一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置

摘要

本发明公开了一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法，利用数字化技术和3D打印技术，设计出颊侧开口的C形种植手术引导装置，在保证稳定性和精准性的情况下使牙科种植手术器械能从侧面进入，一定程度减少开口度需求，增加手术便利性，减少患者手术过程的咬合相关肌肉关节的负担。本发明一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置，改善了导板种植手术操作方式，压板与针从侧面进入导板，然后进行钻孔，降低了导板种植手术患者所需开口度大于5mm，扩大了其适应范围。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术，具体涉及一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置。

背景技术

种植修复是目前常用的治疗牙体缺失、牙列缺失的修复方法，也是目前医生和患者最青睐的一种修复治疗技术。种植修复技术至今已有50余年的历史，最初的种植技术是徒手操作，完全凭借医生的经验；随着影像学发展，通过CBCT获取患者的骨组织信息，医生通过测量等办法，提升了种植的精准度和成功率。目前数字化技术和3D打印发展及其迅速，种植手术也得到进一步的发展，也就是种植导板的出现，目前，已有大量中外文献表明导板引导的种植手术相比于徒手种植、体外测量后的种植以及种植导航种植都要更为精准、方便、快捷。

但是种植导板并不能解决所有的种植病例，其中开口度是导板种植手术最大的禁忌症之一。介于不同种植系统与手术工具的差异，对于导板种植手术普遍所需的术区开口度为35～ 40mm，对于前牙区而言并不是较大的问题，而对于磨牙及前磨牙，由于Christensen现象的存在，使得手术非常难以进行甚至无法使用导板进行手术；而后牙区的种植手术正是操作难点，非常容易出现偏斜造成种植失败或难以修复。同样对于有颞下颌关节紊乱和开口受限的患者而言，前牙区的种植都难以使用导板就行手术指导。

有研究表明长时间的口腔临床操作，患者长时间过大的开口动作存在颞下颌关节紊乱以及肌肉疾病的风险；传统导板手术运用于后牙时，常需要患者数小时的大张口才能完成整个手术过程，而手术完成后肌肉酸痛，头痛等症状均有产生的可能性。

所以如何改进种植手术导板设计以及导板手术，以减小开口度需求，扩大导板种植手术的适应范围，是目前种植修复最主要的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的种植导板手术在手术过程中对容易因为开口度的原因出现种植失败或难以修复，目的在于提供一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法，包括：S1：扫描患者口腔获取患者口腔数据，并根据所述患者口腔数据建立口腔虚拟蜡型和虚拟牙种植体模型；S2：根据口腔虚拟蜡型和需要修复的牙齿位置将所述虚拟牙种植体模型放置于所述口腔虚拟蜡型内；S3：根据所述虚拟牙种植体模型生成种植引导环模型，并对所述种植引导环模型沿径向切割生成C型引导环模型和唇侧引导模型；S4：根据所述口腔虚拟蜡型建立牙支持装置模型，并将所述牙支持装置模型与所述C型引导环模型结合后切除唇侧部分形成C型半开口种植手术导板模型；切除的唇侧部分为唇侧导板模型；S5：将所述唇侧引导模型和所述唇侧导板模型结合生成稳定装置模型；S6：将所述C型半开口种植手术导板模型和所述稳定装置模型通过3D打印生成C形小开口式种植手术引导装置。

本发明应用时，首先扫描患者口腔获取患者口腔数据，这种扫描可以通过口内扫描或者其他可以实现扫描建模的扫描技术实现，然后建立口腔虚拟蜡型和虚拟牙种植体模型，这里说的模型都是数字模型；口腔虚拟蜡型即为描述口腔内结构的模型，而虚拟牙种植体模型则是预定对患者口腔进行修复时使用的修复体的模型，这个模型可以是一个完整的牙齿模型，也可以是根据患者情况获取的部分牙齿模型。

将虚拟牙种植体模型放置于所述口腔虚拟蜡型内后，就可以根据虚拟牙种植体模型来生成手术所需要的引导环模型，而本发明在对引导环的后续处理时，将引导环进行了切割生成了C型引导环模型和唇侧引导模型，这样使得根据这种模型生成最终的导板后，使用导板进行手术可以将手术从上方手术变为从侧方进行手术，手术器械可以从导板的唇侧进入导板内部完成手术，降低了导板种植手术患者所需开口度，降低幅度在5mm以上，即使在磨牙及前磨牙手术中，通过本发明制作出的导板都可以很好的适应患者需求。

稳定装置模型和C型半开口种植手术导板模型在通过3D打印生成实体后，两个实体组合起来即为C形小开口式种植手术引导装置，由于两者是分体设计，所以可以对手术方式进行改变，实现开口度降低的效果。

