TW201032780A - System and method for manufacturing a dental implant surgical guide - Google Patents
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
- A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
- A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills
- A61C1/084—Positioning or guiding, e.g. of drills of implanting tools
Description
201032780 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種手術模板製造系統及方法,特別 是一種以牙模為中心以精確且快速地製造手術模板之 手術模板製造系統及方法。 【先前技術】 為了讓缺牙的患者恢復其正常咬合的功能,人工植 牙是相當成熟的治療方式。一般人工植牙採用鈇金屬仿 自然牙根特性所作成的柱狀人工牙根,植入患者缺牙 區,以取代失去的牙根,經一段時間讓顎骨與人工牙根 表面骨整合完成而達到穩定狀態,再進行後續假牙贋復 療程。由於傳統的牙橋治療方式必須修磨鄰接的完好自 然牙,以作為假牙的固定柱,與其相比,人工植牙無須 破壞其他自然牙,顯然是較為合理且有效率的治療方 式。 , ❹ 植牙的方向與位置,對於治療的結果扮演著相當重 要的角色。料當的转會㈣批时合應力,而造 成骨脊的骨質快速流失’導致植體脫落。適當 位取決於兩個因素:完善的術前規劃與精準的手術中鐵 :摄:於:!規*劃’牙醫師必須藉助患者牙模與χ光放 作為規劃最佳植牙方位的依據,牙模主要提供 外》P資訊,讓牙醫師了解患者上下牙齒咬合 術後美觀的資訊;相反地,° ,、美供 鍾幻一 Η 級射攝影則可提供内部 的解。|j貝訊’包括牙齒、顎骨、齒槽骨神經、上鼻竇等。 4 201032780 至於手術中的植體植人,目前大都依賴牙醫師的臨床經 驗與手術技巧,將術前規劃落實於患者口中,因此牙醫 師的徒手鑽孔穩定度與視覺三度空間的掌握成為手術 品質的重要因素。有經驗的植牙醫師常會藉助患者的鄰 近牙與_後暴露出之牙脊外形,輔以術前規劃的結 果’將植體植入最佳的方位。 隨著科技的發展,電腦斷層攝影與手術模板技術, 也開始被使用於植牙手術,以提昇其治療品質。與傳統 的平面影像,如根尖片、環口攝影等相比,電腦斷層攝 影提供了實體1 : 1且不變形的患者口腔組織影像,搭配 3D影像軟體能讓牙醫師更精準地規劃手 ° 療計劃舰至手賴㈣造线,域產㈣ 可非常精準地導引手術鑽頭,讓牙醫師將植體置於最佳 的位置。手術模板通常由樹脂材料製成跨坐於鄰近牙的 牙套,於植牙區孔位處安裝金屬導引外環,手術中插入 不同孔徑的套筒來導引;j;同尺寸的鐵頭,漸次擴大到植 體鎖入顎骨的孔徑大小。此電腦斷層手術模板的作用, 不僅提供牙醫師鑽孔時所須的穩定度,也落實了術楣 劃的最佳植牙方位。 習知製造電腦斷層手術模板的流程如下: 步驟1 :製造影像定位器牙套。影像定位器牙套 以樹脂為基材,類似轉假牙的牙套。其包含利用 不穿透物質作成較絲準標記,基準標記將顯像於来 者之電腦斷層影像中,以提供影像與模㈣統間的座找 連結°如此—來’牙醫師的手術_才能精準地轉移^ 5 201032780 模板系統。除了基準標記外,影像定位器也會包含 =1 斗複製患者排牙,以提供理想屑復資訊,作為; 醫師規劃手術的參考。 可 步驟2 ·患者配戴定位器牙套接受電腦斷層掃晦。
