專利名稱：植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，尤其關(guān)于一種利用光學(xué)定位裝置和電腦斷層影像，輔助使用者使用植牙器械進(jìn)入口腔時的方位。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，已存在一些技術(shù)是互動式用來追蹤醫(yī)療器材的位置，如美國專利第5，617，857號“具有互動式的醫(yī)療器材的成像系統(tǒng)與方法(Imaging System HavingInteractive Medical Instruments And Methods) ”,其揭不一種成像的系統(tǒng)及方法。此成像系統(tǒng)包括一醫(yī)療器材主體以及一發(fā)射可被偵測的能源的發(fā)射器。進(jìn)一步利用一偵測器及處理器，以偵測該醫(yī)療器材的位置。美國專利第6，640，128號“用于輔助導(dǎo)航的牙醫(yī)治療方法及裝置(Method AndDevice For The Navigation-Assisted Dental Treatment) ”,其揭不一種輔助牙醫(yī)治療的方法。首先，對病人的牙齒及或下顎區(qū)域提供一組三維的體積資料組。一電腦輔助導(dǎo)航或?qū)ほE系統(tǒng)利用該體積資料組記錄該病人的牙齒或下顎區(qū)域。相對于該電腦輔助的導(dǎo)航或?qū)ほE系統(tǒng)，醫(yī)療儀器或裝置將會被記錄。然而，前述的背景技術(shù)無法搭配現(xiàn)有的牙科裝備功能升級，例如其無法搭配現(xiàn)有的常用牙科手術(shù)臺以及手鉆機(jī)(手工具)，且前述的現(xiàn)有技術(shù)無法根據(jù)使用者的習(xí)慣進(jìn)行操作的調(diào)整，在裝置的定位以及矯正上也不便于憑借助現(xiàn)有的個人電腦架構(gòu)，造成更換系統(tǒng)的費(fèi)用昂貴，進(jìn)而限制了市場的可能性。本案發(fā)明設(shè)計人于中國臺灣申請案號097113976 “牙科臨床與教學(xué)訓(xùn)練模擬追蹤系統(tǒng)及其評鑒方法”，也揭示一種能使用低成本的攝影機(jī)建立三維手術(shù)器械的運(yùn)動追蹤器，能利用現(xiàn)有裝置加以升級，且能配合使用者的操作習(xí)慣(例如左手或右手)，并以自動化方式來改善傳統(tǒng)以人工比對的方法，對牙科醫(yī)師訓(xùn)練時的準(zhǔn)確性及便利性提升很多。植牙技術(shù)常以書面和影片資料進(jìn)行教學(xué)，實際患者的神經(jīng)、骨密度和骨高度狀態(tài)，以往以2D的X光進(jìn)行拍攝并判斷植牙方位與植體長度，會發(fā)生判讀錯誤，導(dǎo)致手術(shù)失敗。相較于傳統(tǒng)方法，三維的電腦斷層掃描(CT)影像拍攝，重建預(yù)植牙區(qū)域的數(shù)字模型，將光學(xué)追蹤系統(tǒng)導(dǎo)入，追蹤實際的預(yù)植牙區(qū)域，并將兩者坐標(biāo)連結(jié)，可即時顯示在電腦斷層影像中顯示手工具位置，提供使用者在植牙訓(xùn)練或植牙手術(shù)中，即時的顯示手工具端的鉆頭或植體進(jìn)入齒骨的深度和角度。

發(fā)明內(nèi)容
于是，為解決上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在提供一種植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，利用光學(xué)式追蹤的方式，配合空間定位技術(shù)的使用來簡化影像處理的過程，利于醫(yī)師或?qū)W生以手工具進(jìn)行牙骨鉆洞時追蹤手工具位置，并在畫面顯示手工具深入骨頭的深度與角度方位，提供使用者即時的資料供判定是否植牙失準(zhǔn)。 本發(fā)明的另一目的是提供一種植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，除了可直接用于牙醫(yī)師臨床的訓(xùn)練、操作以及評比上，使植牙訓(xùn)練過程盡可能與臨床植牙的感受接近。本發(fā)明的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于包括:一掃瞄儲存裝置用來掃瞄患者的齒模并數(shù)字化，并儲存數(shù)字化的齒模信息；一植牙工具具有一工具本體及一連接該工具本體的第一定位板，該第一定位板具有復(fù)數(shù)個第一定位元件；一咬合板由設(shè)于患者口腔內(nèi)的一咬合板本體，及連接該咬合板本體的一第二定位板所組成，其中該咬合板本體上設(shè)有復(fù)數(shù)個校正定位部，該第二定位板具有復(fù)數(shù)個第二定位元件；一光學(xué)定位裝置具有復(fù)數(shù)個光學(xué)擷取元件，通過光學(xué)掃瞄該第一定位板上的第一定位元件，和該第二定位板上的第二定位元件，如此取得該植牙工具與患者口腔的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；一植牙規(guī)劃裝置連接該掃瞄儲存裝置及該光學(xué)定位裝置，并分析比對該掃瞄儲存裝置的數(shù)字化齒模信息及該光學(xué)定位裝置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，取得一結(jié)果數(shù)據(jù)；以及一顯示裝置連接該植牙規(guī)劃裝置，并顯示該結(jié)果數(shù)據(jù)。