CN104000665A - 一种立体定位装置及利用该装置制作口腔种植导板的方法 - Google Patents

Abstract

一种立体定位装置及利用该装置制作口腔种植导板的方法，该装置包括弧形基板，弧形基板上设置有相互平行的第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱，且第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱自由端的圆心连线成直角三角形。将立体定位装置CT扫描，重建出装置的标准化的三维模型，患者佩戴带有该装置的放射导板拍摄CT，数据导入种植软件中模拟种植，并将装置的标准化三维模型配准至患者的CT中，在装置标准化三维模型基础上进行种植体空间测量，并将种植体与颌骨的三维关系准确地转移到实体模型上，然后通过机械打孔技术制作口腔种植导板。该方法操作简便，不需要依赖特殊设备，基本无耗材，经济实用，且医生或技师可独立操作完成，有很好的临床应用前景。

Description

一种立体定位装置及利用该装置制作口腔种植导板的方法

技术领域

本发明属于口腔种植导板制作技术领域，具体涉及一种立体定位装置及利用该装置制作口腔种植导板的方法。

背景技术

口腔种植领域中以修复体为指导的种植技术理念要求种植体的植入位置能够保证修复体获得最佳的功能和美观，并且易于维护。种植导板的常规应用正是实现这一理念的关键技术，为确保种植体植入的科学性、正确性和精确性奠定了基础。种植导板根据制作方法的不同可分为CAD/CAM法和模型法两种

CAD/CAM法种植导板结合患者CT三维数据，依赖昂贵的快速成型加工设备制作完成，需要2次CT技术，整体制作周期长费用高，受此限制临床上并没有常规使用。模型法种植导板目前大部分仅仅是通过医生大体定位种植方向，然后通过机械打孔装置手工完成。制作简便，但其完全性准确定位得不到保障。

模型法种植导板改进的相关研究中，在结合患者CT三维数据基础上，有各种标准标记物及特定软件联合使用，然后通过配套的定位仪将种植体的空间位置转移到石膏模型上，进一步机械打孔完成导板制作。但此改进方法仍然需要依赖特殊种植定位仪器设备及配套软件，大大限制了在临床上的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体定位装置及利用该装置制作口腔种植导板的方法，该立体定位装置结构简单、制作简便，利用该装置制作口腔种植导板的方法简单方便，无需依赖特殊设备。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种立体定位装置，包括弧形基板，弧形基板上设置有相互平行的第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱，且第一圆柱的顶端圆心、第二圆柱的顶端圆心和第三圆柱的顶端圆心的连线成直角三角形。

还包括与牙弓形状相匹配的初模板，弧形基板的外缘上设有若干定位凸起，弧形基板通过定位突起卡合在初模板上。

所述的弧形基板上还设有若干凹槽，凹槽内填充有牙胶。

所述的弧形基板分为上颌弧形基板和下颌弧形基板，第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱设置在上颌弧形基板的凹面上，第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱设置在下颌弧形基板的凸面上。

所述的凹槽设置在上颌弧形基板的凹面上，凹槽设置在下颌弧形基板的凸面上。

一种利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，包括以下步骤：

1)将立体定位装置进行CT扫描，扫描后的数据导入口腔种植软件中，在口腔种植软件中重建立体定位装置的标准化的三维模型；然后将立体定位装置装在初模板上，形成放射导板，患者佩戴放射导板进行CT拍摄，将得到的CT数据导入口腔种植软件中，在口腔种植软件中重建患者牙齿、颌骨及放射导板，得到数字化三维模型；再在口腔种植软件中利用立体定位装置的标准化的三维模型中的牙胶位置与数字化三维模型的牙胶位置进行匹配，将立体定位装置的标准化的三维模型配准到数字化三维模型上，得到匹配后的三维模型；

2)利用口腔种植软件在匹配后的三维模型上模拟种植，得到虚拟种植体的中心轴线，然后对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱完全遮挡住第三圆柱，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第一辅助线，测量出此时第一辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角；再对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱完全遮挡住第二圆柱，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第二辅助线，测量出此时第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角；最后在上述两个位置下测量出第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱中任意两个圆柱的顶端圆心到进钻点的直线距离；其中在二维平面化的图像上第一辅助线同时与第一圆柱的上沿和第二圆柱的上沿相切连线，第二辅助线同时与为第一圆柱的上沿和第三圆柱的上沿相切，进钻点为虚拟种植体中心轴线与初模板上表面的交点；

