专利名称：用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及口腔种植学领域，特别是一种用于牙种植体手术的个性化定位导航系统。
背景技术：
口腔种植学是20世纪30年代发展起来的一门独立的新兴分支学科，主要包括种 植外科、种植义齿修复、种植材料、种植力学及种植生物学等内容。其中起支持、固位作用 的植入物称为口腔种植体，通常亦称牙种植体，即是指为了支持义齿修复的上部结构，用外 科手段在上颌或下颌颌骨内植入人工材料设计的装置。种植体按植入部位区分有骨内种 植体、骨膜下种植体、牙内骨内种植体及黏膜内种植体、穿下颌种植体及下颌支支架种植体 等。至今临床主要应用的是骨内种植体，外形多为柱状或螺纹柱状及根管锥状。
对于颌骨本身的解剖特征，下颌骨由两侧垂直的下颌支和中央水平的下颌体组 成。大多数情况下，下颌的种植术在下颌体区域进行。下颌种植需注意的解剖结构是下颌 管和颏孔。上颌骨的解剖形态不规则，由上颌骨体额突、颧突、牙槽突、腭突所组成。施行种 植手术主要涉及牙槽突及上颌骨体。上颌骨体部中心为空腔，称上颌窦，上颌窦形似地朝下 的锥状，四周由较薄的骨板构成拱形结构，其下壁与上颌牙槽突相连，底部盖过上颌前磨牙 或第一、二磨牙的根尖。当上颌窦底到牙槽突的距离过小，缺乏足够的骨组织支持时，一般 采用上颌窦底提升术来解决骨量不足的问题。 目前，临床上施行牙种植体手术前，一般会做牙工作模型及CT扫描，但是没有具 体的手段来精确确定种植体的位置和方向。因此，对于经验缺少的操作者来说，难度比较 大，且种植成功率相对比较低。 相对于人体上下颌复杂的解剖结构，至今临床医生对患者口腔种植环境的了解及 对种植体植入的方向、位置等的确定一般仅仅来自于平面X线片或平面CT片。如果想从这 些平面图片上完全掌握种植体植入的正确方向、位置，需要操作者有相当丰富的经验，成功 机率才会相对高一些，而且即使是一个有着丰富经验的操作者掌握的种植体植入的方向、 位置也只是一个视觉上、人脑想象中或简单测量后得到的推测位置，精确度还是比较低的， 同时由于手术中体位和手术操作空间的限制，也使预测位置和实际植入的位置和方向极易 产生偏差。 一旦种植失败，不仅给患者带来了更大痛苦，还给患者带来不小的财产损失， 毕竟目前为止，国内的种植体手术费用还是相对比较昂贵的，种植一颗牙平均费用大约在 一万元左右。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于数字图像技术的，用于牙种植体手术 的个性化定位导航系统以及用于该系统的个性化定位导向板，用于口腔种植外科手术中种 植体的精确定位定向，提高种植体手术的精确度。
本发明的技术方案为
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用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，其特征在于，包括带有示意种植体的 数字口腔工作模型和根据数字口腔工作模型设计的定位导向板模型以及与定位导向板模 型配合的定位导向管；所述数字口腔工作模型数据由颌骨及牙齿的医学三维重建数据以及 按照种植修复的医学需要正确放置的示意种植体数据组成；所述定位导向板模型与带有示 意种植体的数字口腔工作模型牙完全配合，包括T型平台结构，所述T型平台结构的左右 两侧分别设置有与相邻牙牙冠表面或与相邻无牙区域的牙槽骨表面相贴合的支撑面；所述 T型平台结构包括平台部分和导管部分，所述导管部分内搁置有具有T型结构的定位导向 管，所述T型平台结构的平台部分与T型定位导向管的平台部分相贴合，T型平台结构的导 管部分的内径与T型定位导向管的外径相同。 所述的定位导向板模型的设计，是指T型平台结构设计原则如下以数字口腔工 作模型上的示意种植体为基准，T型平台结构的平台部分与种植体的种植方向即种植体的 中心线相垂直；T型平台结构的导管部分的位置和方向与种植体的位置和方向相重合，即 导管部分的中心线与种植体的中心线相同；T型平台结构两侧的支撑面的设计原则如下 种植体两侧有牙时，以牙冠数据为参考，支撑面与相邻牙牙冠表面相贴合；种植体一侧或双 侧无牙时，以牙槽骨及颌骨数据为参考，支撑面与相邻无牙区域的牙槽骨表面相配合。
