TWI504383B - Computer - aided positioning guidance system for dental implants - Google Patents

Computer - aided positioning guidance system for dental implants Download PDF

Info

Publication number
TWI504383B
TWI504383B TW101144376A TW101144376A TWI504383B TW I504383 B TWI504383 B TW I504383B TW 101144376 A TW101144376 A TW 101144376A TW 101144376 A TW101144376 A TW 101144376A TW I504383 B TWI504383 B TW I504383B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
computer
positioning
patient
guiding
optical
Prior art date
Application number
TW101144376A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201420085A (zh
Original Assignee
Nat Univ Chung Cheng
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nat Univ Chung Cheng filed Critical Nat Univ Chung Cheng
Priority to TW101144376A priority Critical patent/TWI504383B/zh
Priority to US13/777,464 priority patent/US20140147807A1/en
Publication of TW201420085A publication Critical patent/TW201420085A/zh
Priority to US14/606,679 priority patent/US20150140505A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI504383B publication Critical patent/TWI504383B/zh

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/24Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the mouth, i.e. stomatoscopes, e.g. with tongue depressors; Instruments for opening or keeping open the mouth
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/082Positioning or guiding, e.g. of drills
    • A61C1/084Positioning or guiding, e.g. of drills of implanting tools
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/064Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using markers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1079Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof using optical or photographic means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117Identification of persons
    • A61B5/1171Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A61B5/1178Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using dental data

Description

用於植牙之電腦輔助定位導引系統
本發明係與植牙時的輔助技術有關,特別是指一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統。
在植牙技術中,靜態導引與動態導引之電腦輔助定位系統,均為已知的精確定位方式。
靜態導引的技術,例如美國第US 5,725376、US 7,909,606以及US 7,835,811號專利,揭露了透過術前患者2D(二維)口腔掃瞄影像資料,進行影像處理萃取顎骨組織部位,利用數位模型重建演算法重建模型,並載入規劃軟體進行植體規劃與設計定位輔助裝置,最後利用機械加工方式產出定位輔助裝置,而形成類似植牙板的裝置。此種裝置在手術中可以提供物理性的固定鑽孔方向,但在手術中依舊是依施術者的主觀置入患者口內,而無法針對當下患者口腔內狀況做調整且植入時的深度亦須反覆確認,更重要的是針對全口無牙的患者,初始固定植牙板時誤差即會增加許多。
