CN114668533B - 一种数字化根盾导板及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数字化根盾导板及制作方法，包括：获取患者口腔模型数据；建立根盾手术位点天然牙或余留牙的牙根数据；在根盾位点处进行虚拟拔牙及封洞操作后，导出模型数据；并以根盾位点为中心设计咬合板，生成牙支持式的咬合板基底，导出为导板基板数据；根据根盾位点牙根颈部最大直径在Magics软件中建立并导出前柱、后柱以及导环平台；在Magics软件中，将牙根数据、模型数据、导板基板数据重叠拟合，并调整前柱、后柱、导环平台、模型之间的位置，形成导板；通过对各部件之间进行布尔运算调整导板数据，得到最终导板，在最终导板上开窗得到根盾导板；通过3D打印根盾导板。本发明根盾导板制作简单，有效降低临床外科时间及手术风险。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用具技术领域，特别涉及一种数字化根盾导板及制作方法。
背景技术
口腔种植的成功要求种植体周围一定质与量的骨组织。天然牙拔除后，软硬组织即刻会发生骨改建，骨重建的进程，导致牙槽骨的吸收与软组织的塌陷，影响种植外科与美学效果。2010年，Hurzeler等提出根盾技术的理念，即保留天然牙根唇侧根片，通过根片天然的屏障作用与余留牙周膜上的血管给予剩余牙槽嵴更好的血供以达到保留牙槽嵴的目的。经学者研究，这项技术可以一定程度上维持拔牙位点的软硬组织组织。这项技术要求严格的适应症的选择，手术位点的牙根应无吸收，无任何慢性或者急性的炎症，且牙根无松动，牙周膜间隙无明显增宽投射性影。这项技术的成功与天然牙根根片的制备以及其牙周膜的稳定性息息相关。制备后根片的保留厚度为0.5mm～1.5mm，垂直向将根片制备至牙槽嵴定。种植体与根片之间预留0.5mm以上的跳跃间隙。
目前，在临床上根盾技术具有一定的技术敏感性且耗费时间，技术实施大部分依赖于有经验的口腔医生。因此，亟需一种能够辅助口腔临床医生进行临床根盾手术的导板。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，提供了一种数字化根盾导板及制作方法，通过该根据导板可辅助临床医生进行更加精准微创的根盾手术。
本发明采用的技术方案如下：一种数字化根盾导板制作方法，包括：
步骤1、获取患者口内上下颌模型及其颌位关系数据信息并通过CBCT采集患者骨组织信息；
步骤2、重建CBCT数据，保存并导出根盾手术位点天然牙或余留牙的牙根数据；
步骤3、通过EXO软件在上下颌模型中根盾位点处进行虚拟拔牙及封洞操作后，导出模型数据；并以根盾位点为中心设计咬合板，生成牙支持式的咬合板基底，导出为导板基板数据；
步骤4、根据根盾位点牙根颈部最大直径在Magics软件中建立并导出前柱、后柱以及导环平台；
步骤5、将牙根数据、模型数据、导板基板数据、前柱、后柱以及导环平台同时导入Magics软件中，将牙根数据、模型数据、导板基板数据重叠拟合，并调整前柱、后柱、导环平台、模型之间的位置，形成导板；
步骤6、通过对各部件之间进行布尔运算调整导板数据，得到最终导板，在最终导板上开窗得到根盾导板；
步骤7、通过3D打印根盾导板。
进一步的，所述步骤3中，咬合板范围在根盾微店两侧牙弓至少包绕两个牙位，咬合板边缘位于牙冠颈部，不覆盖牙龈。
进一步的，所述咬合板材质为树脂或金属，树脂厚度设置为2-3.5mm，金属厚度设置为0.8-2mm。
进一步的，所述步骤4中，前柱与后柱均为直径比牙根颈部最大直径小1mm且高为25mm的圆柱。
进一步的，所述步骤4中，导环平台为直径比牙根颈部最大直径大3mm且高为5mm的圆柱。
进一步的，所述步骤5中，在Magics软件中，将前柱的圆柱体一端地面与牙根根尖部齐平，矢状面观，圆柱中心轴平行于牙根唇颊面中线放置，圆柱颊侧面距离牙根颊侧面0.5-1.5mm，冠状面观，前柱轴心于牙根中线处于同一条线上；后柱放置在前柱正面观的后方1.8mm；正面观，导环平台底部较前柱底部偏向牙根方向3mm。
进一步的，所述步骤6的具体过程为：通过布尔运算由前柱减去后柱得到原切削路径数据，获得月牙型柱体数据；将月牙型柱体数据唇侧曲面分离，再对该曲面反转、面转实体操作，转为实体时厚度设计为1.8mm，得到分根路径；将导板基板数据与导环平台布尔相加，得到导板数据1，再通过布尔运算，将导板数据1减去分根路径，得到导板数据2，导板数据2减去模型数据得到导板数据3，即形成最终导板；在最终导板的根盾位点两侧进行开窗，得到根盾导板。
进一步的，所述步骤1中，通过口内扫描设备或取模口外扫描获取患者上下颌模型及其颌位关系数据信息。
进一步的，所述步骤5中，导入Magics软件中的牙根数据、模型数据、导板基板数据、前柱、后柱以及导环平台均为STL格式。
