TWI777902B

TWI777902B - 植牙之工作角度導引裝置及其方法

Info

Publication number: TWI777902B
Application number: TW111109090A
Authority: TW
Inventors: 柯百俞; 柯百謙; 林相伊; 楊富翔
Original assignee: 柯百俞; 林相伊
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2022-09-11
Also published as: US20230285113A1; TW202335649A

Abstract

本發明係為一種植牙之工作角度導引裝置及其方法，裝置部份包括一口腔內固定裝置、一手持型工具、一第一三軸姿態資訊感知器、一第二三軸姿態資訊感知器及一控制器。方法部份包括準備步驟、安裝步驟、校正步驟、移動步驟及工作角度調整步驟。利用第一三軸姿態資訊感知器與第二三軸姿態資訊感知器之相對角度資訊，輔助導引牙醫師取得植牙鑽孔之角度。本案兼具病患閃躲傾斜或移動頭部後仍可以確認鑽孔之三軸角度，及第一三軸姿態資訊感知器可裝設於口內或口外較彈性之優點。

Description

植牙之工作角度導引裝置及其方法

本發明係有關一種植牙之工作角度導引裝置及其方法，尤指一種兼具病患閃躲傾斜或移動頭部後仍可以確認鑽孔之三軸角度，及第一三軸姿態資訊感知器可裝設於口內或口外較彈性之植牙之工作角度導引裝置及其方法。

參閱第1圖，其係顯示一般病患躺在牙科座椅上之示意圖，而牙醫師則手持一手持裝置91，對該病患之牙齒或牙肉進行處理。舉例而言，若要進行植牙之鑽孔處理時，牙醫師通常會先分析研判要在哪個點鑽入，並以何種角度鑽入、且要鑽多深，才能達到最佳效果。

然而，病患有時因為恐懼或不適，會略微閃躲傾斜或移動頭部，使得牙醫師要進行鑽孔處理時，很難掌握精確的鑽入角度，特別是如果病患在要鑽孔時動來動去，更是難以確認鑽孔之鑽入角度。

中華民國專利公開編號TW202019351A，其公開日為2020年6月1日，案名是「臨床牙科教育訓練系統及方法」。其設有一影像追蹤擷取系統(未示)，可以擷取一固定在病患臉部上之定位板(未示)，換言之，此案主要是利用光學影像之方式，來取得定位板上之數個定位標記(未示)，進而達到定位之目的。但是，這種利用光學來追蹤之方式，雖然可以得到病患臉部之空間位置資訊，但是，因口將內之光線不足，口腔內部之影像較難清晰。此外，拍攝角度經常被牙齒或嘴唇等物所阻擋，將無法定位，不適合當成植牙鑽孔之輔助工具。

專利合作條約(PCT)專利公開編號WO2020/249843A1，其公開日為2020年12月17日，案名是「手動加工工具的附件系統(Accessory system for a manual machining tool)」。其係於該手持裝置91(可參考第1圖)上設一連接裝置92，此連接裝置92有一螢幕93可以顯示此手持裝置91相對於一參考點之相對空間位置。而該手持裝置91是利用加速度規或陀螺儀而取得三軸(即X、Y、Z三軸)之加速度變化與角速度變化。然而，此案只是能取得該手持裝置91之空間資訊，一旦病患閃躲傾斜或移動頭部，絕對位置或角度改變，鑽入點與角度資訊均不準確，所以在植牙之鑽孔程序上，仍然無法適用。

另外，由於植牙之鑽孔是鑽入病患牙肉內之骨頭處，若是鑽錯幾乎無法重來。一旦鑽孔角度有誤，則需要被植入的假牙單元將會傾斜不正，輕者不美觀(略為歪斜偏位)、嚴重者與鄰牙干涉裝不下或是咬合不良，更嚴重者還可能會導致醫療糾紛或訴訟。

有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。

本發明之目的，在於提供一種植牙之工作角度導引裝置及其方法，其兼具病患閃躲傾斜或移動頭部後仍可以確認鑽孔之三軸角度，及第一三軸姿態資訊感知器可裝設於口內或口外較彈性等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統植牙過程中，一旦病患閃躲傾斜或移動頭部時，則發生鑽入之點與角度資訊即不準確之問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種植牙之工作角度導引裝置及其方法，關於植牙之工作角度導引裝置的部份其包括：一口腔內固定裝置，係用以裝設於一口腔內；該口腔內固定裝置係具有一固定部、一牙肉覆蓋部及一第一承接部；該固定部係用以固定於該口腔內，該口腔內至少具有一牙肉，該牙肉覆蓋部係用以覆蓋於該牙肉上；且該牙肉覆蓋部係具有至少一標記部，該第一承接部、該牙肉覆蓋部及該固定部係為一體結構；一手持型工具，係對應該口腔內固定裝置而設，該手持型工具係具有一工作部及一第二承接部；一第一三軸姿態資訊感知器，係設於該第一承接部上，用以偵測一第一三軸姿態資訊；一第二三軸姿態資訊感知器，係設於該第二承接部上，用以偵測一第二三軸姿態資訊；及一控制器，係電性連結該第一三軸姿態資訊感知器及該第二三軸姿態資訊感知器，且該控制器係具有一處理部、一顯示部及一控制介面；該處理部係透過該第一三軸姿態資訊感知器及該第二三軸姿態資訊感知器，分別取得該第一三軸姿態資訊與該第二三軸姿態資訊，並透過該顯示部分別顯示該第一三軸姿態資訊及該第二三軸姿態資訊。

