TW202128075A - 用於促進獲取掃描之裝置及口內掃描程序 - Google Patents
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Abstract
本發明包括一種在使用口內掃描器之口內掃描程序期間促進獲取掃描的裝置,包括:具有附著部分的細長本體,該附著部分係被建構為將具有植體之細長本體附著於患者口中,而該植體係具有一縱軸,藉此,該細長本體被調適為當安裝至植體時係實質上垂直於植體的縱軸以延伸;細長本體具有實質上平面的上表面及一或多個離開上表面而向下延伸的側壁;其中,當口內掃描器在垂直於上表面之方向中掃描其裝置時,上表面及一或多個側壁可於所得掃描中觀察到。本發明延伸至一種包括該裝置之複數個項目的套組及一種進行口內掃描程序之方法。
Description
本發明整體上係關於在患者口中促進獲取掃描的裝置及相關的口內掃描程序。
植體印模(implant impression)係植體於患者口中之位置的主要參考,且係設計及製造任何贋復骨架(prosthetic framework)的基礎。植體印模的準確度取決於許多因素。此等因素包括植體之數目、深度和角度、所選擇的印模技術、及印模材料之類型。決定印模技術涉及考慮各種選項,包括選擇直接或間接方法、選擇固位(splinted)或不固位的解決方案、選擇所使用的印模複製設計、及選擇印模盤之類型(例如,打開/關閉)。
於取模階段期間的任何不準確將轉移至所製作的模型。因此,準確的植體印模係產生準確的限定贋復模型之關鍵,其模型係製造準確適配的經研磨贋復體之主要來源。在植體固定於患者的頜骨(且突出至患者口中)之情況下而在經研磨贋復體之臨床階段的準確適配,係直接取決於印模技術的準確度。於植體與贋復骨架之間的不準確適配可產生許多問題,包括於骨架、植體、贋復螺釘及骨頭內產生內部應力。關於習知的植體印模之可用的選擇選項亦可導致結果的變化,其係取決於操作人員的經驗及所使用材料的選擇。此外,植體於牙弓(arch)中之定向可影響習知的植體印模之準確度。舉例來說,相對呈斜角的植體可導致習知的印模與植體之平行放置相比喪失準確度。
口內掃描技術之引介及改良已為數位牙印模之一般獲取提供了機會。數位印模成為替代選項,其降低了與習知植體印模方法相關聯的誤差之可能來源。數位印模系統變得越來越普遍,因為其容許捕捉隨後可用來複製口內硬及軟組織的數位資料,從而取代對於印模盤及印模材料的需求。
然而,記錄跨越置於全口無牙患者上的牙弓的多個植體位置之準確度,係影響結果一致性的常見挑戰。市場上之不同的口內掃描器解決方案提供不同的資料獲取系統,且在彙整完整的資料集時使用不同的編織算法,其可導致掃描資訊的變化。一些影響數位植體印模之準確度的因素係在於不同的掃描方案、掃描裝置之光學設定、及不同技術之限制(藍/白光、視像掃描器等)。
希望提供一般與獲取數位牙印模相關聯之一或多個缺點的解決方案。或者,希望提供自掃描獲取更準確的數位資料之替代手段,其係向公眾提供已見於市面者之有用替代選項。
於說明書中提及任何先前技術並非承認或暗示此先前技術在任何判準中形成一般常識之部分、或此先前技術可由熟悉技藝人士合理地預期與先前技術之任何其他物件組合。
在第一態樣中,本發明提供一種用於在使用口內掃描器之口內掃描程序期間促進獲取掃描的裝置,包括:具有附著部分的細長本體,而該附著部分係被建構為將具有植體之細長本體附著於患者口中,該植體係具有一縱軸,藉此,該細長本體係被調適為當安裝至植體時實質上垂直於植體的縱軸延伸;該細長本體具有實質上平面的上表面及一或多個離開上表面向下延伸的側壁;其中,當口內掃描器在垂直於上表面之方向中掃描此裝置時,上表面及一或多個側壁可於所得掃描中觀察到。
至少在較佳具體例中,本發明之裝置可用來建立用於牙科贋復體設計中之極度準確的三維參考框架。
換言之,本發明係經有利地設計,以針對一範圍的植體情況,包括其中植體係分佈於患者口中之整個牙弓上的完全無牙情況,容許使用者自數位植體印模(即,自口內掃描)獲得更準確的掃描資訊。使用者可準確地模擬插入患者口中之植體的位置及定向,藉以容許更準確的數位植體位置捕捉,及為利用植體位置資訊的患者數位設計贋復器具。此等效益係由於此裝置之細長本體表面的獨特設計而達成。當口內掃描器在實質上垂直於上表面之方向中掃描此裝置時,可於所得掃描中觀察得上表面及至少一或多個側壁,操作人員僅需使掃描器之頭在有限的移動範圍(即,舌唇方向(lingual-labial direction)、近遠心方向(mesial-distal direction)、上下(垂直)方向)內移動,而非最新近掃描程序需要的習知五軸移動。當於後處理階段期間利用掃描時,掃描器之頭於掃描程序期間(即,通過旋轉移動)的額外的移動軸可引起顯著的誤差來源。