動態導引的技術,例如美國第US 6,640,128、US 8,172,573及US 7,899,512號專利,揭露了透過手術前患者2D口腔掃瞄影像資料,進行影像處理萃取顎骨組織部位,利用數位模型重建演算法重建模型,並載入規劃軟體進行植體規劃,最後進行虛擬植體位置與真實患者顎骨定位。 利用光學定位裝置或螢幕的顯示,牙醫師即可在手術中針對患者當時病況進行適當調整植體設計以及位置的調整,但是,由於並沒有一個類似植牙板的實體導引元件,因此無法提供牙醫師一個穩定物理性的固定鑽孔方向。US 8,172,573號專利
綜合上述可知,目前的已知技術均無法提供正確及穩定的植牙環境,且上述的靜態導引及動態導引的技術只能擇一,因此目前並沒有最佳解決方案。
此外,由上述之先前技術已可了解,對於植牙動作所進行的輔助定位技術並非人體手術的技術本身,其僅是輔助定位的技術而已,因此應不違背專利法之規定。
本發明之主要目的在於提供一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其可藉由該定位輔助裝置來提供物理性的固定鑽孔方向的導引功能,而且可於顯示裝置上顯示患者的3D人體組織數位幾何模型以及植牙導引資訊,藉此可以動態地讓牙醫師調整其鑽孔方式,進而輔助植牙的動作更為準確及安全。
為了達成前述目的,依據本發明所提供之一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統,包含有:一電腦系統,內部安裝有一植牙規劃軟體,該電腦系統係用以載入患者的2D(二維)口腔掃瞄影像資料,並執行該植牙規劃軟體來將該2D口腔掃瞄資料轉換為3D(三維)人體組織數位幾何模 型,並依據該3D人體組織數位幾何模型來找出最佳導引方式,進而形成一植牙導引資訊;一定位輔助裝置,係依據該3D人體組織數位幾何模型而設計出一數位構造,再由該數位構造實際製造出一實體構造而做為該定位輔助裝置,藉此該數位構造與該3D人體組織數位幾何模型的空間關係即與該定位輔助裝置與患者的空間關係相同或相似;該定位輔助裝置具有一本體,以及設於該本體且朝外延伸的一連接件;該本體具有一固定部以及至少一導引部,該固定部用以將該本體固定於患者口腔,並藉由此固定關係而使該至少一導引部位於患者口腔內,該至少一導引部用以導引植牙方向;該連接件係位於患者的口腔外,且其上還設有一光學定位元件;該本體與該光學定位元件之間係形成一第一空間關係;至少一光學擷取裝置,電性連接於該電腦系統;以及一顯示裝置,電性連接於該電腦系統;其中,該電腦系統係藉由該至少一光學擷取裝置來進行影像擷取,擷取的範圍至少包含患者的口部以及該光學定位元件;在影像擷取後,該電腦系統計算出該光學定位元件相對於該至少一光學擷取裝置之一第二空間關係,再依該第二空間關係以及該第一空間關係來將該3D人體組織數位幾何模型的至少局部內容顯示於該顯示裝置,並且將該植牙導引資訊顯示於該顯示裝置。
較佳地,該光學定位元件係藉由至少一固定件來固定於該連接件。
較佳地,該第一空間關係及該第二空間關係均包含距 離及角度,且該第一空間關係與該第二空間關係不同。
較佳地,該植牙導引資訊包含了至少一鑽孔位置標記、至少一鑽孔導引線或鑽孔位置的骨骼硬度,或前述三者之組合;該至少一鑽孔導引線係對應於該至少一導引部。
較佳地,該至少一導引部係為穿孔,而形成於該本體。
較佳地,該顯示裝置係為一螢幕;該電腦系統除了於該顯示裝置上顯示該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊之外,還顯示實際拍攝到的患者口部附近的影像,該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊係重疊於患者口部附近的影像。
較佳地,該顯示裝置係為一頭戴式顯示器(HMD,Head Mounted Display),其顯示幕為透明;該至少一光學擷取裝置亦設於該頭戴式顯示器上;配戴者係藉由該顯示幕的透明特性來透過該顯示幕看到患者的口部,而該電腦系統於該顯示裝置上顯示該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊時,係與配戴者目視患者口部時的視線相重疊,而令配戴者感到該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊重疊於患者的口部。
較佳地,該電腦系統於該顯示幕上顯示的內容,係隨時隨著配戴者頭部位置或角度的改變而改變,藉以使配戴者一直感到該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊重疊於患者的口部。
較佳地,該至少一光學擷取裝置在數量上係為二,且相對於該光學定位元件而言分別位於不同的位置及角度。
較佳地,該二光學擷取裝置相對於該光學定位元件而言,在角度上相差90度或模擬為人體兩眼之角度及位置。
較佳地,更包含有一開關,電性連接於該電腦系統,用以切換該顯示裝置是否顯示該3D人體組織數位幾何模型或該植牙導引資訊。
較佳地,該開關係為一腳踏開關、一觸控開關、一按壓開關或一聲控開關。
較佳地,該第一空間關係在形成後即固定而不改變。
較佳地,該植牙導引資訊中還包含一止點;該電腦系統更包含有一止點比對程序,係藉由該光學擷取裝置所取得的影像中,比對出醫師所操作的器械是否與該止點重疊。
較佳地,該止點比對程序在比對出醫師所操作的器械與該止點重疊後,即發出警示;該警示可為影像或聲音。
為了詳細說明本發明之技術特點所在,茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後,其中:
如第一圖至第七圖所示,本發明第一較佳實施例所提供之一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統10,主要由一電腦系統11、一定位輔助裝置21、至少一光學擷取裝置31以及一顯示裝置41所組成,其中:
