TWI795311B

TWI795311B - 植牙導引輔助及警示之裝置

Info

Publication number: TWI795311B
Application number: TW111122749A
Authority: TW
Inventors: 柯百俞; 林明澤; 柯百謙; 林相伊
Original assignee: 柯百俞; 柯百謙; 林相伊
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-03-01
Also published as: TW202400095A

Abstract

本發明係包括一支撐單元、一牙套單元及一控制單元。支撐單元包括一可調式支架部、一導引滑動部及一植牙鑽孔部。可調式支架部用以將導引滑動部懸空架設；植牙鑽孔部具有一電動鑽頭，並架設於導引滑動部上，兩者可沿一導引方向相對直線移動。牙套單元用以套設於一使用者之口內；牙套單元具有一導引開口部及一牙套三軸姿態資訊感知部；控制單元透過牙套三軸姿態資訊感知部，可即時取得一牙套三軸姿態資訊，且當即時比對到牙套三軸姿態資訊超過一門檻值時，即發出一警示訊號。本案兼具鑽孔角度偏離即發出警示以防鑽偏，及植牙鑽孔深度容易控制等優點。

Description

植牙導引輔助及警示之裝置

本發明係有關一種植牙導引輔助及警示之裝置，尤指一種兼具鑽孔角度偏離即發出警示以防鑽偏，及植牙鑽孔深度容易控制之植牙導引輔助及警示之裝置。

參閱第9圖，其係顯示一病患90躺在牙科座椅上，而牙醫師則手持一手持裝置91(第9圖中，關於牙科座椅及牙醫師，係予省略未示，合先陳明。)，對該病患90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、以何種角度鑽入，以及要鑽多深，才能達到最佳效果。然而，在鑽孔過程中，該病患90可能會因內心恐懼，而不自覺的會閃躲傾斜或移動頭部，使得牙醫師鑽孔之鑽入角度可能因而歪斜，萬一鑽孔之鑽入角度偏離、歪斜過多，則可能導致後續之假牙無法植入或歪斜不正。此外，由於鑽孔錯誤很難重來，若導致醫療糾紛，更無法想像其後果。

因此，植牙業界一直希望可研發出安全簡單之輔助導引技術，若能再加上鑽孔偏離過多時能發出警訊之功能則更佳。

其次，關於相關習知技術，簡單摘錄如下：

[a]中華民國發明專利第I731408號「植牙系統及其導航方式」，主要揭露一種將植牙過程中掃描得到的即時影像資訊，先轉換到光學座標系統，再驅動機器手臂和植牙裝置依循植牙路徑作動，整體技術複雜難度高，也無警示機制。

[b]中華民國新型專利第M472511號「人工植牙之鑽孔定位輔助器之角度調整機構」，主要揭露一種可調整三維空間之鑽入角度，但欠缺直線移動之導引設計，也欠缺鑽孔偏離過多時能發出警訊之功能。

[c]中華民國新型專利第M414941號「植牙導引系統」，其鑽孔位置是利用掃描得知，整體技術複雜、設備昂貴，且欠缺直線移動之導引或鑽偏警示之功能。

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，在於提供一種植牙導引輔助及警示之裝置，其兼具鑽孔角度偏離即發出警示以防鑽偏，及植牙鑽孔深度容易控制等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統植牙鑽孔過程中，病患可能因內心恐懼，不自覺的會閃躲傾斜或移動頭部，使得牙醫師鑽孔之鑽入角度歪斜，萬一鑽孔之鑽入角度偏離、歪斜過多，則可能導致後續之假牙無法植入或歪斜不正。此外，由於鑽孔錯誤很難重來，若導致醫療糾紛，更無法想像其後果之問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種植牙導引輔助及警示之裝置，其包括：一支撐單元，係包括一可調式支架部、一導引滑動部及一植牙鑽孔部；該可調式支架部係具有一固定端及一延伸端；該導引滑動部係固定於該延伸端，該導引滑動部係具有一第一導引部，其具有一導引方向；該植牙鑽孔部係包括一第二導引部及一電動鑽頭，該第二導引部係供該植牙鑽孔部設於該第一導引部上，並可沿該導引方向與該第一導引部相對直線移動；一牙套單元，係對應該支撐單元而設，並用以套設於一使用者之口內；該牙套單元係具有一導引開口部及一牙套三軸姿態資訊感知部；一控制單元，係至少電性連結該牙套三軸姿態資訊感知部；該控制單元係至少具有一處理部及一警示部；該處理部係內建一門檻值，並透過該牙套三軸姿態資訊感知部，即時取得一牙套三軸姿態資訊，且當即時比對到該牙套三軸姿態資訊超過該門檻值時，即透過該警示部發出一警示訊號。