於後處理階段期間,使用可於掃描中觀察得到的上表面及一或多個側壁作為參考,其最終可與包含在電腦上之庫內的儲存資訊作比較,而該儲存資訊係包括精確模型及裝置的測量。由此,可將此裝置的已知測量值指定給掃描,藉以允許準確地確定植體相對於患者口部之軟組織的位置及定向。擁有數位模型中之此資訊,允許數位設計最佳擬合植體骨架,例如,部分或完整牙弓植體桿,藉此,可使用植體之經確定的位置及定向來界定植體骨架的適當固定位置,而骨架亦擬合牙弓的軟組織。
在一具體例中,一或多個側壁係環繞上表面之周邊之全部或實質部分,其皆可自上表面上方觀看。此一配置的好處係此裝置提供複數個參考點及環繞上表面的諸多表面,其可被使用在論述於上及更詳細說明於下的後處理步驟中。舉例來說,可於口內掃描程序期間進行此裝置的分別掃描,然後再於後處理階段期間使用參考點及位在環繞上表面周邊的表面、連同上表面本身,彼此對準。如此提供了諸次掃描之間的更準確對準,及當確定植體之位置及定向之精確測量值時,於掃描之準確度中的更大信賴度。
在一具體例中,細長本體的上表面及下表面界定了細長六邊形,各具有其細長側邊自第一端至第二端實質上平行地延伸。在上表面及下表面兩者之第一端處之較短的六邊形側邊對偶,其長度可較在上表面及下表面兩者之第二端處之較短的六邊形側邊對偶為長。因此,此等面可在第一端處之該對側邊之間界定相對銳角,然而,其係在第二端處以較大的相對鈍角會合。因此,此等面可為實質上的梯形形狀。
在一具體例中,一或多個側壁係朝細長本體之上表面向內成錐形,因此提供自上表面依靠的傾斜裙部。此錐形之角度可針對最佳結果的需求作選擇。理想地,一或多個側壁之各者實質上係平面的。或者,一或多個側壁可具有彎曲形式。較佳地,提供了界定複數個互連小面的複數個側壁,當在實質上垂直於上表面之方向中掃描時,各小面可由口內掃描器觀察。
舉特定實例來說,諸小面可實質上呈平面狀,且自垂直於上表面之方向傾斜介於約15o
與約40o
之間,較佳約25o
之角度。
在一具體例中,細長本體包括第一端及第二端,兩端皆具有各由兩個會合小面所界定之整體上尖端的形狀。如此則具有當與其他相鄰裝置結合使用時可使由另一裝置遮蔽或掩蓋一裝置減至最小的優點。
在一具體例中,此裝置包括安裝至上表面或與之成為一體的基準標記(fiducial marker)。基準標記之併入可促進分別掃描之間的對準,因為,標記係充作用來準確對準經掃描的裝置,特別是於垂直方向中對準的另一參考點。此係因為其標記具有已知尺寸,且以相對於細長本體之已知位置及定向提供。基準標記提供了於掃描資料捕捉中可用於在可於後處理階段期間需要之掃描之間之垂直校正的額外3-D資訊來源。
基準標記可具有任何適當形狀。在一種形式中,基準標記為球形,但亦可使用其他形狀諸如三角形、方形、圓錐形、圓柱形、橢圓形等。基準標記能以任何適當方式安裝至細長本體之上表面。或者,基準標記可經由將基準標記與細長本體一起製造為一個一體成形組件,或經由將基準標記永久固定至細長本體(諸如經由焊接或其他適當製程)而與上表面成為一體。
在一具體例中,附著部分可被建構為接納固定元件(諸如贋復螺釘),以將細長本體固定地附著至患者口中的植體(或至介於植體與細長本體之間的一些其他中間組件)。一旦掃描完成,此裝置可隨後自植體移除(例如,於將贋復螺釘鬆開後)。
在一具體例中,細長本體之上表面包括被建構為接納可於所得掃描中識別的指示器元件的孔隙或凹部。其凹部可由穿過細長本體的鑽孔提供,而該鑽孔係使細長本體與植體結合。指示器元件可呈塞(plug)之形式,其係被建構為當此裝置經掃描時固持於凹部中。此節在後處理期間可係有用的,因為可使用指示器元件來識別裝置或掃描的特徵。舉例來說,如要掃描複數個裝置(例如,作為掃描完整牙弓的部分),則可將元件置於待掃描之第一裝置的凹部中,藉以指示掃描路徑的起始位置。此資訊可促進傳達關於掃描路徑的資訊。此資訊可能係重要的,因為一般而言,在掃描路徑開始時掃描的裝置之掃描資料,將較接近掃描路徑結束時掃描的裝置之掃描資料更為準確。