該電腦系統11,內部安裝有一植牙規劃軟體12,該電腦系統11係用以載入患者的2D(二維)口腔掃瞄影像資料,並執行該植牙規劃軟體12來將該2D口腔掃瞄影像資 料轉換為3D(三維)人體組織數位幾何模型14,並依據該3D人體組織數位幾何模型14來找出最佳導引方式,進而形成一植牙導引資訊16。此種植牙規劃軟體12本身屬於習知技術,容不贅述。
該定位輔助裝置21,係依據該3D人體組織數位幾何模型14而設計出一數位構造(圖中未示),再由該數位構造實際製造出一實體構造而做為該定位輔助裝置21,藉此該數位構造與該3D人體組織數位幾何模型14的空間關係即與該定位輔助裝置21與患者的空間關係相似。該定位輔助裝置21具有一本體22,以及設於該本體22且朝外延伸的一連接件24;該本體22具有一固定部221以及至少一導引部222,該固定部221用以將該本體22固定於患者口腔,並藉由此固定關係而使該至少一導引部222位於患者口腔內,該至少一導引部222於本實施例中係以複數個為例,用以導引植牙方向;該連接件24係位於患者的口腔外,且其上還設有一光學定位元件26;該本體22與該光學定位元件26之間係形成一第一空間關係S1。該第一空間關係S1在形成後即固定而不改變。
該至少一光學擷取裝置31,於本實施例中在數量上係為一個,電性連接於該電腦系統11。於本實施例中該光學擷取裝置31係為一攝影機。
該顯示裝置41,電性連接於該電腦系統11。於本實施例中,該顯示裝置41係為一螢幕。
其中,該電腦系統11係藉由該光學擷取裝置31來進 行影像擷取,擷取的範圍至少包含患者的口部以及該光學定位元件26。在影像擷取後,該電腦系統11計算出該光學定位元件26相對於該光學擷取裝置31之一第二空間關係S2,再依該第二空間關係S2以及該第一空間關係S1來將該3D人體組織數位幾何模型14的至少局部內容顯示於該顯示裝置41,並且將該植牙導引資訊16顯示於該顯示裝置41。在顯示該3D人體組織數位幾何模型14時,係可僅顯示鼻竇及神經管路,而成為只顯示其局部內容。
須說明的是,於本實施例中,該光學定位元件26乃是藉由二固定件27,例如螺栓,來固定於該連接件24。然而,該光學定位元件26亦可與該本體22及該連接件24一體成形,並不一定要藉由該二固定件27來固定於該連接件24上。
此外,於本實施例中,該第一空間關係S1與該第二空間關係S2均包含了距離及角度,且該第一空間關係S1與該第二空間關係S2不同。
又,於本實施例中,該植牙導引資訊16包含了複數鑽孔位置標記、複數鑽孔導引線或各該鑽孔位置的骨骼硬度,或前述三者之組合。其中,以該植牙導引資訊16為鑽孔導引線為例時,各該鑽孔導引線係對應於各該導引部222。
還有,該等導引部222係為穿孔,而形成於該本體22。於別種實施方式中,亦可將一管體嵌入至該本體22而形成一該導引部222。
於本實施例中,該電腦系統11除了於該顯示裝置41上顯示該3D人體組織數位幾何模型14以及該植牙導引資訊16之外,還在該顯示裝置41上顯示實際拍攝到的患者口部附近的影像,該3D人體組織數位幾何模型14以及該植牙導引資訊16係重疊於患者口部附近的影像。藉此,可讓牙醫師等於在患者上看到重疊的3D人體組織數位幾何模型14,若顯示的是鼻竇,則牙醫師即可看到患者的鼻竇位於其臉上的位置,藉此可輔助牙醫師在進行植牙的鑽孔時不會鑽到鼻竇;而若顯示的是神經管路,則亦可輔助牙醫師在鑽孔時避開神經管路,避免產生術後併發症。
以上說明了本第一實施例的架構,接下來說明本第一實施例的操作方式。
在操作本發明前,須先建立該患者的3D人體組織數位幾何模型14,並形成出其對應的植牙導引資訊16。
如第四圖所示,在操作本發明時,主要係先將該定位輔助裝置21利用其固定部221固定在患者口腔中,其固定的方式乃是藉由螺栓(圖中未示)穿過該固定部221來固定在患者的骨頭上。此外,該固定部221也可以呈套蓋狀,而可以利用該固定部221以嵌套的方式固定在患者的健康牙齒上。此外,還必須讓該光學定位元件26位於患者的口腔外。
如第五圖至第八圖所示,藉由該光學擷取裝置31來進行取像,該電腦系統11即會將取得的影像顯示於該顯示裝置41上。此外,該電腦系統11還會計算出該第二空間關 係S2,藉此即取得該光學擷取裝置31與該光學定位元件26之間的空間關係。藉此,該電腦系統11即可藉由該第二空間關係S2與該第一空間關係S1來於該顯示裝置41上顯示該3D人體組織數位幾何模型14以及該植牙導引資訊16,並且也顯示患者口腔附近的影像(包含牙醫師的手以及器械的影像)。例如,該植牙導引資訊16是鑽孔導引線時,則牙醫師會在該顯示裝置41上看到該鑽孔導引線,進而與自己手上的器械相比對,來確認鑽孔方向是否正確。此外,由於顯示了患者的3D人體組織數位幾何模型14,因此可控制該電腦系統11來選擇性的顯示出患者口腔附近的重點體組織,例如鼻竇或神經管路,牙醫師即可藉此來了解目前鑽孔的深度或位置是否對患者而言仍屬安全。在顯示時,第六圖即顯示了在該顯示裝置41上顯示該3D人體組織數位幾何模型14以及該植牙導引資訊16的狀態,第七圖則顯示了該光學擷取裝置31所拍攝到的患者臉部影像,第八圖即顯示了第六圖與第七圖的內容均顯示的狀態。
再者,由於該定位輔助裝置21具有複數個導引部222,其即提供了習知植牙板上的導引孔的功能,因此,牙醫師在執行鑽孔時,還能藉由該等導引部222來導引鑽孔的方向。而藉由導引部222上的止點設計,也可以在鑽到一定深度時擋住器械使其不能再深入,惟,此種止點設計在習知植牙板中亦屬已知技術,容不贅述。
綜上可知,本第一實施例藉由該定位輔助裝置21來提 供物理性的固定鑽孔方向的導引功能,而且可於顯示裝置41上顯示患者的3D人體組織數位幾何模型14以及植牙導引資訊16,藉此可以動態地讓牙醫師調整其鑽孔方式,進而輔助植牙的動作更為準確及安全。
