WO2015047138A2 - Способ изготовления хирургического шаблона для установки имплантата - Google Patents
Способ изготовления хирургического шаблона для установки имплантата Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015047138A2 WO2015047138A2 PCT/RU2014/000725 RU2014000725W WO2015047138A2 WO 2015047138 A2 WO2015047138 A2 WO 2015047138A2 RU 2014000725 W RU2014000725 W RU 2014000725W WO 2015047138 A2 WO2015047138 A2 WO 2015047138A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- template
- prototype
- topology
- oral cavity
- markers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
- A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
- A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills
Definitions
- the present invention relates to the field of devices attached to the jaw, dental implants and instruments for implantation and can be used in the manufacture of surgical templates for the installation of dental implants.
- a known method of manufacturing a template for implant placement described in RF patent No. 2369354 dated 03/27/2008 (Method for creating a medical template based on information about a digital image of a body part). Its essence lies in the fact that using an X-ray contrast impression mass, an impression is taken from the patient's oral cavity, which serves as the prototype of the template, and due to this, the topology of the oral cavity is recorded. After that, the patient’s oral cavity, together with the X-ray contrast impression mass, is scanned using a computer X-ray tomography (CT) scan and an X-ray image is obtained, and the optimal spatial position of the implant in the bone tissue of the jaws of the patient is simulated using digital images. Then, using the software tools, the impression mass is recognized in a three-dimensional image, and a surgical template is created based on the image of the impression mass in contact with the patient’s oral cavity.
- CT computer X-ray tomography
- the disadvantage of the analogue is the low accuracy of binding the topology of the prototype template to the topology of bone tissue.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) material, register the topology of the patient’s oral cavity by taking an impression from the oral cavity. After that, the impression along with the spoon is scanned on a three-dimensional scanner and a three-dimensional digital image is obtained. Markers are recognized on the resulting image and their centers are determined. Next, the impression in the spoon is re-placed in the patient’s oral cavity, scanned with CT, and the markers are also recognized on the obtained digital x-ray three-dimensional image of the bone tissue of the oral cavity and their centers are determined.
- the disadvantage of the prototype is the low accuracy of binding the topology of the prototype template to the topology of bone tissue.
- the disadvantages are due to errors in re-installing the impression in the patient’s oral cavity, the shape and location of the markers are not optimal, as well as deformations of the impression during repeated use.
- the aim of the invention is to increase the accuracy of the mutual reference topology of bone tissue, the topology of the oral cavity and the topology of the prototype template.
- a surgical template for the installation of dental implants including registration of a digital three-dimensional image of the oral cavity, registration of a digital three-dimensional image of the prototype of the template and topologically connected to the prototype of the template with x-ray contrast markers, registration of a digital computer x-ray tomogram of the oral cavity with the prototype of the template installed in it, recognition of marker images on a computer x-ray tomogram, and t
- spatial reference of the bone tissue topology of the oral cavity to the topology of the prototype template by spatial alignment of marker images on the prototype template and digital computer x-ray tomogram of the oral cavity, X-ray contrast markers are placed inside the prototype template made by the rapid
- the novelty of the proposed method consists in the placement of x-ray contrast markers inside the material of the prototype template and the manufacture of the prototype of the template and markers by rapid prototyping of at least two materials with different x-ray contrast.
- the prototype of the template is implemented in the form of a spatial object with a topology that ensures the maximum accuracy of fixing the prototype of the template on the tissues of the oral cavity, and the number, shape, size and spatial position of the markers on the prototype of the template are implemented based on individual characteristics topology of the patient’s oral cavity, according to the criterion of minimizing errors in the mutual reference of bone tissue topology, oral cavity topology and prototype template topology.
- Figure 1 presents the implementation diagram of the proposed method
- Figure 2 presents a three-dimensional image of a virtual prototype template.
- Fig. 3 shows an example of modeling the three-dimensional topology of X-ray contrast markers in a prototype of a template virtually worn on the jaw.
- Figure 4 presents an example of a three-dimensional physical model of a prototype template implemented by rapid prototyping.
- FIG. 1 An example of the implementation of the proposed method is presented in figure 1, where: 1 tremer scanner, 2 - a computer program for creating a virtual prototype of a template with markers, 3 - rapid prototyping device, which produce a physical model of the prototype of the template, 4 - x-ray computer tomograph (CT), where a patient is examined with the physical model of the prototype template installed on his jaw.
- CT x-ray computer tomograph
- the purpose of the study was to obtain a three-dimensional model of the intraoral cavity, 5 - a computer program with which the spatial combination of the virtual prototype template and the intraoral cavity model obtained on CT is performed, 6 - a rapid prototyping apparatus, on which the surgical template is made
- the patient’s oral cavity is scanned with a three-dimensional scanner and a digital three-dimensional image of the oral cavity is obtained. Based on this image, using
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) specialized computer programs simulate a three-dimensional image of a virtual prototype template (Fig. 2-7). in the form of a spatial object with a topology that provides the possibility of its most accurate and multiple fixation on the jaw of the patient (Fig.3-8).
