CN115919489A - 一种制作数字化种植牙导板的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种制作数字化种植牙导板的装置，包括定位框和牙科托盘，定位框包括底板和框架，包括底板和牙科托盘，底板表面设有用于固定牙科托盘的托盘固定组件，牙科托盘上设有印模材料，框架上设有活动盖板，活动盖板上设有定位导孔，定位导孔中穿设用于在有印模材料上标定坐标点的导棒。该装置能够精准定位种植牙的种植体植入的方向、位置、角度和深度，制造出高度准确的种植导板，并且简化了种植导板的生产难度和设备，降低了开展数字化导板的要求。本发明还提出一种制作数字化种植牙导板的方法。

Description

一种制作数字化种植牙导板的装置及方法

技术领域

本发明涉及口腔医疗技术领域，具体涉及一种制作数字化种植牙导板的装置。

背景技术

人工种植牙又称种植义齿，它是用生物材料制成的一种仿生牙，分为植入人体颌骨内起支持固定作用的种植体(即牙根部分)和承担咀嚼作用的牙冠两部分。医生根据患者失牙后牙槽骨及颌骨的变化，选用一定形状的种植体植入颌骨内作为人造牙根，然后在其露出口腔内的种植桩上安装牙冠，获得与天然牙相似的形状及功能。

传统植牙打孔方式无法精确给孔定位，只凭牙医经验操作，钻孔精度和稳定性均不足，存在手术风险。为克服传统植牙打孔存在的缺陷，通常会采用种植导板技术，即依据制定的修复方案和未来种植体在颌骨上植入的位置、角度、深度等要求设计制作的一种辅助钻孔手术的装置。目前市场上的种植导板主要包括基于计算机辅助设计与制作技术(CAD/CAM)制作的数字化种植导板和基于牙列模型制作的简易种植导板两种。数字化种植导板主要是通过CAD/CAM的方法，以CT三维数据为依据设计并加工成型的，其设计理念先进、导引精度高，可以准确将虚拟种植规划转移到真实的手术环境当中，已得到业界广泛认可。但是，在实际应用中也有其局限性，其从设计到加工都需要专门的系统和先进设备，如需要依赖激光扫描仪装置，直接导致这类导板的制作一般都是在具有专业设计技师和特殊仪器的导板加工中心进行的，最终使得其整体制作周期长、使用成本高，限制了临床的推广使用。简易种植导板是根据放射影像学的信息，在石膏模型上定位种植体的植入点，制作植入道，采用自凝塑料或经压膜机热压成型，或是在患者的原可摘义齿上直接磨出植入道。此类导板制作简单、成本低，可以基本保证修复后的效果，但其制作中只是参考了模型的表面信息，缺乏对植入区骨质三维结构的考量，尤其是缺牙区牙槽嵴宽度、高度以及颌骨中神经、窦腔分布等的精确信息，导致其精度和安全性欠佳。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种制作数字化种植牙导板的装置，能够制造出高度准确的种植导板，并且简化了种植导板的生产难度和设备，降低了开展数字化导板的要求。

为实现上述目的，本发明的一种制作数字化种植牙导板的装置，包括定位框和牙科托盘，定位框包括底板和框架，底板表面设有用于固定牙科托盘的托盘固定组件，牙科托盘上设有印模材料，框架上设有活动盖板，活动盖板上设有定位导孔，定位导孔中穿设用于在有印模材料上标定坐标点的导棒。

进一步地，框架包括四根立柱，相邻立柱的顶部之间连接有第一横杆，四根第一横杆围成第一承载面，相邻立柱的中部之间连接有第二横杆，第二横杆平行于第一横杆，四根横杆围成第二承载面，第一承载面和第二承载面上分别设有用于承载活动盖板的挡条。

进一步地，活动盖板包括第一盖板和第二盖板，第一盖板可拆卸地安装在第一承载面上，第二盖板可拆卸地安装在第二承载面上，定位导孔包括设置在第一盖板上的第一导孔和设置在第二盖板上的第二导孔，导棒穿过第一导孔和第二导孔。