本发明还提出了一种根盾导板，通过上述数字化根盾导板制作方法制作而成。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明提出的导板制作方法对于专业人员操作简单，平均一个导板的设计时间成本约为20min。制作而成的根盾外壳导板，避免了年青医生对经验的依赖性，操作简单，降低了临床外科时间；操作精确，避免牙根过度预备或预备不足；微创，降低了手术风险，同时，对于患者更微创的手术，更短的手术时间，患者满意度更高。
附图说明
图1为本发明提出的根盾导板制作方法制作流程图。
图2为本发明一实施例中口腔扫描图。
图3为本发明一实施例中根盾点位天然牙或牙根示意图。
图4为本发明一实施例中前柱、后柱与导环平台位置关系示意图。
图5为本发明一实施例中虚拟拔牙及封洞操作的模型图。
图6为本发明一实施例中导板基板示意图。
图7为本发明一实施例中切削路径示意图。
图8为本发明一实施例中根盾导板示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
实施例1
为了辅助临床医生进行更加精准微创的根盾手术，以降低手术风险，本实施例提出的一种根盾导板制作方法，具体方案如下：
如图1-图8所示，一种数字化根盾导板制作方法，包括：
步骤1、获取患者口内上下颌模型及其颌位关系数据信息并通过CBCT采集患者骨组织信息；
步骤2、重建CBCT数据，保存并导出根盾手术位点天然牙或余留牙的牙根数据；
步骤3、通过EXO软件在上下颌模型中根盾位点处进行虚拟拔牙及封洞操作后，导出模型数据；并以根盾位点为中心设计咬合板，生成牙支持式的咬合板基底，导出为导板基板数据；
步骤4、根据根盾位点牙根颈部最大直径在Magics软件中建立并导出前柱、后柱以及导环平台；
步骤5、将牙根数据、模型数据、导板基板数据、前柱、后柱以及导环平台同时导入Magics软件中，将牙根数据、模型数据、导板基板数据重叠拟合，并调整前柱、后柱、导环平台、模型之间的位置，形成导板；
步骤6、通过对各部件之间进行布尔运算调整导板数据，得到最终导板，在最终导板上开窗得到根盾导板；
步骤7、通过3D打印根盾导板。
具体的，在本实施例中，如图2所示，通过口内扫描设备或取模口外扫描获取患者口内上下颌模型及其颌位关系数据信息，并将其保存为STL格式。同时通过CBCT获取患者骨组织信息保存导出为DICOM格式。
在步骤2中，如图3所示，在Simplant软件中重建由CBCT获取的DICOM格式的数据，保存根盾手术位点天然牙或余留牙根数据，转化为STL格式导出。
在步骤3中，如图5所示，通过EXO软件在步骤1中获取的上下颌模型上的根盾位点处进行虚拟拔牙，即将将牙冠磨除，雕刻出拔牙窝的形态；在虚拟拔牙之后对模型数据进行封洞处理，并导出为STL格式，命名为模型。
其中，虚拟拔牙采用EXO软件中的“自由造型扫描数据”功能实现。
同时，在EXO软件中，如图6所示，对工作侧模型建立“咬合板”订单，即设计咬合板。在本实施例中，以根盾位点中心，设计咬合板，其范围在根盾位点两侧牙弓且至少包围两个牙位，咬合板边缘位于牙冠颈部，不覆盖牙龈，最终生成牙支持式的咬合板基底，导出STL格式，命名为导板基板如图。
在本实施例中，对于咬合板的材质提供了两种选择，分别为树脂与金属，在咬合板材质为树脂时，厚度设置为2-3.5mm；在咬合板材质为金属时，厚度设置为0.8-2mm。
在步骤4中，前柱与后柱的建立过程为：Magics软件中新建直径比牙根颈部最大直径小1mm且高为25mm的圆柱，重复两次导出为STL格式，分别命名为前柱与后柱。
导环平台的建立过程为：Magics软件中新建直径比牙根颈部最大直径大3mm且高为5mm的圆，导出为STL格式，命名为导环平台。
在得到STL格式的模型数据、导板基板数据、牙根数据、前柱、后柱与导环平台后，将上述五个文件导入到Magics软件中。
首先，将模型数据、导板基板数据、牙根数据进行重叠拟合，再调整前柱、后柱、导环平台拟合后模型的位置关系如图4所示。其中，位置调整通过软件的平移与旋转功能实现，具体的：前柱的圆柱体一端底面与牙根根尖部齐平；矢状面观，圆柱中心轴平行于牙根唇颊面中线放置，圆柱颊侧面距离牙根颊侧面0.5-1.5mm，冠状面观，前柱轴心于牙根中线处于同一条线上；后柱放置在前柱正面观的后方1.8mm；正面观，导环平台底部较前柱底部偏向牙根方向3mm，导环平台底部与前柱底部的高度距离差为前柱高度与根盾车针的工作长度之差，即高度距离差＝前柱高度-根盾车针的工作长度。在实际应用时，只需医生沿着导环平台内轨道进行牙根制备。
再调整好各组件之间位置后，通过布尔运算进行导板调整。具体的：