步驟3 :使用3D影像軟體規劃手術。透過影像軟 載入患者電麟層影像’可顯示患者植牙區顎骨解剖影 像,加上影像定位器所提供之理想贋復牙形,幫助牙醫 師決定最佳植牙方位,既可符合贋復咬合需求,骨質基 2也可達到穩定支撐置入之植體。當然,除了贋復與顎 骨資訊外,也可載入牙齦表面掃瞄資料,提供牙醫師更 加完整之口腔3D虛擬環境。 步驟4 :轉移手術規劃製造手術模板。利用影像定 位器之基準標記影像,並量測基準標記之實體位置,透 過歸位演算法(Registration),讓影像空間與實體空間產 生對應,然後將植牙的方位規劃精準地轉移至模板製造 系統’以製造出相對應之手術模板。現有的模板製造技 術可分成兩類:快速成型與數值鑽床。快速成型技術被 揭露於美國專利US5768134,數值鑽床技術揭露於美國 專利US5967777、US6296483 Bl、US6814575 B2等。 雖然上述之電腦斷層手術模板技術提供了可以增 進植牙品質的方式,卻未被廣泛地應用於臨床案例。其 中一個主要原因是,使用3D影像軟體規劃手術並不是牙 醫師所熟悉的方式。事實上,牙醫師大部份的時間都花 在使用器械於患者口内或牙模等實體環境,對於使用滑 鼠操縱複雜的3D虛擬軟體,常常感到相當無助而裹足不 6 201032780
❹ :的醫師普遍接受的植牙規劃環境’還是以傳 、' 、、為主,辅以x光影像,也包括電腦斷層影 象。雖然配合影像的方式使得牙醫師必須耗費腦力轉^ 牙模與影像間的關係,但牙模所提供的實體感覺,比起 軟體3D虛擬環境’更為接近患者口腔狀況。針對這樣的 使用習慣,發明人於美國專利12/〇2〇,〇35揭露以牙模為 植牙手術規劃中心的系統’加上即時的3D顎骨組織影 像,讓牙醫師無須耗費腦力轉換兩者間的關係,而能^ 有效率、更精準地規劃植牙手術。再者,現行之手術模 板製造技術,手術規劃與模板製作是分開的系統,當牙 醫師完成規劃後,必須將計劃送給第三者服務公司,以 製作模板。此種模板製作方式不僅耗時,且當牙醫師收 到模板時,也無法驗證模板的可靠性,因而大大地降低 使用模板的意願。如能將植牙規劃環境與模板製作功能 整合於一系統中,不僅可提高模板的準確性,也能縮短 模板製作的時間。 因此,有此需求開發一套整合式手術模板製造系 統’其既能提供牙醫師或牙技人員熟悉的植牙規劃環 境,並可產生精準之手術模板。 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一種以牙模為中心之 手術模板製造系統,供醫師於患者牙模上操作以精確且 快速地製造手術模板。 為達到上述之目的,本發明之手術模板製造系統係 應用於植牙手術規劃,先依據患者口腔狀態取得牙模, 7 201032780 並製作影像定位器牙套,使患者戴上影像定位器牙套以 取得患者口腔之複數電腦斷層影像。本發明之手術模板 製造系統包括牙模巡航裝置、控制模組及電腦系統,牙 模巡航裝置係於牙模上進行巡航定位。牙模巡航裝置包 括機械手臂、複數解碼器及複數煞車件。機械手臂用以 固持一工具,機械手臂可進行一多自由度移動;複數解 碼器用以量測機械手臂之一移動資訊;複數煞車件用以 鎖定機械手臂。控制模組係電性連接於牙模巡航裝置, ❺ 用以取得移動資訊並控制複數煞車件之啟動或關閉。電 腦系統係電性連接於控侧組,f腦系統包括記憶體及 處理器。記龍料妹體喊及魏電麟層影像; 處理器係與記憶體電性連接,以執行軟體程式。藉由移 冑機械手臂量測設置於牙模上之影像定位器牙套之對 =置^配合難程絲轉牙模與魏電腦斷層影 =間之疋位關係;並於操作機械手臂至-植牙方位時, 動複數煞車件以固定機械手臂,以便於 本發明之手術模板製造方法 板製造系統’其方法包括以下步驟:提;:二 置,牙模巡航裝置包括可固持:::模巡航裝 模與複數電腦斷層影像間之】二機取得牙 械手臂至-植牙;η目冑機 @ ;牙模上操作機 固化材料於植牙方位周邊,以形成一手術模板固化可 【實施方式】 8 201032780 為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術内容, 特舉出較佳實施例說明如下。 以下請先參考圖1係本發明之手術模板製造系統! 之示意圖。本發明之手術模板製造系統1應用於植牙手 術規劃,以製造出有助於牙醫師精確施行植牙手術之手 術模板。在植牙手術進行規劃前,先依據患者口腔狀態 取得一牙模,並對應此牙模製作一影像定位器牙套,此 影像定位器牙套包括有複數定位標記。令患者戴上影像 e ❹ 疋位器牙套進行電腦斷層掃描,可取得患者口腔之複數 電腦斷層影像備用,而在這些電腦斷層影像中可顯示前 述複數定位標記之影像,以供做為後續影像定位之用 途;因前述製造手術模板之前置準備程序為習知技術, 在此不多加贅述。 如圖1所示,本發明之手術模板製造系統丨包括牙模 巡航裝置10、控制模組30及電腦系統20,牙模巡航裝置 10係於前述所取得之牙模上進行巡航定位。