TWI823826B - 影像疊合顯示系統及牙套輔具 - Google Patents

Abstract

一種影像疊合顯示系統，包括獲得患者的第一數位口內掃描影像的一口內掃描裝置；根據第一數位口內掃描影像建立三維模型，並在三維模型上數位設計重建出未來理想植牙假牙之牙位與外型，進而產生一未來牙齒模型檔案的一電腦輔助裝置；根據該未來牙齒模型檔案製作一牙套輔具的一三維列印裝置，該牙套輔具具有與患者的未來假牙牙冠同樣外型和多個定位點；對戴上該牙套輔具的患者進行斷層掃描拍攝而獲得呈現患者的齒槽骨和該等定位點的斷層掃描影像的一斷層掃描設備；該口內掃描裝置還對戴上該牙套輔具的該患者口腔進行數位口內掃描，以獲得一呈現該牙套輔具和該等定位點的第二數位口內掃描影像，且該電腦輔助裝置根據第二數位口內掃描影像和斷層掃描影像中的該等定位點將第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像重疊顯示，使第二數位口內掃描影像呈現的牙套輔具上的理想植牙牙冠與斷層掃描影像呈現的齒槽骨精準對位。

Description

影像疊合顯示系統及牙套輔具

本發明是有關於一種植牙重建假牙的輔助系統，特別是指一種將數位影像中呈現之植牙重建之假牙牙冠與斷層掃描影像中呈現的齒槽骨精準對位的影像疊合顯示系統。

牙醫對全口無牙的患者進行植牙全口假牙重建時，現行一般的做法是取得患者口腔的一斷層掃描影像，牙醫再根據該斷層掃描影像中呈現的齒槽骨位置，利用本身的植牙經驗在腦中規劃植牙在骨頭裡的位置並據此進行植牙作業，卻難以精確規劃患者未來植牙假牙牙冠的型態和排列位置，因此傳統做法往往不能確定在骨頭內的植牙牙根位置是否能和未來假牙牙冠準確對位相連接。若植牙的牙根位置不正確，該植牙手術癒合後，骨整合完成的人工牙根亦無法連接出植牙假牙牙冠提供咬合使用，導致植牙失敗。又或者不精準定位的植牙假牙連接，使人工牙根上的假牙牙冠型態改變或位置偏差而造成咬合力量於植牙假牙分佈不均勻、無法提供良好咀嚼力量、植牙假牙不易清潔容易發生感染造成植體周圍發炎、植 牙假牙因角度差異影響牙齒美觀笑容等等後續許多植牙假牙相關問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種影像疊合顯示系統，其使數位影像中呈現的植牙重建之假牙牙冠與斷層掃描影像中呈現的齒槽骨精準對位，以至少解決上述先前技術問題，並對於患者之全口假牙重建時，能夠根據事先規劃好的未來假牙牙冠的型態和排列位置，正確地規劃未來假牙的人工(植牙)牙根位置，讓患者能夠擁有預期中的良好的假牙型態和排列位置。

於是，本發明一種影像疊合顯示系統，包括一口內掃描裝置、一電腦輔助裝置、一三維列印裝置及一斷層掃描設備；該口內掃描裝置對一患者進行數位口內掃描，以獲得一第一數位口內掃描影像；該電腦輔助裝置根據該第一數位口內掃描影像建立一三維模型，並在該三維模型上數位設計重建出該患者未來理想植牙假牙之牙位與外型，進而重建一未來牙齒模型並產生一未來牙齒模型檔案；該三維列印裝置根據該未來牙齒模型檔案製作出一牙套輔具，該牙套輔具具有與該患者的未來理想植牙假牙牙冠同樣外型，且該牙套輔具上設置多個定位點；該斷層掃描設備對戴上該牙套輔具的該患者口腔進行斷層掃描拍攝，以獲得一呈現該患者的齒槽骨和該等定位點的斷層掃描影像；其中，該口內掃描裝置還對戴上該牙套 輔具的該患者口腔進行數位口內掃描，以獲得一呈現該牙套輔具和該等定位點的第二數位口內掃描影像；該電腦輔助裝置顯示該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像，並根據該第二數位口內掃描影像中的該等定位點和該斷層掃描影像中的該等定位點進行對準定位，將該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像疊合在一起顯示，並使該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨精準對位。

在本發明的一些實施態樣中，該電腦輔助裝置還根據該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨的對位關係，在該斷層掃描影像上規劃與該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠對應的植牙牙根的位置。

