一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法

技术领域

本发明涉及口腔医学的技术领域，具体而言，涉及一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法。

背景技术

随着金属纯钛3D打印技术在口腔医学领域的日趋完善，以及口腔影像技术与相关计算机软件技术的完善，个性化牙根式种植牙，近年已在口腔种植医学领域发展起来，由于其微创性、保留原牙牙槽骨外形、保存原牙黏膜外形而不失美学要求、可媲美原牙力学及相应的功能结构，目前受到口腔种植领域患牙即拔即种技术需求医师及患者的推崇。

但个性化牙根式种植牙的设计，对CBCT拍摄患牙的牙根、牙槽窝、牙槽窝边缘、牙龈边缘线、牙龈边缘至牙根部牙槽骨边缘的高度与宽度及不规则形体，以及患牙的邻牙、对颌牙及在牙尖交错位状态下空间关系的影像数据要求较高，只有准确的影像数据，才能设计制作出精准的根式种植牙。目前存在的问题:

第一，由于软组织对X光不阻射，CBCT影像技术无法得到准确的穿龈部分(牙槽骨边缘到牙龈缘)的影像数据，一是数据不准确可能会导致穿龈部分不够光滑，细菌附着后引起种植体周围炎；二是牙龈边缘的数据会影响到烤瓷牙基台的位置的设计，烤瓷牙基台的位置会影响最终牙冠制作完成后的美观度和口腔健康，①基台距离牙龈过远则造成美观度不足，②基台进入牙龈沟过深引起牙龈炎。

第二，患牙邻牙、对颌牙在牙尖交错位状态下的空间位邻关系，会影响牙根式种植牙修复基台与最终烤瓷牙的空间位置和形态大小。目前采用的口腔CBCT影像与口腔扫描影像叠加的方式，有较多不足：①操作繁琐；②使用设备多；③花费成本和时间高；④不同设备来源的数据结果不一致；⑤制作的牙根式种植体的标准度低，种植失败率较高。

第三、由于需拔除患牙多存在牙槽窝较浅、颊舌侧或腭侧骨缺损、牙根弯曲等复杂情况，牙根式种植牙植入后容易松动，不能产生初期稳定性而造成种植失败。

因此，牙根式种植牙只有实现精确设计，具备初期稳定性，才能扩大此类种植牙的适应症，真正的在口腔临床普及应用，服务人类。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法，实现个性化牙根式种植牙在设计制作时简单易操作，且种植安装后的创口愈合时间短、初期稳定性好，生物亲和性好，种植临床成功率高。

本发明的技术方案是提供了一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法，该方法包括：

步骤1、在患者牙龈边缘龈沟内塞入一圈金属丝，金属丝围绕在牙龈沟周边，然后将多余的金属丝用剪刀剪除；

步骤2、对患者的口腔患牙拍摄CBCT影像，根据牙尖交错位咬合关系的CBCT影像数据获得患牙、邻牙、对颌牙、远中邻牙在牙尖交错位状态下的空间位邻关系影像数据；通过拍摄牙龈边缘到牙槽骨顶之间的部分获得穿龈部分影像数据，为设计制作牙根式种植牙牙肩台的位置、种植牙的空间位置、种植牙的形态大小提供数字依据，其中，穿龈部分影像中包含金属丝5的影像；

步骤3、将步骤2获取的CBCT影像数据转换为患牙牙根面片模型；

步骤4、对患牙牙根面片模型的表面进行精细化处理和细节修复，并导出三维模型；

步骤5、对步骤4中得到的三维模型进行表面处理，在模型的顶部添加安装牙套的台面；

步骤6、在修复基台的基础上设计栓道位置，栓道位于修复基台顶部到牙槽窝之间，栓道用于插入所述固位螺钉的通孔；栓道与牙根成交叉状，栓道位于牙根部牙槽骨骨量多的位置；

步骤7、得到步骤6中的最终种植牙模型后，根据最终种植牙模型3D打印出种植牙。

在上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2通过拍摄获取患牙牙根与牙槽窝的空间位邻关系，牙槽窝周边牙槽骨大小的影像数据，作为设计制作牙根部种植体的形态大小、固位螺钉、固位螺钉进入牙槽骨的深度提供依据。

