CN117017536A - 植牙定位组件及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植牙定位组件，包括：导板，其设有引导孔；环形磁体，其设于所述引导孔中，所述环形磁体设有安装孔；导环，其设于所述安装孔中，所述导环设有贯通的导向孔；手机，其具有机头，所述机头装配有刀头；磁场传感器，其设于所述机头。本发明的植牙定位组件，可以通过磁场传感器测量的磁场强度判断刀头的钻孔深度，使得制备的种植窝洞深度更加准确。本发明可将常规种植手术钻头用于导板种植手术中，省去了定制导板钻头的成本，与现有导板种植手术相比，本发明使用的钻头数量更少，使得导板种植手术更简便更高效。本发明可应用于种植牙技术领域中。

Description

植牙定位组件及其定位方法

技术领域

本发明涉及种植牙技术领域，特别涉及植牙定位组件及其定位方法。

背景技术

植牙导板是用于植牙手术中的辅助工具，也被称为手术导板或植牙导板，是根据患者口腔的形态和植牙计划制作的定制化器械。在患者的口腔制备种植窝洞时，可以通过植牙导板的引导孔对专用的导板钻头的角度、位置和深度进行限定，使种植窝洞的位置、深度和角度更加准确，这是因为导板钻头中设有导柱，导柱可与引导孔配合，实现导板钻的同轴限位和深度限位。然而，导柱的长度有限制，在制备较深种植窝洞时，较长的导板钻头的导柱通常不能够伸入到引导孔中，这需要从较短的导板钻头开始逐级备洞，从而增加了下钻步骤。同时专门定制导板钻头价格昂贵，这使得导板的使用成本也很高，因此，目前急需一种适用于常规种植钻头的定位组件及其方法，以减少导板种植手术中钻头的使用数量，并实现对常规种植钻头的下钻角度、位置和深度的限定。

发明内容

本发明目的在于提供一种植牙定位组件，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种植牙定位组件，包括：

导板，其设有引导孔；

环形磁体，其设于所述引导孔中，所述环形磁体设有安装孔；

导环，其设于所述安装孔中，所述导环设有贯通的导向孔；

手机，其具有机头，所述机头装配有刀头；

磁场传感器，其设于所述机头，所述刀头沿着所述导向孔移动使所述磁场传感器测量的磁场强度改变。

本发明的有益效果是：将导板安装到患者的口腔中，然后医生手持手机从导环的导向孔中伸入，启动手机驱动刀头转动，令刀头沿着导向孔向患者的牙槽骨移动，刀头在患者的牙槽骨钻出种植窝洞，而机头上的磁场传感器测量到导板中环形磁体产生的磁场强度，由于环形磁体环绕在导向孔的外周，环形磁体产生的磁场沿其轴线旋转对称，即环形磁体产生的磁场强度沿着轴线的方向变化，也就是磁场传感器与环形磁体端面之间的距离变化会改变磁场传感器测量的磁场强度，就算医生绕刀头的轴线转动手机以调整手持机头的姿态，机头上的磁场传感器以环形磁体中间的导向孔为轴线转动，磁场传感器测量的磁场强度保持不变，因此刀头沿着导向孔的轴线移动进而改变磁场传感器测量的磁场强度，可以通过磁场传感器测量的磁场强度判断刀头的钻孔深度，使得制备的种植窝洞深度更加准确。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导环的端面与所述导向孔的轴线垂直，所述植牙定位组件还包括导向机构，所述导向机构滑动连接于所述机头，所述导向机构的滑动方向平行于所述刀头的轴线，所述导向机构背向所述机头的一侧设有支撑面，所述支撑面与所述导环的端面相抵使所述刀头相对于所述导板的移动轨迹平行于所述导向孔的轴线。

导环的端面垂直于导向孔的轴线，则导环的端面平行于环形磁体的端面，当导向机构的支撑面抵接于导环的端面时，导向机构相对于机头的滑动方向垂直于导环的端面，即机头相对于导向机构的滑动方向与导向孔的轴线平行，且导向机构的滑动方向平行于刀头的轴线，当机头的刀头在患者的牙槽骨制备种植窝洞时，医生手持手机沿着导向孔的轴线刀头逐渐深入导向孔，确保磁场传感器沿平行于环形磁体轴线的方向移动，提高磁场传感器测量到磁场强度变化的准确性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导环的端面还设有定位件，所述定位件的侧壁与所述导向机构的侧壁相抵使所述刀头的轴线与所述导向孔的轴线重合。