进一步地，托盘固定组件包括设置在底板上的第一横向定位栓和第二横向定位栓，第一横向定位栓和第二横向定位栓上分别开设有通孔，且第一横向定位栓的通孔与第二横向定位栓上的通孔位于同一直线上，托盘固定组件还包括设置在底板上的第一纵向定位栓和第二纵向定位栓，第一纵向定位栓设置在第一横向定位栓与第二横向定位栓之间，第一纵向定位栓和第二纵向定位栓上分别开有通孔，且第一纵向定位栓的通孔和第二纵向定位栓的通孔位于同一直线上，第一纵向定位栓和第二纵向定位栓上通孔的连线垂直于第一横向定位栓的通孔与第二横向定位栓上的通孔的连线。

进一步地，底板上还设有第三横向定位栓和第四横向定位栓，第三横向定位栓和第四横向定位栓上分别开设有通孔，且第三横向定位栓的通孔和第四横向定位栓的通孔位于同一直线上，第三横向定位栓的通孔和第四横向定位栓的通孔的连线平行于第一横向定位栓的通孔与第二横向定位栓上的通孔的连线，第三横向定位栓的通孔和第四横向定位栓的通孔相对于底板的高度大于第一横向定位栓的通孔与第二横向定位栓上的通孔。

进一步地，牙科托盘包括用于承托印模材料的托盘体，托盘体上设有若干阻射标记点，托盘体的一端链接有托盘握柄，托盘握柄的底部设有导管，导管沿托盘握柄的长度方向延伸，导管上设有沿其轴向贯通的通孔，托盘握柄顶部设有第三横向配合栓，第三横向配合栓上设有通孔，第三横向配合栓通孔所在直线与导管通孔所在直线垂直，托盘体远离托盘握柄的一端设有第一横向配合栓和第二横向配合栓，第一横向配合栓和第二横向配合栓上分别开设有通孔，第一横向配合栓和第二横向配合栓的通孔位于同一直线上。

本发明还提出一种制作数字化种植牙导板的方法，包括以下步骤：

S1：根据带有相应定位点的牙科托盘，以及牙科托盘相应附的框架和底板，以此为基础建立新坐标系简称O'-x'y'z'，坐标系采用右手坐标系；

S2：将带有印模材料的牙科托盘置入患者口内，嘱咐患者做正中咬合，待印模材料凝固后牙科托盘滞留在口内，带着牙科托盘拍摄CBCT，即锥形束CT，拍摄完成后取下牙科托盘；

S3：通过CBCT进行输出数字化DICOM，即医学数字成像和通信文件；

S4：通过美亚CBCT看图软件，识别描绘出牙科托盘定位点，根据颌骨的信息由种植专业人员进行确认目标种植位置A，通过美亚看图软件自带的模拟种植功能，在相应位置新建虚拟植体，并且获取相应点位坐标，由CBCT产生的坐标系称为原坐标系简称O-xyz；

S5：通过空间直角坐标变换，将原坐标系O-xyz通过定位点的相对位置重叠，来计算出原坐标系O-xyz中虚拟种植位置A在新坐标系O'-x'y'z'中对应的坐标位置A'；

S6：将虚拟种植位置A'的虚拟的延长线与两层活动盖板相交，通过布尔运算相减，两层活动盖板上会留下两个定位导孔，两个定位导孔在盖板上的相对位置包含了植体在装置中的相对位置，利用数控技术将含有定位导孔的活动盖板加工出来后安置在框架上；

S7：把牙科托盘通过托盘固定组件固定在底板上，将相应尺寸的导棒通过两层定位导孔插入在牙科托盘的印模材料中后，灌入石膏，待石膏凝固，分离导棒，取下牙科托盘，取出凝固的石膏，此时导棒前端的一部分滞留在石膏模型中，套入相应的导环，在石膏模型中填基托蜡或者石膏将就位导凹消除，热塑成型压膜，待成型片冷却后取出，此时导环就转移到了有口内形态的成型片中，修剪打磨抛光成型片，浸入消毒液中即可待用。

