專利名稱：一種基于錐束ct數(shù)據(jù)的國產(chǎn)數(shù)字化手術(shù)導板制作的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運用計算機軟件設(shè)計制作手術(shù)用導板的方法。特別地，涉及一種基于錐束CT(CBCT)數(shù)據(jù)，利用計算機三維建模軟件設(shè)計制作口腔外科手術(shù)用導板的方法。
背景技術(shù)：
與機體的其它組織和器官的手術(shù)不同，口腔頜面部手術(shù)，尤其是涉及上下頜骨關(guān)系的手術(shù)以及口腔種植術(shù)，在定位方面具有特殊性和復雜性，主要依靠牙齒位置、牙列關(guān)系來確定。在口腔手術(shù)中，游離的骨塊通過定位導板移動至術(shù)前設(shè)計好的位置進行固定。臨床上普遍使用的定位導板是通過傳統(tǒng)的模型外科制作而成，制作過程中容易帶入較大的誤差，牙齒咬合面形態(tài)清晰度不足，使用的牙托水會釋放刺激性氣味，同時模型外科中的石膏 模型不利于保存。近年來隨著計算機的不斷發(fā)展以及在臨床應用的不斷探索，數(shù)字醫(yī)學應運而生，數(shù)字化設(shè)計制作定位導板也在被不斷研究，并且國外已有成品導板與相關(guān)軟件的出產(chǎn)。目前已知的導板制作公司有比利時的Materialise公司，但是制作耗時較久，費用較高。找到一種方法以低成本數(shù)字化設(shè)計制造精密度較高的手術(shù)定位導板，是目前數(shù)字醫(yī)學在口腔外科中得以全面流暢運用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高精密度的口腔外科手術(shù)導板的簡便快捷的數(shù)字化制作方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種基于CBCT數(shù)據(jù)的國產(chǎn)數(shù)字化手術(shù)導板制作的方法，其特征在于，包括以下步驟(I)選擇形成偽影較少的陶瓷托槽，黏貼于患者前牙區(qū)與雙尖牙區(qū)。(2)患者口內(nèi)取模，超硬石膏灌模；對患者及其牙列的石膏模型作CBCT掃描，獲得數(shù)據(jù)。(3)使用三維建模軟件重建患者顱頜骨與石膏模型的三維模型；使用三維手術(shù)模擬軟件模擬手術(shù)中的頜骨移動，使其移動至手術(shù)方案設(shè)計的位置；使用三維擬合配準軟件，將移動后的顱頜骨與石膏模型作模型間的擬合配準。(4)使用軟件中的布爾減工具，在擬合后的上下頜牙列間導入一個牙弓形態(tài)的數(shù)據(jù)塊，通過布爾減工具制作手術(shù)導板；之后通過快速成型設(shè)備直接制作實體化手術(shù)定位導板。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果，用本發(fā)明提供的手術(shù)定位導板不但可以很好的滿足手術(shù)中對頜骨精確定位的要求；同時在患者口內(nèi)試戴調(diào)改中，基本不需要作改動，即可順利就位；并且整個數(shù)據(jù)采集過程僅需要錐束CT 一臺設(shè)備，大大減少了制作成本，擴大了適用范圍。滿足了以低成本、高效率、高精度制作手術(shù)定位導板的要求。
具體實施方式
通過對兩個三維模型的擬合配準，使用牙體形態(tài)成像較為清晰的石膏模型來替代顱頜骨模型中成像較差的牙列數(shù)據(jù)，從而可以同時獲得清晰的牙面以及較為完整的顱頜骨。鑒于常規(guī)的金屬托槽在錐束CT掃描中會產(chǎn)生較嚴重的偽影，因此本發(fā)明選擇阻射性好、形成偽影少的陶瓷托槽。本發(fā)明的特點是用幾種三維手術(shù)建模軟件，采用錐束CT 二次掃描獲得數(shù)據(jù)，通過兩個數(shù)據(jù)的擬合配準，在計算機中設(shè)計制作數(shù)字化手術(shù)定位導板，并使用快速成型設(shè)備實體化制作，從而找到一種低成本高精度的易于操作的數(shù)字化手術(shù)導板的制作方法。下面詳細說明本發(fā)明的實施例。實施例1戴X，男，24歲，主訴下巴偏左5年余。?？茩z查患者下頜骨體部左右不對稱，軟組織頦部左偏10-llmm,下牙列中線左偏5-6mm,磨牙關(guān)系左側(cè)II類,右側(cè)III類。