TWI710360B - 使用3d混合影像建構程式的齒顎矯正系統 - Google Patents

使用3d混合影像建構程式的齒顎矯正系統 Download PDF

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Abstract

提供一種根據本發明的實施例的使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統包含：配置成根據CT影像設備獲得的CT影像數據準備齒顎矯正手術的初步數據，將初步數據傳輸至齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的截骨術數據輸入至3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至齒顎矯正裝置製造商伺服器的牙科診所伺服器；以及配置為合併CT數據及齒齦數據，擷取此以產生顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的顎骨3D影像檔案於程式內切割顎骨，並傳輸數據至牙科診所伺服器的齒顎矯正裝置製造商伺服器。

Description

使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統
本發明一般涉及一種齒顎矯正系統，特別的是涉及一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該程式將患者的CBCT數據轉換為3D影像檔案，並將工作模型的掃描數據合併至轉換影像以建構精確的3D影像。
齒顎矯正手術(矯正顎骨手術、顎骨手術)係指當上顎骨或下顎骨生長導致過度發育、發育不足或超出正常範圍的不對稱狀態時，設計用以矯正上顎骨或下顎骨形式或形狀異常的手術。由於齒顎矯正手術引起顎骨位置的變化，通常在手術前後施加齒列矯正治療。手術計劃通常需要齒顎矯正醫生與口腔顎面外科醫生之間的合作，因此，與常規手術相比，由於包含準備的步驟及手術後的咬合治療，手術需要較長的整體時間及更複雜的一套程序。
於齒顎矯正程序的領域中，正引入利用基於3D模擬的引導方法。然而，這些方法多數僅限於使用上顎骨及下顎骨的牙齒的咬合關係來再重建顎骨關係。儘管齒顎矯正手術的主要步驟包含診斷、分離顎骨及固定，但上述方法僅為最後步驟提供結果，亦即固定，而沒有為潛在地更危險的分離顎骨步驟提供的充分準備。此外，由於沒有在截骨術之後的關於顎骨的適當移動的客觀指數，故程序完全取決於外科醫生的判斷。
韓國申請專利公開號No. 10-2013-0008236(專利文獻1)揭示「用於齒顎矯正手術的影像相配數據創建方法及利用其用於齒顎矯正模擬手術的方法」，其包含從患者的臉部骨骼的CT(電腦斷層掃描)影像中去除干擾，使用牙齒區域的3D掃描數據提高上顎骨及下顎骨的牙齒區域的精確性，且包含使用此影像資訊的咬合資訊，以實現準確的齒顎矯正模擬手術。
此外，韓國申請專利公開號No. 10-2013-0075305(專利文獻2)揭示「用於齒顎矯正手術的模擬方法、記錄器及設備」，其包含掃描上顎骨模型、下顎骨模型及於使用經由從患者口腔中獲得的牙齒壓印所獲得的真實模型組裝的中心咬合狀態(centric occlusion state)下的上顎/下顎模型，藉由組裝掃描影像產生中心咬合數位牙齒模型，由患者的CT影像中分離包含軟組織、骨頭、牙齒、矯正支架及手術鉤中的至少一個的模型，將每個模型及中心咬合數位牙齒模型處理成3D影像，且將自CT影像分離的上顎/下顎模型、矯正支架及手術鉤重疊於顎軟組織上，以便於準確顯示程序或矯正後的咬合關係，且較容易進行術中咬板(surgical splint)的製造。
上述專利文戲1及2所揭示之技術皆關於齒顎矯正手術，且提供允許準確的齒顎矯正模擬手術或精確地顯示於程序或矯正後的咬合關係的優點。