采用布尔运算，前柱减去后柱得到原切削路径数据，如图7所示，获得一个月牙型柱体数据；通过Magics软件中的“曲面选择”工具选择月牙型柱体唇侧曲面，并通过“分离曲面”功能得到曲面1，选择曲面1通过“反转模型”“面转为实体”操作，得到分根路径，在本实施例中面转为实体时，厚度设计为1.8mm。
将导体基板数据与导环平台布尔相加计算，获得导板数据1，利用布尔运算，导板数据1减去分根路径，得到导板数据2，导板而减去模型数据得到导板数据3，即形成最终导板；再导板3根盾点位两侧进行开窗处理，即可得到根盾导板，将根盾导板以STL格式导出，采用3D打印得到所需的根盾导板，如图8所示。
本实施例提出的根盾导板制作方法操作简单，平均一个根盾导板的设计时间成本约为20min，制作时间成本低。
实施例2
本实施例提出了一种根盾导板，通过实施例1所述的数字化根盾导板制作方法制作而成，该根盾外壳导板，避免了年青医生对经验的依赖性，操作简单，降低了临床外科时间；操作精确，避免牙根过度预备或预备不足；微创，降低了手术风险，同时，对于患者更微创的手术，更短的手术时间，患者满意度更高。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种数字化根盾导板制作方法，其特征在于，包括：
步骤1、获取患者口内上下颌模型及其颌位关系数据信息并通过CBCT采集患者骨组织信息；
步骤2、重建CBCT数据，保存并导出根盾位点天然牙或余留牙的牙根数据；
步骤3、通过EXO软件在上下颌模型中根盾位点处进行虚拟拔牙及封洞操作后，导出模型数据；并以根盾位点为中心设计咬合板，生成牙支持式的咬合板基底，导出为导板基板数据；
步骤4、根据根盾位点牙根颈部直径在Magics软件中建立并导出前柱、后柱以及导环平台；
步骤5、将牙根数据、模型数据、导板基板数据、前柱、后柱以及导环平台同时导入Magics软件中，将牙根数据、模型数据、导板基板数据重叠拟合，并调整前柱、后柱、导环平台、模型之间的位置，形成导板；
步骤6、通过对各部件之间进行布尔运算调整导板数据，得到最终导板，在最终导板上开窗得到根盾导板；
步骤7、通过3D打印根盾导板。
2.根据权利要求1所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤3中，咬合板范围在根盾位点两侧牙弓至少包绕两个牙位，咬合板边缘位于牙冠颈部，不覆盖牙龈。
3.根据权利要求1或2所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述咬合板材质为树脂或金属，树脂厚度设置为2-3.5mm，金属厚度设置为0.8-2mm。
4.根据权利要求1或2所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤4中，前柱与后柱均为直径比牙根颈部最大直径小1mm且高为25mm的圆柱。
5.根据权利要求4所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤4中，导环平台为直径比牙根颈部最大直径大3mm且高为5mm的圆柱。
6.根据权利要求5所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤5中，在Magics软件中，将前柱的圆柱体一端底面与牙根根尖部齐平，矢状面观，圆柱中心轴平行于牙根唇颊面中线放置，圆柱颊侧面距离牙根颊侧面0.5-1.5mm，冠状面观，前柱轴心于牙根中线处于同一条线上；后柱放置在前柱正面观的后方1.8mm；正面观，导环平台底部较前柱底部偏向牙根方向3mm。
7.根据权利要求1所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤6的具体过程为：通过布尔运算由前柱减去后柱得到原切削路径数据，获得月牙型柱体数据；将月牙型柱体数据唇侧曲面分离，再对该曲面反转、面转实体操作，转为实体时厚度设计为1.8mm，得到分根路径；将导板基板数据与导环平台布尔相加，得到导板数据1，再通过布尔运算，将导板数据1减去分根路径，得到导板数据2，导板数据2减去模型数据得到导板数据3，即形成最终导板；在最终导板的根盾位点两侧进行开窗，得到根盾导板。
8.根据权利要求1所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤1中，通过口内扫描设备或取模口外扫描获取患者上下颌模型及其颌位关系数据信息。
9.根据权利要求1所述的数字化根盾导板制作方法，其特征在于，所述步骤5中，导入Magics软件中的牙根数据、模型数据、导板基板数据、前柱、后柱以及导环平台均为STL格式。
10.一种根盾导板，其特征在于，通过权利要求1-9任一项所述的数字化根盾导板制作方法制作而成。
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