通过定位件的侧壁与导向机构的侧壁相抵，对导向机构进行定位，使刀头的轴线与导向孔的轴线重合，从而使得刀头的钻孔方向与导向孔的轴线重合，使刀头制备的种植窝洞的角度及位置更加准确。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位件沿所述导向孔的外周环绕一圈，所述导向机构包括：

导柱，其滑动连接于所述机头；

支撑体，其连接于所述导柱，所述支撑面设于所述支撑体背向所述机头的一侧，所述支撑体的外形轮廓与所述定位件围成的形状相匹配。

通过定位件围绕设置与导向孔的外周，使定位件围成用于引导支撑体的结构，方便医生操作手机使支撑体落入定位件围成的结构中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位件围成圆形槽，所述导向孔的轴线与所述圆形槽的轴线重合，所述支撑体呈圆环状，所述支撑体的轴线与所述刀头的轴线重合。

定位件围成圆形槽，支撑体呈圆环状，无需医生手持手机以特定的角度将支撑体插入定位件围成的结构中，提高操作便捷性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑体为磁性体。

支撑体与环形磁体互相吸引，则医生手持手机移动支撑体并抵接定位件时，环形磁体对支撑体进行吸引，以便于支撑体落入定位件围成的结构中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导向孔的轴线垂直于所述环形磁体的端面。

导向孔的轴线垂直于环形磁体的端面，则刀头沿导向孔移动的过程中，导向孔对刀头有限位作用，使机头沿着平行于导向孔的轴线的方向移动，令磁场传感器测量的磁场强度变化更加准确。

一种定位方法，其适用于如上述的植牙定位组件，所述定位方法包括以下步骤：

S1、所述刀头穿过所述引导孔的深度为下刀深度，记录所述磁场传感器在多个所述下刀深度测量的磁场强度，形成所述下刀深度与所述磁场强度的对应关系；

S2、设计患者口腔的种植窝洞深度，所述下刀深度与所述种植窝洞深度相等，根据所述对应关系找出所述种植窝洞深度对应的磁场强度为停止值；

S3、将所述导板安装到患者口腔中，所述刀头伸入所述导向孔中，启动所述手机驱动所述刀头制备种植窝洞，直至所述磁场传感器测量的磁场强度不小于所述停止值。

先通过记录磁场传感器在多个下刀深度测量的磁场强度，形成下刀深度与所述磁场强度的对应关系，再从该对应关系找出患者实际种植窝洞深度对应的磁场强度，在医生手持手机驱动刀头钻孔过程中，通过磁场传感器测量的磁场强度来判断刀头钻孔深度达到要求，以便于医生及时停止钻孔，使种植窝洞的深度更加准确。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述步骤S1中，所述刀头的长度为L1，所述环形磁体端面到所述导板底面的深度为L2，测量所述机头与所述环形磁体端面的距离为L3，所述下刀深度为L4，L4＝L1-L2-L3。

在步骤S1中，环形磁体端面到导板底面的深度L2可以在导板制作完成后确定，刀头的长度L1可以直接从刀头的规格得出，通过量具测量机头与环形磁体端面的距离L3，从而计算出下刀深度L4，无需通过量具测量刀头穿过引导孔伸出于下方的下刀深度，提高测量效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述手机还包括控制器，所述磁场传感器将测量的磁场强度通过电信号形式发送到所述控制器，在所述步骤S3中，向所述控制器输入所述停止值，当所述磁场强度不小于所述停止值，所述控制器控制所述手机停转所述刀头。

将步骤S2中得出的停止值输入控制器中，通过控制器判断磁场传感器发送的磁场强度不小于停止值后，控制器自动控制刀头停转，无需医生操作手机，避免误操作而钻孔过深。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的植牙定位组件，其一实施例的结构示意图；

图2是本发明所提供的植牙定位组件，其一实施例的分解示意图；

图3是本发明所提供的植牙定位组件的定位方法，刀头制备种植窝洞的剖视示意图；

图4是本发明所提供的植牙定位组件的定位方法，磁场传感器相对于环形磁体沿其轴线移动的示意图；

图5是本发明所提供的植牙定位组件的定位方法，磁场传感器相对于环形磁体沿其轴线移动，磁场传感器与环形磁体不同距离D的磁场分量图；

图6是本发明所提供的植牙定位组件的定位方法，磁场传感器测量的磁场强度与距离D关系图。

100、导板，110、引导孔，200、环形磁体，210、安装孔，300、导环，310、导向孔，320、定位件，321、圆形槽，400、手机，410、机头，420、刀头，500、导向机构，510、导柱，520、支撑体，521、支撑面，600、磁场传感器。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图2，本发明的植牙定位组件作出如下实施例：