然而，相關技術受限於與齒顎矯正手術相關的齒列矯正，或受限於模擬手術及實際手術之間的關係，且關於顎骨分離過程的準備工作上整體不足。
因此，考慮目前習知相關技術所提及之上述問題而完成本發明，且本發明旨在提供一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其藉由將患者的CBCT(錐狀射束電腦斷層)數據轉換成3D影像檔案，合併口腔模型及顎骨模型的掃描數據成轉換的影像中以建構精確3D混合影像，且允許操作者執行虛擬齒顎矯正手術及製造實際齒顎矯正手術所需的齒顎裝置輔助裝置來進行安全且有效的齒顎矯正手術。
為實現上述目的，根據本發明的一態樣，提供一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中齒顎矯正系統包含CT影像設備、牙科診所伺服器及齒顎矯正裝置製造商伺服器，且配置為基於根據與牙科診所伺服器及齒顎矯正裝置製造商伺服器之間的齒顎矯正手術相關的一系列數據的交換所執行的齒顎矯正手術的準備動作執行實際齒顎矯正手術。該齒顎矯正系統包含：配置為對接受齒顎矯正手術的患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT影像的CT影像設備；配置為基於由CT影像設備獲取的CT影像數據準備用於齒顎矯正手術的初步數據，傳輸初步數據至齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將由齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的截骨術數據輸入至3D混合影像建構程式以執行虛擬齒顎矯正手術，並傳輸虛擬正顎手術的結果至齒顎矯正裝置製造商伺服器的牙科診所伺服器；以及配置為藉由使用3D混合影像建構程式基於接收來自牙科診所伺服器的初始數據合併CT數據及齒齦數據，擷取此以產生用於虛擬齒顎矯正手術的顎骨3D影 像檔案，藉由使用產生的顎骨3D影像檔案於程式中切除顎骨，並將相關於截骨術的數據傳輸至牙科診所伺服器的齒顎矯正裝置製造商伺服器。
於此，可進一步包含配置為掃描由接受齒顎矯正手術的患者所取得之牙齒壓印製造的口腔模型的掃描儀。
此外，初步數據的準備可藉由將以掃描口腔模型而獲得的口腔模型掃描數據併入到患者的頭骨的CT影像中來獲得。
此外，3D混合影像建構程式可包含牙科植入模組或齒顎矯正手術模組。
於此，牙科植入模組可藉由重疊患者的CT數據及口腔或口腔模型的3D掃描影像以實施用於植入診斷及虛擬診斷的環境。
此外，牙科植入模組可藉由將修復的牙齒影像合併至重疊CT數據與口腔或口腔模型的3D掃描影像之後所獲得的數據上以選擇植入位置，且可藉由使用植入部位的色彩骨膠原分析確定齒顎矯正手術方法及用於植入的鑽孔順序等。
此外，齒顎矯正手術模組可分析3D模型中的顎骨，呈現適合患者的齒顎矯正手術方法，於3D模型中對應地切除所需部分，執行虛擬齒顎矯正手術並重建於齒顎矯正手術之後修改的顎骨的位置關係。
此外，齒顎矯正手術模組可配置為基於重建結果設計用於切割顎骨所需的鋸切導向件，及用於固定與準確地重建顎骨的位置關係的固定板。
於此，用於固定鋸切導向件的孔及用於固定固定板的孔可設計成使至少一對的孔形成於相同位置。
此外，齒顎矯正裝置製造商伺服器可配置為於程式中切割顎骨之前，對用於精確的虛擬齒顎矯正手術的3D影像數據(影像)執行表面處理。
此外，牙科診所伺服器於執行虛擬齒顎矯正手術時，可移動及旋轉於程式內被切割為分離部分的顎骨片，以執行虛擬齒顎矯正手術。
此外，齒顎矯正裝置製造商伺服器可進一步配置為比較接收自牙科診所伺服器的虛擬齒顎矯正手術的結果與齒顎矯正手術之前的CT分析數據的結果，以驗證虛擬齒顎矯正手術的結果是否適當。