控制模 組30係電性連接於牙模巡航裝置1()及電腦纽如,其中 控制模組30可為-獨立裝置,或—可選擇性地結合於牙 模I航裝置10或電腦系統2〇之裝置。牙模巡航裝置1〇包 括機械手臂12、複數解碼!!14及複數煞車件16。機械手 臂12包括基座121及移動件組122,移動件組122之一端 ^可移動地連接於基座m,另—端可固持工具·。移 動件組122包括複數移動件,使得移動件組⑵可帶動工 Γ年基座121進行多自由度移動,以藉由操作機 械手#12移動至植牙方位。移動件組122可為相互連接 9 201032780 之移動臂組、平行移動機構或其他可達到多自由度移動 效果之組合結構。工具3〇〇可為一探針、一鑽頭或其他 手術器具。複數解碼器14及複數煞車件16係各設置於移 動件組122與基座121之連接處、以及各移動件之連接 處,並且電性連接於控制模組30。依移動件組122之不 同設計,使得複數解碼器14可採用線性或轉轴用解碼 器,而複數煞車件16亦然。藉由複數解碼器14用以測量 機械手臂12之移動資訊並傳送到控制模組3〇,此移動資 訊可為機械手臂12之位置座標或移動量。複數煞車件16 可藉由控制模組30啟動用以鎖定機械手臂12。 電腦系統20包括記憶體22及處理器24。記憶體22儲 存有軟體知式222及複數電腦斷層影像224 ;處理器24係 與記憶體22電性連接,以執行軟體程式222。藉由移動 機械手臂12操作工具300以量測設置於牙模31〇上之影 像疋位器牙套(圖未示)之對應位置,可 14量得機械手臂12於對應位置之移動資訊,此移動資訊 可透過控制模組30傳送至電腦系統2〇,再經由執行軟體 程式222結合前述移動資訊及複數電腦斷層影像224進 行處理後,即可取得牙模310與複數電腦斷層影像224間 之座標定位關係,以輔助使用者操作機械手臂丨】至植牙 方位時,能獲得植牙方位相關之位置資訊。 控制模組30電性連接於電腦系統2〇之處理器以、牙 模巡航裝置ίο之複數解碼器14及複數煞車件16,用以取 得機械手臂12之移動資訊並控制複數煞車件^之啟動 或關閉。控賴組3 G可包括處理單元及記憶單元,以提 201032780 供處理並取得移動資訊或其他相關資訊之功能。當使用 者操作機械手臂12使其移動至理想之植牙方位時,可藉 由操作控制模組30來記憶機械手臂12對應此植牙方位 之移動資訊;由於使用者可能因手術模板製作過程中需 要更換工具300或為了其他目的,必須暫時將機械手臂 12移開所選定之植牙方位,因此在初次移動機械手臂12 至此植牙方位時’透過控制模組30自複數解碼器14取得 機械手臂12對應此植牙方位之移動資訊並加以記錄,當 鲁 機械手臂12自其他位置再次移回原先所選定之植牙方 位時’藉由控制模組30比對先前記錄之移動資訊與機械 手臂12實際之移動位置是否吻合,當二者吻合時即時啟 動複數剎車件16,以固定機械手臂12於植牙方位上。控 制模組30可包括一按鍵裝置,讓使用者可透過按鍵以操 作控制模組30執行前述之記憶功能;使用者亦可藉由電 腦系統20之一軟體介面來操作控制模組3〇執行前述功 能,但本發明並不以此為限。 φ 此外,電腦系統20可接收由使用者經軟體規劃或自 外界載入一植牙方位資訊,此植牙方位資訊對應一植牙 方位,並經軟體程式222將此植牙方位資訊轉換為對應 植牙方位之移動資訊,使得機械手臂12依據移動資訊移 動至對應之植牙方位時,控制模組3〇可啟動複數剎車件 16以固定機械手臂12。舉例來說,使用者可自行透過電 腦系統20之軟體預先規劃一個理想的植牙方位,並儲存 為一植牙方位資訊於電腦系統2〇中;使用者亦可自他處 取得對應一植牙方位之植牙方位資訊以載入電腦系統 11 201032780 20中。當想要利用本發明之手術模板製造系統重現前述 植牙方位以便製造對應之手術模板時,電腦系統2〇可藉 由軟體程式222進行處理及轉換,以形成機械手臂12對 應此植牙方位之移動資訊,再將移動資訊傳送至控制模 組30 ;控制模組30可依據移動資訊做為基準值,因此當 機械手臂12移動至符合移動資訊之位置時,控制模組3〇 可即時啟動複數剎車件16以固定機械手臂12。 請參考圖2係本發明之手術模板製造系統〗之牙模 ❹ 巡航裝置10一實施例之示意圖。如圖2所示,在本實施 例中,牙模巡航裝置10之機械手臂12包括基座121及移 動件組m,移動件組122包括第一移動件123、第二移 動件124、第三移動件125及定位模組126。