關於該用於植牙之工作角度導引方法，其係包括下列步驟：一、準備步驟；二、安裝步驟；三、校正步驟；四、移動步驟；及五、工作角度調整步驟。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

10:口腔內固定裝置

11:固定部

111:鎖固部

112:鎖固件

12:牙肉覆蓋部

121:標記部

13:第一承接部

20:手持型工具

21:工作部

22:第二承接部

30:第一三軸姿態資訊感知器

31:第一三軸姿態資訊

40:第二三軸姿態資訊感知器

41:第二三軸姿態資訊

50:控制器

51:處理部

511:校正處理模組

52:顯示部

53:控制介面

80:口腔

81:牙肉

82:牙齒

91:手持裝置

92:連接裝置

93:螢幕

A:第一夾角

B:第二夾角

C:第三夾角

H:工作深度

S1:準備步驟

S2:安裝步驟

S3:校正步驟

S4:移動步驟

S5:工作角度調整步驟

第1圖係顯示以手持裝置對口腔進行處理之示意圖。

第2圖係本發明之裝置之示意圖。

第3圖係本發明之局部放大之示意圖。

第4圖係第3圖之IV-IV位置之剖視圖。

第5圖係第3圖之V-V位置之剖視圖。

第6圖係本發明之植牙鑽孔角度之示意圖。

第7圖係本發明之方法之流程圖。

第8圖係本發明之校正步驟之對齊動作之示意圖。

第9圖係本發明之第一承接部設於朝向口外位置之示意圖。

第10圖係本發明之固定部之另一實施例之示意圖。

本發明係為一種植牙之工作角度導引裝置及其方法，參閱第2、3、4、5圖，關於該用於植牙之工作角度導引裝置的部份，其係包括一口腔內固定裝置10、一手持型工具20、一第一三軸姿態資訊感知器30、一第二三軸姿態資訊感知器40及一控制器50。

關於該口腔內固定裝置10，其係用以裝設於一口腔80內；該口腔內固定裝置10係具有一固定部11、一牙肉覆蓋部12及一第一承接部13。該固定部11係用以固定於該口腔80內；該口腔80內至少具有一牙肉81，該牙肉覆蓋部12係用以覆蓋於該牙肉81上；且該牙肉覆蓋部12係具有至少一標記部121。該第一承接部13、該牙肉覆蓋部12及該固定部11係為一體結構。

關於該手持型工具20，係對應該口腔內固定裝置10而設，該手持型工具20係具有一工作部21及一第二承接部22。

關於該第一三軸姿態資訊感知器30，係設於該第一承接部13上，用以偵測一第一三軸姿態資訊31。

關於該第二三軸姿態資訊感知器40，係設於該第二承接部22上，用以偵測一第二三軸姿態資訊41。

關於該控制器50，係電性連結該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40，且該控制器50係具有一處理部51、一顯示部52及一控制介面53(例如可為按鈕、觸控輸入部、聲控輸入部等)。該處理部51係透過該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40，分別取得該第一三軸姿態資訊31與該第二三軸姿態資訊41，並透過該顯示部52分別顯示該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41。

實務上，該口腔內固定裝置10可為透明、非透明其中一種(牙套)結構。

待植牙之患者可能全口無牙，也可能只有其中少部分缺牙。

當面對全口無牙者，該固定部11須配合骨釘(公知技術，圖面未示，合先陳明)或是黏著劑固定於該口腔80內。

當面對該口腔80內仍有牙齒82者，該固定部11係用以固定於該口腔80內之至少一顆牙齒82(如第2圖所示)上。

該至少一標記部121可選自記號、凹部、孔其中之至少一者。

該至少一標記部121可配合待植牙之數量，而為複數個。

前述之該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41，皆係為一物體在三維空間中的角速度，亦即X軸之角速度、Y軸之角速度及Z軸之角速度。實務上可利用陀羅儀(gyroscope)或是三軸加速度規來實現，利用三維空間中的加速度之變化，來判斷姿態是否改變，也可達到同樣效果。或者，可由現有市售或訂製之慣性測量單元(Inertial measurement unit，簡稱IMU)，來測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度之六個即時資訊，亦即X軸、Y軸、Z軸之角速度，與X軸、Y軸、Z軸之加速度。

