專利名稱：非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，為缺失牙提供修復手 術的導板以實現精確種植手術。
背景技術：
二十世紀五十年代，被譽為種植牙鼻祖的瑞典哥德堡大學教授Branemark發明鈦 金屬與骨的結合并提出了“骨整合”的概念，從而奠定了現代種植學的發展方向。人工種牙 就是在缺牙區的齒槽骨里植入能與骨頭結合良好的鈦金屬牙根，即種植體，經過3-6個月 的逾合期，鈦金屬牙根和周圍的牙床骨完全結合，成為堅固且能承受巨大咬合力的人工牙 根，然后在人工牙根上通過基臺聯接氧化鋁等材料做成的人工牙冠，這樣就在堅固的牙根 上再造出美觀、舒適、感受很像真牙的牙齒。由于鈦金屬具有良好的生物相容性，不被排斥， 可與骨內的骨細胞相結合而牢牢地固定在頌骨內，因此人工牙根具有良好的固定力，可支 撐咀嚼時所需的各種假牙。牙種植提供了比常規覆蓋義齒更加舒適和穩定的解決方法，確 保咬合和咀嚼能力更加自然。種牙時，怎樣確定人工牙根植入的位置、角度、深度等參數是非常重要的問題，這 將直接影響種牙后牙齒的咬合情況，進而影響牙齒的使用。目前的種牙手術中，醫生通過二 維X光片進行分析并制定方案，即術前需做口腔曲面全景體層攝影檢查，雖然X線曲面體層 片能顯示種植區域周圍骨關系的一定信息，但該方法僅能提供二維平面圖像，醫生只能間 接通過二維圖像來推測三維解剖結構關系，即所謂的“思維三維”，并且缺乏相關計算機輔 助設計和制造技術的支持，實際臨床手術時，所有的操作只能靠醫生經驗進行，制定的方案 無法得到精確實施。隨著現代工程技術的應用和發展，各種計算機輔助技術如圖像處理、反求工程 (Reverse engineering, RE)、計算機輔助設計(Computeraided design, CAD)/ 計算機輔 助制造(Computer aided manufacture, CAM)、快速成型(Rapid prototyping, RP)等在醫 學領域得到了廣泛應用，牙科特別是種植牙手術中也逐漸應用到這些先進工程技術，并形 成了計算機輔助種牙方法。目前，國外計算機輔助種牙技術已經有比較成熟的解決方案和 應用實例，比較有影響的是瑞典的NobelBiocare公司Procera 牙科解決方案和比利時
Materlise公司的Simplant 牙科解決方案，為世界各地的醫生和患者提供種植所需的數 據處理服務、手術導板和種植體等產品。目前的種植牙導板設計和制作方法需要醫生在電腦中完成方案設計，然后將該設 計方案提交給導板設計和制作公司完成設計和制作，醫生拿到最終的導板后，無法再根據 病人口腔實際情況進行進一步的修改。由于CT掃描、模型重建、數據轉換等方面不可避免 的存在誤差，導致病人口腔中的實際情況與電腦中的模型存在不一致的情況，會導致導板 無法在病人口腔中精確定位，影響導板使用。同時，醫生的經驗和技術在導板設計中也得不 到充分體現。

發明內容
為了克服已有的種植牙手術導板制作方法的無法進行調整、無法精確定位、實用 性差的不足，本發明提供一種能夠由醫生進行合理調整、實現精確定位、實用性好的非全牙 缺失的種植牙手術導板的制作方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，所述制作方法包括以下步驟(1)CT數據采集拍攝患者口腔部位的CT圖像；(2)骨骼三維模型重建利用三維重建軟件重建患者口腔部位的骨骼模型，重建 模型包括牙齒、下頌神經管和上頌神經管；(3)根據生物力學、病人骨骼條件設計初步種植方案，所述病人骨骼條件包括骨密 度、支撐種植體的骨骼高度和厚度、神經管位置和上頌竇底位置，所述種植方案包括種植體 數量、位置、種植體規格；(4)根據種植體位置，設計確定種植窩的模擬圓柱；(5)將骨骼三維模型用布爾減，減去種植體模擬圓柱，得到種植窩的初步位置；(6)用光固化樹脂通過快速成型方法成型帶初步種植窩的骨骼模型，所述骨骼模 型為半透明，顯示出種植窩、神經管和上頌竇底在骨骼內部的情況；(7)在骨骼模型上對帶初步種植窩的骨骼模型進行如下調整(7. 