示意种植体数据包括种植体的种植位置和种植方向的数据；在确定种植体的三维 空间位置和方向时，遵循以下位置选择原则和方向选择原则种植体的种植位置在相邻牙 齿中心位置连线的中点上，种植体的中心线和相邻牙齿的中心线平行。 数字口腔工作模型的加工采用快速成型方法或数字制造方法；模型使用材料为金 属或非金属材料；定位导向板模型采用数字制造方法制成，模型使用材料为金属或非金属 材料。 用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其特征在于，包括T型 平台结构，所述T型平台结构的左右两侧分别设置有与相邻牙牙冠表面或与相邻无牙区域 的牙槽骨表面相贴合的支撑面；所述T型平台结构包括平台部分和用于搁置定位导向管的 导管部分，T型平台结构的平台部分与示意种植体的种植方向即种植体的中心线相垂直；T 型平台结构的导管部分的位置和方向与种植体的位置和方向相重合，即导管部分的中心线 与种植体的中心线相同；种植体两侧有牙时，T型平台结构两侧的支撑面与相邻牙牙冠表 面相配合，种植体一侧或双侧无牙时，支撑面与相邻无牙区域的牙槽骨表面相配合。
所述定位导向管为T型管，T型平台结构的平台部分与T型定位导向管的平台部 分相贴合，T型平台结构的导管部分的内径与T型定位导向管的外径相同；定位导向管的内 径分别与亚种植定位钻、扩孔钻和种植牙外径相配合。所述T型平台结构的平台部分厚度为0. 5mm-3mm，周边具有加固结构；导管部分从 T型平台结构的上表面到管的尾端的高度为0. 5mm-8mm，导管部分的直径为4mm-10mm。
T型平台结构的平台部分上表面低于相邻牙牙尖3mm-8mm。 所述T型平台结构侧面设有冲水管固定孔，用于固定冷却冲水管，冲水管固定孔
的内径与冷却冲水管的外径相配合。 本发明的技术效果 本发明的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，采用计算机辅助设计，首先 制作反映患者个性化特征的带有示意种植体的数字口腔工作模型，采用三维图像学方法精
5确指明了模拟种植体在口腔环境中的正确的医学位置，真实完整的再现了患者口腔部颌骨 外部轮廓和内部解剖结构以及种植体的植入位置和方向，使种植体的放置成为可准确而非 推测的工作，实现种植体的精确定位；再根据精确定位的种植体，设计实际手术用的定位导 向板，其与个性化定位导向板的精确配合，可以保证真实种植体在手术中经个性化定位导 向板的导航定位后种植在图像学设计的位置上，大大提高了牙种植体手术的成功率。
本发明的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，具体的，具有 以下有益效果1)在需放置种植体处，具有T型平台结构，所述T型平台结构包括平台部分 和导管部分，导管部分内搁置有具有T型结构的定位导向管，用于手术中对植入种植体的 准确定位和引导，同时T型平台结构具有的平台部分增加了手术操作空间，改善了手术中 体位和视野的限制；2)具有与相邻牙齿的牙冠或牙槽骨相贴合的支撑面，起到了很好的固 位支撑作用，使定位板具有唯一且稳定的支撑，避免了定位板放置的偏移，增加了定位导向 板定位的准确性3)导向定位板的制作采用数字制造方法，精度高，更符合个性化的需求， 4)在导向定位板上还设计有冲水管定位孔，用于固定冷却冲水管，避免了手术中另外需要 人力操作冷却冲水管，简化了手术操作，节省了人力。
图1是定位导向板的实施例的整体结构示意图。
图2是定位导向板的实施例的剖面示意图。 图3是使用快速成型技术生产出的带有示意种植体的数字口腔工作模型。
附图标记列示如下 l-导管部分，2-冲水管固定孔，3-支撑面，4-平台部分，5-T型平台结构，6-加固 结构，7-示意种植体，8_数字口腔工作模型，9-定位导向管。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明的实施例作具体说明。 用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，包括带有示意种植体的数字口腔工作 模型和根据数字口腔工作模型设计的定位导向板模型以及与定位导向板模型配合的定位 导向管；数字口腔工作模型数据由颌骨及牙齿的医学三维重建数据以及按照种植修复的医 学需要正确放置的示意种植体数据组成；定位导向板模型与带有示意种植体的数字口腔工 作模型牙完全配合，包括T型平台结构，所述T型平台结构的左右两侧分别设置有与相邻牙 牙冠表面或与相邻无牙区域的牙槽骨表面相贴合的支撑面；T型平台结构包括平台部分和 导管部分，导管部分内搁置有具有T型结构的定位导向管，T型平台结构的平台部分与T型 定位导向管的平台部分相贴合，T型平台结构的导管部分的内径与T型定位导向管的外径 相同。 所述的定位导向板模型的设计，是指T型平台结构设计原则如下以数字口腔工 作模型上的示意种植体为基准，T型平台结构的平台部分与种植体的种植方向即种植体的 中心线相垂直；T型平台结构的导管部分的位置和方向与种植体的位置和方向相重合，即 导管部分的中心线与种植体的中心线相同；T型平台结构两侧的支撑面的设计原则如下 种植体两侧有牙时，以牙冠数据为参考，支撑面与相邻牙牙冠表面相贴合；种植体一侧或双侧无牙时，以牙槽骨及颌骨数据为参考，支撑面与相邻无牙区域的牙槽骨表面相配合。
