪调整到一个合适位置，确保参考板、定位器均能全程被导航仪所识别；

第七步：患者佩戴牙颌跟踪模块进行导航种植手术；

第八步：手术完成后，视情况旋出种植体组。

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：

（1）本发明不需要技工所制作额外的配件，无需翻制模型、排牙、粘接连接板等操作，操作简便，可有效缩短术前准备的椅旁操作时间；

（2）本发明的导航用连接组件由植入于颌骨内的植入体进行纯刚性支持，而非导板所采用的黏膜支持，亦非现有技术所采用的粘接固定，导航装置固定效果更为稳定及精准，无牙颌病例成功率更高；

（3）本发明仅需在前牙区植入一颗参与修复的最终种植体，无需在双侧磨牙区各植入一颗临时种植体，对患者术区骨量及开口度要求大大降低；

（4）本发明的多颗种植体之间相对独立，不易出现某一颗种植体三维位置不准确影响其他种植体的情况。另外，当患者实际情况与CT影像有差异时，可术中调整种植方案；

（5）本发明由于仅在前牙区植入一颗参与修复的最终种植体，因而无需使用位于牙槽骨舌侧的马蹄形连接板，而是通过与前牙区种植体的刚性连接而直接在口外与参考板进行连接，避免了因舌体运动而导致导航固定装置松动的风险。

（6）本发明在导航引导下使用种植体厂家的原厂种植钻即可实现包括定位球钻、先锋钻等在内的操作，而且种植区开放，不需要使用加长型种植钻，对患者开口度要求不高，磨牙区适用性高，狭窄的种植区同样适用。

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无牙颌导航装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的无牙颌种植组件结构示意图；

图3是本发明实施例提供的无牙颌种植组件结构示意图；

图中：10、参考板；101、第一红外LED组；16、第一螺丝；11、种植组件；111、植入体组； 1122、植体帽组；1123、支架；1123a、凹槽；200、手机定位模块；20、手机；21、定位器；211、第二红外LED组；22、手机连接件；23、种植马达；24、种植钻；S、颌骨。

图4是本发明实施例提供的无牙颌导航方法流程图；

图5是本发明实施例临床具体实施病例效果图一。

图6是本发明实施例临床具体实施病例效果图二。

图7是本发明实施例临床具体实施病例效果图三。

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，本发明提供了一种无牙颌导航系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1至图3所示，本发明实施例的无牙颌导航系统包括：无牙颌跟踪模块，与工作站模块相连接，用于与患者口腔相互配合以跟踪患者活动；

手机定位模块200，与工作站模块相连接，用于在患者口腔进行种植窝的钻孔、释放冷却水等操作。

工作站模块，与手机定位模块200和无牙颌跟踪模块相连接，用于接收无牙颌跟踪模块和手机定位模块200的红外信号，通过计算得出定位器21和参考板10在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。

本发明实施例中，手机定位模块200设置有手机20，手机20前端设置有种植钻24，手机20后端通过手机连接件22设置有种植马达23，手机连接件22一侧设置有定位器21，定位器21上设置有第二红外LED组211。

本发明实施例中，无牙颌跟踪模块设置有种植组件11，种植组件11设置有植入体组111，植入体组111上部通过第二螺丝设置有植体帽，植体帽一侧焊接有支架1123，支架1123末端通过第一螺丝16固定有参考板10。本发明实施例的本实施方式的种植组件11不限定用于牙颔内牙齿全部缺失的病例，也可用于其他病例，例如牙颌内牙齿过少、牙颌内牙齿强度不够等。并且本发明实施例中的植入体组111为种植体，但不以此为限，植入体也可为骨钉或其他骨植入体。植入体组111植入于颌骨SS的切牙区，但不以此为限。

本发明实施例中，植体帽呈圆台型，且一侧具有开口以容纳植入体组111；支架1123的一侧设有凹槽1123a，凹槽1123a通过机械焊接与植体帽固定连接。

本发明实施例中，参考板10上设置有第一红外LED组101。

本发明实施例中，工作站模块设置有导航仪、导航仪立柱、升降支臂、计算机、显示器、键盘、鼠标；导航仪通过红外信号与第一红外LED组101、第二红外LED组211连接。