第一移動件 123之兩端分別軸接於基座121及第二移動件124 . f動件m之兩端分別軸接於第一移動件123及第三: =件125 ;且第三移動件125之㈣分別軸接 件124及定位模組126。 弟-移動 ❹ 舰其中第—移動件123可沿第—旋轉軸R1旋轉,第二 可沿第二旋轉轴職轉’且第一旋:軸二 2平行於第二旋轉軸R2,因此第一移動件: 移動件124之連動可帶動第三移動件125 /一 任意移動。第三移動件125可沿第三 ^ 平面上 第三旋轉軸R3係與第二旋轉軸以實質上正疑轉,且 移動件125可帶動定位模組126沿第 ,因此第三 蝴組126本身可沿第四旋轉轴轉—轉轉且 12 201032780 R4係與第三旋轉轴r3實質上正交,使得定位模組126可 沿不同方向轉動。 藉由前述結構連動設計,使得操作機械手臂12可達 到一個至少4個自由度的移動機制(包括於一水平面上 之任意移動及兩個軸向之轉動),醫生得以在所熟悉之 牙模310環境上靈活操作工具300,以決定植牙方位(即 工具軸向方位)。此外,請參考圖3係本發明之手術模板 製造系統1之牙模巡航裝置10之内部結構示意圖。如圖3 ❹所示’定位模組126包括導塊126&,用以固持工具3〇〇, 且導塊126a可沿工具300之軸向直線移動,以便於調整 工具300高度,進行植牙方位之深度控制。在本實施例 中之定位模組126亦可採用其他型式,例如球狀軸承之 組合結構,不以本實施例為限。 又如圖1及圖3所示,複數解碼器14及複數煞車件16 係各設置於第一移動件123與基座121、第一移動件123 與第二移動件124、第二移動件124與第三移動件125以 及第三移動件125與定位模組126之軸接處;複數解碼器 14lf性連接於控職議m韻械手臂12之移 動資訊並透過控制模組3〇傳送至電腦系統2〇以供定 位。此外定位模組126更包括線性解碼器12补,線性解 碼器126b係電性連接於導塊12如及控制模組3〇,以量測 導塊126a之移動資訊並透過控制模組3〇傳送至電腦系 統20以供定位。透過複數解碼㈣配合線轉碼器屬 來確認機械手f 12之移綠態,轉㈣械手臂12之定 位資訊。在本實施例中,各煞車件_為一轴敎車元 13 201032780 件’當操作機械手臂12決定植牙方位後,透過控制模組 30啟動複數煞車件16可將各元件彼此連接之旋轉軸予 以鎖定’因此可固定所決定之植牙方位以便於後續手術 模板之製造。 請參考圖4係本發明之手術模板製造系統1所顯示 之輔助導弓丨影像之一實施例示意圖。如圖1所示,在本 發明之一實施例中,當移動機械手臂12時,電腦系統2〇 藉由軟體程式222可即時顯示對應工具300操作之一辅 ❹ 助導引影像,供使用者決定植牙方位。其中電腦系統2〇 更包括顯示器26,係與處理器24電性連接,以供即時顯 示輔助導弓丨影像。如圖1及圖4所示,在本實施例中,辅 助導引影像為一參考方位導引影像II,電腦系統2〇可接 收使用者利用軟體程式222預先規劃或載入之一植牙方 位資訊,假設此植牙方位資訊可對應一設定植牙方位 L1。當實際操作工具3〇〇於牙模31〇上移動時,透過軟體 程式222可即時顯示目前工具3〇〇所在之一指向方位 ⑩ L2,以供與設定植牙方位以進行比對。如圖4所示,當 透,工具300決定指向方位L2時,經軟體程式222處理可 取得探針3〇〇頂端之定位點ρ〗及一預設之定位點p2,計 算出指向方位L2之定位點!>卜!>2與設定植牙方位。二者 之距離(x,y)或夾角(α,点)差距,並將結果顯示於參考方 位導引影像II中’以供使用者進行即時比對,決定較佳 之植牙方位。當移動機械手臂12至一植牙方位時,使用 者可透過手動方式操作控制模組3〇以啟動複數煞車件 16 ’以固定機械手臂12。 μ 201032780 請參考圖5係本發明之手術模板製造系統丨所顯示 之輔助導引影像之另一實施例示意圖。如圖1及圖5所 示,在本實施例中,輔助導引影像為一解剖導引影像j 2, 解剖導引影像12係依據術前所取得患者口腔之複'數電腦 斷層影像224加以處理’透過操作工具3〇〇之指向方位以 即時顯示對應工具300下方之患者口腔之電腦斷層影 像’而於移動機械手臂12至植牙方位時亦可採用前述手 動操作方式固定機械手臂12。