此外，齒顎矯正裝置製造商伺服器可進一步配置為基於由牙科診所伺服器所接收的虛擬齒顎矯正手術的結果設計齒顎矯正輔助裝置。
於此，齒顎矯正輔助裝置可包含；用於於實際齒顎矯正手術期間切除每個顎骨的鋸切導向件；用於引導固定銷的位置的顎骨固定板，該固定銷於藉由虛擬齒顎矯正手術移動鋸切導向件的方式切除每個部份的顎骨之後固定顎骨；以及在固定顎骨固定板時，用於作為夾持於上顎骨與下顎骨之間的臨時固定器以用於固定上顎弧及下顎弧於虛擬齒顎矯正手術的位置上的弓形固定板(間歇性支架(intermittent stent))。
因此，本發明的實施例可基於可設計、製造並提供給齒顎矯正手術操作者的實際齒顎矯正手術所需的齒顎矯正輔助裝置的結果利用3D影像建構程式以實施虛擬齒顎矯正手術，因此齒顎矯正手術操作者可以安全及具有最小手術副作用的有效地方式對患者執行齒顎矯正程序。
100:齒顎矯正系統
101:CT影像設備
102:掃描儀
103:牙科診所伺服器
104:齒顎矯正裝置製造商伺服器
110、110a、110b、110c:鋸切導向件
120、120a、120b、120c、120d:固定板
130:弓形固定板
S201、S202、S203、S204、S205、S206:步驟
第1圖係概念性繪示根據本發明實施例的使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統組成的圖式。
第2圖係繪示根據本發明實施例的基於使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統的齒顎矯正操作處理之流程圖。
第3圖係顯示根據本發明實施例的藉由齒顎矯正系統接受齒顎矯正手術的患者的頭骨的CT掃描影像。
第4圖係顯示根據本發明實施例的使用齒顎矯正系統合併於用於漫反射補償的CT影像上的口腔模型掃描數據。
第5圖係顯示根據本發明實施例的基於使用齒顎矯正系統的CT數據指定臉部骨骼上的主要測量點及分析臉部結構相關的影像。
第6圖係顯示根據本發明實施例的齒顎矯正系統所應用之3D混合影像建構程式中的植入模組及齒顎矯正手術模組。
第7圖係顯示根據本發明實施例的使用齒顎矯正系統產生及施加有表面治療的顎骨3D影像檔案。
第8圖係顯示根據本發明實施例的依據使用齒顎矯正系統的用於齒顎矯正手術的典型截骨手術方法切除的顎骨。
第9圖係顯示經由虛擬齒顎矯正手術重組的第8圖的切除顎骨片。
第10圖係以2D影像形式顯示根據本發明實施例的使用齒顎矯正系統的虛擬齒顎矯正手術之前及之後的CT數據的比較結果。
第11圖係以3D影像形式顯示根據本發明實施例的使用齒顎矯正系統的虛擬齒顎矯正手術之前及之後的CT數據的比較結果。
第12圖係顯示根據本發明實施例的作為齒顎矯正系統中所利用的接附至上顎骨及下顎骨的鋸切導向件、顎骨固定板及弓形固定板。
第13圖係顯示根據本發明實施例的齒顎矯正系統中所利用的各種形式的鋸切導向件及顎骨固定板。
於說明書及申請專利範圍中所使用的用語或文字不限於解釋成通用或字典含義，且應根據發明人可以適當地定義用語的概念以最佳描述本發明的原則被解釋為傳達與本發明之技術精神一致的含義及概念。
於整份說明書中，對「包括(including)」或「包含(comprising)」元件的部分引用不排除存在一個或多個其他元件的存在，且保存一個或多個其他元件的可能性，除非另有特別的說明。此外，於說明書中使用如「部分(part)」、「裝置(device)」、「模組(module)」及「設備(apparatus)」等用語可指執行至少一個功能或動作的單元，其中該單元可以硬體形式或軟體形式執行，或作為硬體及軟體的組合。
本發明的部分實施例將參考圖式於下文更詳細地描述。
第1圖係概念性繪示根據本發明實施例的使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統組成的圖式。
