CN110638548A - 应用于牙体组织预备的激光测距定深方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牙科临床诊疗技术领域，具体为应用于包括窝洞制备和根管治疗在内的牙体组织预备的激光测距定深方法，包括以下步骤：获取激光测距模块的数据并计算车针或根管治疗器械的总长度；获取激光测距模块的数据，计算通光孔到牙面的距离，计算车针或根管治疗器械未进入牙体组织表面的长度，根据车针或根管治疗器械的总长度，计算车针或根管治疗器械切削或进入牙体组织内部的深度。本发明提供的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，在窝洞制备、根管治疗、桩道预备和固定修复体的基牙预备等牙科复杂治疗中可以快速准确地指示和确定车针或根管治疗器械尖端切削或进入牙体组织的深度，为数字化技术引导下的牙科精准操作提供数据基础。

Description

应用于牙体组织预备的激光测距定深方法

技术领域

本发明涉及牙科临床诊疗技术领域，具体为应用于牙体组织预备的激光测距定深方法。

背景技术

常见的牙科治疗如窝洞制备、根管治疗、桩道预备、固定修复体的基牙预备等操作过程中，往往需要精确定位车针或根管治疗器械进入根管的长度或磨削牙体组织表面的深度。临床中，虽然可以依靠根尖X线片、根管长度测量仪或硅橡胶导板等辅助测量上述长度或深度，但操作中仍需要医师多次手工测量，并结合医生经验预估，不利于精确、快捷操作。牙科治疗中操作深度如果控制不当，在根管治疗中往往会引起根尖止点破坏或根管壁侧穿，在牙体修复预备中则会导致意外露髓、基牙抗力形下降等弊端。因此，临床操作中精确定位车针或根管治疗器械在牙体组织中的深度对于提高牙科治疗的精确性、可靠性具有重要的意义。

近年来，牙科锥形束投照计算机重组断层影像技术(CBCT)、3D口腔扫描技术等技术迅猛发展，为数字化技术在口腔临床诊疗中的应用奠定了基础，并推动了包含诊断设计、导板制作、临床操作和术后评价等在内的口腔全程数字化诊疗概念的形成和发展。基于数字化技术引导的牙科精准治疗可以显著降低临床操作的技术门槛，改变传统技术中过度依赖医生经验和操作手感的诊疗方式，并有助于减少诊疗并发症的发生。如果能够准确的定位牙科手机的车针或根管治疗器械在牙体组织中的位置和深度，将为操作者提供精准的数字化操作引导，从而显著提高临床操作的精准性，同时大大降低口腔临床诊疗的难度。因此，临床亟需一种能够应用于牙体组织预备的车针或根管治疗器械定位方法来解决上述问题。

发明内容

本发明意在提供一种应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，在窝洞制备、根管治疗中可以快速、实时、准确地定位车针或根管治疗器械尖端切削或进入牙齿的深度，为数字化精准操作提供数据基础。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，包括以下步骤：实时检测步骤，实时获取激光测距模块的数据，根据激光测距模块的数据计算机头上的通光孔到牙面的距离，根据机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械未进入牙体表面的长度，根据车针或根管治疗器械的总长度，计算车针或根管治疗器械尖端切削或进入牙体组织内部的深度。

本发明技术方案中，通过设置激光测距模块，能够实时检测机头和牙面的距离，进而计算出车针或根管治疗器械尖端切削或进入牙齿内的深度，进而可以定位车针或根管治疗器械端部的位置，为实现牙科治疗的数字化精准操作提供数据支持，有效避免工作长度不准确、根管侧穿、牙根管治疗器械折断等情况的发生，提高治疗的精确性和有效性，从而提高牙体组织预备的成功率。

进一步，所述车针或根管治疗器械总长度由操作人员手动设定。通过操作人员直接设定车针或根管治疗器械总长度，准确简单。

进一步，还包括车针或根管治疗器械长度检测步骤，将牙科手机的车针或根管治疗器械的尖端与牙面相抵，获取激光测距模块的数据，根据激光测距模块的数据计算机头上的通光孔到牙面的距离，根据机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的总长度。

