專利名稱：基于cbct數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種定位導(dǎo)向模板的制作方法，具體屬于ー種基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法。
背景技術(shù)：
CBCT,即錐形束CT(Cone Beam Computer Tomograph錐形束投照計(jì)算機(jī)重組斷層影像設(shè)備)，其應(yīng)用于臨床以來，已經(jīng)越來越多地用于口腔臨床專業(yè)的各個(gè)學(xué)科，并且在全國大中型醫(yī)院和牙科診所的口腔臨床中發(fā)揮越來越重要的作用。與傳統(tǒng)CT相比，CBCT的射線量極低，與傳統(tǒng)的多排螺旋CT相比，CBCT —次投照的放射量只相當(dāng)于傳統(tǒng)CT放射量的1/30-1/40，僅相當(dāng)于4次數(shù)字化曲面斷層投照放射量，一份美國的研究報(bào)告指出，ー張CBCT的劑量(36. 9uSv)僅相當(dāng)于ー套全ロ根尖片的劑量(大約 13-100uSv)。CBCT的應(yīng)用范圍廣泛，可用于口腔頜面外科、正畸科、正頜外科、種植科、牙體科、顳下頜關(guān)節(jié)科及耳鼻喉科等，而傳統(tǒng)CT雖然有ー些口腔軟件可選擇，但費(fèi)用高而且不夠人性化。傳統(tǒng)的CT雖然可以獲得口腔科所需的大部分頭顱3D圖像，但在口腔專業(yè)所需的視野選擇、圖像合成等個(gè)性化圖像生成方面卻遠(yuǎn)不如CBCT。由于CBCT的空間分辨率高，故對于高分辨率區(qū)域(如下頜骨，下頜神經(jīng)管，顳下頜關(guān)節(jié))解剖結(jié)構(gòu)的成像質(zhì)量更好。CBCT的三維成像和多方向?qū)用娉上裉匦砸灿兄诳谇活M面部的疾病診斷。和傳統(tǒng)CT相比，CBCT不僅大大減少了曝光輻射劑量，其數(shù)據(jù)更可在初次重建獲得的軸位圖像上進(jìn)行多向、多層面重建及曲面體層重建或三維重建。CBCT的序列縱斷面重建，可以清楚地顯示上、下頜弓呈正交垂直關(guān)系的縱斷面影像，其不同于傳統(tǒng)CT的特色重建序列。另外，三維重建圖像還允許任意角度旋轉(zhuǎn)觀察和任意選擇重建范圍。在三維重建圖像上通過調(diào)節(jié)窗可將部分骨組織去除，只留下密度較高的牙齒圖像，再輔以軸位和其他層面圖像可以精確地了解埋伏牙的形態(tài)、位置、與鄰牙的關(guān)系以及鄰牙有無位移或根吸收等。因此，CBCT檢查可為臨床醫(yī)生做進(jìn)ー步治療設(shè)計(jì)或術(shù)前入路選擇提供準(zhǔn)確的信息。另外，由于傳統(tǒng)CT掃描放射劑量較高，對于不危及生命而應(yīng)根據(jù)臨床需要多次投照的種植治療的口腔患者來說，在種植前或治療中對他們進(jìn)行多次傳統(tǒng)CT檢查也有悖于醫(yī)學(xué)倫理，而且其相對昂貴的價(jià)格也使患者難以接受。而放射量極低且使用方便的CBCT可使口腔科特有的在種植時(shí)往往需多次投照的三維影像診斷大為方便和安全。然而，由于CBCT不同于傳統(tǒng)CT的成像方式和成像原理，導(dǎo)致了 CBCT的數(shù)據(jù)量比傳統(tǒng)CT的數(shù)據(jù)量大，這樣就會影響后續(xù)三維模型重建及導(dǎo)向模板制作過程中計(jì)算機(jī)的反應(yīng)速度，甚至?xí)霈F(xiàn)不能正常進(jìn)行三維重建的問題。除此之外，CBCT的成像原理使得CBCT所成圖像的偽影比傳統(tǒng)CT多，軟組織成像質(zhì)量不理想，數(shù)據(jù)場線性響應(yīng)不均勻，這樣導(dǎo)致重建出的三維模型會產(chǎn)生很多的碎片，影響導(dǎo)向模板的制作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，可以減少CBCT數(shù)據(jù)量，保證定位導(dǎo)向模板中三維模型的建立，提高定位導(dǎo)向模板的準(zhǔn)確性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于CBCT數(shù) 據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，包括以下步驟第I步，用CBCT掃描患者頜骨，獲得受種植區(qū)域的頜骨三維解剖結(jié)構(gòu)信息；第2歩，對CBCT得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，其處理步驟包括I)對CBCT采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，減少影像數(shù)據(jù)量；2)對重采樣獲得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波，以保持原始數(shù)據(jù)中不同組織間界面的紋理信息并去除原始數(shù)據(jù)中的噪聲；3)采用光線投射法進(jìn)行體繪制；第3步，利用處理后的CBCT數(shù)據(jù)在CAD軟件中重