專利名稱：一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于口腔醫學植牙領域，尤其涉及一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法及系統。
背景技術：
傳統的口腔種植手術，在術前需要給患者拍攝CT片，醫生根據自己的經驗通過二維的斷層圖像推斷患者的三維骨結構和軟組織狀況，以此來制定手術計劃和實施手術。然而這種推斷非常依賴于醫生的經驗，無形增加了手術的風險。口腔種植定位器的設計制作意義就在于可以使植牙更為精確，大大降低手術風險，現今口腔種植定位器的制作方式可大體分為傳統方法和數字化方法兩種。傳統方法是采用熱可塑性材料在患者石膏模型上吸塑，然后在帶有吸塑材料的石膏模型上模擬鉆孔， 取下吸塑材料進行修整就制成了一個簡易的口腔種植定位器；另一種傳統方法是先在石膏模型上進行鉆孔加工，裝上輔助插置件，然后以灌模成型方式制得手術口腔種植定位器。數字化制作方法主要是用計算機軟件進行患者的模擬手術及口腔種植定位器的生成。現有的軟件技術要么就是需要用工程軟件進行口腔種植定位器的設計，這樣的話沒有模擬植牙的功能，效果不夠科學，要么就是設計后不能直接輸出直接能與加工設備對接的文件格式，使設計與加工不能良好的銜接。
發明內容
本發明提供了一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法及系統，旨在解決現有技術所提供的植牙與口腔種植定位器定制的方法，需要依賴于醫生的經驗，并根據二維斷層圖像推斷患者的三維骨結構和軟組織狀況，來制定手術計劃和實施手術，手術的風險較大以及現有技術所提供的數字化口腔種植定位器制作方法，不能直接輸出能與加工設備直接對接的文件格式的問題。本發明的目的在于提供一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法，該方法包括以下步驟
對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境； 根據種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體； 手動設計種植體的植入位置，并使用測量工具對植入位置進行評價； 導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊； 根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見； 提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發明的另一目的在于提供一種數字化植牙與口腔種植定位器設計系統，包括 模擬環境構建模塊，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方
位的種植手術模擬環境；
種植體選擇模塊，用于根據種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體；模型契合模塊，用于導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
植入位置評價模塊，用于根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；
口腔種植定位器生成模塊，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發明在手術前形象、科學地進行模擬手術，根據模擬手術的結果，設計制作出符合患者自身情況的植牙手術口腔種植定位器，同時根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見，使口腔種植定位器設計科學化、制作數字化，降低了手術的風險，提高了手術的成功率以及口腔種植定位器生產加工的效率和精確度，可廣泛應用于口腔醫學植牙領域。
圖1是本發明實施例提供的數字化植牙與口腔種植定位器設計方法的流程圖； 圖2是本發明實施例提供的數字化植牙與口腔種植定位器設計系統的結構框圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明， 并不用于限定發明。圖1示出了本發明實施例提供的數字化植牙與口腔種植定位器設計方法實現流程。一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法，該方法包括以下步驟
在步驟SlOl中，對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境；在步驟S102中，根據種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體； 在步驟S103中，導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
在步驟S104中，根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意
見；
在步驟S105中，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。在本發明實施例中，對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境的實現方法為
輸入患者的基本信息，導入患者CT片的數據，調節閾值，構建三維模型； 將患者的三維骨結構和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中； 通過旋轉、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結構、神經等信息，建立全方位的種植手術模擬環境。在本發明實施例中，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器實現方法為
提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；
5根據生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件； 將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設備，加工出口腔種植定位器。圖2示出了本發明實施例提供的數字化植牙與口腔種植定位器設計系統的結構。 為了便于說明，僅示出了與本發明相關的部分。一種數字化植牙與口腔種植定位器設計系統，該系統包括
模擬環境構建模塊21，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境；
種植體選擇模塊22，用于根據種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體； 模型契合模塊23，用于導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；
植入位置評價模塊M，用于根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；
口腔種植定位器生成模塊25，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。作為本發明實施例的一個優選方案，模擬環境構建模塊21包括
三維模型構建單元211，用于輸入患者的基本信息，導入患者CT片的數據，調節閾值， 構建三維模型；