在一具體例中,鄰接於附著部分的一或多個側壁係包括至少一個被建構為使得掃描器能夠擷取資料以幫助界定植體之縱軸的切口部分。切口部分較佳係朝向附著部分延伸,藉以能夠視覺化在細長本體下方之附著部分之表面。舉例來說,當藉由掃描器自垂直於上表面之方向觀看時,切口部分能夠觀看與待附著至植體的附著部分之鑽孔相關聯的外凸表面。於後處理期間可使用藉由切口部分所提供之此額外資訊,來幫助校正可於所得掃描中產生之沿z軸的任何掃描差異(諸如x-y掃描資料)。基於習知口內掃描的特性及所產生之後處理,產生了其他優點。切口部分可充作平滑過渡路徑,其係經由連接此裝置之可觀察表面及作為完整掃描的下層組織之表面,而結合由掃描器所產生之表面。此節係無需使掃描器之頭在與植體之縱軸垂直之方向中以習知掃描裝置要求的方式傾斜來達成。正係此掃描器之頭之傾斜或旋轉可能於所得掃描中引起不準確。此裝置與下層組織之間的諸表面之結合亦減輕了大多數後處理軟體將分別或不一致的掃描資料處理為雜訊而在一些情況中導致自動刪除此資料的趨勢。
較佳地,存在至少兩個切口部分,其中至少一個位在此裝置的後側上,且至少一個位在此裝置的前側上。
在一具體例中,上表面及諸側壁中之一或多者包括使其能夠在所得掃描中識別此裝置的識別符。較佳地,識別符係提供於上表面上。識別符可係任何適當形式,諸如一或多個突出部、一或多個凹部、可掃描媒體(例如,條碼)等。識別符可傳達關於此裝置之不同類型的資訊,諸如高度、長度、寬度或尺寸公差等。當此裝置與其他類似裝置結合使用作為掃描程序之部分時,此節尤其重要。
在第二態樣中,本發明提供一種進行口內掃描程序之方法,其包括:將一或多個植體插入至患者的頜骨中,而該一或多個植體之各者係具有一縱軸;將以上定義的裝置安裝至患者口中的一或多個植體;以及,掃描該裝置及患者口中之軟組織之至少一部分,藉以產生一組掃描資料,用於確定一或多個植體相對於軟組織之相對位置及定向。
在一具體例中,此方法可進一步包括:自該裝置之複數個不同模組形式選擇該裝置之一或多個模組形式,以最佳擬合待於患者口中掃描的空間。
在另一具體例中,當將複數個植體插入至患者的頜骨中時,此方法進一步包括:以跨越待掃描空間而導致自各裝置至各相鄰裝置之實質細長重疊過渡的方式,將各裝置安裝至其各別植體。
應當明瞭,本發明之第二態樣可包括針對本發明之第一態樣所定義之任何特徵。
在第三態樣中,本發明提供一種包括以上定義裝置之複數個項目的套組,包括:彼此不同尺寸的項目,使其可針對特定患者的口部而根據待掃描的患者口部之區域及/或根據一或多個存在植體之相對位置以選擇複數個項目。
其不同尺寸可包括不同長度及/或高度。可提供不同高度以適應給定植體相對於周圍組織的深度。舉例來說,可經由使用具有較大高度之項目以避免由組織施加於一個項目之底側上的不當壓力。此外,可使用適當高度之項目以確保掃描器頭之範圍深度較接近組織,而不觸碰組織,藉以改良掃描準確度及因此於掃描資料之間的較佳接合。以類似的方式,可提供不同長度來適應植體間的不同距離。
在一具體例中,測量此套組中之各獨特項目,且將測量值儲存於數位庫中,用於所得掃描之後處理。
應當明瞭,本發明之第三態樣可包括針對本發明之第一或第二態樣所定義之任何特徵。
在第四態樣中,本發明提供一種進行口內掃描程序之方法,用以確定一或多個植體於患者口中之位置及定向,而各植體係具有一縱軸,此方法係使用一或多個可掃描體,且包括:於一或多個植體之各者上提供可掃描體,而該可掃描體係實質上垂直於各別植體之縱軸延伸,該可掃描體係具有在背離患者口部之軟組織之方向上實質上平面的第一表面,及自第一表面延伸的一或多個其他表面,其中,該一或多個其他表面可自垂直於第一表面之方向觀看;掃描一或多個可掃描體,藉以產生與其口內掃描程序相關聯的一組掃描資料;將來自一組儲存資料之資訊指定給掃描資料;以及,自掃描資料及其指定的資訊,確定一或多個植體之位置及定向。
將明瞭,本發明之第四態樣可包括針對本發明之第一、第二、及第三態樣所定義的任何特徵。
如文中所使用及除非前後文另有要求,否則術語「包括」及該術語之變化,諸如「包含」及「含有」等係無意排除其他添加、組件、整數或步驟。
本發明之其他態樣及描述於先前段落中之態樣的其他具體例,將可自作為實例給出且參照附圖的以下說明來明白。
應當明瞭,於本說明書中揭示及定義之發明延伸至由文本或圖式中提及或明瞭之兩個或更多個個別特徵的所有替代組合。所有此等不同組合構成本發明之各種替代態樣。
參照圖1至5,以各種視圖繪示本發明之裝置的一具體例。掃描置具(scan abutment)(或掃描儀)10係被建構為直接或間接地附著至患者口中的植體,例如,經手術植入患者之下頜骨或上頜骨的植體針(即,牙科植體)。在一些實例中,掃描置具10可附著至諸如多單元適配器(如技藝中所知曉)之類的中間適配器(未圖示),而該中間適配器係附著至植體。應當注意,提及植體可包括(在前後文許可的情況下)提及中間適配器。
