用于正颌手术的数字化导板及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于辅助医疗器械领域，具体涉及一种用于正颂手术的导板及其制作方法。
【背景技术】
[0002]在对颅颂面发育畸形患者的治疗中，往往需要通过外科手术来离断上颂、下颂和/或颏部骨，将其移动到正确的位置并在该位置进行骨块固定，同时建立稳定的咬合关系，这样的手术称为正颂外科手术。需同时进行上、下颂手术的患者在术中先通过下颂术前的位置确定上颂骨在切开后移动的位置，将上颂骨移动并固定后，再通过上颂骨来固定下颂骨的位置。在术中指导上、下颂骨位置的装置称为合板，用于定位上颂骨的称作中间合板，用于定位下颂骨的称作终末合板。现有正颂手术中通常在患者上、下颂石膏模型上通过切割石膏模型进行手术模拟，并在模拟完成的模型上采用自凝塑料先后制作中间合板和终末合板，用以将模拟的手术转移到手术台上。在手术结束后患者需要咬住终末合板，通过橡皮圈或钢丝将上下颂牙列结扎固定至少4周。
[0003]专利CN 201420093818.8公开了一种“用于正颂外科手术中上颂骨定位的中间导板”，该中间导板包括一个马蹄形导板(合板)，其上表面有与上牙列的牙合面部分相匹配的上牙列印记，左右两侧设有插接结构，左右各一个小定位板，以及左右各一个第一连接体和第二连接体。使用时将马蹄形导板固位于患者上牙列，先将第一连接体与小定位板连接，并安置小定位板于眶下孔下缘的骨面，以小定位板下缘为截骨线位置进行截骨，再使用第二连接体连接马蹄形导板与小定位板，将上颂骨骨块移动到目标位置。这种中间导板虽然可以在骨块固位前准确定位上颂骨块位置，但该导板完成整个手术需要两个小定位板、两套连接体和一个马蹄形导板，并且所述马蹄形导板只是用于正颂外科手术中上颂骨定位的中间导板，如需完成整个手术过程还需要制作一块终末导板，用于术后结扎固定，因而需要三维打印的构件较多。由于三维打印费用较高，并且手术所用导板是一次性使用器械，因而会增大患者的经济负担并造成材料的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供用于正颂手术的数字化导板及其制作方法，以减少构件、节省材料，降低制作成本，简化手术操作，并实现上颂、下颂、颏部正颂外科手术中骨块移动的定位。
[0005]本发明所述用于正颂手术的数字化导板，根据需要进行手术的部位不同，有以下三种:
[0006]1、第一种用于正颂手术的数字化导板
[0007]此种数字化导板包括咬合板，与上颂骨左侧骨面相匹配的上颂骨左定位板，与上颂骨右侧骨面相匹配的上颂骨右定位板，用于连接咬合板与上颂骨左定位板的上颂骨左侧连接件，用于连接咬合板与上颂骨右定位板的上颂骨右侧连接件；所述上颂骨左定位板和上颂骨右定位板上分别设置有固位螺孔，与上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件组合的插槽，所述咬合板由主板、与主板左前侧相连的左翼板、与主板右前侧相连的右翼板组成，主板的上表面设置有上牙列终末咬合牙印，主板的下表面设置有下牙列终末咬合牙印，左翼板、右翼板上分别设置有用于确定上颂骨截骨线位置和确定上颂骨术后位置并与上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件组合的两组插槽。
[0008]此种用于正颂手术的数字化导板可用于定位上颂、上颂加下颂正颂外科手术中的截骨及骨块移动。
[0009]2、第二种用于正颂手术的数字化导板
