TWI552729B - A system and method for image correction design of jaw jaw surgery - Google Patents

Description

一種顏顎手術影像校正設計系統及方法

本發明係關於一種顏顎手術影像校正設計系統及方法，尤其係關於一用於牙科、正顎及顏面整型手術之影像校正設計系統及方法。

在習知一種的正顎手術(Orthognathic surgery)是為了修正顎部及臉部的構造及發育問題或改善睡眠中止症(sleep apnea)、顳顎關節功能障礙(TMJ disorders)、骨骼問題導致之咬合不正，或其他不易以牙齒矯正器完成的齒列矯正問題所施行的手術；通常這項手術也常被用以治療如先天的唇顎裂的患者。當醫師替患者在進行一正顎手術的做法需要把原本的骨頭切開調整後，並再以一骨板及骨釘接合骨骼並且塑形，而通常醫師再進行上述手術時，患者需先經過X光機或電腦斷層掃描CT診斷圖檔確認預計開刀部位，再依照醫師之經驗值進行牙模製作及手術部位核對，另外醫師在進行手術時為了能方便以固定顎部或骨骼時，通常需要再利用到醫療用的金屬骨板、螺絲、骨釘、不銹鋼線等材料，來將患者顎部及臉部的構造進行固定及塑形，但習知的顏顎手術等 均使用的現有一般醫療攝影或照相設備，並沒有辦法能精準提供一正確影像資料給予醫師來做術前評估或作術後癒合確認，通常一般醫師再進行手術時只能依照現況所拍攝的照片及配合醫師經年累月的經驗值進行開刀，拍攝照片的失真即有可能會造成手術部位判斷不準確及造成手術時間上攏長，且在術後進行校正治療時也無法能即時提供醫師一追蹤癒合與術前評估比對依據，亦有可能造成患者日後術後無法正確咬合或過度咬合等咬合失準等缺失，故醫師的經驗與技能常常就會造成上述這些類型手術的成功與失敗的因素。

一習知台灣專利I367745『以顏顎面最佳對稱面之分析規劃正顎手術計畫的方法』，其係以係一種以顏顎面最佳對稱面之分析規劃手術計畫的方法，主要對患者顏顎骨進行電腦斷層掃描而建立上下顎骨影像模型，並利用患者石膏齒模建立與上下顎骨影像模型相對應的座標關係而使兩者座標對位，再以空間定位追蹤系統追蹤石膏齒模空間移動位置，於移動石膏齒模時同步對應移動上下顎骨影像，爾後檢驗上下顎骨影像模型的最佳對稱面夾角變化，以及下顎對稱面上最低點與上顎對稱面之間的距離作為正顎手術計畫之評估，使醫師可據此規劃調整手術計畫的顎骨或牙齒移動位置，故可將正顎手術計畫由二維測顱分析推至三維的測顱對稱分析與評估，但此最佳對稱面之分析規劃手術計畫的方法仍然無法解決習知在影像受雜訊或其他因素使得出之原影像 檔案失真或受干擾情況下，造成誤判或者精準定位之問題，且無法提供術後癒合與術前之評估功能。

一習知台灣專利I397402『植牙植體方位規劃暨植牙鑽孔導引板設計之整合方法』，係一種植牙植體方位規劃暨植牙鑽孔導引板設計之整合方法，利用患者之電腦斷層影像重建出一顎骨影像模型並與患者之個人化動態咬合面結合，根據該動態咬合面可決定植牙植體之較佳進入點，或利用該顎骨影像模型其截面計算出適當之植體進入點與終點，待植體進入點及終點均確定後，可將之移轉至植牙鑽孔導引板之建立作業，並於設計該植牙鑽孔導引板考量干涉、開口度不足等問題，但上述習知專利的仍存在電腦斷層影像與顎骨影像模型精準性問題，仍有可能造成患者日後無法正確咬合或過度咬合等咬合失準缺失。