文中提及「垂直方向」係指如一般於解剖位置(即,病患直立)中所明瞭的垂直方向。文中提及「上」及「下」係相對於如於附圖中觀看之掃描置具所明瞭者。然而,如所明瞭者,取決於掃描置具是否係使用於患者口中的上或下牙弓(即,分別具有上頜骨或上頜骨植體),術語「上」及「下」可反轉。在所描繪的具體例中,掃描置具係使用於患者口中的下牙弓(即,附著至下頜骨植體),因此術語「上」及「下」將由該觀點來使用。
掃描置具10包括具有第一端12及第二端14的細長稜柱體11。本體11較佳係實心體,但亦可替代地為空心體。本體11進一步包括平面上表面16、平面下表面17及於上表面16之周邊邊緣與下表面17之周邊邊緣之間延伸的複數個側壁18。如可看見者,上、下表面16、17係呈類似形狀的細長六邊形的形式,其細長的側邊係各自自第一端12至第二端14平行地延伸。在上表面16及下表面17兩者之第一端12處之較短六邊形側邊對偶之長度係較在上表面16及下表面17兩者之第二端14處之較短六邊形側邊對偶為長。因此,此等面在第一端12處之該對側邊之間界定出相當尖銳的銳角,而其在第二端14處以較大的鈍角會合。此形態差異係由使會不利影響掃瞄準確度之橫向重疊(及相關遮蔽之產生)減至最小的需求所產生。
因此,稜柱體11具有拉伸的六邊形截頭角錐之形態,其單一的對稱平面係沿縱向中心線延伸。
熟悉技藝人士當明瞭上表面16及下表面17不一定需要具有如於此具體例中所描繪之相同形狀,而係可呈任何其他適當形狀諸如矩形、橢圓形、三角形、多邊形等。然而,如將自以下論述所明白,一系列的筆直邊緣及相關聯的平面側壁小面為較佳。此外,本體11的整體形狀不一定需要上表面16及下表面17具有相同形狀,整體形狀與本具體例中所示者具有變化亦係可能的。
側壁18包括若干不同的小面,在所描繪的實例中為六個小面18a-18f,其係在上表面16與下表面17之各別邊緣之間環繞其整個周邊延伸。下表面17之周邊邊緣包括倒角的過渡唇部19,小面18a-f則自該唇部19朝上表面16向上延伸。如可於圖中看見,小面18a-f一般係自倒角的過渡唇部19至上表面16向內成錐形,從而界定出一系列的互連平面傾斜壁。側壁小面18a-f的斜率可視需要選擇。理想地,此斜率係介於15o
及40o
至垂直(即,垂直於上表面16之方向)之間,且較佳地約與垂直成25o
。在其他具體例中,側壁可為曲面,或者,單個彎曲側壁可自整個上表面16延伸且將其環繞。然而,較佳地,為準備表面識別及資料處理,平面的小面為較佳者。
顯著地,當藉由口內掃描器之掃描頭在實質上在上表面16之上且垂直於上表面16之方向中觀看掃描置具10時(其中,掃描置具10係安裝至患者口中之植體的近端),六個小面18a-18f及上表面16皆可直接於掃描中觀察得(如於圖3之平面圖中所繪示)。以此方式,當使取自患者口中之掃描置具10之分別的掃描對準時,所有七個小面可充作為參考表面。如此提供了關於掃描置具之相對位置及定向、及因此植體相對於在患者口部之該區域中之軟組織之位置及定向的完整3-D參考資訊。
此節具有顯著效益,因掃描操作人員僅需在患者口中的有限移動範圍內調動掃描頭,即,舌唇方向、近遠心方向、及(視需要)垂直方向。在此等方向中調動掃描頭將捕捉到上表面16及側壁18,而不需以任何旋轉方向調動掃描頭。此節係重要的,因發現旋轉掃描移動會於捕捉內部掃描資料中提供最大的可能誤差來源。此節一般係與內插存在於影像資料中之任何間隙的內部編織算法(knitting algorithms)相關,其可導致整體掃描的顯著扭曲及因此導致不準確。當然,幾乎無法消除於掃描程序期間發生一些旋轉移動且消除需要掃描器軟體以將掃描影像中之間隙接合在一起的至少一些情況。然而,經由消除於掃描程序期間實質旋轉掃描頭的需求,操作人員可大致將掃描頭的移動保持在僅以上論述的有限移動範圍內,從而嚴格限制所需之資料編織量。
如前所指,倒角的過渡唇部19係自下表面17延伸。過渡唇部19使得掃描置具10具有到達側壁18的相當尖銳的下緣細部。如此幫助降低側壁18之下部之組織重疊的風險。下緣細部亦幫助更精確地界定植體/組織邊界。此節可經由最小化可例如當針對植體弄錯組織時產生的內插誤差以改良掃瞄準確度。
雖然掃描置具10包括可環繞圍繞上表面16之整個周邊看見的側壁係有利的,但事實並非必須如此。舉例來說,具有可環繞僅上表面16之周邊之一部分看見的側壁,仍可提供用於提供適當資料集且比較及對準掃描置具10之分別掃描的足夠參考表面。然而,熟悉技藝人士當明瞭,可看見愈多參考點及小面,掃描的準確度及有效性就愈大。