通过车针或根管治疗器械长度检测步骤，可以自动化的检测车针或根管治疗器械的总长度，无需操作人员执行额外的操作，减少操作步骤。

进一步，还包括倾斜角度检测步骤，根据多个激光测距模块的检测数据的差值以及各个激光测距模块对应的通光孔之间的间距，计算车针或根管治疗器械的倾斜角度。

进一步，还包括：使用姿态传感器检测车针或根管治疗器械的倾斜角度。

进一步，所述激光测距模块测距时会照射一个预设的图形，并通过摄像头拍摄照射到牙面后的图案，激光测距模块根据图案与预设的图形之间的畸变计算机头上的通光孔到牙面的距离以及车针或根管治疗器械的倾斜角度。

进一步，实时检测步骤中根据倾斜角度、通光孔和车针或根管治疗器械之间的间距以及机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的未进入牙齿的长度，车针或根管治疗器械长度检测步骤中根据倾斜角度、通光孔和车针或根管治疗器械之间的间距以及机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的总长度。

通过检测车针或根管治疗器械的倾斜角度，进而将由于激光测距模块和车针或根管治疗器械之间的距离而带来的偏差进行抵消，保证测量更加准确。通过检测车针或根管治疗器械的倾斜角度，进而将由于激光测距模块和车针或根管治疗器械之间的距离而带来的偏差进行抵消，保证测量更加准确。

进一步，还包括牙面处理步骤，牙面处理步骤中对牙齿进行清洁和打磨。

通过牙面处理步骤对牙面进行清洁和处理，避免因每位患者牙面的粗糙度影响检测结果，以保证后续生成入齿深度数据的准确性。

进一步，所述车针或根管治疗器械长度检测步骤中，会重复多次计算车针或根管治疗器械的总长度，并取多次计算结果的平均值作为车针或根管治疗器械的总长度。取多次结果的平均值可以保证检测结果更加准确。

进一步，所述车针或根管治疗器械长度检测步骤中，还会判断牙科手机是否稳定，只有在判断牙科手机处于稳定状态后，才获取激光测距模块的数据并计算车针或根管治疗器械总长度。仅在牙科手机处于稳定状态时才进行数据采集，可以确保数据采集更加准确。

附图说明

图1为本发明应用于牙体组织预备的激光测距定深方法实施例一中使用的牙科手机的等轴测视图；

图2为本发明应用于牙体组织预备的激光测距定深方法实施例二中的原理图；

图3为本发明应用于牙体组织预备的激光测距定深方法实施例四中的原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：机身1、机头2、车针或根管治疗器械3、激光测距模块4、照明灯5、牙齿6。

实施例一

如图1所示，本实施例的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法所使用的牙科手机包括机头2和机身1，机头2上设有车针或根管治疗器械3、照明灯5以及通光孔，车针或根管治疗器械需要依据具体的项目选取，如果是进行窝洞制备则使用车针，如果是做根管治疗，则牙科手机的机头上安装的是如锉、钻等根管治疗器械，通光孔内设有激光测距模块4，本实施例的应用于牙窝洞或根管内的激光测距定深方法包括以下步骤：

牙面处理步骤，牙面处理步骤中对牙齿6进行清洁和打磨，本实施例中，打磨的过程中，将激光测距模块4照射激光的位置打磨为平面，具体的打磨后，将车针或根管治疗器械3尖端以垂直于牙面的方向抵到牙面上并读取激光测距传感器的数据，重复执行上述过程3-4次，计算激光测距传感器的检测数据的方差，如果方差小于预设值，则认为牙面已经处理好了，否则需要继续进行清洁和打磨。通过牙面处理步骤对牙齿6牙面进行清洁和处理，避免因每位患者牙面的粗糙度影响检测结果，以保证后续生成入齿深度数据的准确性。