請再參閱第九圖至第十一圖,本發明第二較佳實施例所提供之一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統50,主要概同於前揭第一實施例,不同之處在於:
該至少一光學擷取裝置71在數量上係為二,且相對於該光學定位元件66而言分別位於不同的位置及角度。例如,可相差90度或模擬為人體兩眼的角度及位置。在相差90度的狀況下,可於該顯示裝置81上顯示不同角度的兩個畫面,而讓牙醫師準確地判斷該植牙導引資訊56。在模擬為人體兩眼時,則可以產生立體視覺的效果,讓牙醫師判斷遠近距離。
該顯示裝置81係為一頭戴式顯示器(HMD,Head Mounted Display),其顯示幕82為透明而可同時看到顯示幕82外之實景以及顯示的內容。
該等光學擷取裝置71係設於該顯示裝置81上。
配戴者(牙醫師)係藉由該顯示幕82的透明特性來透過該顯示幕82看到患者的口部,而該電腦系統51於該顯示裝置81上顯示該3D人體組織數位幾何模型54以及該植牙導引資訊56時,係與配戴者目視患者口部時的視線相重疊,而令配戴者感到該3D人體組織數位幾何模型54以及該植牙導引資訊56重疊於患者的口部。與前揭第一實施例 不同的是,本第二實施例的顯示裝置81並不顯示該光學擷取裝置71所拍攝到的患者影像,而是利用其顯示幕82的透明特性來讓配戴者的視線透過而直接看到患者本身。此外,該電腦系統51於該顯示幕82上顯示的內容,係隨時隨著配戴者頭部的位置或角度的改變而改變,藉以使配戴者一直感到該3D人體組織數位幾何模型54以及該植牙導引資訊56重疊於患者的口部。
本第二實施例還可更包含有一開關59,電性連接於該電腦系統51,用以切換該顯示裝置81是否顯示該3D人體組織數位幾何模型54或該植牙導引資訊56。該開關59可為一腳踏開關、一觸控開關、一按壓開關或一聲控開關。藉此,牙醫師可藉由該開關59來自由選擇是否於該顯示裝置81上顯示該3D人體組織數位幾何模型54或該植牙導引資訊56,進而可讓牙醫師看到某些被該3D人體組織數位幾何模型54或植牙導引資訊56所蓋住的部位。
藉此,本第二實施例可讓配戴者(牙醫師)藉由該顯示裝置81的透明特性來看到患者的口部,並且配戴者所看到的該3D人體組織數位幾何模型54以及該植牙導引資訊56係一直保持著重疊於患者的口部的狀態。藉此可達到導引植牙之鑽孔方向的功效;此外,又可以藉由該定位輔助裝置61的本體62上的導引部622來達到提供物理性的固定鑽孔方向的導引功能。
此外,於本第二實施例中,該植牙導引資訊56中還包含一止點563;該電腦系統51更包含有一止點比對程序 58,係藉由該光學擷取裝置71所取得的影像中,比對出醫師所操作的器械(圖中未示)上的某一特徵(例如器械頭端之底部)是否與該止點563重疊,且在比對出重疊狀況時,即發出警示;該警示可為影像或聲音。藉此可輔助醫師判斷鑽孔是否已到達止點,進而可避免鑽孔的深度過深。
本第二實施例之其餘架構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例,容不再予贅述。
10‧‧‧用於植牙之電腦輔助定位導引系統
11‧‧‧電腦系統
12‧‧‧植牙規劃軟體
14‧‧‧3D人體組織數位幾何模型
16‧‧‧植牙導引資訊
21‧‧‧定位輔助裝置
22‧‧‧本體
221‧‧‧固定部
222‧‧‧導引部
24‧‧‧連接件
26‧‧‧光學定位元件
27‧‧‧固定件
31‧‧‧光學擷取裝置
41‧‧‧顯示裝置
50‧‧‧用於植牙之電腦輔助定位導引系統
51‧‧‧電腦系統
54‧‧‧3D人體組織數位幾何模型
56‧‧‧植牙導引資訊
563‧‧‧止點
58‧‧‧止點比對程序
59‧‧‧開關
61‧‧‧定位輔助裝置
62‧‧‧本體
622‧‧‧導引部
66‧‧‧光學定位元件
71‧‧‧光學擷取裝置
81‧‧‧顯示裝置
82‧‧‧顯示幕
S1‧‧‧第一空間關係
S2‧‧‧第二空間關係
第一圖係本發明第一較佳實施例之架構示意圖。
第二圖係本發明第一較佳實施例之局部元件方塊圖,顯示電腦系統之元件。
第三圖係本發明第一較佳實施例之局部元件立體圖,顯示定位輔助裝置之結構。
第四圖係本發明第一較佳實施例之裝設示意圖。
第五圖係本發明第一較佳實施例之操作狀態圖,顯示光學擷取裝置與光學定位元件之間的關係。
第六圖係本發明第一較佳實施例之再一操作狀態圖,顯示3D人體組織數位幾何模型及植牙導引資訊顯示在顯示裝置上的狀態。
第七圖係本發明第一較佳實施例之又一操作狀態圖,顯示光學擷取裝置所拍攝的影像顯示在顯示裝置上的狀態。
第八圖係本發明第一較佳實施例之另一操作狀態圖, 顯示光學擷取裝置所拍攝到的影像、3D人體組織數位幾何模型及植牙導引資訊同時顯示在顯示裝置上的狀態。
第九圖係本發明第二較佳實施例之架構示意圖。
第十圖係本發明第二較佳實施例之局部元件方塊圖,顯示電腦系統之元件。
第十一圖係本發明第二較佳實施例之局部元件示意圖,顯示本發明之顯示裝置以及光學擷取裝置的組合狀態。
第十二圖係本發明第二較佳實施例之操作狀態圖。
第十三圖係本發明第二較佳實施例之再一操作狀態圖,顯示光學擷取裝置所拍攝到的影像、3D人體組織數位幾何模型及植牙導引資訊同時顯示在顯示裝置上的狀態。
10‧‧‧用於植牙之電腦輔助定位導引系統
11‧‧‧電腦系統
21‧‧‧定位輔助裝置
22‧‧‧本體
221‧‧‧固定部
222‧‧‧導引部
24‧‧‧連接件
26‧‧‧光學定位元件
27‧‧‧固定件
31‧‧‧光學擷取裝置
41‧‧‧顯示裝置

Claims (15)