1)對種植位置和角度進行調整用粘結材料填充初步種植窩，然后用牙鉆重 新鉆孔確定位置；(7. 2)確定種植前的骨修整方案并進行模擬確定是否要進行牙槽嵴平整修整手 術并進行手術模擬；確定是否要進行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，計算植骨 量并進行手術模擬；確定是否要進行下頌神經管移位手術、骨劈開術、骨擠壓術手術并進行 模擬。(8)將模擬種植體插入到骨骼模型的種植窩中；(9)制作患者口腔內部石膏模型由種植醫生用現有方法(取印模、澆鑄石膏模 型)制作患者口腔內部(包括黏膜和牙齒表面)的石膏模型；(10)獲取缺牙部位模擬軟組織；(11)義齒修復；(12)手術導板制作過程(12. 1)取骨骼模型上的模擬義齒；(12. 2)在模擬種植體上導上金屬導管，所述金屬導管用于導板的鉆孔定位套；(12. 3)熱壓成型基于牙齒和黏膜表面的手術導板。作為優選的一種方案在所述步驟(12. 1)中，如果制作基于骨骼的手術導板，則 取下缺牙部位的模擬軟組織。并在步驟(12. 3)之后，從骨骼模型上取下導板，并對其進行修整，使其不干擾手 術時在口腔中的定位。所述步驟(10)中，獲取缺牙部位模擬軟組織的過程為(10. 1)用預制的薄塑膠板在熱壓成形機上烤軟后，以負壓的力量吸附到石膏牙列 模型上成形，得到牙列和黏膜表面模板；
(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，將自凝膠涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必須大 于軟組織厚度；(10. 3)將牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，使模板上的牙齒部分完全套在 骨骼模型上的牙齒上，并將缺牙部分壓實，使下面多余的自凝膠從旁邊擠出，自凝膠凝固后 得到缺牙部位的模擬軟組織。所述步驟(11)中，義齒修復的過程為(11. 1)將帶有模擬軟組織和種植方案的骨骼模型與相對應的石膏模型安裝在頌 架上；(11. 2)根據咬合關系和種植位置設計義齒修復過程單獨牙冠、牙橋，并確定軟 組織與義齒的覆蓋關系；(11. 3)根據義齒和模擬種植體位置，確定牙冠固定方式。本發明的技術構思為針對現有技術的情況，本發明以基于CT的三維重建、方案 設計及模型制作等最新技術為基礎，由種植醫生利用比較簡單的三維設計軟件設計初步的 種牙方案，然后通過快速成型技術制作帶有種植位置的半透明樹脂骨骼模型，清晰顯示下 頌神經管、上頌竇底等解剖結構。種植醫生通過該模型進行骨修整、方案修改等操作，并制 作手術導板，實現手術方案的精確實施。本發明改變了現有的手術方案和種牙導板的設計 和制作方法，醫生根據病人口腔的實際情況和自己的經驗，兼顧生物力學、種植美學和功能 恢復，使設計的導板更加符合病人口腔中的實際情況，同時使醫生的經驗得到充分發揮。本發明的有益效果主要表現在能夠由種植醫生對種植方案進行合理調整、實現 精確定位、實用性好。


圖1是口腔部位的骨骼模型的示意圖。圖2是種植窩的初步位置示意圖。圖3是將模擬種植體插入種植窩的示意圖。圖4是石膏模型的示意圖。圖5是手術導板的示意圖。圖6是修正后的手術導板的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。參照圖1 圖6，一種非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，所述制作方法包 括以下步驟(1) CT數據采集拍攝患者口腔部位的CT圖像，為保證骨骼重建精度，掃描層厚不 大于1毫米。(2)骼三維模型重建利用三維重建軟件如Mimics重建患者口腔部位的骨骼模型 (包括牙齒)，重建模型中還要包括下頌神經管、上頌神經管。如圖1所示。(3)根據生物力學、病人骨骼條件(骨密度、支撐種植體的骨骼高度和厚度、神經 管位置、上頌竇底位置)設計初步種植方案(包括種植體數量、位置、種植體規格)。