进一步地，在步骤S5中，坐标变换的过程包括进行移轴变换计算，设原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'的原点O,O'不同，O'在原坐标系中的坐标为(x,y,z)，但是坐标基向量相同i'＝i,j'＝j,k'＝k，这时新坐标系O'-x'y'z'视为由原坐标系O-xyz平移重合而得；

具体地，设P为空间任意一点，它在坐标系O-xyz，O'-x'y'z'中的坐标分别是(x,y,z)，(x',y',z')，则有

又

代入得

xi+yj+zk＝(x′+x₀)i+(y′+y₀)j+(z′+z₀)k,

所以

式(1)是空间直角坐标系的移轴公式；

从式(1)解出(x′,y′,z′)，得到移轴的逆变换公式

进一步地，在步骤S5中，坐标变换的过程包括转轴变换，设原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'的原点O,O'相同，但坐标向量i,j,k和i',j',k'不同，这时新坐标系可以看成由原坐标系绕原点旋转，使得i,j,k和i',j',k'重合；

具体地，将原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'之间的夹角定义如下：

由于i',j',k'均为单位向量，其坐标为其三个方向余弦，因此：

设空间任一点P在坐标系O-xyz，O'-x'y'z'中的坐标分别是(x,y,z)，(x'y'z')，则：

由于O＝O’，由上面两式得：

xi+yj+zk＝x′i′+y′j′+z′k’.

将i′，j′，k’代入得

xi+yj+zk＝(χ′cosα₁+y′cosα₂+z′cosα₃)i+(x’cosβ₁+y′cosβ₂+z′cosβ₃)j+(x’cosγ₁+y′cosγ₂+z′cosγ₃)k.

于是有

这就是空间直角坐标变换的转轴公式。注意i′，j’，k’在旧坐标系的坐标为(3)中的各列系数(行变列)。转轴的逆变换公式为

转轴变换公式(3)与其逆变换公式(4)都是齐次线性变换，它们的一次项系数不是独立的，这是因为i，j，k和i’，j′，k’和是两组相互垂直的单位向量，它们的坐标要满足一定的条件，由|i|＝|j|＝|k|＝1，且ij＝jk＝ki＝0，且|i′|＝|j′|＝|k′|＝1，且i′j′＝j’k′＝k’i＝0；

因此，变换公式(3)与逆变换公式(4)的一次项系数分别满足下列条件：

又因为(i，j，k)＝(i′，j’，k’)＝1，可得转轴变换(3)与(4)的系数行列式

条件(5)，(6)和(7)称为直角坐标变换的正交条件，根据代数学知识可知，转轴变换及其逆变换的系数矩阵

是正交矩阵，而且AA^-1＝AA^T＝E

由此原理求得虚拟种植位置A，在新坐标系中的新坐标A'。

本发明的一种制作数字化种植牙导板的装置能够精准定位种植牙的种植体植入的方向、位置、角度和深度，制造出高度准确的种植导板，并且简化了种植导板的生产难度和设备，降低了开展数字化导板的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。

图1是本发明首选实施方式的一种制作数字化种植牙导板的装置的结构示意图。

图2是用于体现定位框结构的示意图。

图3是用于体现牙科托盘正面的结构示意图。

图4是用于体现牙科托盘背面的结构示意图。

图5是用于体现拍摄获得CBCT的示意图。

图6是用于体现移轴变换中坐标系差异的示意图。

图7是用于体现转轴变化中坐标系差异的示意图。

附图标记：1、牙科托盘；11、托盘体；12、托盘握柄；13、导管；14、第一横向配合栓；15、第二横向配合栓；16、第三横向配合栓；2、定位框；21、底板；31、立柱；32、第一横杆；33、第二横杆；34、挡条；41、第一盖板；42、第二盖板；43、第一导孔；44、第二导孔；5、导棒；61、第一横向定位栓；62、第二横向定位栓；63、第三横向定位栓；64、第四横向定位栓；65、第一纵向定位栓；66、第二纵向定位栓；67、中间支撑块。