一習知台灣專利I385606『齒顎實體模型的定位校正方法及其治具』，一種齒顎實體模型的定位校正方法，包含一選擇步驟、一掃描步驟、一製造步驟、一置放步驟、一定位步驟，及一校正步驟。將一個齒顎實體模型作為基準模型並選定一顆目標牙齒依據前述步驟製成一個治具，套設於一待校正模型的對應牙齒上，以一定位系統、一定位板，及一安裝有定位標記的手持定位機進行定位校正的動作。藉由上述步驟，可以針對每一顆牙齒個別進行定位校正，但前案專利仍無法精準掃描骨骼影像且提供定位且無法提供術後癒 合與術前之評估功能。

因此，有需要提出一種顏顎手術影像校正設計系統及方法，可使用於一牙科、正顎及顏面整型手術，且能使精準提供一正確影像資料給予醫師來做模擬術前評估或作術後癒合確認，以縮短醫師手術時程及提供上述這些手術的成功率。

本發明的主要目的在於提供一種顏顎手術影像校正設計方法，其可使用於牙科、正顎及顏面整型手術，經由本發明之顏顎手術影像校正設計方法，執行一掃描影像校正比對程序，可使牙科、正顎及顏面整型手術時間縮短並且模擬手術人體骨骼形貌特徵，用以使達到術後能使骨骼及校正器具精準定位且穩固結合的效果。

本發明的另一個主要目的為提供一種顏顎手術影像校正設計系統，其中一掃描影像校正比對模組，將該第一掃描影像資料組的影像資料與該第二掃描影像資料模組的影像資料進行校正比對，使該顏顎手術影像校正設計系統可提供手術前能精準定位開刀部位且供術後能準確定位固定板與骨骼結合的效果。

為達到上述目的，本發明之實現技術如下：一種顏顎手術影像校正設計方法，其步驟包括：輸入第一掃描影像資料步驟，該第一掃描影像資料為掃描取得顏顎骨骼及牙 齒和軟組織相對座標位置影像資料；再輸入第二掃描影像資料步驟，該第二掃描影像資料為掃描患者石膏牙模的影像資料；執行一掃描影像校正比對步驟，將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進行校正比對並存檔；接續進行影像區塊運算步驟，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示；執行一手術模擬影像設計步驟，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及一輸出步驟，將該手術模擬影像圖檔利用一顯示裝置輸出。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中進一步包含一影像資料轉換步驟，將該第一掃描影像資料及第二掃描影像資料轉換為三維資料圖檔。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中在輸入第一掃描影像資料步驟之後進一步包含一影像資料轉換步驟，將該第一掃描影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D)機械設計STL檔案片。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該第一掃描影像資料為電腦斷層掃描檔(簡稱CT檔)。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該第二掃描影像資料為經一精密光柵儀器掃描該患者石膏牙模的影像資料。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中在該掃描影像校正比對步驟之後進一步包含一雜訊清除步驟，用以將該存檔雜訊清除。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中進一步包含一骨板校正步驟，將該手術模擬影像圖檔與該骨板校正步驟進行核對。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該一骨板校正步驟係包含一手術導引骨板校正步驟及固定骨板校正步驟。

上述手術導引骨板校正步驟，係提供手術切割區域校正及手術導引骨板精準對位校正。

上述固定骨板校正步驟，係提供手術術後骨骼癒合的固定骨板可精準對位及骨骼預定校正位置。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該手術資料參數為顏顎骨骼的移動距離、手術切割角度或骨骼重疊部位。

上述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該顯示裝置為液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。