[0010]此种数字化导板包括咬合板，与颏部左侧骨面相匹配的颏部左定位板，与颏部右侧骨面相匹配的颏部右定位板，两端分别与颏部左定位板、颏部右定位板相连的条状体，用于连接咬合板与颏部左定位板的颏部左侧连接件，用于连接咬合板与颏部右定位板的颏部右侧连接件；所述咬合板由主板、与主板左前侧相连的左翼板、与主板右前侧相连的右翼板组成，主板的下表面设置有下牙列终末咬合牙印，左翼板、右翼板上分别设置有与颏部左侧连接件、颏部右侧连接件组合的插槽；所述颏部左定位板和颏部右定位板上分别设置有用于确定颏部截骨线位置和确定颏部术后位置并与颏部左侧连接件、颏部右侧连接件组合的两组插槽，以及分别设置有固位螺孔。
[0011]此种用于正颂手术的数字化导板可用于定位颏部、颏部加下颂正颂外科手术中的截骨及骨块移动。
[0012]3、第三种用于正颂手术的数字化导板
[0013]此种的数字化导板包括咬合板，与上颂骨左侧骨面相匹配的上颂骨左定位板，与上颂骨右侧骨面相匹配的上颂骨右定位板，用于连接咬合板与上颂骨左定位板的上颂骨左侧连接件，用于连接咬合板与上颂骨右定位板的上颂骨右侧连接件；所述上颂骨左定位板和上颂骨右定位板上分别设置有固位螺孔，与上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件组合的插槽，其特征在于还包括与颏部左侧骨面相匹配的颏部左定位板，与颏部右侧骨面相匹配的颏部右定位板，两端分别与颏部左定位板、颏部右定位板相连的条状体，用于连接咬合板与颏部左定位板的颏部左侧连接件，用于连接咬合板与颏部右定位板的颏部右侧连接件；所述咬合板由主板、与主板左前侧相连的左翼板、与主板右前侧相连的右翼板组成，主板的上表面设置有上牙列终末咬合牙印，主板的下表面设置有下牙列终末咬合牙印，左翼板、右翼板上分别设置有用于确定上颂骨截骨线位置和确定上颂骨术后位置并与上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件组合的两组插槽，以及分别设置有与颏部左侧连接件、颏部右侧连接件组合的第三组插槽；所述颏部左定位板和颏部右定位板上分别设置有用于确定颏部截骨线位置和确定颏部术后位置并与颏部左侧连接件、颏部右侧连接件组合的两组插槽，以及分别设置有固位螺孔。
[0014]此种用于正颂手术的数字化导板可用于定位上颂、下颂、颏部正颂外科手术中的截骨及骨块移动。
[0015]上述三种用于正颂手术的数字化导板具有相同的创新之处，即咬合板由主板、与主板左前侧相连的左翼板、与主板右前侧相连的右翼板组成，插槽和固位螺孔设置在左翼板和右翼板上，主板上不设置插槽和固位螺孔，只有上牙列终末咬合牙印或/和下牙列终末咬合牙印，因而它们属于一个总的发明构思。
[0016]为了在手术完成后便于分离左翼板和右翼板，将主板作为终末导板使用，所述左翼板与主板的相连处设置有左翼板与主板分离的第一引导线，沿第一引导线有厚度薄于主板、左翼板厚度的分离带；所述右翼板与主板的相连处设置有右翼板与主板分离的第二引导线，沿第二引导线有厚度薄于主板、右翼板厚度的分离带。
[0017]本发明所述用于正颂手术的数字化导板的制作方法如下:
[0018]1、第一种用于正颂手术的数字化导板的制作方法
[0019]1.构件设计
[0020]⑴用印模材料获取患者上牙列、下牙列印模，用石膏灌注，获得患者上牙列、下牙列的石膏模型；
[0021]⑵通过步骤⑴获得的石膏模型确定上牙列、下牙列手术后的相对位置并记录为终末咬合关系，通过模型激光扫描仪获取患者上牙列、下牙列的数字化三维模型，以STL格式将上牙列、下牙列及终末咬合关系保存下来；
[0022]⑶获取患者术前处于息止位时拍摄的CT数据，通过具有将CT数据进行数字化三维重建功能的软件，将患者颅颂面骨组织重建为数字化三维模型，将此模型命名为Al模型并以STL格式保存；
