TWI394558B - 手術導引板的加工方法 - Google Patents

Description

手術導引板的加工方法

本發明係與一種加工方法有關，且特別係與一種手術導引板的加工方法有關。

傳統的人工植牙手術在手術過程中，於植牙手術前的植牙規劃都需要靠斷層掃瞄來建立口腔模型，再由牙醫師依據專業的醫學考量來做植牙規劃。但是欲將由牙醫師所完成的植牙規劃結果，轉移到手術中執行卻是相當困難的，因為牙醫師在根據斷層掃瞄的資料，來完成植牙規劃後，其所產出的資料可能都是虛擬的圖面資料或是數位資料，牙醫師並沒有辦法依據這些資訊來精準地在病患口腔中執行手術。一般的作法是請牙科技師製作手術導引板，但是牙科技師也會面臨與牙醫一樣的問題，而無法精準地將植牙手術前所執行的植牙規劃資料，精準地呈現在手術導引板上。

本發明提供一種手術導引板的加工方法，其具有較為迅捷的定位方式。

本發明的一實施例提出一種手術導引板的加工方法，以藉由一工具機在一手術導引板上加工出一導引部。該工具機包括一平台與設置在平台上方的至少一感測裝 置。該加工方法包括下列步驟。首先，置入至少三個定位件於手術導引板內，並取得導引部相對於定位件的一第一座標資訊。接著，將手術導引板設置在平台上，並藉由感測裝置來取得定位件相對於平台之一參考點的一第二座標資訊。整合第一座標資訊與第二座標資訊，以定義導引部相對於參考點的一加工座標資訊，以將手術導引板進行加工以形成導引部。

在本發明之一實施例中，於上述所取得第一座標資訊的步驟中，包括藉著由一患者戴著手術導引板來進行影像掃描，以取得包含患者之牙齒與手術導引板的一影像模型，並將導引部模擬設置於影像模型上，以取得第一座標資訊。

在本發明之一實施例中，上述所取得第二座標資訊的步驟，包括藉由感測裝置來量測各定位件相對於參考點的水平距離，以及藉由感測裝置來量測各定位件相對於參考點的垂直高度。

在本發明之一實施例中，上述之感測裝置包括至少一影像擷取裝置。

在本發明之一實施例中，上述之感測裝置包括一影像擷取裝置與一測距裝置。

在本發明之一實施例中，上述之定位件實質上為一球體。

基於上述，在本發明的上述實施例中，其係藉由在手術導引板內置入至少三個定位件，以取得導引部相對於定 位件的第一座標資訊。待手術導引板設置在加工機上後，再藉由感測裝置量測出定位件相對於加工機之參考點的第二座標資訊，進而整合此等第一、第二座標資訊，而使加工機得以在手術導引板上加工出導引部。此一方式係以定位件作為加工機加工時的參考，以讓加工機能迅速且準確地對手術導引板進行加工，而無須另行製作患者口腔的實體模型，進而節省手術導引板的製作工藝與製作成本。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例的一種手術導引板的示意圖。圖2是依照本發明一實施例的一種手術導引板的加工方法的流程圖。請同時參考圖1及圖2，在此，手術導引板係用以作為植牙手術時的導引治具，以利醫師藉此對患者之牙床進行鑽孔等手術。惟本發明之手術導引板並未侷限於此。

首先，於步驟S110中在手術導引板100中置入至少三個定位件110，藉以在手術導引板100上定義出一座標系。在本實施例中，係以三個定位件110作為定義出座標系之最少必要條件，但其並不侷限於此。

圖3是圖2的手術導引板與患者口腔的立體影像模型的局部俯視圖。請同時參考圖1及圖3，於步驟S120中，患者係戴著手術導引板100進行影像掃瞄，並同時取得手 術導引板100與患者牙齒的立體影像模型。在此一較佳實施方式係為讓患者咬合手術導引板100，並對患者的口腔部位進行電腦斷層掃描。惟本發明並未侷限於此一取得立體影像模型的方式。當醫師取得此立體影像模型之後，便能接著於步驟S130中在立體影像模型中模擬設置導引部120，並進一步分析出導引部120相對於定位件110的第一座標資訊。具體而言，即是利用電腦模擬出導引部120在手術導引板100中的位置、深度及角度等資訊，以作為後續之加工資訊。

圖4是圖2的手術導引板置於工具機的局部示意圖。在本實施例中，工具機200包括一平台210與設置在平台210上的一感測裝置220。在此，於步驟S140中，手術導引板100係被設置在工具機200的平台210上，接著於步驟S150中，再藉由感測裝置來取得相對於平台210之一參考點212的第二座標資訊。在此，參考點212為工具機200之機械座標的原點。

在本實施例中，感測裝置220包括一影像擷取裝置222(例如是一攝影機)與一測距裝置224(例如是一雷射位移計)，因此可先藉由影像擷取裝置222來自動搜尋到平台210上的手術導引板100與位於其上的定位件110，接著由影像擷取裝置222來量測出定位件110相對於參考點212的水平距離。最後，再藉由測距裝置224來量測出定位件110相對於參考點212的垂直高度。據此，便能得到定位件110相對於參考點212的第二座標資訊。