為達到上述另一目的，本發明之另一種實現技術如下：一種顏顎手術影像校正設計系統，其包括：第一掃描影像資料模組，該第一掃描影像資料模組為掃描取得顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對座標位置影像資料；第二掃描影像資料模組，該第二掃描影像資料模組為掃描患者石膏牙模的影像資料；一掃描影像校正比對模組，將該第一掃描影像資料 組的影像資料與該第二掃描影像資料模組的影像資料進行校正比對並存檔；一影像區塊運算模組，將上述該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示；一手術模擬影像設計模組，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及一輸出模組，將上述該手術模擬影像圖檔以利用一顯示裝置輸出。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中進一步包含一影像資料轉換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料及第二掃描影像資料模組的影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中在第一掃描影像資料模組再進一步包含一影像資料轉換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D)機械設計STL檔案。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該第一掃描影像資料模組的影像資料為電腦斷層掃描檔(簡稱CT檔)。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該第二掃描影像資料模組的影像資料為經一精密光柵儀器掃描該患者石膏牙模的影像資料。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中在該掃描影像校正比對模組內進一步包含一雜訊清除模組，用以將 該存檔雜訊清除。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中進一步包含一骨板校正模組，將該手術模擬影像圖檔與該骨板校正模組資料進行核對。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該一骨板校正模組係包含一手術導引骨板校正模組及固定骨板校正模組。

上述手術導引骨板校正模組，係提供手術切割區域校正及手術導引骨板精準鑽孔對位校正。

上述固定骨板校正模組，係提供手術術後骨骼癒合的固定骨板可精準對位及骨骼預定校正位置。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該手術資料參數為顏顎骨骼的移動距離、手術切割角度或骨骼重疊部位。

上述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該顯示裝置為液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。

1000‧‧‧顏顎手術影像校正設計系統

1001‧‧‧第一掃描影像資料模組

1002‧‧‧第二掃描影像資料模組

1003‧‧‧一掃描影像校正比對模組

1004‧‧‧一影像區塊運算模組

1005‧‧‧一手術模擬影像設計模組

1006‧‧‧一輸出模組

1010‧‧‧一影像資料轉換模組

1012‧‧‧一影像資料轉換模組

1030‧‧‧一雜訊清除模組

1050‧‧‧一骨板校正模組

1051‧‧‧一手術導引骨板校正模組

1052‧‧‧一固定骨板校正模組

100‧‧‧輸入第一掃描影像資料步驟

110‧‧‧一影像資料轉換步驟

200‧‧‧輸入第二掃描影像資料步驟

210‧‧‧一影像資料轉換步驟

300‧‧‧一掃描影像校正比對步驟

310‧‧‧一雜訊清除步驟

400‧‧‧一影像區塊運算步驟

500‧‧‧一手術模擬影像設計步驟

510‧‧‧一骨板校正步驟

511‧‧‧一手術導引骨板校正步驟

512‧‧‧一固定骨板校正步驟

600‧‧‧一輸出步驟

圖1為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第一實施例之功能方塊示意圖。

圖2為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第二實施例之功能方塊示意圖。

圖3為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第三實施例之功能方塊示意圖。

圖4為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第四實施例之功能方塊示意圖。

圖5為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第五實施例之功能方塊示意圖。

圖6為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第六實施例之功能方塊示意圖。

圖7為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第一實施流程圖。

圖8為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第二實施流程圖。

圖9為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第三實施流程圖。

圖10為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第四實施流程圖。

圖11為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第五實施之流程圖。

圖12為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第六實施之流程圖。

圖13為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第一掃描影像資料。

圖14為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第二掃描影像資料。

圖15為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統掃描影像校正比對圖。

圖16為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統影像區塊運算圖層管理及切割區塊顯示圖。

圖17為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統輸入手術參數之手術模擬影像圖。

圖18為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統術後顏顎影像模擬圖。

圖19為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統手術模擬影像圖檔與骨板校正核對圖。

圖20為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統輸出之顯示裝置。

從下列附圖當中對於本發明許多具體實施例的說明，將可瞭解本發明於上述所提及的發明目的與優點。下述圖式僅供例示，並不當成本發明的定義。

圖1所例示為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第一實施例之功能方塊示意圖，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000包括第一掃描影像資料模組1001、第二掃描影像資料模組1002、一掃描影像校正比對模組1003、一影 像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005及一輸出模組1006。