建三維頜骨模型；第4步，對重建后的三維頜骨模型進(jìn)行處理，在CAD軟件中去除三維頜骨模型的模型碎片以及受種植區(qū)域外的非種植區(qū)域模型；第5步，根據(jù)三維頜骨模型設(shè)計(jì)種植定位導(dǎo)向模板，步驟包括a)在CAD軟件中對第2步得到的CBCT數(shù)據(jù)及第4步得到的三維頜骨模型的骨結(jié)構(gòu)信息和患者咬合關(guān)系進(jìn)行分析，并由醫(yī)生根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和臨床手術(shù)需要在CAD軟件中進(jìn)行模擬種植，放置虛擬的種植體，得到含有所述虛擬的種植體軸線方向信息的圓柱體模型；b)利用第4步得到的三維頜骨模型以及第5步a)中得到的圓柱體模型進(jìn)行種植定位導(dǎo)向模板的模型制作；c)對第5步b)中生成的種植定位導(dǎo)向模板模型進(jìn)行處理并輸出模型數(shù)據(jù)；第6步，將第5步c)中得到的種植定位導(dǎo)向模板的模型數(shù)據(jù)輸入快速成型設(shè)備加エ出種植定位導(dǎo)向模板。第I步中掃描區(qū)域包括患者上頜竇竇底至患者下頜頦隆凸。在第3步中，經(jīng)第2步處理的CBCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD軟件中并選擇重建參數(shù)，進(jìn)行三維頜骨模型的重建。所述重建參數(shù)包括牙釉質(zhì)的閾值和骨骼閾值。第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中，患者發(fā)生末端游離病癥時(shí)種植定位導(dǎo)向模板模型要加定位銷。第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中，患者半口/全ロ種植時(shí)要加固定種植定位導(dǎo)向模板的鈦釘固定孔。第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中,種植定位導(dǎo)向模板模型的導(dǎo)向孔為固定內(nèi)徑式或可變內(nèi)徑式。在第5步c)中，對種植定位導(dǎo)向模板的處理包括加入患者信息、加入用于種植入位點(diǎn)觀察及用于種植手術(shù)中冷卻水排水的觀察窗、對邊角進(jìn)行倒圓。第6步中采用的快速成型設(shè)備為光固化快速成型設(shè)備。在第6步之后，加工的種植定位導(dǎo)向模板進(jìn)行微修整及消毒。本發(fā)明對CBCT掃描獲得的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣、各向異性擴(kuò)散濾波，并通過光線投射法進(jìn)行體繪制，有效減少了影響數(shù)據(jù)量，并去除數(shù)據(jù)中的噪聲，保證三維頜骨模型的準(zhǔn)確重建。此外，對三維頜骨重建模型中因圖像偽影產(chǎn)生的模型碎片和非種植區(qū)域模型進(jìn)行去除，大大提高了種植定位導(dǎo)向模板的制作準(zhǔn)確性。經(jīng)過處理后的CBCT數(shù)據(jù)可直接用于種植定位導(dǎo)向模板的制作，一般情況下不需要用到取模后的患者牙列石膏模型，這樣簡化了種植定位導(dǎo)向模板的制作過程，縮短了種植定位導(dǎo)向模板的制作周期，可以滿足臨床醫(yī)生更多的需求，如拔牙后利用拔牙窩進(jìn)行即刻種植等。


附圖是本發(fā)明制作方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。本發(fā)明提供的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，如附圖所示，包括步驟I)，用CBCT掃描患者頜骨，主要為受種植區(qū)域的頜骨三維解剖結(jié)構(gòu)信息；步驟2)，對CBCT的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；步驟3)，利用處理后的CBCT數(shù)據(jù)在CAD軟件中重建三維頜骨模型；步驟4)，對重建后的三維頜骨模型進(jìn)行處理；步驟5)，根據(jù)三維頜骨模型設(shè)計(jì)種植定位導(dǎo)向模板；步驟6)，快速原型加工。其中，步驟I)中用CBCT掃描的頜骨區(qū)域包括如上至患者上頜竇竇底，下至患者下頜頦隆凸。由于步驟I)中CBCT掃描得到的影像數(shù)據(jù)量大，不利于后續(xù)體繪制重建和頜骨面模型重建，故對本發(fā)明對其進(jìn)行分析處理，步驟為(I)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣以減少影像數(shù)據(jù)量；(2)對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波，在保持原始數(shù)據(jù)中不同組織間界面紋理信息的同時(shí)去除數(shù)據(jù)中的噪聲；(3)采用光線投射法進(jìn)行體繪制以避免圖像分割后進(jìn)行整體面重建生成海量數(shù)據(jù)而導(dǎo)致重建失敗的情況。