植牙定位组件包括导板100、环形磁体200、导环300、手机400、导向机构500、磁场传感器600。

导板100由透明的树脂材料制成，它的设计是根据患者口腔的X射线、CT扫描或口腔扫描图像进行计算机辅助设计，并由计算机辅助制造技术通过3D打印的方式制作而成。

根据患者口腔的扫描图像，针对患者口腔所需制备的种植窝洞的位置设计对应的引导孔110，引导孔110沿上下方向贯通导板100，引导孔110的轴线与患者口腔中所需制备的种植窝洞的轴线重合。

环形磁体200的外形与引导孔110的形状相匹配，引导孔110为圆孔，环形磁体200安装于引导孔110中，环形磁体200的外侧壁与引导孔110的内侧壁通过粘接剂粘接。

环形磁体200的上下端面互相平行，环形磁体200设有沿上下方向贯通的安装孔210，安装孔210的轴线与引导孔110的轴线重合，使得安装孔210的轴线与患者需要制备的种植窝洞的轴线重合。

参照图5，环形磁体200产生的磁场沿其轴线旋转对称，即环形磁体200产生的磁场强度沿着其轴线的方向变化。理论上，环形磁体200产生的磁场以轴心向外逐渐递减，模拟环形磁体200产生的磁场从轴心逐渐向外变化的磁场分量可以得出图5。若用于测量磁场强度的传感器绕环形磁体200的轴线转动，传感器所测量的磁场强度大致相同。

导环300穿设于环形磁体200的安装孔210中，导环300的外侧壁与安装孔210的内侧壁之间通过粘接剂粘接，导环300的顶端面与环形磁体200的顶端面平行。

导环300的中部设有沿上下方向贯通的导向孔310，导向孔310的轴线与安装孔210的轴线重合，即导向孔310的轴线与患者需要制备的种植窝洞的轴线重合。

导环300的顶面设有定位件320，定位件320为向上凸起的圆环状，定位件320沿导向孔310的外周环绕一圈，定位件320在导向孔310的外周围成圆形槽321，圆形槽321的轴线与导向孔310的轴线重合，即圆形槽321的轴线与患者需要制备的种植窝洞的轴线重合。

手机400的头部设有机头410，手机400通过气动或电动的方式驱动机头410内部的旋转部件转动，机头410的旋转部件与刀头420可拆卸连接，机头410的旋转部件带动刀头420绕轴线转动。在本实施例中，刀头420为钻头。

导向机构500包括导柱510与支撑体520，导柱510有两个，两个导柱510平行设置。机头410设有沿刀头420的轴线延伸的装配孔，装配孔有两个，两个装配孔分别分布于刀头420的两对侧，两个导柱510一一对应设置于两个装配孔中，导柱510沿装配孔的轴线滑动，即导柱510沿刀头420的轴线方向滑动。

导柱510的一端滑动设置于装配孔中，导柱510的另一端连接于支撑体520，导柱510沿装配孔滑动并带动支撑体520相对于刀头420滑动。支撑体520呈圆环状，支撑体520围绕设置于刀头420的外周，支撑体520背向机头410的侧面为支撑面521，刀头420的轴线垂直于支撑面521。

支撑体520是磁性金属制作的，支撑体520能够与环形磁体200互相吸引。

支撑体520的外形与定位件320围成的圆形槽321形状相匹配，支撑体520的轴线与刀头420的轴线重合，医生手持手机400后将支撑体520插入圆形槽321中，支撑体520受环形磁体200吸引后使支撑体520能够引导支撑体520落入圆形槽321中，且支撑面521抵接于导环300的顶端面时，支撑面521与导环300的顶端面重合，使导向孔310的轴线垂直于支撑面521，则刀头420的轴线与导向孔310的轴线平行，而且由于圆形槽321的轴线与导向孔310的轴线重合，刀头420的轴线与支撑体520的轴线重合，令刀头420的轴线与导向孔310的轴线重合，从而使得刀头420的轴线与患者需要制备的种植窝洞的轴线重合，对刀头420的角度以及位置进行定位。