圖2為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第二實施例之功能方塊示意圖，當醫師替患者在進行一正顎手術時，需進行經過X光機或電腦斷層掃描CT診斷圖檔確認預計開刀部位，而一顏顎手術影像校正設計系統1000可提供一正確且精準影像圖片給醫師進行參考，當該顏顎手術影像校正設計系統1000操作使用時，執行開啟第一掃描影像資料模組1001，該第一掃描影像資料模組1001為一掃描取得患者的顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對座標位置影像資料，其中該第一掃描影像資料為患者經過X光機或電腦斷層掃描設備所拍攝的圖片，如電腦斷層掃描檔(以下簡稱CT檔)，如圖13第一掃描影像資料為一電腦斷層掃描檔(CT圖檔)中所意示，並儲存該第一掃描影像資料模組1001內，並再接續執行第二掃描影像資料模組1002，該第二掃描影像資料模組1002為掃描患者石膏牙模的影像資料，其中該第二掃描影像資料如圖12中所示，其中一患者石膏牙模係由矯正牙科醫師提供患者術前咬合牙模及正顎模擬術後咬合牙模各一副為圖14(a)所意示，再經一高精密光柵儀器掃描該患者石膏牙模，所得病患牙齒之數位資料如圖14(b)所意示的圖檔，並將該圖檔儲存於該第二掃描影像資料模組1002內，其中顏顎手術影像校正設計系統1000，再進一步包含一影像資料轉換模組1012，用以 將儲存該第一掃描影像資料模組1001的影像資料(如彙整頭骨、軟組織及牙齒的Dicom圖檔資料)及第二掃描影像資料模組1002的影像資料(如石膏牙模的數位影像資料)，利用該一影像資料轉換模組1012，進一步將上述該第一掃描影像資料及該第二掃描影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔，其中該三維(3D)資料圖檔格式可進一步轉存為一三維(3D)機械設計STL檔案格式，以用於在一電腦3D模擬製圖及分析使用。

接續上述實施例二，一顏顎手術影像校正設計系統1000在執行啟用一掃描影像校正比對模組1003，將該第一掃描影像資料組1001的影像資料與該第二掃描影像資料模組1002的影像資料輸入該掃描影像校正比對模組1003進行影像校正比對並將比對後之影像檔案存檔，如圖15為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統掃描影像校正比對圖，如圖15(a)為一齒顎影像校正比對的影像圖檔，而呈如圖15(b)為第一掃描影像資料模組1001的影像資料，其為原先拍攝的CT檔所轉換後的三維(3D)資料圖檔，其中由於圖中牙齒部位會受雜訊、其他反光干涉或金屬干擾等因素使得轉出之檔案失真或圖片模糊(如圖15(b)所示)，再利用第二掃描影像資料模組1002為利用一精密光柵掃描儀器掃描患者石膏牙模的所得之牙齒影像資料經過三維(3D)資料圖檔轉換，經上述該一掃描影像校正比對模組1003，將第一掃描影像資料模組1001的影像資料(經CT轉換後的3D圖檔)，進行立體位置擬合及定位， 將該原先第一掃描影像資料CT圖檔上的牙齒部位置換為第二掃描影像資料真實尺寸之牙模影像如圖15(c)所示。

接續上述實施例二，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000，可接續執行一影像區塊運算模組1004，將上述經該掃描影像校正比對模組1003所進行影像校正比對後之影像存檔如圖15(c)所示，進行手術模擬圖層管理及切割區塊顯示運算，係一外科醫師可利用上述的顏顎手術影像校正設計系統1000，於一電腦上模擬術中下刀位置，且依模擬術中切割後情形將各部位分開如圖層管理(如同圖16中所顯示其切割區塊)，上述分開後再將切開之下顎部位對位至一矯正醫師所提供之模擬術後牙模影像的咬合位置進行比對運算。