在上述任一项技术方案中，进一步地，步骤1金属丝为塑性强的细银丝或医用硫酸钡细线，长度为大于目测患者口腔牙齿牙龈沟周长。

在上述任一项技术方案中，进一步地，步骤3中将CBCT影像数据转换为患牙牙根面片模型的步骤包括：

读取三个方向的CBCT影像，建立叠加模板，对患牙部分进行模拟仿真，得到接近完整的患牙牙根面片模型。

在上述任一项技术方案中，进一步地，步骤6中种植体固位螺钉进入牙槽骨深度不低于2毫米。

在上述任一项技术方案中，进一步地，步骤3中将CBCT影像数据转换为患牙牙根面片模型的步骤还包括：提取患牙的所在位置坐标。

本发明的有益效果是：

本发明中的技术方案，在患牙口腔的牙龈沟周边放置一圈具有高阻射、可塑性强的银丝，获取患牙牙龈边缘及到牙槽骨边缘穿龈部分和牙尖交错位咬合关系的CBCT影像数据；使用医学设计软件、工业设计软件，通过虚拟拟合的方式，设计出可3D打印的牙根式种植牙模型；实现定制化种植牙提取影像简单快捷且准确，在模型设计方面基台位置更贴合患者自身的牙结构。在种植体上设计安装的固位螺丝，可与种植体形成交叉锁结，将种植体牢固的锁结在牙槽窝内。安装后创口愈合时间短、种植牙稳固性好且生物亲和性好。

附图说明

本发明的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法的示意流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的牙齿空间位邻关系示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的牙齿结构示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的患牙的三方向CBCT示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的三维面片模型示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的患牙初步处理模型示意图；

图7是根据本发明的一个实施例的患牙精处理模型示意图；

图8是根据本发明的一个实施例的修复基台栓道和固位螺钉的位置示意图。

其中，1-患牙、2-近中邻牙、3-对颌牙、4-远中邻牙、5-金属丝、6-牙槽骨顶、7-牙槽骨、8-牙龈软组织、9-牙龈沟、10-牙冠、11-牙根、12-牙槽窝、13-栓道、14-固位螺钉。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本实施例提供了一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法所需影像数据的提取方法，基于CBCT影像和设计软件，通过虚拟拟合的方式，设计出可3D打印的牙根式种植牙影像的方法。

需要说明的是，CBCT影像，又叫锥形束CT，通过X光对口腔全牙列进行重组断层投照，获得全口腔牙槽骨及牙齿多层影像，实现3D影像。设计软件包括医学设计软件和工业设计软件，例如Mimics Medical、Geomagic Wrap、Geomagic DesignX、Solidworks，其中Mimics Medical为医学CT影像进行模拟和提取的专业软件，广泛运用于骨科，内科等方面的研究和其相关实验及治疗；Geomagic为工业数据设计和处理的软件群，功能强大，主要运用在工业设计、逆向设计、扫描检测等领域。

具体地，该实施例提供了一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法，包括：

步骤1、利用金属丝5对X光的阻射性，在患者拍摄口腔CBCT影像之前，往患者牙龈边缘龈沟内塞入一圈金属丝5，多余的金属丝5用剪刀剪除。

如图2、图3所示，其中，步骤1中的金属丝5为塑性强的细银丝或医用硫酸钡细线，直径为0.3毫米，长度为大于目测患者口腔牙齿牙龈沟9周长；将金属丝5塞入牙龈沟9周边一圈；由于金属丝5材质软，且直径限制在0.3毫米内，操作时容易放置于牙龈沟9内。

步骤2、通过步骤1的操作，患牙口腔安装金属丝5后，拍摄患牙口腔的CBCT影像，根据牙尖交错位咬合关系的CBCT影像数据获得患牙1、邻牙2、对颌牙3、远中邻牙4在牙尖交错位状态下的空间位邻关系影像数据；通过拍摄牙龈边缘到牙槽骨顶6之间的部分获得穿龈部分影像数据，具体为牙槽骨顶6到牙龈边缘被牙龈软组织8包绕的牙冠10与牙根11的结合部位，为设计制作牙根式种植牙牙肩台的位置、种植牙的空间位置、种植牙的形态大小提供数字依据；另外，穿龈部分影像中包含金属丝5的影像。