- markers are modeled by software (Figs. 3-9), the number, shape, size and spatial position of which allows the most accurate subsequent topological binding prototype template to the topology of the oral cavity.
- a virtual prototype of a template with markers implements a prototype of a template ( Figure 4), in which markers ( Figure 4-9) are made of material with greater x-ray contrast.
- markers Figure 4-9 are made of material with greater x-ray contrast.
- markers can be implemented on a 3D printer in the form of empty cavities in the material of the physical model of the prototype of the template, and then manually filled with x-ray contrast material.
- a physical model of the prototype template is put on the jaw of the patient and using CT to obtain a three-dimensional x-ray (CT) image, including the image of the bone tissue of the patient's mouth and markers.
- CT three-dimensional x-ray
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the image of the virtual prototype of the template is loaded, on which the spatial position of the centers of the markers is precisely known, and the procedure for combining the markers of the virtual prototype of the template and the markers on a three-dimensional CT image of the bone tissue of the oral cavity is implemented. This achieves the exact binding of the spatial position of the bone tissue of the oral cavity to the spatial coordinates of the markers on the prototype template.
- using a digital three-dimensional image including the image of the prototype of the template and the topologically accurately combined image of the bone tissue, implement a surgical template.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области приспособлений, прикрепляемых к челюсти, зубных имплантатов и инструментов для имплантации и может быть использовано при изготовлении шаблонов для установки зубных имплантов. Целью изобретения является увеличение точности взаимной привязки топологии костной ткани, топологии полости рта и топологии прототипа шаблона. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления хирургического шаблона для установки дентальных имплантатов, включающем регистрацию цифрового трехмерного изображения полости рта, регистрацию цифрового трехмерного изображения прототипа шаблона и топологически связаных с прототипом шаблона рентген-контрастными маркеров,. регистрацию цифровой компьютерной рентгеновской томограммы ротовой полости с установленным в ней прототипом шаблона, распознавание на компьютерной рентгеновской томограмме изображений маркеров, а также пространственную привязку топологии костных тканей полости рта к топологии прототипа шаблона путем пространственного совмещения изображений маркеров на прототипе шаблона и цифровой компьютерной рентгеновской томограмме ротовой полости, рентген-контрастные маркеры располагают внутри прототипа шаблона изготовленного методом быстрого прототипирования из, как минимум, двух материалов с различной рентгеновской контрастностью Новизна предложенного способа состоит в размещении рентген-контрастных маркеров внутри материала прототипа шаблона и изготовлении прототипа шаблона с маркерами путем быстрого прототипирования из, как минимум, двух материалов с различной рентгеновской контрастностью. Положительный эффект достигается за счет того, что в предлагаемом способе прототип шаблона реализуют в виде пространственного объекта с топологией, обеспечивающей максимальную точность фиксации прототип шаблона на тканях полости рта,. а количество, форму, размер и пространственное положение маркеров внутри прототипа шаблона реализуют исходя из индивидуальных особенностей топологии ротовой полости пациента, по критерию минимизации ошибок взаимной привязки топологии костной ткани, топологии полости рта и топологии прототипа шаблона.
Description
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ШАБЛОНА ДЛЯ УСТАНОВКИ
ИМПЛАНТАТА
Предлагаемое изобретение относится к области приспособлений, прикрепляемых к челюсти, зубных имплантатов и инструментов для имплантации и может быть использовано при изготовлении хирургических шаблонов для установки зубных имплантатов.
(2) уровень техники
Известен способ изготовления шаблона для установки имплантата, изложенный в патенте РФ No 2369354 от 27.03.2008 (Способ создания медицинского шаблона на основе информации о цифровом изображении части тела). Суть его состоит в том, что с помощью рентген-контрастной слепочной массы снимают слепок с полости рта пациента, выполняющий функции прототипа шаблона, и за счет этого регистрируют топологию полости рта. После этого, полость рта пациента вместе с рентген- контрастный слепочной массой, сканируют с помощью компьютерного рентгеновского томографа (КТ), и получают рентгеновское изображение, а по полученным цифровым изображениям программными средствами моделируют оптимальное пространственное положение имплантата в костной ткани челюстей пациента. Затем, с помощью программных средств, на трехмерном изображении, распознают слепочную массу, и на основании изображения слепочной массы, контактирующей с полостью рта пациента, создают хирургический шаблон.