其中，通過該掃瞄儲存裝置掃瞄該咬合板本體上的校正定位部，取得患者口腔空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，再與該光學(xué)定位裝置取得的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行影像與實體的空間對位。而實際進(jìn)行坐標(biāo)注冊時，利用手工具點(diǎn)選咬合板本體上的校正定位部，讓影像和實體進(jìn)行坐標(biāo)注冊。更包括一頭模件，該頭模件具有一口腔槽，且該口腔槽內(nèi)設(shè)置可移動的一齒模模型。其中， 該光學(xué)定位裝置更包括一發(fā)光單元，一激光發(fā)射單元，便于使用者將該光學(xué)定位裝置對準(zhǔn)施術(shù)方位。其中，該第一定位元件及第二定位元件是光學(xué)反光標(biāo)志；且該校正定位部是電腦斷層可顯像元件。其中，該掃瞄儲存裝置是電腦斷層掃瞄裝置或核磁共振掃瞄裝置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，利用定位演算法，提供追蹤植牙手工具與牙模的方位，用來評估確定植牙的方位是否正確，且使用擬真的元件，使植牙的過程盡可能與臨床的感受接近，使牙醫(yī)在真實植牙過程中，可使病患不舒服或意外風(fēng)險降到最低。


圖1是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的裝置示意圖一；圖2是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的裝置示意圖二 ；圖3是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的裝置示意圖三；圖4是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的實施示意圖一；圖5是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的實施示意圖二 ；圖6是本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的另一實施應(yīng)用示意圖。附圖標(biāo)記說明:100-掃瞄儲存裝置；110_植牙規(guī)劃裝置；120_顯示裝置；130_光學(xué)定位裝置；131-光學(xué)擷取元件；132_發(fā)光單元；133_激光發(fā)射單元；200_植牙工具；210-工具本體；220_第一定位板；300-咬合板；310-咬合板本體；311_校正定位部；320-第二定位板；321_第二定位元件；400_頭模件；410_ 口腔槽；420_齒模模型。
具體實施方式
茲有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以實施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，所述的這些實施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制。請參閱圖1至圖3，為本發(fā)明植牙導(dǎo)引系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其包括一掃瞄儲存裝置100，該掃瞄儲存裝置100用來掃瞄患者的齒模并數(shù)字化，并儲存數(shù)字化的齒模信息；其中該掃瞄儲存裝置100是電腦斷層掃瞄裝置或核磁共振掃瞄裝置，利用三維的掃描影像拍攝，重建預(yù)植牙區(qū)域的數(shù)字模型。其中電腦斷層掃瞄裝置或核磁共振掃瞄裝置的三維的掃描影像拍攝技術(shù)為已知技術(shù)，且非本專利重點(diǎn)，在此不多加贄述。一植牙工具200，該植牙工具200具有一工具本體210及一連接該工具本體210的第一定位板220，該第一定位板具有復(fù)數(shù)個第一定位元件221，該第一定位元件221是光學(xué)反光標(biāo)志。