3)将患者的石膏模型固定在万向轴底座上，再将万向轴底座固定在打孔器底座的上，将初模板放置在石膏模型上，将立体定位装置装在初模板上，调整万向轴底座，使第一辅助线与垂线的夹角与步骤2)中测得的第一辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同，同时使第二辅助线与垂线的夹角与步骤2)中测得的第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同，然后根据步骤2)中测得的第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱中任意两个圆柱的顶端圆心到进钻点的直线距离在初模板上确定出进钻点，在进钻点上垂直向下打孔，至孔伸入石膏模型内；

4)在初模板打的孔内插入种植套管，完成口腔种植导板的制作；或是在石膏模型打的孔内插入起定位作用的占位柱，最后将石膏模型放置在压膜机下，利用热压膜技术对石膏模型做压膜导板，将压膜导板中占位柱替换成套管，即完成了口腔种植导板的制作。

所述的步骤2)中第一辅助线、第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角用二维平面尺进行测量。

所述的步骤3)中将角度仪置于第一圆柱和第二圆柱的顶端，使第一圆柱挡住第三圆柱，并使角度仪测得的角度与步骤3)中测得的第一辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同，同时将角度仪置于第一圆柱和第三圆柱的顶端，使第一圆柱挡住第二圆柱，并使角度仪测得的角度与步骤3)中测得的第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同；然后在上述两个位置下，以第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱中对应测量时的两个圆柱顶端圆心为圆点，以测得的对应的直线距离为半径画圆，两个圆弧在初模板上的交点即为进钻点。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的立体定位装置结构简单、制作简便，该立体定位装置卡合在初模板上后，其位置便固定下来，由于弧形基板上设置有相互平行的第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱，且第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱顶端的圆心连线成直角三角形，因此立体定位装置与虚拟的种植体的位置关系可以通过特定位置的辅助线间的角度与特定的距离来体现，得到这些能够表明种植体与颌骨的三维关系的数据后，将该三维关系转移至实体模型，通过传统机械打孔技术即可方便的制备口腔种植导板，不需要依赖特殊设备，经济实用。本发明提供的立体定位装置经CT扫描后建立的标准化三维模型可以重复利用，病人只需佩戴立体定位装置做一次CT扫描即可完成后续制备口腔种植导板的工作，免去了二次扫描的繁琐，减少时间金钱成本。

进一步的，本发明提供的立体定位装置通过定位突起卡合在初模板上，可以配合不同的初模板反复使用，经济方便。

进一步的，本发明提供的立体定位装置的弧形基板分为上颌弧形基板和下颌弧形基板，第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱设置在上颌弧形基板的凹面上，第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱设置在下颌弧形基板的凸面上，能够配合口腔上下颌的不同情况选择使用，适用性更强，充分利用口腔内部空间，减少佩戴的不适感觉。

进一步的，本发明提供的立体定位装置在上颌弧形基板的凹面上和下颌弧形基板的凸面上设置凹槽，凹槽内充填牙胶，由于牙胶拍摄CT后得到的数据成像后不会造成相对于实体牙胶的形状失真，因此通过牙胶在后期口腔种植导板制作过程中将立体定位装置的标准化的三维模型与患者CT数据得到的数字化三维模型进行的配准，能够提高定位装置三维模型的精准性，提高测量数据的精确性，从而提高制得的口腔种植导板的精度。

本发明提供的利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，病人只需佩戴立体定位装置做一次CT扫描得到数据，在口腔种植软件中重建患者牙齿、颌骨及放射导板，得到数字化三维模型，并将对应的立体定位装置的标准化的三维模型配准至病人的CT数据中，在匹配后的三维模型的基础上进行种植体的空间位置测量，通过测量虚拟种植体中心轴与立体定位装置上特殊直线的角度，测量特殊点至进钻点的直线距离，得到虚拟种植体与颌骨的三维关系，然后将软件中虚拟种植体与颌骨的三维关系准确地转移到实体模型(立体定位装置、初模板和患者的石膏模型)上，并通过传统机械打孔技术制作种植导板。该方法简单方便，不需要依赖特殊仪器设备(如快速成型加工设备、特殊种植定位仪等)，基本无耗材，经济实用，且医生或技师可独立操作完成，有很好的临床应用前景。