惟本實施例並未侷限於以上述方式來取得定位件110之第二座標資訊。圖5是本發明之另一實施例的一種量測定位件之垂直高度的示意圖。請參考圖5，本實施例僅以一影像擷取裝置222即可完成上述動作。首先，當影像擷取裝置222在第一位置完成定位件110之水平距離量測後，同時並得知定位件110的一第一尺寸D1，接著，改變影像擷取裝置222相對於定位件110之垂直距離，以移動影像擷取裝置222至一第二位置，並再次量測出定位件110的一第二尺寸D2。如此，藉由第一尺寸D1與第二尺寸D2的差異以及影像擷取裝置222的高度差H與放大倍率之間的關係，便能得知定位件110的垂直高度。

值得一提的是，在本實施例中，各定位件110實質上係為一球體，由於球體上任一位置至球心的距離皆為一致，因此當影像擷取裝置222於搜尋定位件110時，便能以定位件110的球心作為定位標的，以使影像擷取裝置222能迅速地搜尋到定位件110的位置。

接著，於步驟S160中，將上述第一座標資訊與第二座標資訊進行整合，進而得到導引部120相對於工具機200之參考點212的一加工座標資訊。最後，在步驟S170中，工具機200係根據加工座標資訊而對手術導引板100進行加工，進而在手術導引板100上準確地加工出導引部110。據此，當後續醫師為患者進行植牙手術時，便能藉由此手術導引板100及其上的導引部110準確地在患者的口腔內進行定位及手術。

綜上所述，本發明係藉由在手術導引板中置入參考件，並讓患者戴上手術導引板並進行電腦斷層掃描，以同時取得定位件與患者口腔的立體影像模型。接著，進一步地在此立體影像模型上模擬導引部的位置，以藉此取得導引部相對於定位件的第一座標資訊。

再者，將手術導引板裝設於工具機上，此時經由感測裝置便能量測出定位件相對於工具機之參考點的第二座標資訊。屆此便能整合第一與第二座標資訊，而在手術導引板上準確地定位出導引部的位置以利加工的進行。如此一來，便能在手術導引板上準確且迅速地加工出導引部。此舉有效地節省習知在製作實體齒模所需的加工時間，並提高在手術導引板上定位出導引部的準確性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧手術導引板

110‧‧‧定位件

120‧‧‧導引部

200‧‧‧工具機

210‧‧‧平台

212‧‧‧參考點

220‧‧‧感測裝置

222‧‧‧影像擷取裝置

224‧‧‧測距裝置

D1‧‧‧第一尺寸

D2‧‧‧第二尺寸

H‧‧‧高度差

S110~S170‧‧‧步驟

圖1是本發明一實施例的手術導引板的示意圖。

圖2是依照本發明一實施例的一種手術導引板的加工方法的流程圖。

圖3是圖2的手術導引板與患者口腔的立體影像模型的局部俯視圖。

圖4是圖2的手術導引板置於工具機的示意圖。

圖5是本發明另一實施例的一種量測定位件之垂直高度的示意圖。

S110~S170‧‧‧步驟

Claims (7)

1. 一種手術導引板的加工方法，以藉由一工具機在一手術導引板上加工出一導引部，該工具機包括一平台與設置在該平台上方的至少一感測裝置，該加工方法包括：將至少三個定位件置入於該手術導引板內；取得該導引部相對於該些定位件的一第一座標資訊；將該手術導引板設置在該平台上；藉由該感測裝置取得該些定位件相對於該平台之一參考點的一第二座標資訊；整合該第一座標資訊與該第二座標資訊，以定義該導引部相對於該參考點的一加工座標資訊；以及對該手術導引板進行加工以形成該導引部。
2. 如申請專利範圍第1項所述的加工方法，其中取得該第一座標資訊的步驟包括：藉由替一戴著該手術導引板的患者進行影像掃描，以取得包含該患者之牙齒與該手術導引板的一影像模型；以及將該導引部模擬設置於該影像模型上，以取得該第一座標資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的加工方法，其中取得該第二座標資訊的步驟包括：藉由該感測裝置來量測各該定位件相對於該參考點的水平距離；以及藉由該感測裝置來量測各該定位件相對於該參考點 的垂直高度。
4. 如申請專利範圍第3項所述的加工方法，其中取得各該定位件相對於該參考點的垂直高度的步驟，更包括：藉由該感測裝置來量測出該定位件的一第一尺寸；相對於該定位件以一高度垂直移動該感測裝置；藉由該感測裝置來量測出該定位件的一第二尺寸；以及藉由該第一尺寸、該第二尺寸與該高度計算出該定位件的垂直座標。
5. 如申請專利範圍第1項所述的加工方法，其中該感測裝置包括至少一影像擷取裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述的加工方法，其中該感測裝置包括一影像擷取裝置與一測距裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的加工方法，其中各該定位件實質上為一球體。