具体实施方式

下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明首选实施方式的一种制作数字化种植牙导板的装置，包括定位框2和牙科托盘1，定位框2包括底板21和框架，底板21表面设有用于固定牙科托盘1的托盘固定组件，牙科托盘1上设有印模材料。图1中牙科托盘1承托的为下牙用托盘，此外还分别有上牙用托盘，并且牙科托盘1可以有不同尺寸。

如图1和图2所示，定位框2包括四根立柱31，相邻立柱31的顶部之间连接有第一横杆32，四根第一横杆32围成第一承载面，相邻立柱31的中部之间连接有第二横杆33，第二横杆33平行于第一横杆32，四根横杆围成第二承载面。第一承载面和第二承载面上分别设有挡条34。

如图1和图2所示，定位框2上设有两层活动盖板，活动盖板包括第一盖板41和第二盖板42，第一盖板41可拆卸地安装在第一承载面上，第二盖板42可拆卸地安装在第二承载面上，通过挡条34分别承托第一盖板41和第二盖板42。第一盖板41上开设第一导孔43，第二盖板42上开设第二导孔44，第一导孔43和第二导孔44均为腰型孔，是由于采用了二轴激光切割工具进行加工，二轴激光切割工具无法加工斜向的孔，因此，通过将第一导孔43和第二导孔44设置为腰型孔，腰型孔的两端分别对应导棒5在活动盖板的两个表面上的投影位置，这样既可以满足导棒5斜向设置的需求，又可以降低加工难度。其中穿设用于在有印模材料上标定坐标点的导棒5导棒5带有深度刻度信息，通过导棒5确定印模材料上的种植位置，将CT读片软件里设计好的种植体的坐标点位转移到牙科托盘1上。

此外，如果采用多轴激光切割工具，如四轴乃至五轴激光切割工具，在单层的活动盖板上加工出倾斜的定位导孔，这样通过单个定位导孔也能够起到对导棒进行定位的作用。

如图2所示，托盘固定组件包括设置在底板21上的第一横向定位栓61和第二横向定位栓62，第一横向定位栓61和第二横向定位栓62上分别开设有通孔，且第一横向定位栓61的通孔与第二横向定位栓62上的通孔位于同一直线上。底板21上还设有第三横向定位栓63和第四横向定位栓64，第三横向定位栓63和第四横向定位栓64上分别开设有通孔，且第三横向定位栓63的通孔和第四横向定位栓64的通孔位于同一直线上，第三横向定位栓63的通孔和第四横向定位栓64的通孔的连线平行于第一横向定位栓61的通孔与第二横向定位栓62上的通孔的连线，第三横向定位栓63的通孔和第四横向定位栓64的通孔相对于底板21的高度大于第一横向定位栓61的通孔与第二横向定位栓62上的通孔。

如图2所示，托盘固定组件还包括设置在底板21上的第一纵向定位栓65和第二纵向定位栓66，第一纵向定位栓65设置在第一横向定位栓61与第二横向定位栓62之间，第一纵向定位栓65和第二纵向定位栓66上分别开有通孔，且第一纵向定位栓65的通孔和第二纵向定位栓66的通孔位于同一直线上，第一纵向定位栓65和第二纵向定位栓66上通孔的连线垂直于第一横向定位栓61的通孔与第二横向定位栓62上的通孔的连线。第一纵向定位栓65和第二纵向定位栓66之间设有中间支撑块67，中间支撑块67的顶部开设有通槽。