(4)根據種植體位置，設計確定種植窩的模擬圓柱，其直徑為2 毫米。(5)將骨骼三維模型用布爾減，減去種植體模擬圓柱，得到種植窩的初步位置。如 圖2所示。(6)用光固化樹脂通過快速成型方法成型帶初步種植窩的骨骼模型，該模型為半 透明，可以清晰顯示種植窩、神經管、上頌竇底在骨骼內部的情況。(7)種植醫生在骨骼模型上對初步方案進行調整(7. 1)如果對原設計的種植位置和角度不滿意，可用粘結材料填充初步種植窩，然 后用牙鉆重新鉆孔確定位置；(7. 2)確定種植前的骨修整方案并進行模擬確定是否要進行牙槽嵴平整修復手 術并進行模擬；確定是否要進行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，計算植骨量并 進行手術模擬；確定是否要進行下頌神經管移位手術、骨劈開術、骨擠壓術等手術并進行模 擬。(8)將模擬種植體(圓柱體)插入到骨骼模型的種植窩中。如圖3所示。(9)制作患者口腔內部石膏模型由種植醫生用現有方法(取印模、澆鑄石膏模 型)制作患者口腔內部(包括黏膜和牙齒表面)的石膏模型。如圖4所示。(10)獲取缺牙部位模擬軟組織(10. 1)用預制的薄塑膠板在熱壓成形機上烤軟后，以負壓的力量吸附到石膏牙列 模型上成形，得到牙列和黏膜表面模板。(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，將自凝膠涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必須大 于軟組織厚度，厚度不小于2毫米。(10. 3)將牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，就位主要依靠牙齒定位，使模 板上的牙齒部分完全套在骨骼模型上的牙齒上，并將缺牙部分壓實，使下面多余的自凝膠 從旁邊擠出。自凝膠凝固后得到缺牙部位的模擬軟組織。(11)義齒修復方案設計(11. 1)將帶軟組織和種植方案的骨骼模型與相對的(上頌或下頌)石膏模型上頌 架；(11. 2)根據咬合關系和種植位置設計義齒修復方案，如單獨牙冠、牙橋等，并確定 軟組織與義齒的覆蓋關系；(11. 3)根據義齒和模擬種植體位置，確定牙冠固定方式，如粘接或螺釘連接，如采 用基臺粘接，則確定基臺的形狀。(12)手術導板制作(12. 1)取骨骼模型上的模擬義齒和基臺；如果制作基于骨骼的手術導板，則還需取下缺牙部位的模擬軟組織；(12. 2)在模擬種植體上導上金屬導管(用于導板的鉆孔定位套)；(12. 3)用(10. 1)所述的方法熱壓成型基于牙齒和黏膜表面的手術導板。如圖5 所示。(12. 4)從骨骼模型上取下導板，并對其進行修整，使其不干擾手術時在口腔中的 定位。導板如圖6所示。對手術導板進行消毒備用。導板在手術中直接用手壓固定。
權利要求
一種非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，其特征在于所述制作方法包括以下步驟(1)CT數據采集拍攝患者口腔部位的CT圖像；(2)骨骼三維模型重建利用三維重建軟件重建患者口腔部位的骨骼模型，重建模型包括牙齒、下頜神經管和上頜神經管；(3)根據生物力學、病人骨骼條件設計初步種植方案，所述病人骨骼條件包括骨密度、支撐種植體的骨骼高度和厚度、神經管位置和上頜竇底位置，所述種植方案包括種植體數量、位置、種植體規格；(4)根據種植體位置，設計確定種植窩的模擬圓柱；(5)將骨骼三維模型用布爾減，減去種植體模擬圓柱，得到種植窩的初步位置；(6)用光固化樹脂