进一步的，所述患者口腔数据包括口腔原始模型和CBCT数据；

步骤S1包括以下子步骤：

S11：根据修复学原则和患者需求在所述口腔原始模型上排牙生成口腔虚拟蜡型，并确定虚拟牙种植体的空间位置；

S12：将所述CBCT数据、口腔原始模型和口腔虚拟蜡型进行拟合生成拟合数据；

S13：根据所述拟合数据和所述虚拟牙种植体的空间位置建立虚拟牙种植体模型。

进一步的，步骤S12包括以下步骤：

将所述CBCT数据、口腔原始模型和口腔虚拟蜡型通过牙体硬组织的相关点进行匹配完成拟合。

进一步的，步骤S3包括以下子步骤：

S31：将所述虚拟牙种植体模型的牙颈顶端向所述口腔虚拟蜡型咬合方向拉伸生成拉伸模型；

S32：将所述拉伸模型向拉伸模型外侧扩张形成引导环。

进一步的，步骤S31中拉伸生成拉伸模型的拉伸量根据种植系统手术工具的规格获取：

拉伸量＝钻针长度-虚拟牙种植体长度-手术压板厚度。

进一步的，步骤S32中将所述拉伸模型向拉伸模型外侧扩张的扩张量根据树脂材料力学性能确定。

进一步的，步骤S3中对所述种植引导环模型沿径向切割生成C型引导环模型和唇侧引导模型的切割方向与牙弓切线方向平行。

一种C形小开口式种植手术引导装置，采用上述任何一项所述的一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法制作。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置，改善了导板种植手术操作方式，压板与针从侧面进入导板，然后进行钻孔，降低了导板种植手术患者所需开口度大于5mm，扩大了其适应范围；

2、本发明一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置，减小了开口度需求的同时，使患者在手术过程中舒适性增加，也使医生的可操作性增加；通过数字化技术结合3D打印，整个过程简单快捷，可迅速于临床使用；

3、本发明一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法及引导装置，通过数字化技术结合3D打印，整个过程简单快捷，可迅速于临床使用；通过稳定装置对手术压板进行固定，增加手术稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明方法步骤示意图；

图2为本发明实施例中虚拟种植体放置示意图；

图3为本发明实施例中方法步骤示意图；

图4为本发明实施例中根据虚拟牙种植体模型生成种植引导环模型示意图；

图5为本发明实施例中虚拟牙种植体模型拉伸示意图；

图6为本发明实施例中引导环模型与口腔虚拟蜡型示意图；

图7为本发明实施例中切割形成C形引导装置示意图；

图8为本发明实施例中切割形成C形引导装置示意图；

图9为本发明实施例中基于原始模型设计牙支持装置示意图；

图10为本发明实施例中形成C形小开口式种植导板示意图；

图11为本发明实施例中稳定装置模型生成示意图；

图12为本发明实施例中使用过程示意图；

图13为本发明实施例中使用过程示意图；

图14为本发明实施例中使用过程示意图；

图15为本发明实施例中使用过程示意图；

图16为本发明实施例中使用过程示意图；

图17为本发明实施例中使用过程示意图；

图18为本发明实施例中使用过程示意图；

图19为本发明实施例中使用过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法，包括：S1：扫描患者口腔获取患者口腔数据，并根据所述患者口腔数据建立口腔虚拟蜡型和虚拟牙种植体模型； S2：根据口腔虚拟蜡型和需要修复的牙齿位置将所述虚拟牙种植体模型放置于所述口腔虚拟蜡型内；S3：根据所述虚拟牙种植体模型生成种植引导环模型，并对所述种植引导环模型沿径向切割生成C型引导环模型和唇侧引导模型；S4：根据所述口腔虚拟蜡型建立牙支持装置模型，并将所述牙支持装置模型与所述C型引导环模型结合后切除唇侧部分形成C型半开口种植手术导板模型；切除的唇侧部分为唇侧导板模型；S5：将所述唇侧引导模型和所述唇侧导板模型结合生成稳定装置模型；S6：将所述C型半开口种植手术导板模型和所述稳定装置模型通过3D打印生成C形小开口式种植手术引导装置。

本实施例实施时，首先扫描患者口腔获取患者口腔数据，这种扫描可以通过口内扫描或者其他可以实现扫描建模的扫描技术实现，然后建立口腔虚拟蜡型和虚拟牙种植体模型，这里说的模型都是数字模型；口腔虚拟蜡型即为描述口腔内结构的模型，而虚拟牙种植体模型则是预定对患者口腔进行修复时使用的修复体的模型，这个模型可以是一个完整的牙齿模型，也可以是根据患者情况获取的部分牙齿模型。

将虚拟牙种植体模型放置于所述口腔虚拟蜡型内后，就可以根据虚拟牙种植体模型来生成手术所需要的引导环模型，而本发明在对引导环的后续处理时，将引导环进行了切割生成了C型引导环模型和唇侧引导模型，这样使得根据这种模型生成最终的导板后，使用导板进行手术可以将手术从上方手术变为从侧方进行手术，手术器械可以从导板的唇侧进入导板内部完成手术，降低了导板种植手术患者所需开口度，降低幅度在5mm以上，即使在磨牙及前磨牙手术中，通过本发明制作出的导板都可以很好的适应患者需求。