接續上述實施例二，該顏顎手術影像校正設計系統1000，外科醫師可在執行手術前係使用一手術模擬影像設計模組1005的運算資料進行模擬比對，將上述經該一影像區塊運算模組1004所進行的圖層管理及切割區塊顯示運算的存檔，以輸入一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置，該手術參數為開刀部位、骨骼移動距離、開刀角度或牙模重疊部位等之相關數據如圖17所示，再依照外科醫師預計術中切割之各部位及符合矯正牙科醫師需要之上下顎咬合，並藉由，利用一輸出模組1006，將上述該使用一手術模擬影像設計模組1005的所運算過的手術模擬影像圖檔輸出如圖20所示，此時外科及矯正牙科醫師可共同討論手術前及操作術 後位置並模擬術後情形，上述該輸出模組1006為液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。

如圖3所例示為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第三實施例之功能方塊示意圖，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000包括第一掃描影像資料模組1001、一影像資料轉換模組1010、第二掃描影像資料模組1002、一掃描影像校正比對模組1003、一影像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005及一輸出模組1006。

接續上述第三實施例，其中顏顎手術影像校正設計系統1000，在該第一掃描影像資料模組1001中再進一步包含一影像資料轉換模組1010，用以將儲存該第一掃描影像資料模組1001的影像資料(如CT圖檔彙整頭骨、軟組織及牙齒的Dicom圖檔資料)，進一步轉換為三維(3D)資料圖檔，其中該三維(3D)資料圖檔格式可進一步轉存為一三維(3D)機械設計STL檔案格式，以用於在一電腦3D模擬製圖及分析使用，再執行啟用一掃描影像校正比對模組1003，將經該一影像資料轉換模組1010處理的第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料模組1002的影像資料輸入該掃描影像校正比對模組1003進行影像校正比對並將比對後之影像檔案存檔，上述該第二掃描影像資料為三維(3D)資料圖檔，接續執行一影像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005及一輸出模組1006等模組功能如同上述實施例中的樣態操作實施，故不再此作 重覆描述。

如圖4所例示為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第四實施例之功能方塊示意圖，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000包括第一掃描影像資料模組1001、第二掃描影像資料模組1002、一掃描影像校正比對模組1003、一雜訊清除模組1030、一影像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005及一輸出模組1006。

接續上述第四實施例，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000，在執行啟用一掃描影像校正比對模組1003，將該第一掃描影像資料組1001的影像資料與該第二掃描影像資料模組1002的影像資料輸入該掃描影像校正比對模組1003進行影像校正比對並將比對後之影像檔案存檔，其中在經掃描影像校正比對模組1003處理的圖有可能會受雜訊、其他干擾等因素使得轉出之檔案失真或圖片模糊，故在該掃描影像校正比對模組1003內進一步包含一雜訊清除模組1030，用以將該存檔中的雜訊清除，還原真實影像資料，接續執行一影像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005及一輸出模組1006等模組功能如同上述實施例中的樣態操作實施，故不再此作重覆描述。

如圖5所例示為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第五實施例之功能方塊示意圖，其中一顏顎手術影像校正設計系統1000包括第一掃描影像資料模組1001、第二 掃描影像資料模組1002、一掃描影像校正比對模組1003、一影像區塊運算模組1004、一手術模擬影像設計模組1005、一骨板校正模組1050及一輸出模組1006。