通過快速成型方法成型帶初步種植窩的骨骼模型，所述骨骼模型為半透明，顯示出種植窩、神經管和上頜竇底在骨骼內部的情況；(7)在骨骼模型上對帶初步種植窩的骨骼模型進行如下調整(7.1)對種植位置和角度進行調整用粘結材料填充初步種植窩，然后用牙鉆重新鉆孔確定位置；(7.2)確定種植前的骨修整方案并進行模擬確定是否要進行牙槽嵴平整修整手術并進行手術模擬；確定是否要進行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，計算植骨量并進行手術模擬；確定是否要進行下頜神經管移位手術、骨劈開術、骨擠壓術手術并進行模擬。(8)將模擬種植體插入到骨骼模型的種植窩中；(9)制作患者口腔內部石膏模型由牙科醫生采用取印模、澆鑄石膏模型制作患者口腔內部的石膏模型；(10)獲取缺牙部位模擬軟組織；(11)義齒修復；(12)手術導板制作過程(12.1)取骨骼模型上的模擬義齒；(12.2)在模擬種植體上導上金屬導管，所述金屬導管用于導板的鉆孔定位套；(12.3)熱壓成型基于牙齒和黏膜表面的手術導板。
2.如權利要求1所述的非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，其特征在于在所 述步驟(12. 1)中，如果制作基于骨骼的手術導板，則取下缺牙部位的模擬軟組織；并在步驟(12. 3)之后，從骨骼模型上取下導板，并對其進行修整，使其不干擾手術時 在口腔中的定位。
3.如權利要求1或2所述的非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，其特征在于 所述步驟(10)中，獲取缺牙部位模擬軟組織的過程為(10. 1)用預制的薄塑膠板在熱壓成形機上烤軟后，以負壓的力量吸附到石膏牙列模型 上成形，得到牙列和黏膜表面模板；(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，將自凝膠涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必須大于軟 組織厚度；(10. 3)將牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，使模板上的牙齒部分完全套在骨骼模型上的牙齒上，并將缺牙部分壓實，使下面多余的自凝膠從旁邊擠出，自凝膠凝固后得到 缺牙部位的模擬軟組織。
4.如權利要求1或2所述的非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，其特征在于 所述步驟(11)中，義齒修復的過程為(11. 1)將帶有模擬軟組織和種植方案的骨骼模型與相對應的石膏模型安裝在頌架上；(11. 2)根據咬合關系和種植位置設計義齒修復過程單獨牙冠、牙橋，并確定軟組織 與義齒的覆蓋關系；(11. 3)根據義齒和模擬種植體位置，確定牙冠固定方式。
全文摘要
一種非全牙缺失的種植牙手術導板的制作方法，包括以下步驟(1)CT數據采集，(2)骨骼三維模型重建，(3)根據生物力學、病人骨骼條件設計種植方案，(4)根據種植體位置，設計確定種植窩的模擬圓柱；(5)將骨骼三維模型用布爾減，減去種植體模擬圓柱，得到種植窩的初步位置；(6)用光固化樹脂通過快速成型方法成型帶初步種植窩的骨骼模型；(7)在骨骼模型上對帶初步種植窩的骨骼模型進行調整，(8)將模擬種植體插入到骨骼模型的種植窩中；(9)制作患者口腔內部石膏模型；(10)獲取缺牙部位模擬軟組織；(11)義齒修復；(12)手術導板制作。本發明能夠由種植醫生進行合理調整、實現精確定位、實用性好。
文檔編號A61C8/00GK101822575SQ20101014764
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者劉云峰 申請人:浙江工業大學