如图3和图4所示，牙科托盘1包括用于承托印模材料的托盘体11，托盘体11上设有若干阻射标记点，托盘体11的一端链接有托盘握柄12，托盘握柄12的底部设有导管13，导管13沿托盘握柄12的长度方向延伸，导管13上设有沿其轴向贯通的通孔。装配时，导管13位于第一纵向定位栓65中间支撑块67之间，通过在第一纵向定位栓65、导管13、中间支撑快和第二纵向定位栓66的通孔和通槽中穿过栓销固定。

如图3和图4所示，托盘体11远离托盘握柄12的一端设有第一横向配合栓14和第二横向配合栓15，第一横向配合栓14和第二横向配合栓15上分别开设有通孔，第一横向配合栓14和第二横向配合栓15的通孔位于同一直线上。装配式，第一横向配合栓14位于第一横向定位栓61内侧，第二横向配合栓15位于第二横向定位栓62内侧，通过在第一横向定位栓61、第一横向配合栓14、第二横向配合栓15和第二横向定位栓62的通孔中穿过销栓固定。

如图3和图4所示，托盘握柄12顶部设有第三横向配合栓16，第三横向配合栓16上设有通孔，第三横向配合栓16通孔所在直线与导管13通孔所在直线垂直。装配时，第三横向配合栓16位于第三横向定位栓63和第四横向定位栓64之间，通过在第三横向定位栓63、第三横向配合栓16和第四横向定位栓64的通孔中穿过栓销固定。

本发明还提出一种制作数字化种植牙导板的方法，包括以下步骤：

S1：根据带有相应定位点的牙科托盘1，以及牙科托盘1相应附的定位框2和底板21，以此为基础建立新坐标系简称O'-x'y'z'，坐标系采用右手坐标系；

S2：如图5所示，将带有印模材料的牙科托盘1置入患者口内，嘱咐患者做正中咬合，待印模材料凝固后牙科托盘1滞留在口内，带着牙科托盘1拍摄CBCT，即锥形束CT，拍摄完成后取下牙科托盘1；

S3：通过CBCT进行输出数字化DICOM，即医学数字成像和通信文件；

S4：通过美亚CBCT看图软件，识别描绘出牙科托盘1定位点，根据颌骨的信息由种植专业人员进行确认目标种植位置A，通过美亚看图软件自带的模拟种植功能，在相应位置新建虚拟植体，并且获取相应点位坐标，由CBCT产生的坐标系称为原坐标系简称O-xyz；

S5：通过空间直角坐标变换，将原坐标系O-xyz通过定位点的相对位置重叠，来计算出原坐标系O-xyz中虚拟种植位置A在新坐标系O'-x'y'z'中对应的坐标位置A'；

S6：将虚拟种植位置A’的虚拟的延长线与两层活动盖板相交，通过布尔运算相减，两层活动盖板上会留下两个定位导孔，两个定位导孔在盖板上的相对位置包含了植体在装置中的相对位置，利用数控技术将含有定位导孔的活动盖板加工出来后安置在定位框2上；

S7：把牙科托盘1通过托盘固定组件固定在底板21上，将相应尺寸的导棒5通过两层定位导孔插入在牙科托盘1的印模材料中后，灌入石膏，待石膏凝固，分离导棒5，取下牙科托盘1，取出凝固的石膏，此时导棒5前端的一部分滞留在石膏模型中，套入相应的导环，在石膏模型中填基托蜡或者石膏将就位导凹消除，热塑成型压膜，待成型片冷却后取出，此时导环就转移到了有口内形态的成型片中，修剪打磨抛光成型片，浸入消毒液中即可待用。

如图6所示，在步骤S5中，坐标变换的过程包括进行移轴变换计算，设原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'的原点O,O'不同，O'在原坐标系中的坐标为(x,y,z)，但是坐标基向量相同i'＝i,j'＝j,k'＝k，这时新坐标系O'-x'y'z'视为由原坐标系O-xyz平移重合而得；

