一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法，尤其涉及一用于牙科、正顎及顏面整型手術(shù)的影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]習(xí)知的一種的正顎手術(shù)(Orthognathic surgery)是為了修正顎部及臉部的構(gòu)造及發(fā)育問題或改善睡眠中止癥(sleep apnea)、顳顎關(guān)節(jié)功能障礙(TMJ disorders)、骨骼問題導(dǎo)致的咬合不正，或其他不易以牙齒矯正器完成的齒列矯正問題所施行的手術(shù)；這項(xiàng)手術(shù)也常被用以治療先天的唇顎裂的患者。醫(yī)師替患者進(jìn)行正顎手術(shù)需要把原本的骨頭切開調(diào)整后，再以一骨板及骨釘接合骨骼并且塑形，而通常醫(yī)師在進(jìn)行上述手術(shù)時(shí)，患者需先經(jīng)過X光機(jī)或電腦斷層掃描CT診斷圖檔來(lái)確認(rèn)預(yù)計(jì)開刀部位，再依照醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行牙模制作及手術(shù)部位核對(duì)，另外醫(yī)師在進(jìn)行手術(shù)時(shí)為了方便固定顎部或骨骼，通常需要利用到醫(yī)療用的金屬骨板、螺絲、骨釘、不銹鋼線等材料，將患者顎部及臉部的構(gòu)造進(jìn)行固定及塑形，但習(xí)知的顏顎手術(shù)通常使用的現(xiàn)有一般醫(yī)療攝影或照相設(shè)備，并沒有辦法精準(zhǔn)提供一正確影像資料來(lái)給予醫(yī)師做術(shù)前評(píng)估或作術(shù)后愈合的確認(rèn)，通常醫(yī)師在進(jìn)行手術(shù)時(shí)只能依照現(xiàn)況所拍攝的照片及配合醫(yī)師經(jīng)年累月積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行開刀，拍攝照片的失真即有可能會(huì)造成手術(shù)部位判斷不準(zhǔn)確并造成手術(shù)時(shí)間上延長(zhǎng)，且在術(shù)后進(jìn)行校正治療時(shí)也不能實(shí)時(shí)為醫(yī)師提供一追蹤愈合與術(shù)前評(píng)估的比對(duì)依據(jù)，亦有可能造成患者術(shù)后無(wú)法正確咬合或過度咬合等咬合失準(zhǔn)等缺失，因此醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)與技能常常會(huì)成為決定上述手術(shù)成功或者失敗的重要因素。
[0003]—習(xí)知臺(tái)灣專利1367745『以顏顎面最佳對(duì)稱面之分析規(guī)劃正顎手術(shù)計(jì)劃的方法』，其為一種以顏顎面最佳對(duì)稱面的分析來(lái)規(guī)劃手術(shù)計(jì)劃的方法，主要對(duì)患者顏顎骨進(jìn)行電腦斷層掃描而建立上下顎骨影像模型，并利用患者石膏齒模建立與上下顎骨影像模型相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)關(guān)系而使兩者坐標(biāo)對(duì)位，再以空間定位追蹤系統(tǒng)追蹤石膏齒?？臻g移動(dòng)位置，在移動(dòng)石膏齒模時(shí)同步對(duì)應(yīng)移動(dòng)上下顎骨影像，之后檢驗(yàn)上下顎骨影像模型的最佳對(duì)稱面夾角變化，以及下顎對(duì)稱面上最低點(diǎn)與上顎對(duì)稱面之間的距離作為正顎手術(shù)計(jì)劃的評(píng)估依據(jù)，使醫(yī)師可據(jù)此規(guī)劃調(diào)整手術(shù)計(jì)劃的顎骨或牙齒移動(dòng)位置，故可將正顎手術(shù)計(jì)劃由二維測(cè)顱分析推至三維的測(cè)顱對(duì)稱分析與評(píng)估，但此最佳對(duì)稱面的分析規(guī)劃手術(shù)計(jì)劃的方法仍然無(wú)法解決習(xí)知方法在影像受噪聲或其他因素使得出的原圖像檔案失真或受干擾情況下，造成誤判或者精準(zhǔn)定位的問題，且無(wú)法提供術(shù)后愈合與術(shù)前的評(píng)估功能。