三維模型顯示單元212，用于將患者的三維骨結構和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中；
模擬環境構建單元213，用于通過旋轉、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結構、神經等信息，建立全方位的種植手術模擬環
^Ml O作為本發明實施例的一個優選方案，口腔種植定位器生成模塊25包括
口腔種植定位器模型生成單元251，用于提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；
加工文件獲得單元252，用于根據生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；
口腔種植定位器加工單元253，用于將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設備，加工出口腔種植定位器。下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。①三維模型重建
軟件通過CT圖像重建三維模型，能將患者的解剖結構真實完整地再現在計算機中，包括重要結構，如上頌竇、下齒槽神經等部位的直觀顯示，構建全方位的種植手術模擬環境。 結合旋轉、縮放、透明化等功能，醫生還可以在三維視圖上選擇希望看到的截面位置，方便觀察到任意局部的骨組織結構、神經等信息。②模擬規劃種植手術
彩立方牙種植口腔種植定位器設計軟件兼容了國內醫院常用的多品牌種植體，包含了種植體的真實外形尺寸，確保在患者口腔內精確放置，使設計方案和手術導向模板與臨床方案一致。醫生在模擬種植的模塊，不僅可以進行逼真的手術模擬，同時模擬手術中放置的種植體的位置和角度可直接作為口腔種植定位器設計的臨床依據。
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③三維模型的測量
在模擬種植模塊具有高精度的測量功能，可直接測量出牙根之間、種植體與神經間、種植體之間等距離，為醫生提供全面的數據，使設計更加精確、科學。④口內石膏模型掃描文件與三維重建CT模型對齊
將口內石膏模型的掃描文件與根據CT圖像重建出的三維模型根據選定的參考點進行對齊。這樣可以綜合考慮患者的骨組織情況與口內粘膜情況，并且可以直接設計出粘膜水平上的口腔種植定位器，降低患者手術時的痛苦。⑤頌學綜合評價系統
系統中含有人的標準咬合關系模型，通過頌學模型對種植方案進行評價，優化醫生的手術方案，并提出合理化建議。評價分數達到一定時才可以生成口腔種植定位器，設計方案不符合相應要求，不能生成口腔種植定位器，避免醫生因大意或自身操作失誤導致口腔種植定位器設計缺陷。⑥輸出直接能與加工設備對接的文件格式
根據在模擬手術中放置的種植體位置，軟件可以直接生成牙種植口腔種植定位器，并可導出可與加工設備對接的加工文件，如與快速成型設備直接對接的STL格式文件，完成了從設計到生產的全方位對接，也是此發明的又一重大突破。本發明應用于口腔醫學植牙領域，可為每位患者訂制個性化的手術工具。使用本發明可以在手術前形象、科學地進行模擬手術，根據模擬手術的結果，設計制作出符合患者自身情況的植牙手術口腔種植定位器。本發明使口腔種植定位器設計科學化、制作數字化， 可降低手術風險，提高手術的成功率，同時提高生產加工的效率和精確度。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境； 根據種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體；導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊； 根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見； 提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境的實現方法為輸入患者的基本信息，導入患者CT片的數據，調節閾值，構建三維模型； 將患者的三維骨結構和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中； 通過旋轉、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結構、神經等信息，建立全方位的種植手術模擬環境。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器的實現方法為提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；根據生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設備，加工出口腔種植定位器。
4.一種數字化植牙與口腔種植定位器設計系統，其特征在于，該系統包括模擬環境構建模塊，用于對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境；種植體選擇模塊，用于根據種植體信息庫，選擇適用品牌、型號的種植體； 模型契合模塊，用于導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊；植入位置評價模塊，用于根據標準頌學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見；口腔種植定位器生成模塊，用于提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述模擬環境構建模塊包括三維模型構建單元，用于輸入患者的基本信息，導入患者CT片的數據，調節閾值，構建三維模型；三維模型顯示單元，用于將患者的三維骨結構和軟組織狀況真實完整地顯示在計算機中；模擬環境構建單元，用于通過旋轉、縮放、透明化等功能，在三維視圖上任意選擇要觀察截面的位置，得到任意局部的骨組織結構、神經等信息，建立全方位的種植手術模擬環境。
6.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述口腔種植定位器生成模塊包括口腔種植定位器模型生成單元，用于提取種植體的基本信息，生成口腔種植定位器模型；加工文件獲得單元，用于根據生成的口腔種植定位器模型，獲得口腔種植定位器的加工文件；口腔種植定位器加工單元，用于將口腔種植定位器加工文件傳送至加工設備，加工出口腔種植定位器。
全文摘要
本發明提供了一種數字化植牙與口腔種植定位器設計方法及系統，該方法包括以下步驟對患者口腔拍攝CT片，利用CT圖像構建三維模型，建立全方位的種植手術模擬環境，根據種植體信息庫，選擇出適用品牌、型號的種植體，手動設計種植體的植入位置，并使用測量工具對植入位置進行評價，導入石膏模型的掃描數據，根據選定參考點，將石膏模型與三維模型對齊，根據標準頜學咬合關系，對種植體植入位置進行評價，并生成修改意見，提取種植體的基本信息，加工出口腔種植定位器。本發明在手術前形象、科學地進行模擬手術，根據模擬手術的結果，設計制作出符合患者自身情況的植牙手術口腔種植定位器，使口腔種植定位器設計科學化、制作數字化，提高了手術的成功率。
文檔編號A61C8/00GK102293682SQ20111026162
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者張鳳林, 李志良, 楊碧潔, 章威, 范妍, 高蓉娜 申請人:天津市亨達升科技發展有限公司