  1. 一種用於植牙之電腦輔助定位導引系統,包含有:一電腦系統,內部安裝有一植牙規劃軟體,該電腦系統係用以載入患者的2D(二維)口腔掃瞄影像資料,並執行該植牙規劃軟體來將該2D口腔掃瞄影像資料轉換為3D(三維)人體組織數位幾何模型,並依據該3D人體組織數位幾何模型來找出最佳導引方式,進而形成一植牙導引資訊;一定位輔助裝置,係依據該3D人體組織數位幾何模型而設計出一數位構造,再由該數位構造實際製造出一實體構造而做為該定位輔助裝置,藉此該數位構造與該3D人體組織數位幾何模型的空間關係即與該定位輔助裝置與患者的空間關係相同或相似;該定位輔助裝置具有一本體,以及設於該本體且朝外延伸的一連接件;該本體具有一固定部以及至少一導引部,該固定部用以將該本體固定於患者口腔,並藉由此固定關係而使該至少一導引部位於患者口腔內,該至少一導引部用以導引植牙方向;該連接件係位於患者的口腔外,且其上還設有一光學定位元件;該本體與該光學定位元件之間係形成一第一空間關係;至少一光學擷取裝置,電性連接於該電腦系統;以及一顯示裝置,電性連接於該電腦系統;其中,該電腦系統係藉由該至少一光學擷取裝置來進行影像擷取,擷取的範圍至少包含患者的口部以及該光學定位元件;在影像擷取後,該電腦系統計算出該光學定位 元件相對於該至少一光學擷取裝置之一第二空間關係,再依該第二空間關係以及該第一空間關係來將該3D人體組織數位幾何模型的至少局部內容顯示於該顯示裝置,並且將該植牙導引資訊顯示於該顯示裝置。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該光學定位元件係藉由至少一固定件來固定於該連接件。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該第一空間關係及該第二空間關係均包含距離及角度,且該第一空間關係與該第二空間關係不同。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該植牙導引資訊包含了至少一鑽孔位置標記、至少一鑽孔導引線或鑽孔位置的骨骼硬度,或前述三者之組合;該至少一鑽孔導引線係對應於該至少一導引部。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該至少一導引部係為穿孔,而形成於該本體。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該顯示裝置係為一螢幕;該電腦系統除了於該顯示裝置上顯示該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊之外,還顯示實際拍攝到的患者口部附近的影像,該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙 導引資訊係重疊於患者口部附近的影像。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該顯示裝置係為一頭戴式顯示器(HMD,Head Mounted Display),其顯示幕為透明;該至少一光學擷取裝置亦設於該頭戴式顯示器上;配戴者係藉由該顯示幕的透明特性來透過該顯示幕看到患者的口部,而該電腦系統於該顯示裝置上顯示該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊時,係與配戴者目視患者口部時的視線相重疊,而令配戴者感到該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊重疊於患者的口部。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該電腦系統於該顯示幕上顯示的內容,係隨時隨著配戴者頭部位置或角度的改變而改變,藉以使配戴者一直感到該3D人體組織數位幾何模型以及該植牙導引資訊重疊於患者的口部。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該至少一光學擷取裝置在數量上係為二,且相對於該光學定位元件而言分別位於不同的位置及角度。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該二光學擷取裝置相對於該光學定位元件而言,在角度上相差90度或模擬為人體兩眼之角度及位置。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔 助定位導引系統,其中:更包含有一開關,電性連接於該電腦系統,用以切換該顯示裝置是否顯示該3D人體組織數位幾何模型或該植牙導引資訊。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該開關係為一腳踏開關、一觸控開關、一按壓開關或一聲控開關。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該第一空間關係在形成後即固定而不改變。
  14. 依據申請專利範圍第1項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該植牙導引資訊中還包含一止點;該電腦系統更包含有一止點比對程序,係藉由該光學擷取裝置所取得的影像中,比對出醫師所操作的器械是否與該止點重疊。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之用於植牙之電腦輔助定位導引系統,其中:該止點比對程序在比對出醫師所操作的器械與該止點重疊後,即發出警示;該警示可為影像或聲音。
TW101144376A 2012-11-27 2012-11-27 Computer - aided positioning guidance system for dental implants TWI504383B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101144376A TWI504383B (zh) 2012-11-27 2012-11-27 Computer - aided positioning guidance system for dental implants