在本發明的一些實施態樣中，該等定位點的數量是6至10顆，該等定位點的分佈範圍橫跨該牙套輔具的整個牙弓並且平均分佈於該牙套輔具的前牙區、後牙區、頰側、顎側及舌側。

在本發明的一些實施態樣中，該等定位點的材料具有被以該口內掃描裝置掃描時可以完整成像的材料特性，以及被該斷層掃描設備進行斷層掃描時可以完整成像的材料特性。

在本發明的一些實施態樣中，該等定位點的材料是二氧化鋯。

再者，本發明一種牙套輔具，供一待植牙的患者配戴，該牙套輔具由下述製程產生：由一口內掃描裝置對一患者進行數位口內掃描，以獲得一第一數位口內掃描影像；由一電腦輔助裝置根據該第一數位口內掃描影像建立一三維模型，並在該三維模型上數位設計重建出該患者未來理想植牙假牙之牙位與外型，進而重建一未來牙齒模型並產生一未來牙齒模型檔案；由一三維列印裝置根據該未來牙齒模型檔案製作出該牙套輔具，該牙套輔具具有與該患者的未來理想植牙假牙牙冠同樣外型；及在該牙套輔具上設置多個定位點。其中該等定位點的數量是6至10顆，該等定位點的分佈範圍橫跨該牙套輔具的整個牙弓並且平均分佈於該牙套輔具的前牙區、後牙區、頰側、顎側及舌側。其中該等定位點的材料具有被以該口內掃描裝置掃描時可以完整成像的材料特性，以及被一斷層掃描設備進行斷層掃描時可以完整成像的材料特性。其中該等定位點的材料是二氧化鋯。。

本發明之功效在於：藉由取得患者口內配戴該牙套輔具後的該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像，並使該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像重疊顯示，且令該第二數位口內掃描影像中的該等定位點和該斷層掃描影像中的該等定位點對準定位，使得該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨準確對位，以利於後續正確 地規劃患者之假牙的植牙位置。

1:口內掃描裝置

2:電腦輔助裝置

3:三維列印裝置

4:斷層掃描設備

6:牙套輔具

S1~S9:步驟

61:定位點

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地顯示，其中：圖1是本發明影像疊合顯示系統的一實施例包括的裝置方塊示意圖；圖2是本實施例實現影像疊合顯示的流程步驟；圖3顯示本實施例的口內掃描裝置從患者口腔取得的第一數位口內掃描影像；圖4顯示本實施例的電腦輔助裝置根據第一數位口內掃描影像建立的三維模型；圖5和圖6是本實施例的電腦輔助裝置基於圖3的三維模型重建之患者的未來牙齒模型；圖7和圖8顯示本實施例的三維列印裝置根據未來牙齒模型製作的牙套輔具；圖9顯示本實施例在該牙套輔具上設置多個定位點；圖10顯示患者戴上黏好定位點的該牙套輔具；圖11顯示本實施例的口內掃描裝置從患者口腔取得的第二數位口內掃描影像；圖12顯示本實施例的斷層掃描設備從患者口腔取得的斷層掃 描影像；圖13呈現圖11的第二數位口內掃描影像和圖12的斷層掃描影像並排顯示；圖14呈現圖11的第二數位口內掃描影像和圖12的該斷層掃描影像疊合顯示，並呈現第二數位口內掃描影像中的牙套輔具上的理想植牙牙冠與斷層掃描影像中的齒槽骨精準對位；圖15說明第二數位口內掃描影像呈現的牙套輔具上的理想植牙牙冠與斷層掃描影像呈現的齒槽骨的對位關係；及圖16說明影像中的粉紅色區塊是該牙套輔具上的某一個理想植牙牙冠，灰白色區域是齒槽骨，黃色區塊是模擬未來植牙牙根。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1所示，本發明影像疊合顯示系統的一實施例主要包括一口內掃描裝置1、一電腦輔助裝置2、一三維列印裝置3及一斷層掃描設備4，且本實施例藉由實施圖2所示的流程步驟，將數位口內掃描影像中呈現的植牙重建之假牙牙冠與斷層掃描影像中呈現的齒槽骨精準對位，本實施例是針對一需要重建假牙的患者，以輔助患者想要重建的未來假牙牙冠能與患者口腔內的齒槽骨 精準對位，而確保未來假牙的人工(植牙)牙根被植入齒槽骨的正確位置。且在本實施例中，是以患者上顎完全缺牙(或即將完全缺牙)而需重建上顎的全部假牙為例，但並不以此為限，本實施例也可實施在下顎完全缺牙、全口缺牙或未全口缺牙的患者，只是實施在需重建上顎或下顎的全部假牙的患者上更能突顯本實施例的功效和優點。

因此，為達上述目的，首先，如圖2的步驟S1，牙醫師使用該口內掃描裝置1，例如3D口內掃描機，對患者(上顎全部缺牙患者)進行口內掃描，以獲得一第一數位口內掃描影像，如圖3所示，該第一數位口內掃描影像包含患者的口內上顎呈現完全缺牙的牙肉和牙齦外形組織。