车针或根管治疗器械3长度检测步骤，将牙科手机的车针或根管治疗器械3的尖端与牙面相抵，获取激光测距模块4和姿态传感器的数据，根据激光测距模块4的数据计算激光测距模块4到牙面的距离，将激光测距模块4到牙面的距离作为车针或根管治疗器械3的总长度。通过车针或根管治疗器械3长度检测步骤，可以自动化的检测车针或根管治疗器械3的总长度，无需操作人员执行额外的操作，减少操作步骤。在本申请的其他实施例中，车针或根管治疗器械3总长度由操作人员手动设定。通过操作人员直接设定车针或根管治疗器械3总长度，准确简单。

实时检测步骤，实时获取激光测距模块4和姿态传感器的数据，根据激光测距模块4的数据计算激光测距模块4到牙面的距离，以该距离作为车针或根管治疗器械3的未进入牙齿6的长度，根据车针或根管治疗器械3长度检测步骤检测出来的车针或根管治疗器械3总长度，计算车针或根管治疗器械3总长度和车针或根管治疗器械3未进入牙齿6的长度的差值，即激光测距模块4两次检测结果的差值，该差值即为车针或根管治疗器械3进入牙齿6内的深度。将该深度数据发送至可视化***中，可视化***将该深度数据和已经获取的牙齿6三维数据模型结合，生成实时的车针或根管治疗器械3和牙齿6的三维影像，进而可以定位车针或根管治疗器械端部的位置，将数据通过通信模块发送至上位机，为实现窝洞制备、根管治疗和固定修复体的基牙预备等的数字化技术引导下的精准操作提供数据支持，有效避免因工作长度不准确导致的意外露髓、根尖止点破坏、根管侧穿和根管治疗器械折断等情况的发生，提高治疗的精确性和有效性，从而提高复杂牙科治疗的成功率。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，实时检测步骤还包括：使用姿态传感器检测车针或根管治疗器械3的倾斜角度，实时检测步骤中根据倾斜角度、激光测距模块4和车针或根管治疗器械3之间的间距以及激光测距模块4到牙面的距离计算车针或根管治疗器械3的未进入牙齿6的长度。

车针或根管治疗器械3长度检测步骤还包括：根据姿态传感器检测车针或根管治疗器械3的倾斜角度，车针或根管治疗器械3长度检测步骤中根据倾斜角度、激光测距模块4和车针或根管治疗器械3之间的间距以及激光测距模块4到牙面的距离计算车针或根管治疗器械3的总长度。

如图2所示，具体的以s表示未深入牙齿6内的车针或根管治疗器械3长度，以d表示已经进入牙齿6内的车针或根管治疗器械3长度，ds表示车针或根管治疗器械3的总长度，θ表示车针或根管治疗器械3的倾斜角度，激光测距模块4的测量结果为dm，dl表示激光测距模块4和车针或根管治疗器械3的间距，则：

s＝dl*arctan(θ)+dm

d＝ds-s

本实施例中，通过姿态传感器检测车针或根管治疗器械3的倾斜角度，进而将由于激光测距模块4和车针或根管治疗器械3之间的距离而带来的偏差进行抵消，保证测量更加准确。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，本实施例中的车针或根管治疗器械3长度检测步骤中，会重复多次计算车针或根管治疗器械3的总长度，并取多次计算结果的平均值作为车针或根管治疗器械3的总长度。具体来讲，本实施例中，是重复进行3次数据和获取和车针或根管治疗器械3总长度的计算，然后取它们的平均值作为车针或根管治疗器械3的总长度。

车针或根管治疗器械3长度检测步骤中，还会判断牙科手机是否稳定，只有在判断牙科手机处于稳定状态后，才获取激光测距模块4的数据并计算车针或根管治疗器械3总长度。仅在牙科手机处于稳定状态时才进行数据采集，可以确保数据采集更加准确。具体是根据姿态检测模块的检测数据，如加速度计的数据和陀螺仪的数据检测到牙科手机的角度和加速度的变化率以及变化范围是否在预设范围内且持续时间大于预设时间，若是则认定牙科手机是稳定的，否则认定当前牙科手机处于移动状态。