US13/777,464 US20140147807A1 (en) 2012-11-27 2013-02-26 Computer-aided positioning and navigation system for dental implant
US14/606,679 US20150140505A1 (en) 2012-11-27 2015-01-27 Computer-aided positioning and navigation system for dental implant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101144376A TWI504383B (zh) 2012-11-27 2012-11-27 Computer - aided positioning guidance system for dental implants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201420085A TW201420085A (zh) 2014-06-01
TWI504383B true TWI504383B (zh) 2015-10-21

Family

ID=50773597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101144376A TWI504383B (zh) 2012-11-27 2012-11-27 Computer - aided positioning guidance system for dental implants

Country Status (2)

Country Link
US (2) US20140147807A1 (zh)
TW (1) TWI504383B (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9844324B2 (en) 2013-03-14 2017-12-19 X-Nav Technologies, LLC Image guided navigation system
FR3010629B1 (fr) 2013-09-19 2018-02-16 Dental Monitoring Procede de controle du positionnement de dents
WO2015048994A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Mininavident Ag Navigation system and method for dental and cranio-maxillofacial surgery, positioning tool and method of positioning a marker member
US9402691B2 (en) 2014-09-16 2016-08-02 X-Nav Technologies, LLC System for determining and tracking movement during a medical procedure
US9943374B2 (en) 2014-09-16 2018-04-17 X-Nav Technologies, LLC Image guidance system for detecting and tracking an image pose
FR3027504B1 (fr) 2014-10-27 2022-04-01 H 43 Procede de controle du positionnement de dents
FR3027506B1 (fr) 2014-10-27 2021-12-17 H 42 Procede de controle de la dentition
US10350008B2 (en) 2014-12-02 2019-07-16 X-Nav Technologies, LLC Visual guidance display for surgical procedure
US20170333135A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Fei Gao Operational system on a workpiece and method thereof
CN106214154A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 北京大学口腔医学院 一种辅助确定上颌窦外侧壁轮廓的方法
FI20175247A (fi) * 2017-03-17 2018-09-18 Planmeca Oy Hammashoitokoneen operaatiovalaisin
EP3476357A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-01 GuideMia Biotechnologies (Shanghai) Ltd. An operational system on a workpiece and method thereof
WO2019163890A1 (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 オリンパス株式会社 医療システムおよび医療システムの作動方法