接著，如圖2的步驟S2，牙醫師透過(利用)該電腦輔助裝置2顯示該第一數位口內掃描影像，並由該電腦輔助裝置2執行的一生成三維模型軟體程式根據該第一數位口內掃描影像建立一三維模型，如圖4所示。

然後，如圖2的步驟S3，由牙醫師透過該電腦輔助裝置執行的一假牙規劃軟體程式(或者由該電腦輔助裝置執行的該假牙規劃軟體程式自動)在該三維模型上數位設計重建出患者的未來理想植牙假牙之牙位與外型(未來理想假牙的牙冠的型態和排列位置)，進而重建一未來牙齒模型，如圖5和圖6所示，然後，儲存 該未來牙齒模型即產生一未來牙齒模型檔案。

然後，如圖2的步驟S4，牙醫師(或相關技術人員)可將該未來牙齒模型檔案輸入該三維列印裝置3，使根據該未來牙齒模型檔案製作出一供患者配戴的牙套輔具6，如圖7和圖8所示，該牙套輔具6上具有與患者的未來假牙牙冠同樣外型。且若患者上顎並非全部缺牙時，要先根據患者上顎剩餘的牙齒位置適當修整該牙套輔具6，使患者戴上該牙套輔具6時，該牙套輔具6不致與患者上顎剩餘的牙齒產生干涉。

且由於患者上顎全部缺牙，沒有牙齒可以做為定位點(或者即使患者口內仍有牙齒，但牙齒已缺損、歪斜或鬆動而不適合做為定位點)，因此，如圖2的步驟S5，牙醫師在該牙套輔具6上設置多個定位點61，例如牙醫師將由一種特殊材質製成的定位點顆粒(或稱影像定位珠)黏在該牙套輔具6的某些理想植牙牙冠之靠近牙齦的底端邊緣，如圖9所示。該特殊材質可以是但不限於例如二氧化鋯等能被該斷層掃描設備4偵測到並取得影像的材料，亦即定位點(影像定位珠)需具備下列的材料特性：

(1)被以口內掃描機掃描時，可以完整成像。

(2)在拍攝電腦斷層影像時，可以完整成像。

且該等定位點的數量大約是6至10顆，定位點(影像定位珠)的分佈範圍需橫跨該牙套輔具之整個假牙牙弓(由左至右)， 並且平均分佈於前牙區、後牙區、頰側、顎側及舌側，如圖9所示。

當患者戴上黏好定位點的該牙套輔具6後，如圖10所示，接著，如圖2的步驟S6，牙醫師使用該口內掃描裝置1對戴上該牙套輔具6的患者口腔進行數位口內掃描，以獲得一呈現該牙套輔具的第二數位口內掃描影像，如圖11所示，其中包含患者口內的上顎影像，且該第二數位口內掃描影像呈現套接在患者的牙齦上之與患者的未來假牙牙冠同樣外型的理想植牙牙冠和該等定位點(例如圖11中被圈選處)。

並且，如圖2的步驟S7，牙醫師使用該斷層掃描設備4對戴上該牙套輔具6的患者口腔進行斷層掃描拍攝，以獲得一斷層掃描影像，如圖12所示，該斷層掃描影像僅會清楚呈現患者的骨頭、齒槽骨(硬組織)和具有特殊材質而能夠被斷層掃描偵測並擷取到影像的該等定位點(例如圖12中被圈選處)。

然後，如圖2的步驟S8，牙醫師令該電腦輔助裝置2讀取該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像，使該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像並排顯示，如圖13所示；然後，如圖2的步驟S9，牙醫師點選該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像中位置相對應的某些定位點(或全部的定位點)，如圖13中箭頭所示，以指示該電腦輔助裝置2根據該第二數位口內掃描影像中的該等定位點和該斷層掃描影像中的該等定位點進行對準定位， 因此，該電腦輔助裝置2根據被點選的該等定位點進行對準定位，而將該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像疊合在一起顯示，如圖14所示，使得對準定位後，該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨能藉由該等定位點精準對位。

藉此，如圖15所示，透過該電腦輔助裝置2，牙醫師即可根據該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨的對位關係，例如圖15中箭頭所指，以及右側圖中被框選的局部影像所示，其中的粉紅色區塊是該牙套輔具上的某一個理想植牙牙冠，其中的灰白色區域則是齒槽骨，在該斷層掃描影像上規劃與理想植牙牙冠(亦即與未來牙冠)對應的植牙牙根的位置，例如圖16所示，其中粉紅色區塊是該牙套輔具上的某一個理想植牙牙冠，灰白色區域是齒槽骨，黃色區塊是植牙牙根；並於規劃完成後，牙醫師即可根據在該斷層掃描影像上規劃好的植牙牙根的位置，對患者進行人工根牙的植牙手術。因此，在患者之齒槽骨上植牙的牙根位置將能精準對應到規劃好的未來理想植牙假牙的牙冠位置，使植牙牙根能與假牙牙冠正確對接，不但解決上述先前技術問題，並且對於重建患者之全口假牙時，讓牙醫師能夠正確地規劃假牙的人工(植牙)牙根位置，而讓患者能夠擁有預期中的良好的假牙型態和排列位置。