附图说明

图1为立体定位装置的俯视图；

图2为适用于上颌的立体定位装置的结构示意图；

图3为适用于下颌的立体定位装置的结构示意图；

图4为适用于上颌的立体定位装置与初模版和石膏模型的配合图；

图5为利用立体定位装置制作口腔种植导板时第一辅助线的示意图；

图6为利用立体定位装置制作口腔种植导板时第二辅助线的示意图；

其中：1、弧形基板；2、第一圆柱；3、第二圆柱；4、第三圆柱；5、凹槽，牙胶；6、定位突起；7、初模板；8、石膏模型；9、虚拟种植体中心轴线；10、第一辅助线；11第二辅助线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图4，本发明提供的立体定位装置包括与牙弓形状相匹配的初模板7、以及近似半圆形的弧形基板1，弧形基板1的外缘上设有若干定位凸起6，弧形基板1通过定位突起6卡合在初模板7上。弧形基板1分为上颌弧形基板和下颌弧形基板，在上颌弧形基板的凹面上设置有相互平行的第一圆柱2、第二圆柱3和第三圆柱4，在下颌弧形基板的凸面上设置有相互平行的第一圆柱2、第二圆柱3和第三圆柱4，且第一圆柱2、第二圆柱3和第三圆柱4顶端的圆心连线成直角三角形。另外在上颌弧形基板的凹面上设置有若干凹槽5，在下颌弧形基板的凸面上设置有若干凹槽5，凹槽5内填充有牙胶。

参见图5和图6，本发明提供的利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，包括以下步骤：

1)先将立体定位装置进行CT扫描，将立体定位装置的CT数据(DICOM格式)导入口腔种植软件中(采用现有的商业化的种植软件即可)，重建立体定位装置，得到立体定位装置的标准化的三维模型；然后将立体定位装置装在初模板7上，形成放射导板，患者佩戴放射导板进行CT拍摄，将得到的CT数据(DICOM格式)导入口腔种植软件中，在口腔种植软件中重建患者牙齿、颌骨及放射导板，得到数字化三维模型；再在口腔种植软件中利用立体定位装置的标准化的三维模型中的牙胶位置与数字化三维模型的牙胶位置进行匹配，将立体定位装置的标准化的三维模型配准到数字化三维模型上，得到匹配后的三维模型，消除了患者CT中因颌面软组织阻挡引起的立体定位装置装置数据采集、显示的不足；

2)利用口腔种植软件在匹配后的三维模型上模拟种植，得到虚拟种植体的中心轴线9，然后对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱完全遮挡住第三圆柱，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第一辅助线10，然后用二维平面尺测量出此时第一辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角；恢复三维化后再对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱完全遮挡住第二圆柱，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第二辅助线11，然后用二维平面尺测量出此时第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角；最后在上述两个位置下测量出第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱中任意两个圆柱的顶端的圆心到进钻点的直线距离；其中在二维平面化的图像上第一辅助线同时与第一圆柱的上沿和第二圆柱的上沿相切连线，第二辅助线同时与为第一圆柱的上沿和第三圆柱的上沿相切，进钻点为虚拟种植体中心轴线与初模板上表面的交点；

3)将患者的石膏模型8固定在万向轴底座上，再将万向轴底座固定在打孔器底座上，将放射导板就位于石膏模型上，将打孔方向即垂直地面的垂线默认为种植体方向，通过万向轴底座调整石膏模型的位置，将角度仪置于第一圆柱和第二圆柱的顶端，使第一圆柱挡住第三圆柱，并使角度仪测得的角度与步骤2)中测得的第一辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同，同时将角度仪置于第一圆柱和第三圆柱的顶端，使第一圆柱挡住第二圆柱，并使角度仪测得的角度与步骤2)中测得的第二辅助线与虚拟种植体中心轴线的夹角相同；然后在上述两个位置下，以第一圆柱、第二圆柱和第三圆柱中对应测量时的两个圆柱顶端圆心为圆点，以测得的对应的直线距离为半径画圆，两个圆弧在初模板上的交点即为进钻点，这样便完全将种植体的三维空间位置转移到石膏模型上。最后通过机械打孔方式在进钻点上垂直向下打孔，至孔伸入石膏模型内；

4)在初模板的打的孔内插入种植套管，完成口腔种植导板的制作；或是在石膏模型打的孔内插入起定位作用的占位柱，再将石膏模型放置在压膜机下，利用热压膜技术对石膏模型做压膜导板，将压膜导板中占位柱替换成套管，即完成了口腔种植导板的制作。

Claims (8)

1.一种立体定位装置，其特征在于：包括弧形基板(1)，弧形基板(1)上设置有相互平行的第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)，且第一圆柱(2)的顶端圆心、第二圆柱(3)的顶端圆心和第三圆柱(4)的顶端圆心的连线成直角三角形。