如可自掃描置具10的整體形狀及構成所看見,掃描置具10之第一端12及第二端14終止於分別由小面18a、18f及18c、18d會合所提供的尖端。在將多個掃描體置於患者口中(例如,當掃描完整或部分牙弓時)的情況中,可最佳地明瞭由使用具有此等尖端之掃描置具所產生的效益。在一較佳掃描程序中,掃描置具10係彼此相鄰放置以獲取期望掃描區域的最準確掃瞄。具有緊密接近的掃描置具係意謂:如掃描置具之末端例如係曲面的,則側壁的一些表面會被緊鄰的掃描置具所掩蓋,因此限制了可用於後處理階段的細部。當掃描置具緊密接近時,具有相對尖端降低了該重疊的可能性。
細長的本體11包括鄰近第一端12於上表面16及下表面17之間延伸的鑽孔22。鑽孔22係被建構為容納植體(或中間適配器)之近端,且接納贋復螺釘以將掃描置具10緊固至植體。圓柱形的附著部分26係自下表面17垂直延伸,其係被建構為當掃描置具10附著於其時坐落於植體上方。在一些具體例中,植體或經適當附著的中間適配器可提供互補成形以配合於鑽孔22內的公連接部分,其中,附著部分26之下端係靜置於植體或適配器之平面的下表面之上。公連接部分可呈圓柱形帽之形式,容許鑽孔與公連接部分之間的適貼配合(snug fit)。
雖然所描繪的具體例提供掃描置具10與植體之間的螺釘連接,但掃描置具10與植體的其他連接方式亦係可能的。舉例來說,掃描置具可包括內部螺紋,其可與帶有對應外部螺紋的植體配合,或者,鑽孔22能以適貼配合配置連接至植體的近端頭部。
鑽孔22可提供接納可於掃描中傳達額外資訊的指示器元件的額外功能。在一具體例中,指示器元件係呈塞(plug)形式(未圖示),其係配合於鑽孔22內且覆蓋其上端。指示器元件可例如用來指示進行掃描的方向。舉例來說,如掃描係自左至右對複數個掃描置具進行,則可將指示器元件置於最左邊的掃描置具上,從而在掃描資料中提供最左邊的掃描置具最先掃描的指示。
以此方式記錄掃描方向可尤其有幫助,因一般而言,當掃描頭自開始移動至掃描路徑結束時,於路徑開始處提供的資訊可能較朝向路徑結束時提供的資訊為準確。此一準確度的差異係由當掃描頭自開始橫越掃描路徑至結束時累積的誤差所引起。誤差係經由使用若干標記之垂直長度以重疊由左至右的掃描與由右至左的掃描,而減至最小。如此產生了可經適當分組在一起且用來幫助權重所獲取的影像資料的若干掃描之組合。然而,如應當明瞭者,指示器元件能以任何其他方式使用,其可於所得掃描中向最終使用者傳達適當資訊。
在一具體例中,掃描置具10包括安裝至細長本體11或與之成為一體的基準標記(未圖示)。基準標記較佳係呈諸如球體、稜柱等的三維形狀之形式。基準標記具有已知尺寸及相對於掃描置具10的已知位置/定向,因此提供了可於對準分別掃描之後處理步驟中使用的進一步3D參考資訊,尤其用於在垂直方向中的對準。
掃描置具10可作為套組1000(繪示於圖11)提供給操作人員,該套組具有各種各樣之不同尺寸的元件,其可由操作人員選擇以適合患者口部的尺寸及形狀,從而提供掃描程序所需的覆蓋量。在大多數情況中,將使用複數個掃描置具10以跨越插入於患者口中之多個植體之間的空間,而各掃描置具10係附著至分別的植體。如應當明瞭者,經由具有不同尺寸之掃描置具提供更大的靈活度。舉例來說,掃描置具10的適當尺寸可包括範圍自約10 mm至約30 mm的總長度、及範圍自約3 mm至約10 mm的總高度(即於立面圖中觀看)。然而,此等尺寸僅係例示性的,因掃描置具可經製造為任何適當尺寸。
掃描置具10通常係由鈦等級5(Titanium Grade 5)製造。然而,可使用其他適當材料,諸如替代的適當金屬或塑膠材料。
掃描置具10一般係以CAD/CAM軟體設計,然後再於適當的5軸CNC機器上製造。由於所製造之掃描置具的精確度對掃描程序至為關鍵,因此於各掃描置具製造後,使用坐標測量機器(CMM)來精確地測量掃描置具的所有相關尺寸。將此資訊儲存於資料庫上,以致其可在其方法中的指定步驟期間叫出,如更詳細說明於下文。因此,各個別的套組亦可包括其個自獨特的數位庫,其中,套組之各掃描置具10之精確測量值係儲存於庫中。因此,掃描置具之各套組的數位庫將係為該套組所獨有的。可對各套組及因此對套組中的各掃描置具指定一套組識別符(諸如套組編號)。如此確保了說明於下之方法之指定步驟產生掃描體的最準確呈現、及因此植體(以及其他掃描資料點)於患者口中的精確位置。
現將說明使用掃描置具10的一例示性方法,特別是作為用於全口無牙患者之完整牙弓之掃描程序的部分。然而,熟悉技藝人士當明瞭在掃描完整牙弓的一部分時亦可應用類似的方法。該例示性方法包括於患者口中提供複數個植體,其係在習知手術程序中以螺紋銷固定至上頜骨或下頜骨中。植體的適當數目及定位將取決於特定情況及所需的贋復體。一般而言,為了於上頜骨中支撐固定的完整贋復體,四個植體提供足夠高的可預測性,而臨床醫師通常放置六個植體。雖然在許多情況中將植體彼此平行放置可係理想的,但歸因於手術或結構限制,通常不可達成。