WO2019171381A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Michel Dadi A system and kit for guiding an oral surgery and method thereof
ES2936080T3 (es) * 2018-05-22 2023-03-14 Dental Monitoring Procedimiento de análisis de una situación dental
KR20200075623A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 (주)제노레이 2차원 의료 영상 및 3차원 의료 영상의 정합을 이용한 치과 치료 계획 장치 및 방법
JP7414286B2 (ja) 2019-01-22 2024-01-16 Safe Approach Medical株式会社 施術支援システム及び処理装置
CN112137744A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 植仕美股份有限公司 兼具光学导航功能的数字化种植导板及其使用方法
CN113633408A (zh) * 2021-07-30 2021-11-12 华南理工大学 一种光学导航的牙种植机器人系统及其标定方法
CN114010345A (zh) * 2021-10-12 2022-02-08 北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院) 一种3d导航定位牙套及制作方法
CN114431988A (zh) * 2022-03-02 2022-05-06 福建医科大学附属口腔医院 用于口腔种植牙领域的动态导航系统及使用方法
CN114748201A (zh) * 2022-04-19 2022-07-15 深圳广成创新技术有限公司 一种牙科种植体的三维参数的获取方法、装置
CN115252190B (zh) * 2022-08-01 2023-03-10 斯柏美(广州)科技有限公司 一种种植牙高精度智能定位系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM414941U (en) * 2011-05-31 2011-11-01 Eped Inc Dental implantation guide system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230623A (en) * 1991-12-10 1993-07-27 Radionics, Inc. Operating pointer with interactive computergraphics
US20010040990A1 (en) * 1997-04-15 2001-11-15 Michel Dadi Display methods and apparatus particularly useful for displaying surgical working operations
IL121872A (en) * 1997-09-30 2002-12-01 Cadent Ltd Position of an orthodontic element on a tooth surface
DE50002672D1 (de) * 2000-12-19 2003-07-31 Brainlab Ag Verfahren und Vorrichtung zur navigationsgestüzten Zahnbehandlung
US7014461B2 (en) * 2003-01-23 2006-03-21 Tactile Technologies Llc Hard tissue surface geometry determination
WO2007103918A2 (en) * 2006-03-06 2007-09-13 D4D Technologies, Llc Augmented reality system for a dental laboratory
JP2008073440A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Imagunooshisu Kk インプラント植立ガイドの作製方法およびガイド用ブロック
US7835811B2 (en) * 2006-10-07 2010-11-16 Voxelogix Corporation Surgical guides and methods for positioning artificial teeth and dental implants
WO2009116663A1 (ja) * 2008-03-21 2009-09-24 Takahashi Atsushi 三次元デジタル拡大鏡手術支援システム
WO2011091382A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Precision Through Imaging, Llc Dental implantation system and method
US20120046536A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Manhattan Technologies, Llc Surgical Instrument Navigation Systems and Methods