[0004]一習(xí)知臺(tái)灣專利1397402『植牙植體方位規(guī)劃暨植牙鉆孔導(dǎo)引板設(shè)計(jì)之整合方法』，是一種植牙植體方位規(guī)劃暨植牙鉆孔導(dǎo)引板設(shè)計(jì)的整合方法，利用患者的電腦斷層影像重建出一顎骨影像模型并與患者的個(gè)人動(dòng)態(tài)咬合面結(jié)合，根據(jù)該動(dòng)態(tài)咬合面可決定植牙植體的較佳進(jìn)入點(diǎn)，或利用該顎骨影像模型的截面計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹搀w進(jìn)入點(diǎn)與終點(diǎn)，待植體進(jìn)入點(diǎn)及終點(diǎn)均確定后，可將其移轉(zhuǎn)至植牙鉆孔導(dǎo)引板來(lái)建立作業(yè)，并于設(shè)計(jì)該植牙鉆孔導(dǎo)引板考慮干涉、開口度不足等問題，但上述習(xí)知專利仍存在電腦斷層影像與顎骨影像模型精準(zhǔn)性問題，仍有可能造成患者日后無(wú)法正確咬合或過度咬合等咬合失準(zhǔn)缺失。
[0005]一習(xí)知臺(tái)灣專利1385606『齒顎實(shí)體模型的定位校正方法及其治具』，為一種齒顎實(shí)體模型的定位校正方法，包含一選擇步驟、一掃描步驟、一制造步驟、一置放步驟、一定位步驟，以及一校正步驟。將一個(gè)齒顎實(shí)體模型作為基準(zhǔn)模型并選定一顆目標(biāo)牙齒依據(jù)前述步驟制成一個(gè)治具，套設(shè)于一待校正模型的對(duì)應(yīng)牙齒上，以一定位系統(tǒng)、一定位板，及一安裝有定位標(biāo)記的手持定位機(jī)進(jìn)行定位校正的動(dòng)作。藉由上述步驟，可以針對(duì)每一顆牙齒個(gè)別進(jìn)行定位校正，但前案專利仍無(wú)法精準(zhǔn)掃描骨骼影像且提供定位從而無(wú)法提供術(shù)后愈合與術(shù)前的評(píng)估功能。
[0006]綜上所述，需要提出一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法，可適用于一牙科、正顎及顏面整型手術(shù)，且能精準(zhǔn)提供一正確影像資料給予醫(yī)師來(lái)做模擬術(shù)前評(píng)估或作術(shù)后愈合確認(rèn)，以縮短醫(yī)師手術(shù)時(shí)間及提高上述這些手術(shù)的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其可使用于牙科、正顎及顏面整型手術(shù)，經(jīng)由本發(fā)明的顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，執(zhí)行一掃描影像校正比對(duì)程序，可使牙科、正顎及顏面整型手術(shù)時(shí)間縮短并且模擬手術(shù)的人體骨骼形貌特征，用以達(dá)到術(shù)后能使骨骼及校正器具精準(zhǔn)定位且穩(wěn)固結(jié)合的效果。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于提供一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中具有一掃描影像校正比對(duì)模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料與該第二掃描影像資料模組的影像資料進(jìn)行校正比對(duì)，該顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以達(dá)到手術(shù)前精準(zhǔn)定位開刀部位且術(shù)后準(zhǔn)確定位固定板與骨骼結(jié)合的效果。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)技術(shù)如下:一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其步驟包括:輸入第一掃描影像資料的步驟，該第一掃描影像資料為掃描取得的顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對(duì)坐標(biāo)位置影像資料；再輸入第二掃描影像資料的步驟，該第二掃描影像資料為掃描患者石膏牙模的影像資料；執(zhí)行一掃描影像校正比對(duì)步驟，將該第一掃描影像資料與該第二掃描影像資料進(jìn)行校正比對(duì)并存檔；接續(xù)進(jìn)行影像區(qū)塊運(yùn)算步驟，將該存檔進(jìn)行圖層管理及切割區(qū)塊顯示；執(zhí)行一手術(shù)模擬影像設(shè)計(jì)步驟，將該經(jīng)圖層管理及切割區(qū)塊顯示的存檔，來(lái)輸入執(zhí)行一手術(shù)資料參數(shù)，用以設(shè)計(jì)手術(shù)模擬影像圖檔建置；以及一輸出步驟，將該手術(shù)模擬影像圖檔利用一顯示設(shè)備輸出。