Недостаток аналога состоит в низкой точности привязки топологии прототипа шаблона к топологии костных тканей.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ изготовления хирургического шаблона для установки зубного имплантата (патент США US2011008751 "Method and system for dental planning and production") состоящий в том, что с помощью слепочной массы, помещенной в специальную ложку, которая включает в себя несколько рентген-контрастных маркеров в виде шариков из рентген контрастного
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
материала, регистрируют топологию полости рта пациента путем снятия с полости рта слепка. После этого слепок вместе с ложкой сканируют на трехмерном сканере и получают трехмерное цифровое изображение. На полученном изображении распознают маркеры и определяют их центры. Далее, слепок в ложке повторно помещают в полость рта пациента, сканируют с помощью КТ, а на полученном рентгеновском цифровом трехмерном изображении костных тканей полости рта также распознают маркеры и определяют их центры. Затем, программными средствами, за счет совмещения центров маркеров на трехмерном цифровом изображении слепка в ложке с центрами маркеров на изображении КТ проводят топологическое совмещение трехмерного изображении слепочной массы, выполняющей функции прототипа шаблона и трехмерного изображения костных тканей полости рта пациента. В заключении, пользуясь цифровым трехмерным изображением, включающем изображение слепочной массы и топологически совмещенное с ним изображение костных тканей, реализуют хирургический шаблон.
Недостаток прототипа состоит в низкой точности привязки топологии прототипа шаблона к топологии костных тканей.
Недостатки обусловлены погрешностями повторной установки слепка в полости рта пациента, неоптимальностью формы и местоположения маркеров, а также деформациями слепка в процессе многократного применения.
Цель изобретения
Целью изобретения является увеличение точности взаимной привязки топологии костной ткани, топологии полости рта и топологии прототипа шаблона.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления хирургического шаблона для установки дентальных имплантатов, включающем регистрацию цифрового трехмерного изображения полости рта, регистрацию цифрового трехмерного изображения прототипа шаблона и топологически связаных с прототипом шаблона рентген-контрастными маркеров,, регистрацию цифровой компьютерной рентгеновской томограммы ротовой полости с установленным в ней прототипом шаблона, распознавание на компьютерной рентгеновской томограмме изображений маркеров, а также пространственную привязку топологии костных тканей полости рта к топологии прототипа шаблона путем пространственного совмещения изображений маркеров на прототипе шаблона и цифровой компьютерной рентгеновской томограмме ротовой полости, рентген-контрастные маркеры располагают внутри прототипа шаблона изготовленного методом быстрого
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
прототипирования из, как минимум, двух материалов с различной рентгеновской контрастностью
Новизна предложенного способа состоит в размещении рентген-контрастных маркеров внутри материала прототипа шаблона и изготовлении прототипа шаблона и маркеров путем быстрого прототипирования из, как минимум, двух материалов с различной рентгеновской контрастностью.
Положительный эффект достигается за счет того, что в предлагаемом способе прототип шаблона реализуют в виде пространственного объекта с топологией, обеспечивающей максимальную точность фиксации прототипа шаблона на тканях полости рта, а количество, форму, размер и пространственное положение маркеров на прототипе шаблона реализуют исходя из индивидуальных особенностей топологии ротовой полости пациента, по критерию минимизации ошибок взаимной привязки топологии костной ткани, топологии полости рта и топологии прототипа шаблона.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг.1 представлена схема реализации предлагаемого способа
На Фиг.2 представлено трехмерное изображение виртуального прототипа шаблона. На Фиг.З показан пример моделирования трехмерной топологии рентген- контрастных маркеров в виртуально надетом на челюсть прототипе шаблона.
На Фиг.4 представлен пример трехмерной физической модели прототипа шаблона, реализованного методом быстрого прототипирования.
(5) Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Пример реализации предлагаемого способа представлен на Фиг.1, где: 1 Тремерный сканер, 2 - компьютерная программа создания виртуального прототипа шаблона с маркерами, 3 -аппарат быстрого прототипирования, на котором изготавливают физическую модель прототипа шаблона, 4 - рентгеновский компьютерный томограф (КТ), на котором проводится исследование пациента с установленной на его челюсти физической моделью прототипа шаблона. Цель исследования - получение трехмерной модели внутрнротовой полости, 5 - компьютерная программа, с помощью которой выполняется пространственное совмещение виртуального прототипа шаблона и полученной на КТ модели внутриротовой полости, 6 - аппарат быстрого прототипирования, на котором изготавливается модель хирургического шаблона
Полость рта пациента сканируют трехмерным сканером и получают цифровое трехмерное изображение полости рта. На базе этого изображения, с помощью
3
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
специализированной компьютерной программы, моделируют трехмерное изображение виртуального прототипа шаблона (Фиг. 2-7). в виде пространственного объекта с топологией, обеспечивающей возможность его максимально точной и многократной фиксации на челюсти пациента (Фиг.3-8). После этого, в теле виртуального прототипа шаблона, с учетом индивидуальных особенностей топологии полости рта пациента и виртуального прототипа шаблона, программными средствами, моделируют маркеры (Фиг.3-9), количество, форма, размер и пространственное положение которых обеспечивает возможность максимально точной последующей топологической привязки прототипа шаблона к топологии полости рта. Далее, с помощью технологии быстрого прототипирования, например на 3D принтере с возможностью применения двух различных материалов, виртуальный прототип шаблона с маркерами реализуют в виде физической модели прототип шаблона (Фиг.4), в которой маркеры(Фиг.4-9) выполнены из материала с большей рентгеновской контрастностью. В том случае, когда все маркеры топологически расположены на поверхности прототипа шаблона, они (маркеры) могут быть реализованы на 3D принтере в виде пустых полостей в материале физической модели прототип шаблона, а затем заполнены рентген - контрастным материалом вручную.