接續上述實施例五，其中第一掃描影像資料模組1001、第二掃描影像資料模組1002、一掃描影像校正比對模組1003及一影像區塊運算模組1004等功能如上述實施方式，當一外科醫師在執行手術前係使用到一手術模擬影像設計模組1005的運算資料進行模擬比對，將上述經該一影像區塊運算模組1004所進行的圖層管理及切割區塊顯示運算的存檔，以輸入一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置，該手術參數為開刀部位、骨骼移動距離、角度或牙模重疊部位等之相關數據，其中該手術模擬影像設計模組1005可進一步包含一骨板校正模組1050，其中該手術模擬影像設計模組1005的運算資料可將該手術部位之模擬影像圖檔輸入一3D列印技術機台，以製作相關RP模型(RP，rapid prototyping)，而該應用RP模型與實際頭骨為相同尺寸及外觀之特性，並在利用該手術模擬影像設計模組1005的運算資料予該骨板校正模組1050進行校正，進行校正後將製作術前切割導引骨板或者預先用以扳曲固定用之骨板成符合術後之形狀或者以3D列印技術或者以金屬雷射積層技術製程製作以符合術後結合之固定骨板裝置，並將上述製作相關骨板結合至定位孔標記於模型上如圖19所示，並且進行依照外科醫師預計手術中導引切 割之各部位及術後符合矯正牙科醫師需要之上下顎咬合固定骨板位置與精準度作調整，而上述該使用一手術模擬影像設計模組1005及一骨板校正模組1050的所運算過的手術模擬影像圖檔可供輸出以利外科及矯正牙科醫師術前及術後精度檢測驗證，能使精準提供一正確影像資料給予醫師來做模擬術前評估或作術後癒合確認，如圖18為術後顏顎影像模擬圖，可使醫師模擬手術後結果並縮短手術時程及進而提供上述手術的成功率。

如圖6所例示為本發明之一種顏顎手術影像校正設計系統第六實施例之功能方塊示意圖，上述一骨板校正模組1050可進一步包含一手術導引骨板校正模組1051及一固定骨板校正模組1052，上述手術導引骨板校正模組1051，係先提供手術切割區域校正及手術導引骨板精準鑚孔對位校正，上述固定骨板校正模組1052，係提供手術術後骨骼癒合的固定骨板可精準對位及骨骼預定校正位置，而其餘實施方式如同上述實施例五中的樣態操作實施，故不再此作重覆描述。

如圖7為本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第一實施流程圖，一種顏顎手術影像校正設計方法，其中執行步驟包括：輸入第一掃描影像資料步驟100，其中該第一掃描影像資料為掃描取得患者的顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對座標位置影像資料，上述該第一掃描影像資料為電腦斷層掃描檔(簡稱CT檔)或為三維資料圖檔，接續第二步驟為輸 入第二掃描影像資料步驟200，該第二掃描影像資料為掃描患者石膏牙模的影像資料，上述該第二掃描影像資料為三維資料圖檔，再執行第三步驟為一掃描影像校正比對步驟300，並將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進行校正比對並存檔，第四步驟接續進行影像區塊運算步驟400，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示，該圖層管理為依模擬術中切割後情形將各部位分開圖示，上述分開圖示依照一矯正醫師所提供之模擬術後牙模影像的咬合位置進行比對運算及切割區塊顯示，並執行第五步驟一手術模擬影像設計步驟500，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，該手術資料參數為開刀部位、骨骼移動距離、角度或牙模重疊部位等之相關數據，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及最終步驟為進行一輸出步驟600，將該手術模擬影像圖檔利用一顯示裝置輸出，液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。

如圖8本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第二實施流程圖，一種顏顎手術影像校正設計方法，其中執行步驟類似上述之圖7的操作流程，其中輸入第一掃描影像資料步驟100與輸入第二掃描影像資料步驟200之後，其中再進一步包含一影像資料轉換步驟210，將該第一掃描影像資料及第二掃描影像資料轉換為三維資料圖檔，該三維資料圖檔格式為三維(3D)機械設計STL檔案用以提供後續步驟使用，再執 行為一掃描影像校正比對步驟300，並將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進行校正比對並存檔，接續進行影像區塊運算步驟400，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示，該圖層管理為依模擬術中切割後情形將各部位分開圖示，上述分開圖示依照一矯正醫師所提供之模擬術後牙模影像的咬合位置進行比對運算及切割區塊顯示，並執行一手術模擬影像設計步驟500，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，該手術資料參數為開刀部位、骨骼移動距離、角度或牙模重疊部位等之相關數據，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及最終步驟為進行一輸出步驟600。