藉由解剖導引影像12可清 楚辨識患者口腔骨骼及組織之形狀位置,供使用者即時 規劃以決定最佳之植牙方位,避免因骨骼形狀不同而造 成植牙可能產生之偏差’並有助於精確地製造手術模 板。 請參考圖6係本發明之手術模板製造方法之流程 圖。須注意的是,以下雖以圖1所示之手術模板製造系 統1為例說明本發明之手術模板製造方法,但本發明並 不以適用於手術模板製造系統1為限,任何其他具類似 架構之手術模板製造系統亦可適用本發明之手術模板 製造方法。如圖6所示,本發明之手術模板製造方法包 括步驟S1至步驟S5。以下將詳細說明本發明之手術模板 製造方法之各個步驟。 首先進行步驟S1 :提供一牙模巡航裝置1〇,牙模巡 航裝置10包括可固持一工具3〇〇之一機械手臂12。如圖1 及圖2所示,牙模巡航裝置10包括機械手臂12、複數解 碼器14及複數煞車件16,在本實施例中,機械手臂12包 括基座121及移動件組122 ’移動件組122包括第一移動 15 201032780 件123、第一移動件124、第三移動件丨25及定位模組 126,藉由前述各組成元件彼此轴接組合,以構成至少4 個自由度之機械手臂12,但本發明不以此為限。複數解 碼器14及複數煞車件16係各設置於機械手臂12之各組 成元件之連接處,複數解碼器14用以量測機械手臂12之 移動資訊,且複數煞車件16用以固定機械手臂12。定位 模組126包括導塊126a,用以固持工具30〇,且導塊126a 可沿工具300之軸向直線移動,以調整工具之高度。 於步驟S1後進行步驟S2 :取得牙模31〇與複數電腦 斷層影像224間之定位關係。如圖丨及圖3所示,藉由牙 模巡航裝置10中之複數解碼器14及線性解碼器i26b,可 量測機械手臂12及導塊126a之移動資訊,且移動資訊可 透過控制模組30傳送至電腦系統20 ;控制模組3〇用以存 取移動資訊並控制複數煞車件16之啟動或關閉。且電腦 系統20包括記憶體22及處理器24。記憶體22儲存有軟體 程式222及複數電腦斷層影像224 ;處理器24係與記憶體 22電性連接,以執行軟體程式222。 請一併參考圖7(a)、(b)係應用本發明之手術模板製 造方法取得牙模310與複數電腦斷層影像224間之定位 關係之操作示意圖。於術前所製作之影像定位器牙套 320可先請患者戴上’以拍攝取得如圖7(a)所示之包括複 數定位標記影像322a之複數電腦斷層影像224。之後如 圖7(b)所示’將前述影像定位器牙套32〇裝設於患者之牙 模310上’並藉由牙模巡航裝置1〇之工具3〇〇來偵測定位 標記322之位置後,可經由軟體程式222來進行演算處 201032780 理’以取得藉由工具300量㈣所得到之複數定位標記切 之定位資訊,與複數電腦斷層影像224中之複數定位標 記影像322a_座標定位關係,有助於後續對應即時^ 像之相關處理。運用牙模31〇進行模擬之方式可免除串 者必須多次配合手術規劃流程之困擾,且醫師亦易於= 過熟悉之牙模310環境進行各項操作處理。 於步驟S2後進行步驟S3 :於牙模31〇上操作機械手 臂12至一植牙方位。如圖丨所示,使用者可藉由操作機 械手臂12於牙模310上移動,以決定手術時所採用之較 佳植牙方位。在軟體程式222取得牙模310與複數電腦斷 層影像224間之座標定位關係後,藉著於牙模31〇上移動 機械手臂12可取得機械手臂12相對應之移動資訊,因此 在使用者操作機械手臂12選定植牙方位時,即可得知機 械手臂12對應此植牙方位之移動資訊。前述移動資訊可 透過操作控制模組30記憶下來,使得機械手臂12依據移 動資訊再次移動至對應之植牙方位時,控制模組可即 時發出訊號通知複數剎車件16啟動。 此外在步驟S3中’電腦系統20可先接收由使用者經 軟體預先規劃或載入之對應植牙方位之一植牙方位資 訊’此植牙方位資訊可經軟體程式222轉換為機械手臂 12對應此植牙方位之移動資訊。藉由電腦系統2〇將此移 動資訊傳送至控制模組30,以做為機械手臂12之移動基 準,當機器手臂12移動至對應此移動資訊之位置時,即 可發出訊號通知複數剎車件16啟動。 17 201032780 另一方面,於步驟S3中,在軟體程式222取得牙模 31〇與複數電腦斷層影像2_之座標定位_後,透過 處理器24可執行軟體程式222進行相祕像處理,使得 工具300於牙模310上操作以改變指向位置時,辅助導引 像可對應工具3〇〇之指向位置而呈現不同位置之影 像並了尨合别述電腦系統2〇所接收之植牙方位資訊供 使用者進行分析_,以決定較佳之植牙方位。