具体地，设P为空间任意一点，它在坐标系O-xyz，O'-x'y'z'中的坐标分别是(x,y,z)，(x'y'z')，则有

又

代入得

xi+yj+zk＝(x′+x₀)i+(y′+y₀)j+(z′+z₀)k,

所以

式(1)是空间直角坐标系的移轴公式；

从式(1)解出(x′,y′,z′)，得到移轴的逆变换公式

如图7所示，在步骤S5中，坐标变换的过程包括转轴变换，设原坐标系O-xyz与新坐标系O’-x′y′z′的原点O，O’相同，但坐标向量i，j，k和i′，j’，k’不同，这时新坐标系可以看成由原坐标系绕原点旋转，使得i，j，k和i′，j’，k’重合；

具体地，将原坐标系O-xyz与新坐标系O’-x′y′z’之间的夹角定义如下：

由于i′，j’，k’均为单位向量，其坐标为其三个方向余弦，因此：

设空间任一点P在坐标系O-xyz，O’-x’y′z′中的坐标分别是(x，y，z)，(x′y′z’)，则：

由于O＝O′，由上面两式得：

xi+yj+zk＝x′i′+y′j′+z′k′.

将i′，j′，k′代入得

xi+yj+zk＝(x’cosα₁+y′cosα₂+z′cosa₃)i+(x’cosβ₁+y′cosβ₂+z′cosβ₃)j+(x′cosγ₁+y′cosγ₂+z′cosγ₃)k.

于是有

这就是空间直角坐标变换的转轴公式。注意i′，j’，k′在旧坐标系的坐标为(3)中的各列系数(行变列)。转轴的逆变换公式为

转轴变换公式(3)与其逆变换公式(4)都是齐次线性变换，它们的一次项系数不是独立的，这是因为i，j，k和i’，j’，k’和是两组相互垂直的单位向量，它们的坐标要满足一定的条件，由|i|＝|j|＝|k|＝1，且ij＝jk＝ki＝0,且|i′|＝|j′|＝|k′|＝1，且i′j′＝j’k′＝k’i′＝0；

因此，变换公式(3)与逆变换公式(4)的一次项系数分别满足下列条件：

又因为(i,j,k)＝(i′,j′,k′)＝1，可得转轴变换(3)与(4)的系数行列式

条件(5)，(6)和(7)称为直角坐标变换的正交条件，根据代数学知识可知，转轴变换及其逆变换的系数矩阵

是正交矩阵，而且AA^-1＝AA^T＝E

由此原理求得虚拟种植位置A，在新坐标系中的新坐标A'。

本发明的一种制作数字化种植牙导板的装置能够精准定位种植牙的种植体植入的方向、位置、角度和深度，制造出高度准确的种植导板，并且简化了种植导板的生产难度和设备，降低了开展数字化导板的要求。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。

Claims (10)

1.一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，包括定位框(2)和牙科托盘(1)，所述定位框(2)包括底板(21)和框架，所述底板(21)表面设有用于固定牙科托盘(1)的托盘固定组件，所述牙科托盘(1)上设有印模材料，所述框架上设有活动盖板，所述活动盖板上设有定位导孔，所述定位导孔中穿设用于在有印模材料和托盘上标定坐标点的导棒(5)。

2.根据权利要求1所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述框架包括四根立柱(31)，相邻所述立柱(31)的顶部之间连接有第一横杆(32)，四根所述第一横杆(32)围成第一承载面，相邻所述立柱(31)的中部之间连接有第二横杆(33)，所述第二横杆(33)平行于第一横杆(32)，四根所述横杆围成第二承载面，所述第一承载面和第二承载面上分别设有用于承载活动盖板的挡条(34)。

3.根据权利要求2所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述活动盖板包括第一盖板(41)和第二盖板(42)，所述第一盖板(41)可拆卸地安装在第一承载面上，所述第二盖板(42)可拆卸地安装在第二承载面上，所述定位导孔包括设置在第一盖板(41)上的第一导孔(43)和设置在第二盖板(42)上的第二导孔(44)，所述导棒(5)穿过第一导孔(43)和第二导孔(44)。