然後,提供複數個掃描置具,各自附著至植體的近端頭部。此附著係經由將掃描置具10之鑽孔22結合於植體頭部上方及藉由自鑽孔之上端接近的贋復螺釘附著至其上而達成。掃描置具10係經選擇及定位,以實質上覆蓋牙弓的完整區域,一實例實施方案顯示於圖6。諸掃描置具應彼此接近定位,但不需碰觸且據認為自一個置具之中點附近至下一置具之中點較佳地具有一重疊過渡(當於立面圖中觀看時,見圖6)。此係為了最小化及簡化經掃描資料的接合(因此降低了於資料後處理中產生誤差的可能性)及確保當於掃描置具之間移動時,屬於相鄰掃描置具10之兩個或更多個已知表面(小面)可於掃描器視野中看見。
如當明瞭,圖6中顯示的實施方案僅係定位掃描置具的一個實例。當安排掃描置具時應小心使得掃描置具之大部分及較佳全部的上表面及側壁可自上方(及因此至掃描器頭)看見。亦應小心儘可能地避免相鄰掃描置具之間的顯著間隙,因此等間隙可能提供誤差來源。此外,據認為如圖6所示之掃描置具之頭尾配置對於獲取最大資訊及最小化誤差來源為較佳者。
一旦將掃描置具定位,操作人員便使用習知之口內掃描器開始口內掃描程序。執業醫師可首先將指示器元件置於選定掃描置具之鑽孔22中,以提供於程序期間首先掃描哪個掃描置具的指示。操作人員接著開始自牙弓的一端掃描至另一端,較佳係以如圖6所示之整體上鋸齒形路徑調動掃描器。如應當明瞭者,操作人員將僅需於有限的移動範圍內(如以上論述)調動掃描頭,從而避免掃描頭之任何旋轉移動的需求。較佳地,操作人員將接著沿與起始掃描相反的方向(即,自右至左)掃描掃描置具,以產生第二資料集。為求改良的準確度,可由操作人員進行於兩方向中的進一步掃描,以致可於後處理階段中利用多個掃描。此外,操作人員在植體於定位但沒有掃描置具的情況下進行患者口部之相同部分的掃描,以獲取關於軟組織的完整印模資訊。此節可在掃描置具於定位之前或之後進行。此外,可在植體安裝於口中之前進行掃描,但歸因於可由植體放置手術所產生之些微差異,此節不被認為是必要的。各組掃描資料呈包含原始點雲端資料之STL檔的形式。
接著,將此掃描資料傳送至後處理。作為後處理階段的部分,將包含牙弓與掃描置具之分別掃描之接收的STL檔彼此比較且對準。此過程的一個實例顯示於圖7,其中,使用電腦軟體將各種掃描之掃描資料組彼此對準,且強調各別掃描之間的差異。舉例來說,如在此對準階段期間各別掃描之間的差異超過50 μm,則可將不準確的掃描自對準過程略去。對準過程提供各掃描置具於分別掃描之間之對準良好度的量度。
各掃描置具可於各掃描中使用已知的關鍵表面(上表面及側壁)而適當地對準。理想地,使用掃描置具之所有七個小面。然而,如可確定關鍵表面中之一或多者不準確,則可將其自進一步的處理略去。此係可歸因於掃描以某種方式經掩蓋,或於掃描中產生之阻止表面與另一掃描中之對應表面對準的不準確性。如掃描置具之表面相對於其他掃描具有高於許可臨限值的差異(諸如於掃描之間大於10微米的小面偏差),則此將係明顯的。在該等情況中,可將此表面或此等表面自對準階段期間的考慮略去,且在來自不同掃描之(未經排除)資訊之間的平均過程中僅考慮更準確對準的表面。在處理資料時,如自一掃描至另一掃描存在縮放誤差,則可使用實際的標記測量值來再縮放以容許準確比較資料集。
一旦對準過程已完成至令人滿意的程度,則掃描置具可在軟體中與其餘的經掃描元件(軟組織資訊)分離,及儲存現經平均的掃描之檔案,以用於後續步驟。現可取得及使用各別掃描置具之經儲存的數位檔案,以將各別掃描置具之準確測量值指定給平均掃描。將掃描體之各小面的準確尺寸指定給平均掃描,且由此確定各植體相對於軟組織之精確形式之精確的定位及定向。此資訊結合於在沒有掃描體下進行的掃描(顯示所有下層軟組織),容許最終使用者數位建構植體骨架,以利用植體之位置及定向作為植體骨架之對應安裝點來安裝至植體。此外,可使於掃描體中捕捉的周邊軟組織資料與下層軟組織掃描匹配,以識別兩個掃描共同的結構。繼而,可將此等經識別的共同結構使用在諸如合併多個掃描的操作中。
應當明瞭,可能需要其他資訊來為先前不具有牙科贋復體的患者最終建構牙科贋復體。針對關於取患者口部印模的資訊,讀者參閱申請人的先前申請案PCT/AU2020/050215(其內容以引用的方式併入本文)。
亦應當明瞭,可將類似方法應用於欲為具有先前存在贋復體,及因此植體已插入患者口中之患者製造新贋復體的情況。先前存在的贋復體隨時間而磨損或損傷係相當普遍的,且於為患者製造適當的替換贋復體中可存在重大挑戰。然而,此過程可由本發明實質地簡化。