開口型左偏，開口度基本正常，雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)彈響，無疼痛。下頜骨均角。診斷為下頜發(fā)育過度，偏頜畸形。 將患者上下頜雙側(cè)前牙區(qū)與雙尖牙區(qū)的金屬托槽替換為單晶體陶瓷托槽，制取上下頜牙列的超硬石膏模型，對患者與石膏模型分別作錐束CT掃描，其結(jié)果以DICOM文件導入計算機；使用Surgicase CMF5. 0 (Materialise,比利時)軟件進行圖像的三維重建，設(shè)計下頜骨行雙側(cè)下頜升支矢狀劈開術(shù)并模擬手術(shù)移動下頜骨，移動方案為下頜后退Imm ；矢狀面，下頜前牙向上旋轉(zhuǎn)5. 18° ;冠狀面，下頜右側(cè)后牙區(qū)向上旋轉(zhuǎn)1. 45° ;水平面，下頜向右旋轉(zhuǎn)V ;將移動后的上下頜骨以及重建后的上下頜石膏模型三維圖像數(shù)據(jù)以STL文件形式導出；使用Mimics 10. 0 (Materialise,比利時)軟件導入上述的STL文件,并進行患者上下頜三維圖像與石膏模型圖像的擬合配準，移動上下頜石膏模型至手術(shù)設(shè)計的術(shù)后位置，并將移動后的上下頜石膏模型三維數(shù)據(jù)以STL文件形式導出；使用Rhinoceros4.0 (Robert McNeel&Assoc,美國)軟件導入上下頜石膏模型的STL文件,在兩個模型之間，導入一個牙弓形態(tài)的空白數(shù)據(jù)塊，使用布爾減工具在該空白數(shù)據(jù)塊中去除上下頜牙齒咬合面形態(tài)數(shù)據(jù)，從而制作出數(shù)字化手術(shù)導板；使用快速成型設(shè)備直接實體化制作完成手術(shù)定位導板。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)力要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于錐束CT數(shù)據(jù)的國產(chǎn)數(shù)字化手術(shù)導板制作的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)黏貼陶瓷托槽。(2)患者口內(nèi)取模，超硬石膏灌模，對患者及其牙列的石膏模型作錐束CT掃描，獲得數(shù)據(jù)。(3)使用計算機軟件三維建模、模擬手術(shù)移動并將移動后的顱頜骨與石膏模型作擬合配準。(4)使用軟件中的布爾減工具制作數(shù)字化手術(shù)導板，并用快速成型設(shè)備直接制作而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于對患者顱頜骨與石膏模型作二次掃描，通過軟件擬合配準，同時獲得精確的顱頜骨位置以及清晰的牙體牙面圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所有圖像數(shù)據(jù)均使用錐束CT掃描獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于使用陶瓷托槽來減少因托槽形成的偽影，從而增加圖像清晰度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過使用錐束CT進行二次掃描，利用計算機三維建模與手術(shù)模擬軟件設(shè)計制作數(shù)字化手術(shù)定位導板的方法。通過軟件擬合配準，將成像較為清晰的上下頜牙列的石膏模型數(shù)據(jù)替換顱頜骨中的牙列數(shù)據(jù)，結(jié)合手術(shù)模擬移動骨塊，設(shè)計制作滿足臨床使用的手術(shù)導板。該法具有制備過程簡便，儀器設(shè)備簡單，制作成本較低，導板精密度較高等優(yōu)點，得到的導板可以滿足口腔正頜外科手術(shù)使用要求。
文檔編號A61C8/00GK102988114SQ20111027810
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者謝志堅, 朱赴東, 石玨, 李盛來, 葛巍立, 宋恩 申請人:浙江大學醫(yī)學院附屬口腔醫(yī)院