4.根据权利要求1所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述托盘固定组件包括设置在底板(21)上的第一横向定位栓(61)和第二横向定位栓(62)，所述第一横向定位栓(61)和第二横向定位栓(62)上分别开设有通孔，且所述第一横向定位栓(61)的通孔与第二横向定位栓(62)上的通孔位于同一直线上，所述托盘固定组件还包括设置在底板(21)上的第一纵向定位栓(65)和第二纵向定位栓(66)，所述第一纵向定位栓(65)设置在第一横向定位栓(61)与第二横向定位栓(62)之间，所述第一纵向定位栓(65)和第二纵向定位栓(66)上分别开有通孔，且所述第一纵向定位栓(65)的通孔和第二纵向定位栓(66)的通孔位于同一直线上，所述第一纵向定位栓(65)和第二纵向定位栓(66)上通孔的连线垂直于第一横向定位栓(61)的通孔与第二横向定位栓(62)上的通孔的连线。

5.根据权利要求4所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述底板(21)上还设有第三横向定位栓(63)和第四横向定位栓(64)，所述第三横向定位栓(63)和第四横向定位栓(64)上分别开设有通孔，且所述第三横向定位栓(63)的通孔和第四横向定位栓(64)的通孔位于同一直线上，所述第三横向定位栓(63)的通孔和第四横向定位栓(64)的通孔的连线平行于第一横向定位栓(61)的通孔与第二横向定位栓(62)上的通孔的连线，所述第三横向定位栓(63)的通孔和第四横向定位栓(64)的通孔相对于底板(21)的高度大于第一横向定位栓(61)的通孔与第二横向定位栓(62)上的通孔。

6.根据权利要求5所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述第一纵向定位栓(65)和第二纵向定位栓(66)之间设有中间支撑块(67)，所述中间支撑块(67)的顶部开设有通槽。

7.根据权利要求6所述的一种制作数字化种植牙导板的装置，其特征在于，所述牙科托盘(1)包括用于承托印模材料的托盘体(11)，所述托盘体(11)上设有若干阻射标记点，所述托盘体(11)的一端链接有托盘握柄(12)，所述托盘握柄(12)的底部设有导管(13)，所述导管(13)沿托盘握柄(12)的长度方向延伸，所述导管(13)上设有沿其轴向贯通的通孔，所述托盘握柄(12)顶部设有第三横向配合栓(16)，所述第三横向配合栓(16)上设有通孔，所述第三横向配合栓(16)通孔所在直线与导管(13)通孔所在直线垂直，所述托盘体(11)远离托盘握柄(12)的一端设有第一横向配合栓(14)和第二横向配合栓(15)，所述第一横向配合栓(14)和第二横向配合栓(15)上分别开设有通孔，所述第一横向配合栓(14)和第二横向配合栓(15)的通孔位于同一直线上。

8.一种制作数字化种植牙导板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据带有相应定位点的牙科托盘(1)，以及牙科托盘(1)相应附的框架和底板(21)，以此为基础建立新坐标系简称O'-x'y'z'，坐标系采用右手坐标系；

S2：将带有印模材料的牙科托盘(1)置入患者口内，嘱咐患者做正中咬合，待印模材料凝固后牙科托盘(1)滞留在口内，带着牙科托盘拍摄CBCT，即锥形束CT，拍摄完成后取下牙科托盘(1)；

S3：通过CBCT进行输出数字化DICOM，即医学数字成像和通信文件；

S4：通过美亚CBCT看图软件，识别描绘出牙科托盘(1)定位点，根据颌骨的信息由种植专业人员进行确认目标种植位置A，通过美亚看图软件自带的模拟种植功能，在相应位置新建虚拟植体，并且获取相应点位坐标，由CBCT产生的坐标系称为原坐标系简称O-xyz；

S5：通过空间直角坐标变换，将原坐标系O-xyz通过定位点的相对位置重叠，来计算出原坐标系O-xyz中虚拟种植位置A在新坐标系O'-x'y'z'中对应的坐标位置A'；