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:支撐單元

11:可調式支架部

111:基座

112:第一關節部

113:第一桿部

114:第二關節部

115:第二桿部

116:第三關節部

11A:固定端

11B:延伸端

12:導引滑動部

121:第一導引部

13:植牙鑽孔部

131:第二導引部

132:電動鑽頭

133:鑽孔三軸姿態資訊感知部

13A:鑽孔三軸姿態資訊

20:牙套單元

21:導引開口部

22:牙套三軸姿態資訊感知部

221:牙套三軸姿態資訊

30:控制單元

31:處理部

32:警示部

33:控制介面

80:使用者

90:病患

91:手持裝置

W:導引方向

M1:標記元件

M2:刻度元件

L:深度

第1圖係本發明之主要裝置之對應關係之示意圖。

第2圖係第1圖之導引滑動部與植牙鑽孔部之對應關係之局部放大之示意圖。

第3圖係第1圖之導引滑動部與植牙鑽孔部之對應關係之之其他角度之放大示意圖。

第4圖係第1圖之第二導引部與電動鑽頭之其他角度之分解之示意圖。

第5A圖係本發明之牙套部之第一實施例之示意圖。

第5B圖係第5A圖之應用例之剖視圖。

第6A圖係本發明之牙套部之第二實施例之示意圖。

第6B圖係第6A圖之應用例之剖視圖。

第7圖係本發明之實際應用例之示意圖。

第8A圖係本發明之應用於鑽牙前之示意圖。

第8B圖係本發明之應用於鑽牙後之示意圖。

第9圖係公知鑽牙應用例之示意圖。

本發明係為一種植牙導引輔助及警示之裝置，參閱第1、第2、第3及第4圖，其係包括：一支撐單元10，係包括一可調式支架部11、一導引滑動部12及一植牙鑽孔部13。該可調式支架部11係具有一固定端11A及一延伸端11B；該導引滑動部12係固定於該延伸端11B，該導引滑動部12係具有一第一導引部121，其具有一導引方向W；該植牙鑽孔部13係包括一第二導引部131及一電動鑽頭132，該第二導引部131係供該植牙鑽孔部13設於該第一導引部121上，並可沿該導引方向W與該第一導引部121相對直線移動。

一牙套單元20，係對應該支撐單元10而設，並用以套設於一使用者80之口內(參閱第7圖)；該牙套單元20係具有一導引開口部21(如第5A及第5B圖所示的大開口，或是如第6A及第6B圖所示的下凹小開口)及一牙套三軸姿態資訊感知部22。

一控制單元30，係至少電性連結該牙套三軸姿態資訊感知部22。該控制單元30係至少具有一處理部31及一警示部32；該處理部31係內建一門檻值，並透過該牙套三軸姿態資訊感知部22，即時取得一牙套三軸姿態資訊221，且當即時比對到該牙套三軸姿態資訊221超過該門檻值時，即透過該警示部32發出一警示訊號。

實務上，該處理部31之該門檻值係被定義為該牙套三軸姿態資訊221之任一軸之角度變化超過5度者。

當然，前述之角度變化為5度之設計，可視情況彈性增減為其他角度。

該可調式支架部11可依序具有一基座111、一第一關節部112、一第一桿部113、一第二關節部114、一第二桿部115及一第三關節部116。其中：該第一關節部112係樞接該基座111與該第一桿部113；該第二關節部114係樞接該第一桿部113與該第二桿部115；該第三關節部116係樞接該第二桿部115與該第一導引部121。