磁场传感器600设置于机头410的朝向刀头420的端面上，磁场传感器600用于测量磁场强度。磁场传感器600是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。磁场传感器600可以是薄膜磁致电阻传感器、磁阻敏感器、电涡流式传感器，在本实施例中，磁场传感器600为霍尔传感器，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。随后可以通过将该信号输送到能够显示相应数值的显示屏中，以便于直接观测磁场强度的数值。或者将该信号输送到手机400的控制器中，对控制器设定一个停止值，若该信号大于停止值则控制器控制手机400停转刀头420。

医生手持手机400使刀头420向患者口腔中需要制备种植窝洞的位置移动时，支撑体520的支撑面521与导环300的顶端面相抵，从而使得导向机构500与导环300相对固定，而机头410相对于导柱510移动，机头410移动的方向与导向孔310的轴线平行，即刀头420沿着导向孔310的轴线移动，转动的刀头420对患者的牙槽骨进行切削，以制备种植窝洞。

并且，磁场传感器600测量环形磁体200产生的磁场强度，随着磁场传感器600不断靠近环形磁体200，参照图4至图5，磁场传感器600与环形磁体200的距离越小，磁场传感器600测量的磁场强度越大并且越准确。

机头410上的磁场传感器600测量到导板100中环形磁体200产生的磁场强度，由于环形磁体200环绕在导向孔310的外周，环形磁体200产生的磁场沿其轴线旋转对称，即环形磁体200产生的磁场强度沿着轴线的方向变化，也就是磁场传感器600与环形磁体200端面之间的距离变化会改变磁场传感器600测量的磁场强度，就算医生绕刀头420的轴线转动手机400以调整手持机头410的姿态，机头410上的磁场传感器600以环形磁体200中间的导向孔310为轴线转动，磁场传感器600测量的磁场强度保持不变，因此刀头420沿着导向孔310的轴线移动进而改变磁场传感器600测量的磁场强度，可以通过磁场传感器600测量的磁场强度判断刀头420的钻孔深度，使得制备的种植窝洞深度更加准确。

在一些实施例中，只需要设计导向孔310的轴线与患者所需制备种植窝洞的轴线重合，将机头410的底面设置一个导向圆筒，导向圆筒的形状与导向孔310的形状相匹配，导向圆筒插入导向孔310后，使得刀头420的轴线与患者所需制备种植窝洞的轴线重合，同样对刀头420的下刀方向进行导向。

在一些实施例中，导向机构500的形式有多种。例如，将导向机构500设置成可以沿着刀头420的轴线滑动的柱体，而导环300的顶部设有与柱体配合的限位孔，柱体的截面形状呈多边形，限位孔的形状与柱体的外形相匹配，当柱体插入限位孔后，限制刀头410相对于导环300的转动，且刀头420的轴线与导向孔310的轴线重合，对刀头420的下刀方向进行导向。或者，导向机构500由多个圆柱组成，多个圆柱沿刀头420的轴线延伸，导环300的顶面上设有多个限位孔，多个限位孔与多个圆柱的位置一一对应，将多个圆柱一一对应插入多个限位孔后，使刀头420的轴线与导向孔310的轴线重合，对刀头420的下刀方向进行导向。

参照图3至图6，本发明的植牙定位组件的定位方法作出如下实施例：

一种定位方法，包括以下步骤：

根据患者的口腔形态设计导板100，将导板100、环形磁体200、导环300装配好，然后根据设计的结构找出环形磁体200的顶端面到导板100的底面之间的距离为L2。

根据患者所需制备的种植窝洞选择相应的刀头420，记录刀头420的长度为L1。

先将导板100用支架固定位置，医生手持手机400使刀头420伸入导向孔310中，将支撑体520插入导环300顶部定位件320围成的圆形槽321中，使支撑体520的支撑面521与导环300的顶端面相抵，从而使得导向机构500与导环300相对固定。

参照图3与图4，移动沿导向孔310的轴线移动刀头420，且每次移动后测量机头410的底端面到环形磁体200的顶端面之间的距离为L3，即磁场传感器600到环形磁体200的顶端面的距离为D＝L3，记录每次移动后磁场传感器600测量的磁场强度。移动刀头420每次移动1mm，记录每次移动的磁场强度，参照图6，以磁场传感器600到环形磁体200的顶端面的距离D或L3为横坐标、以磁场强度为纵坐标，绘制图像。