如圖9本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第三實施流程圖，一種顏顎手術影像校正設計方法，其中執行步驟類似上述之圖7的操作流程，其中在輸入第一掃描影像資料步驟100之後再進一步包含一影像資料轉換步驟110，將該第一掃描影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔，接續輸入第二掃描影像資料步驟200，該第二掃描影像資料為掃描患者石膏牙模的影像資料，再執行為一掃描影像校正比對步驟300，並將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進行校正比對並存檔，接續進行影像區塊運算步驟400，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示，該圖層管理為依模擬術中切割後情形將各部位分開圖示，上述分開圖示依照一矯正醫師所提供 之模擬術後牙模影像的咬合位置進行比對運算及切割區塊顯示，並執行一手術模擬影像設計步驟500，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，該手術資料參數為開刀部位、骨骼移動距離、角度或牙模重疊部位等之相關數據，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及最終步驟為進行一輸出步驟600。

如圖10本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第四實施流程圖，一種顏顎手術影像校正設計方法，其中執行步驟類似上述之圖7的操作流程，其中輸入第一掃描影像資料步驟、輸入第二掃描影像資料步驟200與一掃描影像校正比對步驟300之後，其中在該掃描影像校正比對步驟300之後進一步包含一雜訊清除步驟310，其中經上述該掃描影像校正比對步驟300處理的圖有可能會受雜訊、其他干擾等因素使得轉出之檔案失真或圖片模糊，故該雜訊清除步驟310用以將該存檔雜訊清除，還原真實影像資料，接續進行影像區塊運算步驟400，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示，該圖層管理為依模擬術中切割後情形將各部位分開圖示，上述分開圖示依照一矯正醫師所提供之模擬術後牙模影像的咬合位置進行比對運算及切割區塊顯示，並執行一手術模擬影像設計步驟500，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，該手術資料參數為開刀部位、骨骼移動距離、角度或牙模重疊部位等之相關數據，用以設計手術模擬 影像圖檔建置；以及最終步驟為進行一輸出步驟600。

如圖11本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第五實施流程圖，一種顏顎手術影像校正設計方法，其中執行步驟類似上述之圖7的操作流程，在執行輸入第一掃描影像資料步驟100、輸入第二掃描影像資料步驟200、一掃描影像校正比對步驟300、一影像區塊運算步驟400與一手術模擬影像設計步驟500之後，其中可進一步包含一骨板校正步驟510，其中該手術模擬影像圖檔與該骨板校正步驟510進行核對，上述該骨板校正步驟510進行校正時，將先製作術前切割導引骨板或者預先用以扳曲固定用之骨板成符合術後之形狀，再以3D列印技術或者以金屬雷射積層技術製程製作以符合術後結合之固定骨板裝置，並將上述製作相關骨板結合至定位孔標記於模型上，並且進行依照外科醫師預計術中切割之各部位及術後符合矯正牙科醫師需要之上下顎咬合位置與精準度作調整並進行影像存檔，而上述該使用手術模擬影像設計步驟500及一骨板校正步驟510的所運算過的手術模擬影像圖檔，最終步驟為進行一輸出步驟600，以利外科及矯正牙科醫師術前術後精度檢測驗證，能使精準提供一正確影像資料給予醫師來做模擬術前評估或作術後癒合確認，以縮短醫師手術時程及提供上述手術的成功率，如圖12本發明之一種顏顎手術影像校正設計方法第六實施流程圖，其中該一骨板校正步驟510係包含一手術導引骨板校正步驟511及一固定骨 板校正步驟512，上述手術導引骨板校正步驟511，係提供手術切割區域校正及手術導引骨板精準鑚孔對位校正，上述固定骨板校正步驟512，係提供手術術後骨骼癒合的固定骨板可精準對位及骨骼預定校正位置，而其餘實施方式如同上述第五實施流程圖中的樣態操作實施，故不再此作重覆描述。

該等前述具體實施例及方法實施流程僅供例示，用意在於讓本發明涵蓋本發明所提供之權利要求及其同等項領域內的修改與變化。因此，精通技術人士應明白，在不背離本發明範疇與精神之下，可對本發明的結構進行各種修改及改變。