一种应用于无牙颌导航系统的无牙颌导航方法，包括以下步骤：

S101，患者进行锥形束CT检查，获取dicom数据；

S102，将患者dicom数据导入到无牙颌种植导航系统的种植导航软件中，并在通过种植导航软件重建的牙颌模型中将种植体设计在理想的三维位置上；

S103，在上颌或下颌的切牙区植入植入体；

S104，在完成标定参考板步骤后，在支架上通过连接杆、第一螺丝安装参考板；

S105，在口内利用配准钉对手机进行配准；

S106，将导航仪调整到一个合适位置，确保参考板、定位器均能全程被导航仪所识别；

S107，患者佩戴牙颌跟踪模块进行导航种植手术；

S108，手术完成后，视情况旋出种植体组。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例

如图5、图6、图7所示，在无牙颌病例中，医生通过本发明装置于下颌完成种植体的精确植入，可见在临床使用过程中，种植术区没有导板覆盖、遮挡，术区视野完全开放，医生术中可进行直视，并在导航引导下实时调整种植体轴向，精准完成种植手术。也利于冷却水进入种植窝，有效避免骨灼伤。术后精度验证示种植体位置与术前设计高度一致。

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。

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 (7)

1.一种无牙颌导航系统，其特征在于，所述无牙颌导航系统包括：

无牙颌跟踪模块，与工作站模块相连接，用于与患者口腔相互配合以跟踪患者活动；

手机定位模块，与工作站模块相连接，用于在患者口腔进行种植窝的钻孔、释放冷却水等操作；

工作站模块，与手机定位模块和无牙颌跟踪模块相连接，用于接收无牙颌跟踪模块和手机定位模块的红外信号，通过计算得出定位器和参考板在实际坐标系中的位置，并进行实时跟踪。

2.如权利要求1所述的无牙颌导航系统，其特征在于，所述手机定位模块设置有手机，所述手机前端设置有种植钻，所述手机后端通过手机连接件设置有种植马达，所述手机连接件一侧设置有定位器，所述定位器上设置有第二红外LED组。

3.如权利要求1所述的无牙颌导航系统，其特征在于，所述无牙颌跟踪模块设置有种植组件，所述种植组件设置有植入体组，所述植入体组上部通过第二螺丝设置有植体帽，所述植体帽一侧焊接有支架，所述支架末端通过第一螺丝固定有参考板。

4.如权利要求3所述的无牙颌导航系统，其特征在于，所述支架的一侧设有凹槽，所述凹槽通过机械焊接与植体帽固定连接。

5.如权利要求3所述的无牙颌导航系统，其特征在于，所述参考板上设置有第一红外LED组。

6.如权利要求1所述的无牙颌导航系统，其特征在于，所述工作站模块设置有导航仪、导航仪立柱、升降支臂、计算机、显示器、键盘、鼠标；所述导航仪通过红外信号与第一红外LED组、第二红外LED组连接。

7.一种应用于如权利要求1-6所述的无牙颌导航系统的无牙颌导航方法，所述无牙颌导航方法包括以下步骤：

第一步，患者进行锥形束CT检查，获取dicom数据；

第二步，将患者dicom数据导入到无牙颌种植导航系统的种植导航软件中，并在通过种植导航软件重建的牙颌模型中将种植体设计在理想的三维位置上；

第三步：在上颌或下颌的切牙区植入植入体；

第四步：在完成标定参考板步骤后，在支架上通过连接杆、第一螺丝安装参考板；

第五步：在口内利用配准钉对手机进行配准；

第六步：将导航仪调整到一个合适位置，确保参考板、定位器均能全程被导航仪所识别；

第七步：患者佩戴牙颌跟踪模块进行导航种植手术；

第八步：手术完成后，视情况旋出种植体组。

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