綜上所述，上述實施例藉由電腦軟體重建患者的一虛擬的未來牙齒模型後，製作出與該未來牙齒模型對應的一實體的牙套輔具6，並在該牙套輔具6上設置定位點後，取得患者口內配戴該牙套輔具6後的該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像，並使該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像重疊顯示，且令該第二數位口內掃描影像中的該等定位點和該斷層掃描影像中的該等定位點對準定位，使得該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨準確對位，以利於後續能正確地規劃假牙的植牙位置，確實達到本發明的功效與目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:口內掃描裝置

2:電腦輔助裝置

3:三維列印裝置

4:斷層掃描設備

Claims (9)

1. 一種影像疊合顯示系統，包括：一口內掃描裝置，其對一患者進行數位口內掃描，以獲得一第一數位口內掃描影像；一電腦輔助裝置，其根據該第一數位口內掃描影像建立一三維模型，並在該三維模型上數位設計重建出該患者未來理想植牙假牙之牙位與外型，進而重建一未來牙齒模型並產生一未來牙齒模型檔案；一三維列印裝置，其根據該未來牙齒模型檔案製作出一牙套輔具，該牙套輔具具有與該患者的未來理想植牙假牙牙冠同樣外型，且該牙套輔具上設置多個定位點；及一斷層掃描設備，其對戴上該牙套輔具的該患者口腔進行斷層掃描拍攝，以獲得一呈現該患者的齒槽骨和該等定位點的斷層掃描影像；其中該口內掃描裝置還對戴上該牙套輔具的該患者口腔進行數位口內掃描，以獲得一呈現該牙套輔具和該等定位點的第二數位口內掃描影像；該電腦輔助裝置顯示該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像，並根據該第二數位口內掃描影像中的該等定位點和該斷層掃描影像中的該等定位點進行對準定位，將該第二數位口內掃描影像和該斷層掃描影像疊合在一起顯示，並使該第二數位口內掃描影像呈現的該牙 套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨精準對位。
2. 如請求項1所述的影像疊合顯示系統，其中該電腦輔助裝置還根據該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠與該斷層掃描影像呈現的齒槽骨的對位關係，在該斷層掃描影像上規劃與該第二數位口內掃描影像呈現的該牙套輔具上的理想植牙牙冠對應的植牙牙根的位置。
3. 如請求項1所述的影像疊合顯示系統，其中該等定位點的數量是6至10顆，該等定位點的分佈範圍橫跨該牙套輔具的整個牙弓並且平均分佈於該牙套輔具的前牙區、後牙區、頰側、顎側及舌側。
4. 如請求項1所述的影像疊合顯示系統，其中該等定位點的材料具有被以該口內掃描裝置掃描時可以完整成像的材料特性，以及被該斷層掃描設備進行斷層掃描時可以完整成像的材料特性。
5. 如請求項4所述的影像疊合顯示系統，其中該等定位點的材料是二氧化鋯。
6. 一種牙套輔具，供一待植牙的患者配戴，該牙套輔具由下述製程產生：由一口內掃描裝置對一患者進行數位口內掃描，以獲得一第一數位口內掃描影像；由一電腦輔助裝置根據該第一數位口內掃描影像建立一三維模型，並在該三維模型上數位設計重建出該患 者未來理想植牙假牙之牙位與外型，進而重建一未來牙齒模型並產生一未來牙齒模型檔案；由一三維列印裝置根據該未來牙齒模型檔案製作出該牙套輔具，該牙套輔具具有與該患者的未來理想植牙假牙牙冠同樣外型；及在該牙套輔具上設置多個定位點。
7. 如請求項6所述的牙套輔具，其中該等定位點的數量是6至10顆，該等定位點的分佈範圍橫跨該牙套輔具的整個牙弓並且平均分佈於該牙套輔具的前牙區、後牙區、頰側、顎側及舌側。
8. 如請求項6所述的牙套輔具，其中該等定位點的材料具有被以該口內掃描裝置掃描時可以完整成像的材料特性，以及被一斷層掃描設備進行斷層掃描時可以完整成像的材料特性。
9. 如請求項8所述的牙套輔具，其中該等定位點的材料是二氧化鋯。