需要说明的是，空间位邻关系是指不同牙齿之间的排列关系，尤其是在牙齿没有充足空间的情况下，使用空间位邻关系可以描述上下颌牙齿在口腔中的相对位置。

其中，通过牙尖交错位状态下的空间位邻关系影像数据得到牙根与牙槽窝的空间位邻关系，牙槽窝周边牙槽骨大小的影像数据，作为设计制作牙根部种植体的形态大小、固位螺钉位置、固位螺钉进入牙槽骨的深度提供依据。

步骤3、将步骤2获取的CBCT影像数据转换为患牙牙根面片模型；在本实施例中，使用Mimics Medical软件中读取CBCT影像，进行三视图的创建和叠加模板后分析编辑读取的影像，进行患牙部分的模拟仿真，提取出接近完整的患牙牙根面片模型。

步骤3.1、如图4所示，将步骤1和步骤2中的CBCT影像数据导入到Mimics Medical软件中，获得上侧、前侧、左侧不同角度的数据后，创建三视图。

步骤3.2、如图5所示，在视图中建立叠加模板，将影像数据进行叠加显示后编辑，建立患者目标牙体的三角面片模型，获得目标患牙的模型和患牙的所在位置的提取；目标患牙位置是定位种植牙的固定方式、固位钉位置的重要数据。

需要说明的是三角面片是由许多连接在一起的三角形构成的网格，用于表示三维物体的表面。

步骤4、对患牙牙根面片模型的表面进行精细化处理和细节修复，并导出三维模型；

如图6所示，在Geomagic Wrap软件中进一步加工步骤3中Mimics导出的三角面片模型，编辑修复三角面片模型不规则的表面，对模型表面进行反复的处理，最终获得表面光滑的患牙模型，与原牙具有具有良好的贴合性。

步骤5、对所述步骤4中得到的三维模型进行表面处理，在模型的顶部添加安装牙套的修复基台；

如图7所示，在Geomagic DesignX软件中对步骤4中的患牙模型运用机械加工原理进行牙根的主要机理部分的设计和教工处理；对患牙模型的外表面和牙槽窝进行添加和修改编辑，获得种植牙模型包含基台，此时种植牙模型的基台达到能够安装牙套的状态。

步骤6、在修复基台的基础上设计栓道(13)位置，所述栓道(13)位于修复基台顶部到所述牙槽窝(12)之间，所述栓道(13)用于插入所述固位螺钉(14)的通孔；所述栓道(13)与牙根成交叉状，所述栓道(13)位于牙根部牙槽骨骨量多的位置；

如图8所示，基于步骤5中种植牙模型使用Solidworks软件设计患牙栓道13。栓道13为修复基台顶部到牙槽窝12之间，栓道13用于插入固位螺钉14的通孔；栓道13与牙根成交叉状，栓道13位于牙根部牙槽骨骨量多的位置；根据设计制作的栓道13、固位螺14钉的位置和深度数据，得到最终的牙模型。

步骤7、得到的最终种植牙模型后，根据最终种植牙模型3D打印出种植牙。

以上结合附图详细说明了本发明发明的技术方案，本发明发明提出了一种利用口腔CBCT影像的牙根式种植牙方法，包括：在患牙口腔的牙龈沟周边放置一圈具有高阻射、可塑性强的银丝，获取患牙牙龈边缘及到牙槽骨边缘穿龈部分和牙尖交错位咬合关系的CBCT影像数据；使用医学设计软件、工业设计软件，通过虚拟拟合的方式，设计出可3D打印的牙根式种植牙模型；实现定制化种植牙提取影响简单快捷且准确，在模型设计方面基台位置更贴合患者自身的牙结构，安装后创口愈合时间短、种植牙稳固性好且生物亲和性好。

本发明中的步骤可根据实际需求进行顺序调整、合并和删减。

本发明装置中的单元可根据实际需求进行合并、划分和删减。

尽管参考附图详地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。