US20120316486A1 (en) * 2010-08-20 2012-12-13 Andrew Cheung Surgical Component Navigation Systems And Methods
GB201108002D0 (en) * 2011-05-13 2011-06-29 Materialise Dental Nv Method and system for establishing the shape of the occlusal access cavity in endodontic treatment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM414941U (en) * 2011-05-31 2011-11-01 Eped Inc Dental implantation guide system

Also Published As

Publication number Publication date
US20150140505A1 (en) 2015-05-21
TW201420085A (zh) 2014-06-01
US20140147807A1 (en) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI504383B (zh) Computer - aided positioning guidance system for dental implants
KR101189550B1 (ko) 3차원 디지털 확대경 수술지원 시스템
ES2945711T3 (es) Sistema de navegación quirúrgica para proporcionar una imagen de realidad aumentada durante la operación
ES2960538T3 (es) Disposiciones de guiado interactivo y detección de manipulación para un sistema robótico quirúrgico, y método asociado
JP2020073001A (ja) 定量的3次元イメージング及び手術用インプラントのプリント
CN113423358A (zh) 利用基于传感器的导航和内窥镜检查的组合的外科系统
CA3049662A1 (en) Optical guidance for surgical, medical, and dental procedures
CA2746364C (en) Implant planning for multiple implant components using constraints
JP2021529618A (ja) 拡張現実誘導手術の方法およびシステム
US11297285B2 (en) Dental and medical loupe system for lighting control, streaming, and augmented reality assisted procedures
EP3113712B1 (en) Surgical robot system for integrated surgical planning and implant preparation
CA2746367C (en) Implant planning using areas representing cartilage
JP6063599B1 (ja) インプラント手術補助システムおよびインプラント手術補助方法
EP3422992A1 (en) Systems and methods for removing occluding objects in surgical images and/or video
CN108836478A (zh) 侵入式手术在狭窄通道中的内窥镜视图
JP2008188400A (ja) 人工股関節置換術支援補助部材および製造方法
KR101086865B1 (ko) 표준화된 가이드 스탠트와 이를 이용한 임플란트 시스템 및 그 제어방법
JP4129527B2 (ja) 仮想手術シミュレーションシステム
BR112020023700A2 (pt) método de análise de uma situação dentária real de um paciente, dispositivo para implementação deste e uso deste
JP6903317B2 (ja) 神経障害性の疼痛治療支援システム及び疼痛治療支援用画像生成方法
US10855980B2 (en) Medical-image display control device, medical image display device, medical-information processing system, and medical-image display control method
JP6803239B2 (ja) 手術トレーニングシステム
JP6884607B2 (ja) 医療画像表示装置、医療情報処理システム、及び医療画像表示制御方法
EP3725231B1 (en) Apparatus for real-time visualizing a movement of a lower jaw versus an upper jaw in a craniomaxillofacial area of a patient in dental diagnostics