又如圖 ^及圖5所示,在本發明之實施例中,辅助導引影像可為 ❹ 前述即時對應顯示之參考方位導引影像n或解剖導引影 像12 ’依據植牙手術之規劃或使用者操作習慣不同而改 變’但本發明並不以此為限。 一於步驟S3後進行步驟S4:固定機械手臂12。如圖3 所不’複數煞車件16係設置於機械手臂12之各組成元件 的軸接處。當藉由前述步驟S3將機械手臂12移動至植牙 方位後,藉由控制模組3〇自動啟動複數煞車件16或由使 用者手動操作控制模組3〇啟動複數煞車件16,可分別鎖 定各轉動軸以固定機械手臂12 ’使機械手臂12固持之工 具300可保持指向所選定之植牙方位。 最後,進行步驟S5 :塗覆並固化一可固化材料34〇 於植牙方位周邊’以形成一手術模板350。當經由前述 步驟固定機械手肋以固定植牙方位時,使詩可依據 此植牙方位為基礎使用可固化材料以形成手術模板。請 參考圖8(a)、(b)、(c)係應用本發明之手術模板製造方法 製造手術模板350之示意圖。如圖丨及圖8(a)所示,當固 定機械手臂12後’此時工具300維持在所決定的植牙方 18 201032780 位上,並指向牙模310之待手術點位置,以模擬實際進 行植牙手術時植牙工具操作之狀態。使用者可將一金屬 %330對應植牙方位放置於牙模31〇上,而金屬環mo所 放置之位置係對應植牙方位。視工具3〇〇之尺寸不同, 可將截面直徑對應於金屬環330内徑之工具3〇〇直接插 入固定金屬環330,或如本實施例將一套筒件332套入金 屬%330,套筒件332之孔徑係對應於工具3〇〇之截面直 徑。 _ 如圖8(b)所示,沿植牙方位移動工具3〇〇使其插入套 筒件332中,可固定住金屬環33〇及套筒件332,接著以 此金屬環330為基準,利用可固化材料340塗覆在金屬環 330位置周邊及鄰近的牙模31〇上,並包覆住金屬環 330 ;待可固化材料34〇固化成型後抽離工具3〇〇及移除 套筒件332,將已成型之可固化材料34〇自牙模31〇上取 下’即形成具有對應患者預定植牙方位之對應孔352之 手術模板350。在本實施例中,可固化材料34〇係為一光 ❹ 固化樹脂材料,透過照射具特性之光線以使樹脂材料固 化而成型’但亦可採用其他類型之可固化材料。 又如圖8(c)所示’手術模板350所形成之對應孔352 可藉由金屬環330提供保護及輔助定位之功能,此外對 應孔352中可供放置各式之金屬導件36〇,以對應插入不 同尺寸或形式之植牙工具來操作》當醫師於植牙手術進 行時可將手術模板350對應裝設於患者口腔内待手術 處,並將植牙工具穿過金屬環330予以操作,此時植牙 工具即可穩定地維持在已決定之植牙方位上,以達到精 19 201032780 確施行手術之效果,且醫師亦可因應不同狀況更換植 工具。 請參考圖9(a)、(b)係應用本發明之手術模板製造方 法製造手術模板之另一實施例示意圖。如圖9(a)、(b)所 示,在本發明之另一實施例中,使用者可先利用工具3〇〇 沿植牙方位向牙模310鑽設固定孔312,待 後可於固定細中插入一定位桿314,再將^
環330或金屬環330與套筒件332之組合套入定位桿314 至牙模310上,接著塗覆可固化材料於金屬環33〇位置周 邊及鄰近的牙模310上;待可固化材料34〇固化成型後, 抽離定位桿3U並將其自牙模31G上取下,亦可形成手術 握杯。 在本發明之其他實施例中,亦可先依據牙模31〇製 作具有一穿孔之待處理手術模板,此穿孔大致上對應一 植牙手術範圍,當使用者決定植牙方位時, :穿孔並對應植牙方位,接著將二插 此時可於穿孔及金屬環之間填人適量之可固化材料 窄I’奋待其固化後再抽出工具3〇0,亦可形成手術模板。 意的是,本發明並不以前述實施例為限。 综上所陳,本發明無論就目的、手段及功效,在在 :::其迥異於習知技術之特徵,為一大突破,懇請 i f委員明察’早曰賜准專利,俾嘉惠社會,實感德 H注意’上述實施例僅為例示性說明本發明之原 力&而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此 技β之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神 20 201032780 下,對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應 如後述之申請專利範圍所述。