实施例四

本实施例和实施例一的区别在于，本实例中，激光测距模块4有多个，通光孔也有多个，且手机本体内设有光纤，激光测距模块4独立于手机本体设置，光纤和通光孔以及激光测距模块4均连接，还包括倾斜角度检测步骤，根据多个激光测距模块4的检测数据的差值以及各个激光测距模块4对应的通光孔之间的间距，计算车针或根管治疗器械3的倾斜角度。其计算原理如图3所示，得到车针或根管治疗器械3角度后，再进一步按照实施例二中的方法计算车针或根管治疗器械3进入牙齿6内的深度。

实施例五

本实施例与实施例四的区别在于，通光孔为预设图形，或者多个通光孔组成一个预设的图形，如圆环形状，进而使得所述的激光测距模块4测距时会照射出这个形状，然后通过摄像头拍摄照射到牙面后的图案，激光测距模块4根据图案与预设的图形之间的畸变计算机头2上的通光孔到牙面的距离以及车针或根管治疗器械3的倾斜角度。所述测距模块还包括图像采集模块，本实施例中，图像采集模块为摄像头，设置在机头2上，摄像头要采用***头，如用于内窥镜的CMOS OV6920摄像头，或者MEMS摄像头，以尽可能的减小体积，所述图像采集模块用于激光照射在牙面后的形状，控制模块根据环形在牙面上的畸变情况检测牙科手机的倾斜角度以及机头2到牙面的距离，通过图形畸变计算距离或角度是现有的图像处理算法实现。

实施例六

本实施例中，激光测距模块4内设有可见光激光发射器和光源切换组件，当需要进行照明时，可以通过光源切换组件切换至可见光激光，可见光激光通过光源切换组件进入光纤，最后由通光孔照射出来，进而对口腔内部进行照明，方便医师操作。还包括光源切换步骤，根据用户操作切换光纤对应的光源。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，包括以下步骤：

实时检测步骤，实时获取激光测距模块的数据，根据激光测距模块的数据计算机头上的通光孔到牙面的距离，根据机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械未进入牙体表面的长度，根据车针或根管治疗器械的总长度，计算车针或根管治疗器械尖端切削或进入牙体组织内部的深度。

2.根据权利要求1所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：所述车针或根管治疗器械总长度由操作人员手动设定。

3.根据权利要求1所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：还包括：

车针或根管治疗器械长度检测步骤，将牙科手机的车针或根管治疗器械的尖端与牙面相抵，获取激光测距模块的数据，根据激光测距模块的数据计算机头上的通光孔到牙面的距离，根据机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的总长度。

4.根据权利要求3所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：还包括倾斜角度检测步骤，根据多个激光测距模块的检测数据的差值以及各个激光测距模块对应的通光孔之间的间距，计算车针或根管治疗器械的倾斜角度。

5.根据权利要求3所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：还包括：使用姿态传感器检测车针或根管治疗器械的倾斜角度。

6.根据权利要求3所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：所述激光测距模块测距时会照射一个预设的图形，并通过摄像头拍摄照射到牙面后的图案，激光测距模块根据图案与预设的图形之间的畸变计算机头上的通光孔到牙面的距离以及车针或根管治疗器械的倾斜角度。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：实时检测步骤中根据倾斜角度、通光孔和车针或根管治疗器械之间的间距以及机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的未进入牙齿的长度，车针或根管治疗器械长度检测步骤中根据倾斜角度、通光孔和车针或根管治疗器械之间的间距以及机头上的通光孔到牙面的距离计算车针或根管治疗器械的总长度。

8.根据权利要求7所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：还包括牙面处理步骤，牙面处理步骤中对牙齿进行清洁和打磨。

9.根据权利要求8所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：所述车针或根管治疗器械长度检测步骤中，会重复多次计算车针或根管治疗器械的总长度，并取多次计算结果的平均值作为车针或根管治疗器械的总长度。

10.根据权利要求9所述的应用于牙体组织预备的激光测距定深方法，其特征在于：所述车针或根管治疗器械长度检测步骤中，还会判断牙科手机是否稳定，只有在判断牙科手机处于稳定状态后，才获取激光测距模块的数据并计算车针或根管治疗器械总长度。

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