重采樣時(shí)，保持原始坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)不變，改變斷層像素間距和層間距，同時(shí)保持整個(gè)數(shù)據(jù)的三向幾何尺寸不變。步驟3)中，將經(jīng)過處理的CBCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD軟件中，選取一定的重建參數(shù)，對該CBCT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型重建，建立三維頜骨模型。此CAD軟件在醫(yī)療行業(yè)中廣泛使用，也稱為“規(guī)劃軟件”，其包含三維建模、模擬種植和數(shù)據(jù)輸出等功能。在模型重建過程中，重建參數(shù)包括牙釉質(zhì)的閾值(HU) 1553 2850、骨骼閾值(HU) 226 3071等。步驟3)建立的三維頜骨模型存在因CT圖像偽影產(chǎn)生的模型碎片，并且重建后的三維頜骨模型包含除了受種植區(qū)域外的非種植區(qū)域模型，這些模型碎片和非種植區(qū)域模型會嚴(yán)重影響種植定位導(dǎo)向模板的制作，故種植定位導(dǎo)向模板進(jìn)行制作前，在CAD軟件中去除三維頜骨模型中的模型碎片以及非種植區(qū)域模型。種植定位導(dǎo)向模板的設(shè)計(jì)，包括以下操作a)在CAD軟件中對步驟2)得到的CBCT數(shù)據(jù)及步驟4)得到的三維頜骨模型的骨結(jié)構(gòu)信息和患者咬合關(guān)系進(jìn)行分析，并由醫(yī)生根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和臨床手術(shù)的需要在CAD軟件中進(jìn)行模擬種植，放置虛擬的種植體，得到含有該虛擬的種植體軸線方向信息的圓柱體模型；b)根據(jù)不同患者的不同臨床情況，利用步驟4)得到的三維頜骨模型以及上述a)得到的圓柱體模型，選擇不同的種植定位導(dǎo)向模板的模型制作方法，如選用符合患者實(shí)際情況的種植定位導(dǎo)向模板的定位支持模式(領(lǐng)牙、領(lǐng)牙-牙槽骨、領(lǐng)牙-黏膜、牙槽骨)末端游離病例應(yīng)加定位銷，半口 /全ロ種植應(yīng)加鈦釘固定孔以固定種植定位導(dǎo)向模板，根據(jù)醫(yī)生需要選用不同的導(dǎo)向孔導(dǎo)向模式(固定內(nèi)徑式或可變內(nèi)徑式)；c)對上述b)生成的種植定位導(dǎo)向模板模型進(jìn)行后續(xù)處理，如加入患者信息、加入可用于種植入位點(diǎn)觀察及用于種植手術(shù)中冷卻水排水的觀察窗、對邊角進(jìn)行倒圓等，并將處理后的種植定位導(dǎo)向模板模型數(shù)據(jù)輸出。 所述種植定位導(dǎo)向模板模型數(shù)據(jù)輸入光固化快速成型設(shè)備，進(jìn)行快速成型加工，并對加工出的種植定位導(dǎo)向模板進(jìn)行微修整，并消毒后交付臨床使用。本發(fā)明對CBCT掃描獲得的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣、各向異性擴(kuò)散濾波，并通過光線投射法進(jìn)行體繪制，有效減少了影響數(shù)據(jù)量，并去除數(shù)據(jù)中的噪聲，保證三維頜骨模型的準(zhǔn)確重建。此外，對三維頜骨重建模型中因圖像偽影產(chǎn)生的模型碎片和非種植區(qū)域模型進(jìn)行去除，大大提高了種植定位導(dǎo)向模板的制作準(zhǔn)確性。經(jīng)過處理后的CBCT數(shù)據(jù)可直接用于種植定位導(dǎo)向模板的制作，一般情況下不需要用到取模后的患者牙列石膏模型，這樣簡化了種植定位導(dǎo)向模板的制作過程，縮短了種植定位導(dǎo)向模板的制作周期，可以滿足臨床醫(yī)生更多的需求，如拔牙后利用拔牙窩進(jìn)行即刻種植等。以上通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其并非對本發(fā)明進(jìn)行限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對種植定位導(dǎo)向模板的制作方法等做出的等效置換和改進(jìn)，均應(yīng)視為在本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟 第I步，用CBCT掃描患者頜骨，獲得受種植區(qū)域的頜骨三維解剖結(jié)構(gòu)信息； 第2步，對CBCT得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，其處理步驟包括 1)對CBCT采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，減少影像數(shù)據(jù)量； 2)對重采樣獲得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行各向異性擴(kuò)散濾波，以保持原始數(shù)據(jù)中不同組織間界面的紋理信息并去除原始數(shù)據(jù)中的噪聲； 