1000‧‧‧顏顎手術影像校正設計系統

1001‧‧‧第一掃描影像資料模組

1002‧‧‧第二掃描影像資料模組

1003‧‧‧一掃描影像校正比對模組

1004‧‧‧一影像區塊運算模組

1005‧‧‧一手術模擬影像設計模組

1006‧‧‧一輸出模組

Claims (22)

1. 一種顏顎手術影像校正設計方法，其步驟包括：輸入第一掃描影像資料步驟，該第一掃描影像資料為掃描取得顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對座標位置影像資料；再輸入第二掃描影像資料步驟，該第二掃描影像資料為掃描患者石膏牙模的影像資料；執行一掃描影像校正比對步驟，將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進行校正比對並存檔；接續進行影像區塊運算步驟，將該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示；執行一手術模擬影像設計步驟，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入執行一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及一輸出步驟，將該手術模擬影像圖檔利用一顯示裝置輸出。
2. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中進一步包含一影像資料轉換步驟，將該第一掃描影像資料及第二掃描影像資料轉換為三維資料圖檔。
3. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中在輸入第一掃描影像資料步驟之後進一步包含一影像資料轉換步驟，將該第一掃描影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔。
4. 如請求項2或3項所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D)機械設計STL檔案。
5. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該第一掃描影像資料為電腦斷層掃描檔(簡稱CT檔)。
6. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該第二掃描影像資料為經一精密光柵機械掃描該患者石膏牙模的影像資料。
7. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中在該掃描影像校正比對步驟之後進一步包含一雜訊清除步驟，用以將該存檔雜訊清除。
8. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中進一步包含一骨板校正步驟，將該手術模擬影像圖檔與該骨板校正步驟進行核對。
9. 如請求項8所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該骨板校正步驟係包含一手術導引骨板校正步驟及一固定骨板校正步驟。
10. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該手術資料參數為顏顎骨骼的移動距離、手術切割角度或骨骼重疊部位。
11. 如請求項1所述之顏顎手術影像校正設計方法，其中該顯示裝置為液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。
12. 一種顏顎手術影像校正設計系統，其包括： 第一掃描影像資料模組，該第一掃描影像資料模組為掃描取得顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對座標位置影像資料；第二掃描影像資料模組，該第二掃描影像資料模組為掃描患者石膏牙模的影像資料；一掃描影像校正比對模組，將該第一掃描影像資料組的影像資料與該第二掃描影像資料模組的影像資料進行校正比對並存檔；一影像區塊運算模組，將上述該存檔進行圖層管理及切割區塊顯示；一手術模擬影像設計模組，將該經圖層管理及切割區塊顯示的存檔，以輸入一手術資料參數，用以設計手術模擬影像圖檔建置；以及一輸出模組，將上述該手術模擬影像圖檔以利用一顯示裝置輸出。
13. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中進一步包含一影像資料轉換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料及第二掃描影像資料模組的影像資料轉換為三維資料圖檔。
14. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中在第一掃描影像資料模組再進一步包含一影像資料轉換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料轉換為三維(3D)資料圖檔。
15. 如請求項13或14項所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D)機械設計STL檔案。
16. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該第一掃描影像資料模組的影像資料為電腦斷層掃描檔(簡稱CT檔)。
17. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該第二掃描影像資料模組的影像資料為經一精密光柵機械掃描該患者石膏牙模的影像資料。
18. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中在該掃描影像校正比對模組內進一步包含一雜訊清除模組，用以將該存檔雜訊清除。
19. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中進一步包含一骨板校正模組，將該手術模擬影像圖檔與該骨板校正模組資料進行核對。
20. 如請求項19所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該一骨板校正模組係包含一手術導引骨板校正模組及一固定骨板校正模組。
21. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該手術資料參數為顏顎骨骼的移動距離、手術切割角度或骨骼重疊部位。
22. 如請求項12所述之顏顎手術影像校正設計系統，其中該顯示裝置為液晶螢幕、平板電腦、PDA或智慧型手機。