一咬合板300，該咬合板300由設(shè)于患者口腔內(nèi)的一咬合板本體310，及連接該咬合板本體310的一第二定位板320所組成，其中該咬合板本體310上設(shè)有復(fù)數(shù)個校正定位部311，該第二定位板320具有復(fù)數(shù)個第二定位元件321。其中該第二定位元件321是光學(xué)反光標(biāo)志，該校正定位部311是電腦斷層可顯像元件。—光學(xué)定位裝置130具有復(fù)數(shù)個光學(xué)擷取元件131，通過光學(xué)掃瞄該第一定位板220上的第一定位元件221，和該第二定位板320上的第二定位元件321，如此取得該植牙工具200與患者口腔的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。其中該光學(xué)定位裝置130更包括一發(fā)光單元132或/及一激光發(fā)射單元133，便于使用者將該光學(xué)定位裝置130對準(zhǔn)施術(shù)方位。一植牙規(guī)劃裝置110，其連接該掃瞄儲存裝置100及該光學(xué)定位裝置130，并分析比對該掃瞄儲存裝 置100的數(shù)字化齒模信息及該光學(xué)定位裝置130的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，取得一結(jié)果數(shù)據(jù)；再由一顯示裝置120連接該植牙規(guī)劃裝置110，并顯示該結(jié)果數(shù)據(jù)。其中該咬合板300通過該掃瞄儲存裝置100掃瞄該校正定位部311，取得患者口腔空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，再與該光學(xué)定位裝置130取得的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行影像與實體的空間對位。而實際進(jìn)行坐標(biāo)注冊時，利用手工具200點(diǎn)選咬合板本體310上的校正定位部311，利用校正定位部311做為注冊點(diǎn)，讓影像和實體進(jìn)行坐標(biāo)注冊。請再參閱圖4及圖5，實際齒顎、手工具200和影像中的齒顎數(shù)字模型，主要通過咬合板300于系統(tǒng)注冊定位，咬合板300中的校正定位部311含有可在電腦斷層掃瞄顯現(xiàn)的標(biāo)記(電腦斷層可顯像元件)，在植牙前被植牙者需帶上咬合板300的咬合板本體310 (如圖4所示)拍攝電腦斷層掃瞄，如此一來利用植牙系統(tǒng)中的軟體進(jìn)行數(shù)字建模，回建的模型會有對應(yīng)該光學(xué)定位部311的顯示，實際進(jìn)行坐標(biāo)注冊時，利用手工具200點(diǎn)選咬合板300的咬合板本體310上方的注冊點(diǎn)，間接讓影像和實體進(jìn)行坐標(biāo)注冊。完成前述定位后，然后移去患者口腔內(nèi)的咬合板本體310 (如圖5所示)，也通過光學(xué)掃瞄取得該植牙工具200的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。即可通過本系統(tǒng)利用光學(xué)式追蹤的方式，配合空間定位技術(shù)的使用來簡化影像處理的過程，利于醫(yī)師或?qū)W生以手工具進(jìn)行牙骨鉆洞時追蹤手工具位置，并在畫面顯示手工具深入骨頭的深度與角度方位，提供使用者即時的資料供判定是否植牙失準(zhǔn)。本系統(tǒng)通過術(shù)前電腦斷層影像，重建三維數(shù)字模型，植牙治療順序首先訂立治療計畫，包含植入元件的位置和植牙器械的選擇，并請使用者依電腦斷層影像描繪神經(jīng)等術(shù)前評估動作，植牙教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)內(nèi)建有標(biāo)準(zhǔn)的植牙解答范圍為評鑒標(biāo)準(zhǔn)，包含最終鉆孔的位置和角度都會列入評分標(biāo)準(zhǔn)；臨床植牙手術(shù)導(dǎo)引，首先也是訂定治療計畫，在植牙術(shù)前規(guī)劃功能與植牙教育訓(xùn)練類似，結(jié)束規(guī)劃后，需要進(jìn)行數(shù)字影像和實際齒模的空間坐標(biāo)注冊(通過咬合板系統(tǒng))，使用者可以依術(shù)前規(guī)劃的方位角度進(jìn)行實際植牙手術(shù)。請再參閱圖6，本系統(tǒng)在應(yīng)用上更包括一頭模件400，該頭模件400具有一口腔槽410,該口腔槽410內(nèi)可動設(shè)置一齒模模型420。實施上通過光學(xué)掃貓該第一定位板220上的第一定位元件221和該第二定位板320上的第二定位元件321，該掃瞄儲存裝置100掃瞄該頭模件400內(nèi)的齒模模型420并數(shù)字化，取得該齒模模型420的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。