示意种植体数据包括种植体的种植位置和种植方向的数据，在确定种植体的三维 空间位置和方向时，遵循以下位置选择原则和方向选择原则种植体的种植位置应首先考 虑在相邻牙齿中心位置连线的中点上；种植体的中心线方向应首先考虑和相邻牙齿中心线 平行的方向。 在偏离上述位置选择原则和方向选择原则的情况下，遵循选择更粗大的种植体或 使种植体种的更深或使种植体与颌骨的接触面更大的原则。
在选择种植体时，还遵循以下原则在颌骨能容纳情况下，种植体尽量粗大的原 则，同时种植体外侧距离颌骨外侧不小于lmm的原则，也即种植体要位于颌骨的中心位置。
数字口腔工作模型的加工采用快速成型方法或数字制造方法，例如数控加工方法 或三维打印；模型使用材料为金属或非金属材料。如图3所示，是使用快速成型技术生产出 的种植体数字口腔工作模型8，其中包括示意种植体7。 种植体数字口腔工作模型的用途是采用三维图像学方法精确指明模拟种植体在 口腔环境中的正确的医学位置，其与个性化定位导向板的精确配合可以保证真实种植体在 手术中经个性化定位导向板的导航定位后种植在图像学设计的位置上。
如图1所示，用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，包括T型 平台结构5，T型平台结构的左右两侧分别设置有支撑面3，当种植位置两侧有牙时，支撑面 3与相邻牙牙冠表面相贴合，当种植位置的单侧或双侧无牙齿时，支撑面3与相邻无牙区域 颌骨的牙槽骨表面相贴合；所述T型平台结构包括平台部分4和导管部分1，参见图2，所述 导管部分1内搁置有具有T型结构的定位导向管9，该定位导向管为金属管，一般为钛合金 材料，用于引导手术用钻头，所述定位导向管的T型结构与T型平台结构相配合，即所述T 型平台结构的平台部分与T型定位导向管的平台部分相贴合，T型平台结构的导管部分的 内径与T型定位导向管的外径相同，定位导向管的内径分别与亚种植定位钻、扩孔钻和种 植牙外径相配合。图l所示的是种植体两侧有牙时的定位导向板的结构示意图，支撑面3 内表面具有与相邻牙牙冠表面相贴合的自然曲面形状，外表面与牙冠形态相似。所述T型 平台结构的侧面还设置有冲水管固定孔2，用于固定冷却冲水管，冲水管固定孔的内径与冷 却冲水管的外径相配合。冷却冲水管为金属或非金属管。另外T型平台结构周边还具有加 固结构6。本实施例中，当种植体两侧有牙时，T型平台结构的平台部分上表面低于相邻牙 牙尖3mm-8mm， T型平台结构的平台部分厚度为0. 5mm-3mm，导管部分从平台表面到管的尾 端的高度为0. 5mm-8mm，管的直径为4mm-10mm。制作定位导向板所用的材料为金属或非金 属材料，采用数字制造方法例如数控加工方法制成。 应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明 创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创 造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改 或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在 本发明创造专利的保护范围当中。
权利要求
用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，其特征在于，包括带有示意种植体的数字口腔工作模型和根据数字口腔工作模型设计的定位导向板模型以及与定位导向板模型配合的定位导向管；所述数字口腔工作模型数据由颌骨及牙齿的医学三维重建数据以及按照种植修复的医学需要正确放置的示意种植体数据组成；所述定位导向板模型与带有示意种植体的数字口腔工作模型牙完全配合，包括T型平台结构，所述T型平台结构的左右两侧分别设置有与相邻牙牙冠表面或与相邻无牙区域的牙槽骨表面相贴合的支撑面；所述T型平台结构包括平台部分和导管部分，所述导管部分内搁置有具有T型结构的定位导向管，所述T型平台结构的平台部分与T型定位导向管的平台部分相贴合，T型平台结构的导管部分的内径与T型定位导向管的外径相同。