參照第1圖，根據本發明實施例之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統100，該齒顎矯正系統100包含CT影像設備101、牙科診所伺服器103及齒顎矯正裝置製造商伺服器104。在牙科診所伺服器及齒顎矯正裝置製造商伺服器經由交換一系列的齒顎矯正手術相關數據執行齒顎矯正手術的準備動作之 後，齒顎矯正系統可基於準備動作執行實際齒顎矯正手術，因此，基於本發明的齒顎矯正系統100可進一步包含掃描儀102，如圖式中所示。
CT影像設備101取得接受齒顎矯正手術的患者的頭骨的CT影像以建立齒顎矯正診斷計畫。
掃描儀102掃描藉由從接受齒顎矯正手術的患者取得之牙齒壓印所製造的口腔模型，因此，口腔模型可藉由牙醫或藉由齒顎矯正裝置製造商所製造，此外，於部份情況下，掃描儀102不需為齒顎矯正系統的一部分，且可省略於齒顎矯正系統。亦即，如果CT影像設備101裝備有用於掃描口腔模型或接受齒顎矯正手術的患者的實際口腔的功能，則掃描儀102可省略。為了便於描述，此實施例描述使用包含於齒顎矯正系統的單獨之掃描儀102的例子。
牙科診所伺服器103基於由CT影像設備101取得的CT影像數據及由掃描儀102獲得的掃描數據準備用於齒顎矯正手術的初始數據，並傳輸初始數據至齒顎矯正裝置製造商伺服器104，將由齒顎校正裝置製造商伺服器104接收的截骨術數據輸入至3D混合影像建構程式，以執行虛擬齒顎矯正手術，並傳輸虛擬齒顎矯正手術的結果至齒顎矯正裝置製造商伺服器104。因此，在執行虛擬齒顎矯正手術中，牙科診所伺服器103可於程式中移動及旋轉以切割成分離部分的顎骨片，以執行虛擬齒顎矯正手術。
此外，藉由上述牙科診所伺服器103所準備的初始數據可藉由以掃描口腔模型所獲得的口腔模型掃描數據合併至患者頭骨的CT影像而獲得。此外，3D混合影像建構程式可包含牙科植入模組或齒顎矯正手術模組，因此，牙科植入模組可執行用於植入診斷及藉由重疊患者的CT數據與口腔或口腔模型的3D掃描影像的虛擬診斷的環境。
此外，植入模組可藉由將修復後的牙齒影像合併至CT數據及掃描的口腔或口腔模型影像重疊之後所獲得之數據上來選擇植入的位置，且可藉由使用植入部位的顏色骨膠原分析(color ossein analysis)確定齒顎矯正手術方法及植入的鑽孔順序。
此外，齒顎矯正手術模組可分析3D模型內的顎骨，呈現適合患者的齒顎矯正手術方法，對應地在3D模型中切除需要的部分，執行虛擬齒顎矯正手術，及接著重建於齒顎矯正手術後改變的顎骨位置關係。
此外，齒顎矯正手術模組可包含設計用於切除顎骨的鋸切導向件及用於固定顎骨的固定板，且基於重建結果準確地重建位置關係的功能。因此，用於固定鋸切導向件的孔及用於固定固定板的孔可設計成至少一對的孔形成於相同位置。
齒顎矯正裝置製造商伺服器104藉由使用3D混合影像建構程式基於由牙科診所伺服器103接收之初始數據而合併CT數據及齒齦數據，擷取此以產生用於虛擬齒顎矯正手術的顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的顎骨3D影像檔案於程式中切割顎骨，並將數據傳輸至牙科診所伺服器103，因此，齒顎矯正裝置製造商伺服器104可配備有用於在程式中切除顎骨之前，對用於精確虛擬齒顎矯正手術的3D影像數據(影像)上執行表面處理的功能。
此外，齒顎矯正裝置製造商伺服器104可進一步包含用於比較接收自牙科診所伺服器103的虛擬齒顎矯正手術與齒顎矯正手術之前的CT分析數據的結果的功能，以驗證虛擬齒顎矯正手術的結果是否適當。
此外，齒顎矯正裝置製造商伺服器104可進一步包含基於由牙科診所伺服器103所接收的虛擬齒顎矯正手術的結果以設計齒顎矯正輔助裝置的 功能。因此，雖可在齒顎矯正裝置製造商端設計齒顎矯正輔助裝置，也可在專業設計公司設計齒顎矯正輔助裝置。亦即，齒顎矯正輔助裝置的設計及製造可執行於不同公司。