如此，通過材料擬真的齒模模型420，本系統(tǒng)可直接用于牙醫(yī)師臨床的訓(xùn)練、操作以及評比上，使植牙訓(xùn)練過程盡可能與臨床植牙的感受接近。以上說明對本發(fā) ·明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一掃瞄儲存裝置，用來掃瞄患者的齒模并數(shù)字化，并儲存數(shù)字化的齒模信息； 一植牙工具，其具有一工具本體及一連接該工具本體的第一定位板，該第一定位板具有復(fù)數(shù)個第一定位元件； 一咬合板，其由設(shè)于患者口腔內(nèi)的一咬合板本體，及連接該咬合板本體的一第二定位板所組成，其中該咬合板本體上設(shè)有復(fù)數(shù)個校正定位部，該第二定位板具有復(fù)數(shù)個第二定位元件； 一光學(xué)定位裝置，其具有復(fù)數(shù)個光學(xué)擷取元件，通過光學(xué)掃瞄該第一定位板上的第一定位元件，和該第二定位板上的第二定位元件，如此取得該植牙工具與患者口腔的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 一植牙規(guī)劃裝置，其連接該掃瞄儲存裝置及該光學(xué)定位裝置，并分析比對該掃瞄儲存裝置的數(shù)字化齒模信息及該光學(xué)定位裝置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，取得一結(jié)果數(shù)據(jù)；及 一顯示裝置，其連接該植牙規(guī)劃裝置，并顯示該結(jié)果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:通過該掃瞄儲存裝置掃瞄該咬合板本體上的校正定位部，取得患者口腔空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，再與該光學(xué)定位裝置取得的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行影像與實體的空間對位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:實際進(jìn)行坐標(biāo)注冊時，利用手工具點(diǎn)選咬合板本體上的校正定位部，讓影像和實體進(jìn)行坐標(biāo)注冊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:更包括一頭模件，該頭模件具有一口腔槽，且該口腔槽內(nèi)設(shè)置可移動的一齒模模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:該光學(xué)定位裝置更包括一發(fā)光單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:該光學(xué)定位裝置更包括一激光發(fā)射單元，便于使用者將該光學(xué)定位裝置對準(zhǔn)施術(shù)方位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:該第一定位元件及第二定位元件是光學(xué)反光標(biāo)志。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:該校正定位部是電腦斷層可顯像元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于:該掃瞄儲存裝置是電腦斷層掃瞄裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植牙導(dǎo)引系統(tǒng) ，其特征在于:該掃瞄儲存裝置是核磁共振掃瞄裝置。
全文摘要
本發(fā)明的植牙導(dǎo)引系統(tǒng)，其包括掃瞄儲存裝置用來掃瞄患者的齒模并數(shù)字化，并儲存數(shù)字化的齒模信息，光學(xué)定位裝置取得植牙工具的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，咬合板由設(shè)于口腔內(nèi)，讓影像和實體進(jìn)行坐標(biāo)注冊，植牙規(guī)劃裝置連接該掃瞄儲存裝置及該光學(xué)定位裝置，并分析比對該掃瞄儲存裝置的數(shù)字化齒模信息及該光學(xué)定位裝置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。通過定位演算法，提供追蹤植牙手工具與牙模的方位，用來評估確定植牙的方位是否正確，可使病患不舒服或意外風(fēng)險降到最低。
文檔編號A61C8/00GK103083106SQ20111034390
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者黃大可 申請人:醫(yī)百科技股份有限公司