在該等情況中可使用許多相對於前述方法的額外步驟。在第一步驟中,獲取存在的贋復體(例如,上牙弓)的原位掃描。隨後,接著獲取相對立的牙弓之掃描。然後,可獲取完整的咬合掃描,而咬合掃描係提供關於上及下牙弓兩者的資訊。在下一步驟中,移除先前存在的贋復體。一旦經移除,則現可看見植體(或中間適配器)。取決於諸存在植體之間的間距,選擇適當尺寸的掃描置具10(根據前述目的)並固定至植體。以與前述者類似的方式,掃描掃描置具10,且在移除掃描置具10的情況下進行下層組織的進一步掃描。
在本實例中,設若已存在先前存在的贋復體,則由存在贋復體所提供的資訊可簡化後處理及牙齒設計階段。因此,本方法包括獲取在口外部之存在贋復體的360o
掃描。為幫助對準後處理期間的掃描,可在進行掃描之前將已知尺寸的圓柱形帽50(包括於套組中,如圖11所示)附著至存在贋復體上的固定結構。此等帽50有效地模擬植體(或中間適配器)之精確位置,及因此提供於掃描中完全可見之已知尺寸的幾何形狀。此掃描可配合掃描置具之經獲取的掃描使用,以產生植體於患者口中之位置的準確模型。與患者組織的掃描組合,提供患者整個口之準確呈現,其容許設計新的牙科贋復體,諸如說明於申請人之先前申請案PCT/AU2019/051222中的贋復體,該案之內容以引用的方式併入本文。
如前所指,帽50可連同掃描置具10一起提供作為套組1000之部分。
現參照圖8至10,其描繪掃描置具100之經稍微修改的形式。掃描置具100包括若干與掃描置具10共同的特徵,因此此等特徵將不再作任何詳細說明。當提及掃描置具100時,掃描置具10與掃描置具100之間的共同特徵將具有「100」系列的元件符號。
除了參照掃描置具10描述的特徵外,掃描置具100包括提供於相對立側壁相鄰的鑽孔122中的部分圓柱形的切口部分130。在所描繪的實例中,提供兩個切口部分130,一個在側壁118e中且一個在側壁118b中,如圖9所示。如將自圖最佳地明瞭,切口部分130使得當自上方觀看時能夠直接視覺化環繞同心鑽孔122的附著部分126之外表面132之部分。當附著部分126在掃描置具100附著至植體(與植體之縱向中心線對準)而坐落於植體上方時,視覺接近至表面132可使掃描器能夠獲取沿植體之縱軸的額外資料。此額外資訊可於後處理期間幫助校正原本可能由掃描所產生之任何垂直方向差異,以及提供植體相對於下層組織之位置的進一步資訊。
相對於此,附著部分126之外表面132係充作呈現掃描置具100之可觀察表面的經掃描資料與下層組織之表面特徵之間的平滑過渡路徑。如此可無需使掃描器之頭在垂直於植體之縱軸的方向中傾斜以觀看附著部分126之表面而達成。自掃描置具100過渡至下層組織中之連續的掃描資訊,可顯著地減輕於習知之後處理軟體中所固有的、將物理分離或原本相互不一致的掃描資料處理為雜訊及自資料集自動刪除的風險。
切口部分130可經由在製造掃描置具100期間採取的研磨步驟來形成。或者,切口部分130可經由其他製造方法形成,諸如在掃描置具之鑄造中提供為凹陷部分。
掃描置具100進一步包括識別符標記,其係顯示為在鑽孔122之相對立側上形成於上表面116中的一對圓形凹部140。識別符標記係意欲可於所得掃描中看見及提供關於給定掃描置具100之尺寸及公差資訊。此等標記有用於前述方法之指定步驟期間,以指示使用哪個掃描置具(來自複數個掃描置具)。
應當明瞭,於本說明書中揭示及定義之發明係延伸至於文本或圖式中提及或自其等明顯可見之兩個或更多個個別特徵的所有替代組合。所有此等不同組合構成本發明之各種替代態樣。
10:掃描置具
11:(細長)稜柱體/本體
12:(稜柱體)(第一)端/(掃描置具)第一端
14:(稜柱體)(第二)端/(掃描置具)第二端
16:(稜柱體)(平面)上表面
17:(稜柱體)(平面)下表面
18:(稜柱體)側壁
18a:(側壁)小面
18b:(側壁)小面
18c:(側壁)小面
18d:(側壁)小面
18e:(側壁)小面
18f:(側壁)小面
19:(過渡)唇部
22:鑽孔
26:(圓柱形)附著部分
50:(圓柱形)帽
100:掃描置具
116:上表面
118a:側壁
118b:側壁
118e:側壁
118f:側壁
122:(同心)鑽孔
126:附著部分
130:切口部分
132:(外)表面
140:(圓形)凹部
1000:套組
圖1繪示本發明具體例之裝置之透視立體圖。
圖2繪示圖1之裝置之前正視圖。
圖3繪示圖1之裝置之平面圖。
圖4繪示圖1之裝置之側正視圖。
圖5繪示圖1之裝置之底視平面圖。
圖6繪示插入至患者口中之本發明具體例之複數個裝置之平面圖。
圖7繪示在本發明具體例之方法中在後處理步驟期間軟體中之所得掃描之實例之示意圖;
圖8繪示本發明另一具體例之裝置之上方透視立體圖。
圖9繪示圖8之裝置之平面圖。