[0010]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中進(jìn)一步包含一影像資料轉(zhuǎn)換步驟，將該第一掃描影像資料及第二掃描影像資料轉(zhuǎn)換為三維資料圖檔。
[0011]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中在輸入第一掃描影像資料步驟之后進(jìn)一步包含一影像資料轉(zhuǎn)換步驟，將該第一掃描影像資料轉(zhuǎn)換為三維(3D)資料圖檔。
[0012]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D)機(jī)械設(shè)計(jì)STL檔案片。
[0013]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該第一掃描影像資料為電腦斷層掃描檔案(簡(jiǎn)稱CT檔案)。
[0014]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該第二掃描影像資料為經(jīng)一精密光柵儀器掃描該患者石膏牙模的影像資料。
[0015]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中在該掃描影像校正比對(duì)步驟之后進(jìn)一步包含一噪聲清除步驟，用以將該存檔噪聲清除。
[0016]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中進(jìn)一步包含一骨板校正步驟，將該手術(shù)模擬影像圖檔與該骨板校正步驟進(jìn)行核對(duì)。
[0017]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該一骨板的校正步驟包含一手術(shù)導(dǎo)弓I骨板校正步驟及固定骨板校正步驟。
[0018]優(yōu)選地，所述手術(shù)導(dǎo)引骨板校正步驟，為提供手術(shù)切割區(qū)域校正及手術(shù)導(dǎo)引骨板精準(zhǔn)對(duì)位校正。
[0019]優(yōu)選地，所述固定骨板校正步驟，為提供手術(shù)術(shù)后骨骼愈合的固定骨板可精準(zhǔn)對(duì)位及骨骼預(yù)定校正位置。
[0020]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該手術(shù)資料參數(shù)為顏顎骨骼的移動(dòng)距離、手術(shù)切割角度或骨骼重疊部位。
[0021]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)方法，其中該顯示設(shè)備為液晶屏幕、平板電腦、PDA或智能手機(jī)。
[0022]為達(dá)到上述另一目的，本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)如下:一種顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其包括:第一掃描影像資料模組，該第一掃描影像資料模組為掃描取得顏顎骨骼及牙齒和軟組織相對(duì)坐標(biāo)位置影像資料；第二掃描影像資料模組，該第二掃描影像資料模組為掃描患者石膏牙模的影像資料；一掃描影像校正比對(duì)模組，將該第一掃描影像資料組的影像資料與該第二掃描影像資料模組的影像資料進(jìn)行校正比對(duì)并存檔；一影像區(qū)塊運(yùn)算模組，將上述該存檔進(jìn)行圖層管理及切割區(qū)塊顯示；一手術(shù)模擬影像設(shè)計(jì)模組，將該經(jīng)圖層管理及切割區(qū)塊顯示的存檔，輸入一手術(shù)資料參數(shù)，用以設(shè)計(jì)手術(shù)模擬影像圖檔建置；以及一輸出模組，將上述該手術(shù)模擬影像圖檔利用一顯示設(shè)備輸出。
[0023]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中進(jìn)一步包含一影像資料轉(zhuǎn)換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料及第二掃描影像資料模組的影像資料轉(zhuǎn)換為三維(3D)資料圖檔。
[0024]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中在第一掃描影像資料模組再進(jìn)一步包含一影像資料轉(zhuǎn)換模組，將該第一掃描影像資料模組的影像資料轉(zhuǎn)換為三維(3D)資料圖檔。
[0025]優(yōu)選地，所述顏顎手術(shù)影像校正設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中該三維資料圖檔格式為三維(3D