2. 根据权利要求1所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，其特征在于，所 述的定位导向板模型的设计，是指T型平台结构设计原则如下以数字口腔工作模型上的 示意种植体为基准，T型平台结构的平台部分与种植体的种植方向即种植体的中心线相垂 直；T型平台结构的导管部分的位置和方向与种植体的位置和方向相重合，即导管部分的 中心线与种植体的中心线相同；T型平台结构两侧的支撑面的设计原则如下种植体两侧 有牙时，以牙冠数据为参考，支撑面与相邻牙牙冠表面相贴合；种植体一侧或双侧无牙时， 以牙槽骨及颌骨数据为参考，支撑面与相邻无牙区域的牙槽骨表面相配合。
3. 根据权利要求1所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，其特征在于，所 述示意种植体数据包括种植体的种植位置和种植方向的数据；在确定种植体的三维空间位 置和方向时，遵循以下位置选择原则和方向选择原则种植体的种植位置在相邻牙齿中心 位置连线的中点上，种植体的中心线和相邻牙齿的中心线平行。
4. 根据权利要求1所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，其特征在于，数 字口腔工作模型的加工采用快速成型方法或数字制造方法；模型使用材料为金属或非金属 材料；所述定位导向板模型采用数字制造方法制成，模型使用材料为金属或非金属材料。
5. 用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其特征在于，包括T型平 台结构，所述T型平台结构的左右两侧分别设置有与相邻牙牙冠表面或与相邻无牙区域的 牙槽骨表面相贴合的支撑面；所述T型平台结构包括平台部分和用于搁置定位导向管的导 管部分，T型平台结构的平台部分与示意种植体的种植方向即种植体的中心线相垂直；T型 平台结构的导管部分的位置和方向与种植体的位置和方向相重合，即导管部分的中心线与 种植体的中心线相同；种植体两侧有牙时，T型平台结构两侧的支撑面与相邻牙牙冠表面 相配合，种植体一侧或双侧无牙时，支撑面与相邻无牙区域的牙槽骨表面相配合。
6. 根据权利要求5所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其 特征在于，所述定位导向管为T型管，T型平台结构的平台部分与T型定位导向管的平台部 分相贴合，T型平台结构的导管部分的内径与T型定位导向管的外径相同；定位导向管的内 径分别与亚种植定位钻、扩孔钻和种植牙外径相配合。
7. 根据权利要求5所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其 特征在于，所述T型平台结构的平台部分厚度为0. 5mm-3mm，周边具有加固结构；导管部分 从T型平台结构的上表面到管的尾端的高度为0. 5mm-8mm，导管部分的直径为4mm-10mm。
8. 根据权利要求5所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其 特征在于，所述T型平台结构的平台部分上表面低于相邻牙牙尖3mm-8mm。
9.根据权利要求5所述的用于牙种植体手术的个性化定位导航系统的定位导向板，其 特征在于，所述T型平台结构侧面设有冲水管固定孔，用于固定冷却冲水管，冲水管固定孔 的内径与冷却冲水管的外径相配合。
全文摘要
用于牙种植体手术的个性化定位导航系统，包括带有示意种植体的数字口腔工作模型和根据数字口腔工作模型设计的定位导向板模型以及与定位导向板模型配合的定位导向管；定位导向板模型包括T型平台结构，T型平台结构的左右两侧分别设置有与相邻牙牙冠表面或与相邻无牙区域的牙槽骨表面相贴合的支撑面；T型平台结构包括平台部分和导管部分，所述导管部分内搁置有具有T型结构的定位导向管。本发明通过种植体数字口腔工作模型与个性化定位导向板的精确配合，保证了真实种植体在手术中经个性化定位导向板的导航定位后种植在图像学设计的位置上，大大提高了牙种植体手术的成功率。
文档编号A61C8/00GK101732099SQ20091024964
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘灿, 李晓峰, 武星 申请人:北京吉马飞科技发展有限公司