参照图3，刀头420的下刀深度L4＝L1-L2-L3，并且根据图6，可以形成下刀深度L4与磁场强度的对应关系，由于种植窝洞深度等于下刀深度L4，根据该对应关系找出种植窝洞深度对应的磁场强度为停止值。例如，若下刀深度L4＝20mm，而刀头420的长度为L1、环形磁体200的顶端面到导板100的底面之间的距离为L2均为固定值，则由L3＝L1-L2-L4可以得出L3的数值，在图6中找出L3对应的磁场强度即为停止值。

将停止值输入手机400的控制器中，控制器可以控制刀头420停转，且控制器与磁场传感器600电性连接，当磁场传感器600测量的磁场强度不小于停止值时，控制器控制刀头420停转。

然后将导板100安装到患者的口腔中，使得导环300的导向孔310与患者所需制备种植窝洞的位置正对，医生手持手机400使刀头420向患者口腔中需要制备种植窝洞的位置移动时，支撑体520的支撑面521与导环300的顶端面相抵，从而使得导向机构500与导环300相对固定，而机头410相对于导柱510移动，机头410移动的方向与导向孔310的轴线平行，即刀头420沿着导向孔310的轴线移动，转动的刀头420对患者的牙槽骨进行切削，以制备种植窝洞。

医生推动机头410使刀头420沿着导向孔310的轴线向患者的牙槽骨移动，使下刀深度L4不断增加，直至磁场传感器600测量的磁场强度等于或大于停止值后，控制器控制刀头420停转，完成种植窝洞的制备。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种植牙定位组件，其特征在于：包括：

导板，其设有引导孔；

环形磁体，其设于所述引导孔中，所述环形磁体设有安装孔；

导环，其设于所述安装孔中，所述导环设有贯通的导向孔；

手机，其具有机头，所述机头装配有刀头；

磁场传感器，其设于所述机头，所述刀头沿着所述导向孔移动使所述磁场传感器测量的磁场强度改变。

2.根据权利要求1所述的植牙定位组件，其特征在于：所述导环的端面与所述导向孔的轴线垂直，所述植牙定位组件还包括导向机构，所述导向机构滑动连接于所述机头，所述导向机构的滑动方向平行于所述刀头的轴线，所述导向机构背向所述机头的一侧设有支撑面，所述支撑面与所述导环的端面相抵使所述刀头相对于所述导板的移动轨迹平行于所述导向孔的轴线。

3.根据权利要求2所述的植牙定位组件，其特征在于：所述导环的端面还设有定位件，所述定位件的侧壁与所述导向机构的侧壁相抵使所述刀头的轴线与所述导向孔的轴线重合。

4.根据权利要求3所述的植牙定位组件，其特征在于：所述定位件沿所述导向孔的外周环绕一圈，所述导向机构包括：

导柱，其滑动连接于所述机头；

支撑体，其连接于所述导柱，所述支撑面设于所述支撑体背向所述机头的一侧，所述支撑体的外形轮廓与所述定位件围成的形状相匹配。

5.根据权利要求4所述的植牙定位组件，其特征在于：所述定位件围成圆形槽，所述导向孔的轴线与所述圆形槽的轴线重合，所述支撑体呈圆环状，所述支撑体的轴线与所述刀头的轴线重合。

6.根据权利要求4所述的植牙定位组件，其特征在于：所述支撑体为磁性体。

7.根据权利要求1所述的植牙定位组件，其特征在于：所述导向孔的轴线垂直于所述环形磁体的端面。

8.一种定位方法，其适用于如权利要求1至7中任一项所述的植牙定位组件，其特征在于：所述定位方法包括以下步骤：

S1、所述刀头穿过所述引导孔的深度为下刀深度，记录所述磁场传感器在多个所述下刀深度测量的磁场强度，形成所述下刀深度与所述磁场强度的对应关系；

S2、设计患者口腔的种植窝洞深度，所述下刀深度与所述种植窝洞深度相等，根据所述对应关系找出所述种植窝洞深度对应的磁场强度为停止值；

S3、将所述导板安装到患者口腔中，所述刀头伸入所述导向孔中，启动所述手机驱动所述刀头制备种植窝洞，直至所述磁场传感器测量的磁场强度不小于所述停止值。

9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述刀头的长度为L1，所述环形磁体端面到所述导板底面的深度为L2，测量所述机头与所述环形磁体端面的距离为L3，所述下刀深度为L4，L4＝L1-L2-L3。

10.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于：所述手机还包括控制器，所述磁场传感器将测量的磁场强度通过电信号形式发送到所述控制器，在所述步骤S3中，向所述控制器输入所述停止值，当所述磁场强度不小于所述停止值，所述控制器控制所述手机停转所述刀头。