參閱第6圖，其係本發明之植牙鑽孔角度之示意圖，其中之該口腔內固定裝置10省略未示，以便呈現X軸、Y軸、Z軸之位置、植牙之工作角度及一工作深度H，其中的一第一夾角A、一第二夾角B及一第三夾角C分別代表該工作部21與X軸之夾角、該工作部21與Y軸之夾角，及該工作部21與Z軸之夾角。

更詳細的說，該處理部51可再具有一校正處理模組511，其係將該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41校正成相同之數值。實務上，可以是兩者數值同步化或是全部歸零也可。例如：第一三軸姿態資訊31之X軸、Y軸、Z軸之角速度分別為：1.7、5.5、-3.9，而該第二三軸姿態資訊41之X軸、Y軸、Z軸之角速度分別為：9.2、-1.2、-8.1。可以將該第二三軸姿態資訊41之X軸、Y軸、Z軸之角速度也改為1.7、5.5、-3.9；或是將這兩組數據全部重設為0.0、0.0、0.0。

參閱第7圖(並可搭配前述之第1-6圖)關於該用於植牙之工作角度導引方法，其係包括下列步驟：一、準備步驟S1：準備一種用於植牙之工作角度導引裝置，其包括：一口腔內固定裝置10，係具有一固定部11、一牙肉覆蓋部12及一第一承接部13。該牙肉覆蓋部12係具有至少一標記部121，該第一承接部13、該牙肉覆蓋部12及該固定部11係為一體結構。

一手持型工具20，係對應該口腔內固定裝置10而設，該手持型工具20係具有一工作部21及一第二承接部22。

一第一三軸姿態資訊感知器30，係設於該第一承接部13上，用以偵測一第一三軸姿態資訊31。

一第二三軸姿態資訊感知器40，係設於該第二承接部22上，用以偵測一第二三軸姿態資訊41。

一控制器50，係電性連結該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40，且該控制器50係具有一處理部51、一顯示部52及一控制介面53(例如可為按鈕、觸控輸入部、聲控輸入部等)。該處理部51係具有一校正處理模組511，又，該處理部51係透過該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40，分別取得該第一三軸姿態資訊31與該第二三軸姿態資訊41，並透過該顯示部52分別顯示該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41。

二、安裝步驟S2：該固定部11係用以固定於一口腔80內；該口腔80內至少具有一牙肉81，該牙肉覆蓋部12係用以覆蓋於該牙肉81上。

三、校正步驟S3：如第8圖所示，將該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40接觸靠攏對齊，使該第一三軸姿態資訊感知器30及該第二三軸姿態資訊感知器40具有相同之三軸姿態。接著啟動該校正處理模組511，其係將該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41校正成相同之數值。

四、移動步驟S4：移動該手持型工具20，使該工作部21接觸至該牙肉覆蓋部12上之該標記部121；及

五、工作角度調整步驟S5：透過該顯示部52上呈現之該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41，調整該手持型工具20之該工作部21之三軸姿態，而達到植牙之工作角度導引功能。

之後，牙醫師可以參考該顯示部52上所呈現之該第一三軸姿態資訊31及該第二三軸姿態資訊41，確認要進行鑽孔之三軸角度是否正確，再執行鑽孔之動作。

特別是，於該工作角度調整步驟S5中，若病患有時因為恐懼或不適，略微閃躲傾斜或移動頭部，仍然可以掌握該手持型工具20與該標記部121之間的相對角度關係。

此外，該第一承接部13之位置可設於該口腔80內，也可以延伸至該口腔80外，例如第9圖所示，該第一承接部13係由門牙附近朝口外延伸，此時，該第一三軸姿態資訊感知器30若體積較大無法裝與口內，也可裝設於該口腔80外。

再者，參閱第10圖，關於該固定部11，也可修改為具有複數鎖固部111(例如為螺孔)及複數鎖固件112之對應結構。

該複數鎖固部111係與該第一承接部13相連結為一體。

該複數鎖固部111與該複數鎖固件112分別用以固定於相對應之該牙齒82上。

本案之優點及功效，可以歸納如下：

[1]病患閃躲傾斜或移動頭部後仍可以確認鑽孔之三軸角度。由於本案之該第一三軸姿態資訊感知器及該第二三軸姿態資訊感知器係先接觸靠攏對齊，使該第一三軸姿態資訊感知器及該第二三軸姿態資訊感知器具有相同之三軸姿態(即該校正步驟)，之後，就算病患閃躲傾斜或移動頭部，而改變了在三維空間中的三軸姿態，仍然可以掌握該手持型工具與該標記部之間的相對角度關係，對牙醫師進行植牙之鑽孔程序有極大之助益。故，病患閃躲傾斜或移動頭部後仍可以確認鑽孔之三軸角度。

[2]第一三軸姿態資訊感知器可裝設於口內或口外較彈性。由於該第一三軸姿態資訊感知器係裝設於該第一承接部上，此第一承接部可以設計在口內或口外，十分彈性。故，第一三軸姿態資訊感知器可裝設於口內或口外較彈性。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。