S6：将虚拟种植位置A'的虚拟的延长线与两层活动盖板相交，通过布尔运算相减，两层活动盖板上会留下两个定位导孔，两个定位导孔在盖板上的相对位置包含了植体在装置中的相对位置，利用数控技术将含有定位导孔的活动盖板加工出来后安置在框架上；

S7：把牙科托盘(1)通过托盘固定组件固定在底板(21)上，将相应尺寸的导棒(5)通过两层定位导孔插入在牙科托盘(1)的印模材料中后，灌入石膏，待石膏凝固，分离导棒(5)，取下牙科托盘(1)，取出凝固的石膏，此时导棒(5)前端的一部分滞留在石膏模型中，套入相应的导环，在石膏模型中填基托蜡或者石膏将就位导凹消除，热塑成型压膜，待成型片冷却后取出，此时导环就转移到了有口内形态的成型片中，修剪打磨抛光成型片，浸入消毒液中即可待用。

9.根据权利要求8所述的一种制作数字化种植牙导板的方法，其特征在于，在步骤S5中，坐标变换的过程包括进行移轴变换计算，设原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'的原点O,O'不同，O'在原坐标系中的坐标为(x,y,z)，但是坐标基向量相同i'＝i，j'＝j，k'＝k，这时新坐标系O'-x'y'z'视为由原坐标系O-xyz平移重合而得；

具体地，设P为空间任意一点，它在坐标系O-xyz，O'-x'y'z'中的坐标分别是(x,y,z)，(x',y',z')，则有

又

代入得

xi+yj+zk＝(x′+x₀)i+(y′+y₀)j+(z′+z₀)k,

所以

式(1)是空间直角坐标系的移轴公式；

从式(1)解出(x′,y′,z′)，得到移轴的逆变换公式

10.根据权利要求9所述的一种制作数字化种植牙导板的方法，其特征在于，在步骤S5中，坐标变换的过程包括转轴变换，设原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'的原点O,O'相同，但坐标向量i,j,k和i',j',k'不同，这时新坐标系可以看成由原坐标系绕原点旋转，使得i,j,k和i',j',k'重合；

具体地，将原坐标系O-xyz与新坐标系O'-x'y'z'之间的夹角定义如下：

由于i′，j′，k′均为单位向量，其坐标为其三个方向余弦，因此：

设空间任一点P在坐标系O-xyz，O’-x’y’z’中的坐标分别是(x,y,z)，(x′y′z’)，则：

由于O＝O’，由上面两式得：

xi+yj+zk＝x′i’+y′j’+z′k’.

将i′，j′，k′代人得

xi+yj+zk＝(x′cosα₁+y′cosα₂+z′cosα₃)i+(x′cosβ₁+y′cosβ₂+z′cosβ₃)j+(x′cosγ₁+y′cosγ₂+z′cosγ₃)k.

于是有

这就是空间直角坐标变换的转轴公式。注意i’，j′，k′在旧坐标系的坐标为(3)中的各列系数(行变列)。转轴的逆变换公式为

转轴变换公式(3)与其逆变换公式(4)都是齐次线性变换，它们的一次项系数不是独立的，这是因为i，j，k和i′，j′，k’和是两组相互垂直的单位向量，它们的坐标要满足一定的条件，由|i|＝|j|＝|k|＝1，且ij＝jk＝ki＝0，且|i′|＝|j′|＝|k′|＝1，且i′j′＝j’k′＝k’i′＝0；

因此，变换公式(3)与逆变换公式(4)的一次项系数分别满足下列条件：

又因为(i,j,k)＝(i′,j′,k′)＝1，可得转轴变换(3)与(4)的系数行列式

条件(5)，(6)和(7)称为直角坐标变换的正交条件，根据代数学知识可知，转轴变换及其逆变换的系数矩阵

是正交矩阵，而且AA^-1＝AA^T＝E

由此原理求得虚拟种植位置A，在新坐标系中的新坐标A'。

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