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之手術模板製造系統之示意圖。 圖2係本發明之手術模板製造系統之牙模巡航裝置—實 施例示意圖。 圖3係本發明之手術模板製造系統之牙模巡航裝置之内 部結構示意圖。 圖4係本發明之手術模板製造系統之辅助導弓丨影像之— 實施例示意圖。 圖5係本發明之手術模板製造系統之輔助導引影像之另 一實施例示意圖。 圖6係本發明之手術模板製造方法之流程圖。 圖7(a)、(b)係應用本發明之手術模板製造方法取得牙模 與複數電腦斷層影像間之定位關係之操作示意圖。 ❹ 圖8(a)、(b)、(c)係應用本發明之手術模板製造方法製造 手術模板之示意圖。 圖9(a)、(b)係應用本發明之手術模板製造方法製造手術 模板之另一實施例示意圖 【主要元件符號說明】 手術模板製造系統1 牙模巡航裝置10 機械手臂12 21 201032780 基座121 移動件組122 第一移動件123 第二移動件124 第三移動件125 定位模組126 導塊126a 線性解碼器126b 參 解碼器14 煞車件16 電腦系統20 記憶體22 軟體程式222 電腦斷層影像224 處理器24 ^ 顯示器26 控制模組30 工具300 牙模310 固定孔312 定位桿314 影像定位器牙套320 定位標記322 22 201032780 定位標記影像322a 金屬環330 套筒件332 可固化材料340 手術模板350 對應孔352 金屬導件360 第一旋轉軸R1 φ 第二旋轉軸R2 第三旋轉軸R3 第四旋轉軸R4 參考方位導引影像II 解剖導引影像12 設定植牙方位L1 指向方位L2 _ 定位點PI、P2 23
Claims (1)
- 201032780 七、申請專利範圍: 1. 一種手術模板製造系統,係應用於一植牙手術規劃,先 依據一患者口腔狀態取得一牙模,並製作一影像定位器 牙套,使該患者戴上該影像定位器牙套以取得該患者口 腔之複數電腦斷層影像,該手術模板製造系統包二: 一牙模巡航裝置,係於該牙模上進行巡航定位,該牙模 巡航裝置包括: ~ 、 一機械手臂,用以固持一工具,該機械手臂可進 @ 多自由度移動; 2數解碼器,用以量測該機械手臂之一移動資訊;以 複數煞車件,用以固定該機械手臂; 括 一控制模組,係電性連接於 該:動資訊並控制該複數煞車件之啟=關閉用 —電㈣統,係·連胁馳麵組,料腦系I 一記憶體 像;以及 以儲存一 軟體程式及該複數電腦斷層影 用以執行該軟體 :處理器’係與該記憶體電性連接, 程式; =移動該機械手臂量測設置於 位器牙套之對應位置,以配合 二之該影像定 牙模與該複數電腦,處理來取得該 機械手臂至-植牙方::像,定位關係;並於操作該 煞車件以固定該機械手臂==模_= 24 201032780 ❿ ❹ 2·如申請專利範圍第1項所述之手術模板製造系統,其中 當該機械手臂移動至該植牙方位時’藉由該控制模組可 記憶對應該植牙方位之該移動資訊,使得該機械手臂依 據該移動資訊再次移動至對應之該植牙方位時,該控制 模組可啟動該複數剎車件以固定該機械手臂。 3.如申5月專利範圍第1項所述之手術模板製造系統,其中 該電腦系統可接收由使用者經軟體規劃或載入之對應 ι植牙方位之一植牙方位資訊,並經該軟體程式將該植 牙方位-貝訊轉換為對應該植牙方位之該移動資訊,使得 $機械手臂依據_動#訊移動至對應之該植牙方位 ^。’該控制模組可啟動該複數刹車件以固定該機械手 4 ί 項所述之手術模板製造系統,其中 二辅式可即時顯示對應該機械手臂操作 如申請以供使用者決定該植牙方位。 該輔助導引二項參所考=手導:模4製造系統,其, 一植牙方位資訊,^使用者經軟體規割或載入之 方位進行即時比對:“工具於該牙模上實際操作之指 5· 向 該輔助導引之手術模板製造系統,其中 該輔助導引影像為-解,;;弓^模 工具下方之該^導5丨影像,可即時顯示對應該 牙方位。 仏電騎層轉,叫決定該植 25 201032780 /.如申4專利範圍第丨項所述之手術模板製造系統,其中 該機械手臂包括一基座及一移動件組,該移動件組之一 端係可移動地連接於該基座,另一端可固持該工具,該 移動件組包括複數移動件,使得該移動件組可帶動該工 具相對於該基錢料自由度移動。 