圖10繪示圖8之裝置之前正視圖。
圖11繪示本發明具體例之包括複數個不同尺寸之裝置的套組之示意圖。
10:掃描置具
11:(細長)稜柱體/本體
12:(稜柱體)(第一)端/(掃描置具)第一端
14:(稜柱體)(第二端)/(掃描置具)第二端
16:(稜柱體)(平面)上表面
18:(稜柱體)側壁
19:(過渡)唇部
22:鑽孔
26:(圓柱形)附著部分
Claims (20)
- 一種用於在使用口內掃描器之口內掃描程序期間促進獲取掃描的裝置,包括:具有一附著部分的一細長本體,而該附著部分係被建構為將具有一植體的該細長本體附著於患者口中,該植體係具有一縱軸,藉此,該細長本體係被調適為當安裝至該植體時實質上垂直於該植體之縱軸延伸;該細長本體具有一實質上平面的上表面及一或多個離開該上表面向下延伸的側壁;其中,當該口內掃描器在垂直於該上表面之方向中掃描此裝置時,該上表面及該一或多個側壁可於所得掃描中觀察到。
- 如請求項1之裝置,其中,該一或多個側壁係環繞該上表面之周邊之全部或實質部分,其皆可自該上表面上方觀看。
- 如請求項1或2之裝置,其中,該一或多個側壁係朝該細長本體之該上表面向內成錐形,因此提供自該上表面依靠的一傾斜裙部。
- 如請求項3之裝置,其中,該等側壁係自垂直於該上表面之方向傾斜介於約15o 與約40o 之間的角度。
- 如請求項1至4中任一項之裝置,其中,該一或多個側壁中之各者係實質上平面的。
- 如請求項1至5中任一項之裝置,其中,提供了界定複數個互連小面的複數個側壁,當在實質上垂直於該上表面之方向中掃描時,各小面可由該口內掃描器觀察。
- 如請求項6之裝置,其中,該細長本體包括第一端及第二端,兩端皆具有各自由兩個會合小面所界定之整體上尖端的形狀。
- 如請求項1至7中任一項之裝置,其中,此裝置包括安裝至該上表面或與之成為一體的一基準標記(fiducial marker)。
- 如請求項1至8中任一項之裝置,其中,該附著部分係被建構為接納一固定元件,以將該細長本體固定地附著至該植體。
- 如請求項1至9中任一項之裝置,其中,該細長本體之該上表面包括被建構為接納可於所得掃描中識別的一指示器元件的一孔隙或凹部。
- 如請求項1至10中任一項之裝置,其中,鄰接於該附著部分的一或多個側壁係包括至少一個被建構為使得該掃描器能夠擷取資料以幫助界定該植體之縱軸的切口部分。
- 如請求項11之裝置,其中,該或該等切口部分係朝向該附著部分延伸,藉此,能夠視覺化在該細長本體下方之該附著部分之表面。
- 如請求項1至12中任一項之裝置,其中,該上表面及該等側壁中之一或多者包括使其能夠在所得掃描中識別此裝置的一識別符。
- 如請求項13之裝置,其中,該識別符係指示此裝置之高度、長度、寬度或尺寸公差中之一或多者。
- 一種進行口內掃描程序之方法,包括: 將一或多個植體插入至患者的頜骨中,而該一或多個植體之各者係具有一縱軸; 將請求項1至14中任一項之裝置安裝至該患者口中的該一或多個植體;以及 掃描該裝置及患者口中之軟組織之至少一部分,藉以產生一組掃描資料,用於確定該一或多個植體相對於該軟組織之相對位置及定向。
- 如請求項15之方法,其中進一步包括:自該裝置之複數個不同模組形式選擇該裝置之一或多個模組形式,以最佳擬合待於患者口中掃描的空間。
- 如請求項15或16之方法,其中進一步包括:當將複數個植體插入至患者的頜骨中時,以跨越待掃描空間而導致自各裝置至各相鄰裝置之實質細長的重疊過渡的方式,將各裝置安裝至其各別植體。
- 一種包括請求項1至14中任一項之裝置之複數個項目的套組,包括:彼此不同尺寸的項目,使其可針對特定患者的口部而根據待掃描的患者口部之區域及/或根據一或多個存在植體之相對位置以選擇複數個項目。
- 如請求項18之套組,其中,其不同尺寸包括不同長度、寬度及/或不同高度。
- 一種進行口內掃描程序之方法,用以確定一或多個植體於患者口中之位置及定向,而各植體係具有一縱軸,此方法係使用一或多個可掃描體,且包括: 於一或多個植體之各者上提供一可掃描體,而該可掃描體係實質上垂直於各別植體之縱軸延伸,該可掃描體係具有在背離患者口部之軟組織之方向上實質上平面的第一表面,及自該第一表面延伸的一或多個其他表面,其中,該一或多個其他表面可自垂直於該第一表面之方向觀看; 掃描該一或多個可掃描體,藉以產生與其口內掃描程序相關聯的一組掃描資料; 將來自一組儲存資料之資訊指定給該掃描資料;以及 自該掃描資料及其指定的資訊,確定該一或多個植體之位置及定向。
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