該固定端11A係位於該基座111上，且該延伸端11B係位於該第三關節部116上。

該第一導引部121可為鳩尾槽、滾珠螺桿座其中一者。

該第二導引部131係對應該第一導引部121，而可為鳩尾座、滾珠螺桿其中一者。

進一步，該第一導引部121與該第二導引部131間之相對滑動，可為手動滑動結構、自動滑動結構其中一者。

並當為自動滑動結構時，係電性連結該控制單元30，而由該控制單元30控制者。

又，參閱第8A及第8B圖，該第一導引部121、該第二導引部131其中一者，可再具有一標記元件M1；該第一導引部121、該第二導引部131其中之另者，可再具有一刻度元件M2；進而可以該標記元件M1對應該刻度元件M2，確認該電動鑽頭132之鑽孔前(如第8A圖所示)與鑽孔後的一深度L(如第8B圖所示)，亦即可確認該電動鑽頭132之鑽孔深度。

該植牙鑽孔部13可再包括一鑽孔三軸姿態資訊感知部133；該鑽孔三軸姿態資訊感知部133係電性連結該控制單元30；該處理部31係透過該牙套三軸姿態資訊感知部22及該鑽孔三軸姿態資訊感知部133，分別取得該牙套三軸姿態資訊221與一鑽孔三軸姿態資訊13A；並當該牙套三軸姿態資訊221與該鑽孔三軸姿態資訊13A之間的差異超過該門檻值時，則透過該警示部32發出該警示訊號。

此時，該門檻值係被定義為該牙套三軸姿態資訊221與該鑽孔三軸姿態資訊13A之任一軸之角度差異超過5度者。

前述之該牙套三軸姿態資訊221及該鑽孔三軸姿態資訊13A，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。

進一步，可控制該牙套三軸姿態資訊221與該鑽孔三軸姿態資訊13A兩者數值成同步化、歸零其中一者。例如：該牙套三軸姿態資訊221之X軸、Y軸、Z軸之角速度分別為：2.3、5.7、-3.9，而該鑽孔三軸姿態資訊13A之X軸、Y軸、Z軸之角速度分別為：8.7、-2.8、-5.4。可以將該該鑽孔三軸姿態資訊13A之X軸、Y軸、Z軸之角速度也改為2.3、5.7、-3.9；或是將這兩組數據全部重設為0.0、0.0、0.0。

該控制單元30可再包括一控制介面33(例如可公知按鈕、公知觸控輸入裝置、公知聲控輸入裝置等)。用以將該牙套三軸姿態資訊221與該鑽孔三軸姿態資訊13A，控制、調整兩者數值成同步化、歸零其中一者。

在此要特別說明的部分是，即使於植牙鑽孔過程前各裝置均已調整到定位，但是，植牙鑽孔過程中若因該使用者80恐懼或不適，而有略微閃躲傾斜或移動頭部的情況，即可能造成該導引開口部21偏離走位，並改變該牙套三軸姿態資訊221，此時若未發出任何警示訊號，使得牙醫師仍以該電動鑽頭132繼續朝該導引開口部21進行鑽孔，即可能造成植牙偏斜而影響植牙成果。本案針對這個部分，只要該處理部31即時比對到該牙套三軸姿態資訊221超過該門檻值時，即透過該警示部32發出該警示訊號，牙醫師即可停止鑽孔，待各裝置重新調整到定位後再進行手術，而可提高植牙品質。

本案之優點及功效係可歸納如下：

[1]鑽孔角度偏離即發出警示以防鑽偏。本案之該處理部係透過該牙套三軸姿態資訊感知部及該鑽孔三軸姿態資訊感知部，分別取得該牙套三軸姿態資訊與該鑽孔三軸姿態資訊；並當該牙套三軸姿態資訊與該鑽孔三軸姿態資訊之間的差異超過該門檻值時，則透過該警示部發出警示訊號。亦即，若被植牙者(亦即該使用者)亂動或是閃躲造成傾斜角度過大，偏離原設定之鑽孔角度範圍，則會立刻發出警示訊號給牙醫師。牙醫師可停止鑽孔，待重新調整定位後再進行手術。故，鑽孔角度偏離即發出警示以防鑽偏。

[2]植牙鑽孔深度容易控制。本案先利用該可調式支架部將該植牙鑽孔部固定於預定位置，再透過該導引滑動部讓該植牙鑽孔部單純的依導引方向直線移動(亦即控制鑽入之深度)，因此，植牙鑽孔深度容易控制。

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。