於此，齒顎矯正輔助裝置可包含於實際齒顎矯正手術期間用於切除顎骨的鋸切導向件、用於引導固定銷位置的顎骨固定板，其在以藉由虛擬齒顎矯正手術移動鋸切導向件的方式切除部份的顎骨之後固定顎骨、以及在固定顎骨固定板時，用於作為夾持於上顎骨與下顎骨之間的臨時固定器以固定上顎弧及下顎弧於虛擬齒顎矯正手術的位置上的弓形固定板(間歇性支架)。之後將提供齒顎矯正輔助裝置的進一步敘述。
根據本發明於上文中建構的實施例，下文的說明提供使用3D混合影像建構程式以藉由於齒顎矯正系統執行齒顎矯正手術的過程。
第2圖係繪示根據本發明實施例的基於使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統的齒顎矯正操作處理之流程圖。
參照第2圖，如上文所述，根據本發明的實施例的使用3D混合影像建構程式之齒顎矯正系統100，為包含CT影像設備101、掃描儀102、牙科診所伺服器103及齒顎矯正裝置製造商伺服器104的齒顎矯正系統，及基於經由牙科診所伺服器103與齒顎裝置製造商伺服器104之間的齒顎矯正手術相關數據的一系列的交換來進行用於齒顎矯正手術的準備動作來執行實際齒顎矯正手術。首先，建立齒顎矯正診斷計畫，CT影像設備101取得接受齒顎矯正手術的患者的頭骨的CT影像，掃描儀102掃描經由取自患者的牙齒壓印所製造的口腔模型，且牙科診所伺服器103基於自CT影像獲得的CT影像數據及藉由掃描獲得的掃描述據準備用於虛擬齒顎矯正手術的初始數據，及傳輸初始數據至齒顎矯正裝置製造 商伺服器104(步驟S201)。因此，初始數據可取得自藉由使用診斷軟體(亦即，之後描述的3D混合影像建構程式)合併自掃描口腔模型獲得的口腔模型掃描數據至患者的頭骨的CT影像上而獲得。因此，由患者取得的牙齒壓印所製造的口腔模型及掃描口腔模型的原因如上文所述，為用以補償因患者可能具有之金屬牙齒或金屬假牙所造成之漫反射導致CT影像的不清楚部分，以及用於虛擬齒顎矯正手術期間準確辨識患者的咬合。
第3圖係顯示接受齒顎矯正手術的患者的頭骨的CT掃描影像，及第4圖顯示合併於用於漫反射的CT影像上的口腔模型掃描數據至。
此外，牙科診所伺服器103指定用於CT數據分析的臉部骨頭的主要測量點，如第5圖的(A)所繪示，使用CT數據分析患者相對於第5圖的(B)的指定點的臉部結構，並根據分析結果計畫上顎骨及下顎骨的需求移動量及切除量。
下一步，基於接收自牙科診所伺服器103的初始數據，齒顎矯正裝置製造商伺服器104藉由使用3D混合影像建構程式合併CT數據及齒齦數據及擷取此以產生用於虛擬齒顎矯正手術的顎骨3D影像檔案(步驟S202)。於此，藉由使用3D混合影像建構程式基於初始數據合併CT數據及齒齦數據，且產生用於虛擬齒顎矯正手術的顎骨3D影像檔案不需限制由齒顎矯正裝置製造商伺服器104執行，在部分情況下，其可藉由牙科診所伺服器103執行。
如第6圖所示，3D混合影像建構程式包含牙科植入模組(A)或齒顎矯正手術模組(B)。
於此，如上所述，牙科植入模組(A)藉由重疊患者的CT數據及口腔的3D掃描影像或口腔模型以實施用於植入診斷及虛擬診斷的環境。牙科植入模組(A)藉由將修復的牙齒影像合併至重疊CT數據與口腔的3D掃描影像或口腔 模型之後所獲得的數據上選擇最佳的植入位置，且藉由使用植入部位的色彩骨膠原分析確定齒顎矯正手術方法及用於植入的鑽孔順序等。
此外，齒顎矯正手術模組(B)分析3D模型中的顎骨，呈現適合患者的齒顎矯正手術方法，於3D模型中對應地切除所需部分，且執行虛擬齒顎矯正手術，以重建於齒顎矯正手術之後改變的顎骨的位置關係。基於重建結果，齒顎矯正手術模組(B)設計切割顎骨所需的鋸切導向件，及用於固定與準確地重建顎骨位置關係的固定板。於此，用於固定鋸切導向件的孔及用於固定固定板的孔可設計成使至少一對的孔形成於相同位置，如上文所述。