3)采用光線投射法進(jìn)行體繪制； 第3步，利用處理后的CBCT數(shù)據(jù)在CAD軟件中重建三維頜骨模型； 第4步，對重建后的三維頜骨模型進(jìn)行處理，在CAD軟件中去除三維頜骨模型的模型碎片以及受種植區(qū)域外的非種植區(qū)域模型； 第5步，根據(jù)三維頜骨模型設(shè)計(jì)種植定位導(dǎo)向模板，步驟包括 a)在CAD軟件中對第2步得到的CBCT數(shù)據(jù)及第4步得到的三維頜骨模型的骨結(jié)構(gòu)信息和患者咬合關(guān)系進(jìn)行分析，并由醫(yī)生根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和臨床手術(shù)需要在CAD軟件中進(jìn)行模擬種植，放置虛擬的種植體，得到含有所述虛擬的種植體軸線方向信息的圓柱體模型； b)利用第4步得到的三維頜骨模型以及第5步a)中得到的圓柱體模型進(jìn)行種植定位導(dǎo)向模板的模型制作； c)對第5步b)中生成的種植定位導(dǎo)向模板模型進(jìn)行處理并輸出模型數(shù)據(jù)； 第6步，將第5步c)中得到的種植定位導(dǎo)向模板的模型數(shù)據(jù)輸入快速成型設(shè)備加工出種植定位導(dǎo)向模板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，第I步中掃描區(qū)域包括患者上頜竇竇底至患者下頜頦隆凸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，在第3步中，經(jīng)第2步處理的CBCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAD軟件中并選擇重建參數(shù)，進(jìn)行三維頜骨模型的重建。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，所述重建參數(shù)包括牙釉質(zhì)的閾值、骨骼閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中，患者發(fā)生末端游離病癥時(shí)種植定位導(dǎo)向模板模型要加定位銷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中，患者半口 /全口種植時(shí)要加固定種植定位導(dǎo)向模板的鈦釘固定孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，第5步b)中制作種植定位導(dǎo)向模板模型過程中，種植定位導(dǎo)向模板模型的導(dǎo)向孔為固定內(nèi)徑式或可變內(nèi)徑式。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，在第5步c)中，對種植定位導(dǎo)向模板的處理包括加入患者信息、加入用于種植入位點(diǎn)觀察及用于種植手術(shù)中冷卻水排水的觀察窗、對邊角進(jìn)行倒圓。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，第6步中采用的快速成型設(shè)備為光固化快速成型設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求I中任意一項(xiàng)所述的基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，其特征在于，在第6步之后，加工的種植定位導(dǎo)向模板進(jìn)行微修整及消毒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于CBCT數(shù)據(jù)的口腔種植定位導(dǎo)向模板的制作方法，包括1)用CBCT掃描患者頜骨，主要為受種植區(qū)域的頜骨三維解剖結(jié)構(gòu)信息；2)對CBCT的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；3)利用處理后的CBCT數(shù)據(jù)重建三維頜骨模型；4)對重建后的三維頜骨模型進(jìn)行處理；5)根據(jù)三維頜骨模型設(shè)計(jì)種植定位導(dǎo)向模板；6)快速原型加工。本發(fā)明對CBCT掃描獲得的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣、各向異性擴(kuò)散濾波，并通過光線投射法進(jìn)行體繪制，有效減少了影響數(shù)據(jù)量，并去除數(shù)據(jù)中的噪聲，保證三維頜骨模型的準(zhǔn)確重建。此外，對三維頜骨重建模型中因圖像偽影產(chǎn)生的模型碎片和非種植區(qū)域模型進(jìn)行去除，大大提高了種植定位導(dǎo)向模板的制作準(zhǔn)確性。
文檔編號A61C8/00GK102626347SQ20121012649
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者全懿, 葉銘, 奚波, 姚君 申請人:上海優(yōu)益基醫(yī)療器械有限公司