稳定装置模型和C型半开口种植手术导板模型在通过3D打印生成实体后，两个实体组合起来即为C形小开口式种植手术引导装置，由于两者是分体设计，所以可以对手术方式进行改变，实现开口度降低的效果。

为了进一步说明本实施例的制作过程，所述患者口腔数据包括口腔原始模型和CBCT数据；

步骤S1包括以下子步骤：

S11：根据修复学原则和患者需求在所述口腔原始模型上排牙生成口腔虚拟蜡型，并确定虚拟牙种植体的空间位置；

S12：将所述CBCT数据、口腔原始模型和口腔虚拟蜡型进行拟合生成拟合数据；

S13：根据所述拟合数据和所述虚拟牙种植体的空间位置建立虚拟牙种植体模型。

为了进一步说明本实施例的制作过程，步骤S12包括以下步骤：

将所述CBCT数据、口腔原始模型和口腔虚拟蜡型通过牙体硬组织的相关点进行匹配完成拟合。

为了进一步说明本实施例的制作过程，步骤S3包括以下子步骤：

S31：将所述虚拟牙种植体模型的牙颈顶端向所述口腔虚拟蜡型咬合方向拉伸生成拉伸模型；

S32：将所述拉伸模型向拉伸模型外侧扩张形成引导环。

为了进一步说明本实施例的制作过程，步骤S31中拉伸生成拉伸模型的拉伸量根据种植系统手术工具的规格获取：

拉伸量＝钻针长度-虚拟牙种植体长度-手术压板厚度。

为了进一步说明本实施例的制作过程，步骤S32中将所述拉伸模型向拉伸模型外侧扩张的扩张量根据树脂材料力学性能确定。

为了进一步说明本实施例的制作过程，步骤S3中对所述种植引导环模型沿径向切割生成 C型引导环模型和唇侧引导模型的切割方向与牙弓切线方向平行。

一种C形小开口式种植手术引导装置，采用上述实施例中任何一种C形小开口式种植手术引导装置制作方法制作。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，具体包括以下步骤：

1.通过口内扫描或仓扫获取患者口内数据，然后根据修复学原则和患者意愿在模型上进行虚拟排牙，以确定最终修复方式以及修复体空间位置，以此作为种植手术方案设计的依据，完成虚拟蜡型。

2.获取CBCT数据、并将CBCT数据与原始模型数据、虚拟蜡型数据拟合，拟合通过牙体硬组织的相关点进行匹配；

3.三维建模设计虚拟牙种植体：根据实际牙种植体的尺寸规格设计三维建模设计虚拟牙种植体。

4.虚拟种植体的放置：结合骨的数据信息、患者口内信息、修复信息完成虚拟牙种植体相对三维位置的放置，完成手术设计。如图2所示。

5.种植引导环的获取：将虚拟牙种植体模型颈部顶端，向咬合方向拉伸算法，然后向外扩张算法形成引导环；其拉伸量根据不同种植系统手术工具的规格、包括钻针长度、与手术压板厚度、种植体长度三者的差值确定，扩张量根据树脂材料力学性能确定，一般为1～3mm；根据不同种植系统手术工具的规格、包括钻针长度、与手术压板厚度(1mm)、种植体长度三者的差值确定导环的位置(种植体到引导环的距离＝钻针长度-种植体长度-手术压板厚度)；根据Straumann种植系统工具参数，以及植体长度(12mm)、钻针长度(12mm)的选择，可确定引导环于植体上方11mm，使用偏移工具与布尔运算获得得到高于植体11mm，内径为 5mm，外径7mm，高度为5mm的种植引导环；如图3～图5所示。

6.形成C形引导环：利用切割工具将引导环沿中线切开，切割线方向与牙弓切线方向平行，去除靠近唇(颊)侧的部分，形成C形种植引导环；如图6和图7所示；

7.设计牙支持装置：基于原始模型，使用偏移工具和布尔运算，将原始模型按照划线偏移2.5mm，然后与原始模型相减得到牙支持式导板，厚度为2.5mm，延伸范围至周围2颗天然牙，覆盖至牙体中1/3。如图8所示。

8.形成种植手术引导装置：通过合并算法，将C形引导装置与牙支持装置相连，并切割去颊侧除多余部分；如图9所示；

9.设计稳定装置：将之前切割去除的C形引导装置另外一部分与牙支持装置去除的颊侧部分相连，形成稳定装置。如图10所示；

10. 3D打印成型；

为了进一步的说明本实施例的使用过程，包括以下步骤：

1.将C形小开口式种植导板在口内就位，确定其完全复位；如图11所示。

2.于口外将钻针插入手术压板，再将其从侧方于C形开口处进入导板引导装置中，如图 12～14所示。

3.将稳定装置复位并固位于手术引导装置上，在引导下进行打孔，并逐级扩洞，每次扩孔均以步骤2所述方法进行手术压板的切换；如图15～18所示。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。