於齒顎矯正裝置製造商伺服器如上文所述產生用於虛擬齒顎矯正手術的顎骨3D影像檔案之後，齒顎矯正裝置製造商伺服器藉由使用產生的顎骨3D影像檔案切除程式內的顎骨，且傳輸數據至牙科診所伺服器103(步驟S203)。於此，於程式中切除顎骨之前，於虛擬齒顎矯正手術中更為精確，表面處理可應用至3D影像數據(影像)，如第7圖所示。此外，在程式中的切除顎骨可藉由齒顎矯正手術的典型截骨術方法執行，如第8圖所示。
之後，牙科診所伺服器103輸入接收自齒顎矯正裝置製造商伺服器104的截骨術數據至3D混合影像建構程式，以執行虛擬齒顎矯正手術，並傳輸結果至齒顎矯正裝置製造商伺服器104(步驟S204)。於此，虛擬齒顎矯正手術藉由移動及旋轉於程式內被切割為分離部分的顎骨片來執行，以執行虛擬齒顎矯正手術。
第9圖係顯示經由虛擬齒顎矯正手術重建的第8圖的切除顎骨片，圖式(A)為前視圖，及圖式(B)為側視圖。
下一步，基於接收自牙科診所伺服器103的虛擬齒顎矯正手術的結果，齒顎矯正裝置製造商104設計齒顎矯正輔助裝置，該齒顎矯正輔助裝置可藉由製造商的技術人員製造並提供至牙科診所(步驟S205)，於此，齒顎矯正輔助裝置不只可製造於齒顎矯正裝置製造商，也可製造於牙科診所或工廠。
步驟可進一步包含齒顎矯正裝置製造商伺服器104藉由比較接收自牙科診所伺服器103的虛擬齒顎矯正手術結果與齒顎矯正手術之前的CT分析數據，以驗證虛擬齒顎矯正手術的結果是否適當。
第10圖及第11圖顯示虛擬齒顎矯正手術之前及之後的CT數據的比較結果，第10圖顯示2D影像的結果，且第11圖顯示3D影像的結果。
此外，藉由齒顎矯正裝置製造商所製造的齒顎矯正輔助裝置包含：用於在實際齒顎矯正手術期間切除顎骨的鋸切導向件110a至110c，如第12圖的(A)及(B)；用於引導固定銷位置的固定板120a至120d，其在以藉由虛擬齒顎矯正手術移動鋸切導向件110a至110c的方式切除部份的顎骨之後固定顎骨，如第12圖的(C)所示；以及在固定顎骨固定板120a至120d時，用於作為夾持於上顎骨與下顎骨之間的臨時固定器以固定上顎弧及下顎弧於虛擬齒顎矯正手術的位置上的弓形固定板(間歇性支架)130。
於此，鋸切導向件110a至110c可藉由擷取設計於顎骨上的鋸刀導引裝置至用於處理的檔案，並由3D列印機處理擷取的檔案所製造。於此，如合成樹脂或特殊的合成橡膠的材料可使用於鋸切導向件。
顎骨固定板120a至120d可藉由擷取設計於顎骨上的顎骨固定板至用於處理的檔案中，並由精密銑床(mill)處理擷取的檔案所製造。儘管對於人體無害的任何材料皆可作為顎骨固定板的材料，但較佳的實施例可使用鈦。
最後，牙醫藉由使用由齒顎矯正裝置製造商提供之齒顎矯正輔助裝置來執行實際齒顎矯正手術(步驟S206)。亦即，牙科診所的牙醫使用各種形式的鋸切導向件110及顎骨固定板120以執行實際齒顎矯正手術，如第13圖的(A)及(B)所示，藉由固定固定銷(未圖示)於上顎骨及下顎骨的對應位置上，如上文所述的第12圖的(A)、(B)及(C)。由於齒顎矯正手術必需用外科鋸沿著由鋸切導向件110所引導之切割線來切割顎骨，顎骨可如預期地以穩定的方式切割，且可預防由於齒顎矯正操作者的部分疏忽或一些其他不可預期的原因所導致齒顎矯正手術期間鋸切刀片的可能誤差。因此，齒顎矯正手術可以對患者的手術副作用最小的方式安全地執行。
此外，藉由使用顎骨固定板120重新接合分離的顎骨，可定位顎骨且精確地移動至於齒顎矯正手術之前指定的位置，因此(雙顎(bimaxillary))齒顎矯正手術可成功地完成。
以下提供使用外科鋸沿著由鋸切導向件110所引導的切割線切割顎骨，並使用顎骨固定板120重新接合分離的顎骨的一系列程序的進一步資訊。
於一個實施例中，藉由模擬程式的方式選擇欲移除的骨頭位置，且實際地匹配於手術過程之後的骨頭形狀，其後確定顎骨固定板120的位置及顎骨固定板的類型，並指定用於固定顎骨固定板120的螺孔的位置。