8. 2請專利範圍第7項所述之手術模板製造系統,其中 ^數解碼H及該複數煞料係各設置於該移動件組 與該基座之連接處、以及各該移動件之連接處。 兮t專利範圍第8項所述之手術模板製造系統,其中 ^叙杜Γ組包括—第—移動件、—第二移動件、一第三 疋位模組,該第一移動件之兩端分別轴接於 該第二移動件;該第二移動件之兩端分別軸接 端:〔別舳ί動件及該第三移動件;且該第三移動件之兩 =別軸接於該第二移動件及該粒模組。 兮it利範圍第9項所述之手術模板製造系統,其中 第該= 車件係各設置於該第-移動 動#第一移動件與該第二移動件、該第二移 之轴接二移動件以及該第三移動件與該定位模組 該二IS圍第1〇項所述之手術模板製造系統,其中 沿一第二旌輔可沿一第一旋轉軸旋轉,該第二移動件可 第二旋轉轴;^轉&且該第—旋轉轴實質上平行於該 該第三旋減?第二移動件可沿-第三旋轉轴旋轉,且 係與該第二旋轉軸實質上正交;該定位模 26 201032780 組可沿一第四旋轉軸旋轉,且該第四旋轉軸係與該第三 旋轉軸實質上正交。 12. 如申請專利範圍第9項戶斤述之手術模板製造系統,其中 該定位模組包括一導塊,用以固持該工具,且該導塊可 沿該工具之軸向直線移動。 13. 如申請專利範圍第12項戶斤述之手術模板製造系統,其中 該導塊更包括一線性解瑪器’係電性連接於該控制模 組,以量測該導塊之移動量。 ❹ —種手術模板製造方法,係應用於一植牙手術規劃,先 依據一患者口腔狀態取得一牙模’並製作一影像定位器 牙套,使該患者戴上該影像定位器牙套以取得該患者口 腔之複數電腦斷層影像,該方法包括: 提供一牙模巡航裝置,該牙模巡航裝置包括可固持一工 具之一機械手臂; 取得該牙模與該複數電腦斷層影像間之定位關係; 於該牙模上操作該機械手臂至一植牙方位; © 固定該機械手臂; 塗覆並固化一可固化材料於該植牙方位周邊,以形成一 手術模板。 15.如申4專利範圍第14項所述之手術模板製造方法,其中 f牙模巡航裝置更包括複數解㈣及複數鮮件,係各 於該機械手臂之各喊元件之連接處,該複數解瑪 以量職機械手臂之—移動資訊,且該複數煞車件 27 201032780 嫜t二專利範園第15項所述之手術模板製造方法,其中 =二躭楚置係透過—控制模組電性連接-電腦系 杜,制模紐用以取得該移動資訊並控制該複數煞車 ^、或關閉,該電腦系統包括一軟體程式;該牙模 二3數電腦斷層影像間之定位關係可藉由移動該機 : 量測攻置於該牙模上之該影像定位器牙套之對 …位置以配合該軟體程式處理來取得。 如申叫專利範®第16項所述之手術模板製造方法,其中 ❹ 於該牙模上操作該機械手臂至-植牙方位步驟中,可藉 由該控制模組記憶對應該植牙方值之該移動資訊,使得 該機械手臂依據該移動資訊再次移動至對應之該植牙 方位時’該控制模組可啟動該複數剎車件以固定該機械 手臂。 18·如申請專利範圍第16項所述之手術模板製造方法,其中 於該牙模上操作該機械手臂至一植牙方位步驟中,該電 腦系統可接收由使用者經軟體規劃或載入之對應該植 φ 牙方位之一植牙方位資訊’並經該軟體程式將該植牙方 位資訊轉換為對應該植牙方位之該移動資訊,使得該機 械手臂依據該移動資訊移動至對應之該植牙方位時,該 控制模組可啟動該複數剎車件以固定該機械手臂。 19.如申請專利範圍第16項所述之手術模板製造方法,其中 於該牙模上操作該機械手臂至一植牙方位步驟中,係藉 由該軟體程式處理並顯示一辅助導引影像以供使用者 決定該植牙方位,該輔助導引影像係對應該工具於該牙 模上之操作。 28 201032780 20. 如申請專利範圍第19項所述之手術模板製造方法,其中 該輔助導引影像為一參考方位導引影像,藉由該軟體程 式將該電腦系統所接收由使用者經軟體規劃或載入之 該植牙方位,與該工具於該牙模上實際操作之指向方位 進行即時比對。 21. 如申請專利範圍第19項所述之手術模板製造方法,其中 該輔助導引影像為一解剖導引影像,可即時顯示對應該 工具下方之該患者口腔之電腦斷層影像,以供決定該植 牙方位。 22. 如申請專利範圍第14項所述之手術模板製造方法,其中 該可固化材料係包覆一金屬環,該金屬環係對應該植牙 方位。 ❿ 29
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