2.根据权利要求1所述的立体定位装置，其特征在于：还包括与牙弓形状相匹配的初模板(7)，弧形基板(1)的外缘上设有若干定位凸起(6)，弧形基板(1)通过定位突起(6)卡合在初模板(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的立体定位装置，其特征在于：所述的弧形基板(1)上还设有若干凹槽(5)，凹槽(5)内填充有牙胶。

4.根据权利要求3所述的立体定位装置，其特征在于：所述的弧形基板(1)分为上颌弧形基板和下颌弧形基板，第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)设置在上颌弧形基板的凹面上，第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)设置在下颌弧形基板的凸面上。

5.根据权利要求4所述的立体定位装置，其特征在于：所述的凹槽(5)设置在上颌弧形基板的凹面上，凹槽(5)设置在下颌弧形基板的凸面上。

6.一种利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将立体定位装置进行CT扫描，扫描后的数据导入口腔种植软件中，在口腔种植软件中重建立体定位装置的标准化的三维模型；然后将立体定位装置装在初模板(7)上，形成放射导板，患者佩戴放射导板进行CT拍摄，将得到的CT数据导入口腔种植软件中，在口腔种植软件中重建患者牙齿、颌骨及放射导板，得到数字化三维模型；再在口腔种植软件中利用立体定位装置的标准化的三维模型中的牙胶位置与数字化三维模型的牙胶位置进行匹配，将立体定位装置的标准化的三维模型配准到数字化三维模型上，得到匹配后的三维模型；

2)利用口腔种植软件在匹配后的三维模型上模拟种植，得到虚拟种植体的中心轴线(9)，然后对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱(2)完全遮挡住第三圆柱(4)，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第一辅助线(10)，测量出此时第一辅助线(10)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角；再对匹配后的三维模型进行旋转调整，使第一圆柱(2)完全遮挡住第二圆柱(3)，将此时的图像二维平面化，在平面化后的图像上绘制出第二辅助线(11)，测量出此时第二辅助线(11)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角；最后在上述两个位置下测量出第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)中任意两个圆柱的顶端圆心到进钻点的直线距离；其中在二维平面化的图像上第一辅助线(10)同时与第一圆柱(2)的上沿和第二圆柱(3)的上沿相切连线，第二辅助线(11)同时与为第一圆柱(2)的上沿和第三圆柱(4)的上沿相切，进钻点为虚拟种植体中心轴线(9)与初模板(7)上表面的交点；

3)将患者的石膏模型(8)固定在万向轴底座上，再将万向轴底座固定在打孔器底座的上，将初模板(7)放置在石膏模型(8)上，将立体定位装置装在初模板(7)上，调整万向轴底座，使第一辅助线(10)与垂线的夹角与步骤2)中测得的第一辅助线(10)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角相同，同时使第二辅助线(11)与垂线的夹角与步骤2)中测得的第二辅助线(11)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角相同，然后根据步骤2)中测得的第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)中任意两个圆柱的顶端圆心到进钻点的直线距离在初模板(7)上确定出进钻点，在进钻点上垂直向下打孔，至孔伸入石膏模型(8)内；

4)在初模板(7)打的孔内插入种植套管，完成口腔种植导板的制作；或是在石膏模型(8)打的孔内插入起定位作用的占位柱，最后将石膏模型(8)放置在压膜机下，利用热压膜技术对石膏模型(8)做压膜导板，将压膜导板中占位柱替换成套管，即完成了口腔种植导板的制作。

7.根据权利要求6所述的利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，其特征在于：所述的步骤2)中第一辅助线(10)、第二辅助线(11)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角用二维平面尺进行测量。

8.根据权利要求6或7所述的利用立体定位装置制作口腔种植导板的方法，其特征在于：所述的步骤3)中将角度仪置于第一圆柱(2)和第二圆柱(3)的顶端，使第一圆柱(2)挡住第三圆柱(4)，并使角度仪测得的角度与步骤3)中测得的第一辅助线(10)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角相同，同时将角度仪置于第一圆柱(2)和第三圆柱(4)的顶端，使第一圆柱(2)挡住第二圆柱(3)，并使角度仪测得的角度与步骤3)中测得的第二辅助线(11)与虚拟种植体中心轴线(9)的夹角相同；然后在上述两个位置下，以第一圆柱(2)、第二圆柱(3)和第三圆柱(4)中对应测量时的两个圆柱顶端圆心为圆点，以测得的对应的直线距离为半径画圆，两个圆弧在初模板上(7)的交点即为进钻点。