之後，完成沿著移除骨頭的線，且指定用於引導切割的鋸切導向件110的類型及固定位置。於此，用於固定鋸切導向件110的螺孔的位置以與顎骨固定板120的螺孔相同的方式所指定。
於手術過程期間，沿由上述的鋸切導引件110所引導的線移除骨頭，並檢查用於顎骨固定板120的螺孔的預定位置是否與用於鋸切導向件110的 螺孔相互匹配。於此，若用於顎骨固定板120的螺孔的位置與用於鋸切導向件110的螺孔的位置不匹配，則表示骨移除是不適當，且可對應的執行額外的矯正動作。藉由上述執行過程，可驗證程序的進行是否成功。
如上所述，根據本發明的實施例，使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統藉由使用3D混合影像建構程式執行虛擬齒顎矯正手術，且基於虛擬齒顎矯正手術的結果，設計及製造實際齒顎矯正手術所需的齒顎矯正輔助裝置並提供齒顎矯正輔助裝置至齒顎矯正操作者，因此操作者可以對患者為最小手術副作用的方式安全且有效地執行齒顎矯正手術。
儘管以上參照較佳的實施例詳細描述本發明，但本發明不限於上述實施例。所屬技術領域中具有通常知識者應理解在不脫離本發明的技術精神之情況下，可設想之各種修改及調整。因此，本發明確切的保護範圍應從下文的申請專利範圍作解釋，且於等效範圍內的所有技術特徵應解釋為涵蓋在本發明的範圍之內。
100:齒顎矯正系統
101:CT影像設備
102:掃描儀
103:牙科診所伺服器
104:齒顎矯正裝置製造商伺服器

Claims (13)

  1. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像；其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該齒顎矯正系統進一步包含一掃描儀，該掃描儀係配置為掃描藉由從接受齒顎矯正手術的該患者取得之一牙齒壓印所製造之一口腔模型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中由該牙科診所伺服器所準備的該初步數據是藉由併入口腔模型掃描數據至該患者的頭骨的CT影像中而獲得，該口腔模型掃描數據藉由掃描該口腔模型而獲得。
  3. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像；其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該3D混合影像建構程式包含一牙科植入模組或一齒顎矯正手術模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中該牙科植入模組藉由重疊該患者的該CT數據及口腔或口腔模型的一3D掃描影像來執行用於植入診斷及虛擬診斷的環境。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中該牙科植入模組藉由合併一修補牙齒影像至重疊該CT數據及口腔或口腔模型的該3D掃描影像之後所獲得之數據上來選擇一植入位置，且該牙科植入模組藉由使用一植入部位的一色彩骨膠原分析來確定一齒顎矯正手術方法及一植入鑽孔順序。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中該齒顎矯正手術模組分析一3D模型中的一顎骨，呈現適合該患者的一齒顎矯正手術方法，相應地於該3D模型中切割一所需部分，執行虛擬齒顎矯正手術，並重建齒顎矯正手術之後所修改的該顎骨的一位置關係。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中該齒顎矯正手術模組配置為基於重建結果設計用於切割該顎骨所需的一鋸切導向件及用於固定該顎骨且準確地重建該位置關係的一固定板。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中用於固定該鋸切導向件的孔及用於固定該固定板的孔設計為使至少一對孔形成於一相同位置。