[0023]⑷通过具有“配准”功能的软件将步骤⑵得到的上牙列、下牙列的数字化三维模型分别匹配到Al模型的上、下牙列位置，并用上、下牙列的数字化三维模型取代Al模型上的上下牙列，所得到的模型命名为A2模型并以STL格式保存；
[0024](5)根据患者实际情况在步骤⑷得到的A2模型上设计上颂手术方案，依照手术方案在计算机中使用三维工业建模软件模拟上颂手术截骨和游离后的上颂骨块移动，确定手术后上颂骨块移动的位置，形成手术后的颅颂面数字化三维模型，将此模型命名为B模型并以STL格式保存；
[0025](6)在B模型上，使用三维工业建模软件模拟上颂骨左定位板和上颂骨右定位板的数字化三维模型，并在上颂骨左定位板和上颂骨右定位板的数字化三维模型上设计插槽和固位螺孔；使用三维工业建模软件模拟咬合板中主板的数字化三维模型，通过布尔运算在所述主板的数字化三维模型上表面形成术后需要的上牙列终末咬合牙印，在所述主板的数字化三维模型下表面形成术后需要的下牙列终末咬合牙印；
[0026](7)使用三维工业建模软件生成上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件的数字化三维模型，并将上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件的数字化三维模型分别与上述上颂骨左定位板、上颂骨右定位板的数字化三维模型连接以确定咬合板中左翼板、右翼板的位置及左翼板、右翼板上用于确定上颂骨术后位置的一组插槽的位置并生成左翼板、右翼板的数字化三维模型及确定上颂骨术后位置的一组插槽；
[0027]⑶保持上颂骨左定位板、上颂骨右定位板、上颂骨左侧连接件和上颂骨右侧连接件数字化三维模型的位置不变，将形成B模型时所移动的上颂骨骨块恢复至在A2模型中所处的位置并同步移动咬合板数字化三维模型，记录在此状态下上颂骨左侧连接件、上颂骨右侧连接件数字化三维模型与咬合板数字化三维模型的相对位置，通过布尔运算在咬合板的左翼板和右翼板数字化三维模型上形成用于确定上颂骨截骨线位置的一组插槽；
[0028]i1.构件制作
[0029]使用三维打印材料，通过三维打印快速成型法将步骤i设计出的上颂骨左定位板、上颂骨右定位板、咬合板、上颂骨左侧连接件和上颂骨右侧连接件制作成实物。
[0030]2、第二种用于正颂手术的数字化导板的制作方法
[0031]1.构件设计
[0032]⑴用印模材料获取患者下牙列印模，用石膏灌注，获得患者下牙列的石膏模型；
[0033]⑵通过模型激光扫描仪获取患者下牙列的数字化三维模型，以STL格式将下牙列及终末咬合关系保存下来；
[0034]⑶获取患者术前处于息止位时拍摄的CT数据，通过具有将CT数据进行数字化三维重建功能的软件，将患者颅颂面骨组织重建为数字化三维模型，将此模型命名为El模型并以STL格式保存；
[0035]⑷通过具有“配准”功能的软件将步骤⑵得到的下牙列的数字化三维模型匹配到El模型的下牙列位置，并用下牙列的数字化三维模型取代El模型上的下牙列，所得到的模型命名为E2模型并以STL格式保存；
[0036](5)根据患者实际情况在步骤⑷得到的E2模型上设计颏部手术方案，依照手术方案在计算机中使用三维工业建模软件模拟颏部手术截骨和游离后的颏部骨块移动，确定手术后颏部骨块移动的位置，形成手术后的颅颂面数字化三维模型，将此模型命名为F模型并以STL格式保存；
[0037](6)在F模型上，使用三维工业建模软件模拟咬合板的数字化三维模型，并在咬合板的左翼板、右翼板数字化三维模型上设计插槽，通过布尔运算在咬合板的主板数字化三维模型下表面形成术后需要的下牙列终末咬合牙印；使用三维工业建模软件模拟颏部左定位板、颏