  9. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正 裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像；其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器配置為於程式中切割該顎骨之前，對用於精確的虛擬齒顎矯正手術的3D影像數據(影像)執行表面處理。
  10. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像； 其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該牙科診所伺服器於執行虛擬齒顎矯正手術時移動並旋轉在程式內切割成分離部分的顎骨片，以執行虛擬齒顎矯正手術。
  11. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像；其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從 該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器進一步配置為對由該牙科診所伺服器所接收的虛擬齒顎矯正手術的結果與齒顎矯正手術之前的CT分析數據進行比較，以驗證虛擬齒顎矯正手術的結果是否適當。
  12. 一種使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，該齒顎矯正系統包含一CT影像設備、一牙科診所伺服器及一齒顎矯正裝置製造商伺服器，其中該CT影像設備，係配置為對接受齒顎矯正手術的一患者的頭骨進行用於齒顎矯正診斷規劃的CT成像；其中該牙科診所伺服器，係配置為基於由該CT影像設備獲取之CT影像數據來準備用於齒顎矯正手術的一初步數據，將該初步數據傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器，藉由將從該齒顎矯正裝置製造商伺服器接收的一截骨術數據輸入至該3D混合影像建構程式中以執行虛擬齒顎矯正手術，並將 虛擬齒顎矯正手術之結果傳輸至該齒顎矯正裝置製造商伺服器；其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器，係配置為藉由使用該3D混合影像建構程式基於由該牙科診所伺服器接收的該初步數據合併一CT數據及一齒齦數據，藉由擷取合併的數據產生用於虛擬齒顎矯正手術的一顎骨3D影像檔案，藉由使用產生的該顎骨3D影像檔案在程式中切割顎骨，以及將相關的截骨術的數據傳輸至該牙科診所伺服器；以及其中該齒顎矯正裝置製造商伺服器進一步配置為基於由該牙科診所伺服器接收的虛擬齒顎矯正手術的結果來設計一齒顎矯正輔助裝置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之使用3D混合影像建構程式的齒顎矯正系統，其中該齒顎矯正輔助裝置包含：在實際齒顎矯正手術期間用於切割每一個顎骨的一鋸切導向件；用於引導一固定銷的位置的一顎骨固定板，該固定銷配置成以藉由虛擬齒顎矯正手術移動該鋸切導向件的方式切割各部份的該顎骨之後固定該顎骨；以及在固定該顎骨固定板時，用於作為夾持於上顎骨與下顎骨之間的一間歇性支架以固定上顎弧及下顎弧於虛擬齒顎矯正手術的位置上的一弓形固定板。
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