Как известно, под технологией быстрого прототипирования следует понимать все технологии, посредством которых объект строится послойно или поточечно с помощью присадочного или затвердевающего материала. Данная технология также называется строительством в свободной форме.
Наиболее известными технологиями данного вида являются:
- стереолитография и относящиеся к ней технологии, при которых, например, жидкий синтетический материал в резервуаре выборочно подвергается обработке слой за слоем с помощью контролируемого компьютером электромагнитного луча;
- селективное лазерное спекание, при котором частицы порошка спекаются
электромагнитным лучом или соединяются по определенному образцу;
- послойная заливка экструдируемым расплавом, при котором синтетический материал плавится и объединяется в соответствии с разметкой.
Физическую модель прототипа шаблона надевают на челюсть пациента и с помощью КТ получают трехмерное рентгеновское (КТ) изображение, включающее изображение костных тканей полости рта пациента и маркеров. Это изображение загружают в компьютерную программу и с ее помощью распознают маркеры и определяют точное пространственное положение их центров. После этого в компьютерную программу
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
подгружают изображение виртуального прототипа шаблона, на котором пространственное положение центров маркеров точно известно, и реализуют процедуру совмещения маркеров виртуального прототипа шаблона и маркеров на трехмерном КТ изображении костных тканей полости рта. Этим достигается точная привязка пространственного положения костных тканей полости рта к пространственным координатам маркеров на прототипе шаблона. В заключении, пользуясь цифровым трехмерным изображением, включающем изображение прототипа шаблона и топологически точно совмещенное с ним изображение костных тканей, реализуют хирургический шаблон.
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Claims
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ШАБЛОНА ДЛЯ УСТАНОВКИ ИМПЛАНТАТА
ФОРМУЛА
1 Способ изготовления хирургического шаблона для установки дентальных имплантатов, включающий регистрацию цифрового трехмерного изображения полости рта, регистрацию цифрового трехмерного изображения прототипа шаблона и топологически связаных с прототипом шаблона рентген-контрастными маркеров, регистрацию цифровой компьютерной рентгеновской томограммы ротовой полости с установленным в ней прототипом шаблона, распознавание на компьютерной рентгеновской томограмме изображений маркеров, а также пространственную привязку топологии костных тканей полости рта к топологии прототипа шаблона путем пространственного совмещения изображений маркеров на прототипе шаблона и цифровой компьютерной рентгеновской томограмме ротовой полости, отличающийся тем, что рентген-контрастные маркеры располагают внутри прототипа шаблона, изготовленного методом быстрого прототипирования из, как минимум, двух материалов с различной рентгеновской контрастностью
2 Способ по п.1, отличающийся тем что рентген-контрастные маркеры создают в виде пустых полостей в материале физической модели прототипа шаблона, а затем заполняют рентген - контрастным материалом
6
ЗАМ ЕНЯ ЮЩИ Й Л ИСТ (П РАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143858 | 2013-09-30 | ||
| RU2013143858/14A RU2575838C2 (ru) | 2013-09-30 | Способ изготовления хирургического шаблона для установки имплантата |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015047138A2 true WO2015047138A2 (ru) | 2015-04-02 |
| WO2015047138A3 WO2015047138A3 (ru) | 2015-06-18 |
Family
ID=52744649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000725 WO2015047138A2 (ru) | 2013-09-30 | 2014-09-26 | Способ изготовления хирургического шаблона для установки имплантата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2015047138A2 (ru) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0720906B8 (pt) * | 2007-01-10 | 2021-06-22 | Nobel Biocare Services Ag | método e sistema para planejar um procedimento restaurativo dental e sistema de computador para realizar o método |
| RU2400178C1 (ru) * | 2009-08-11 | 2010-09-27 | Александр Николаевич Ряховский | Способ изготовления направляющего шаблона для установки зубных имплантатов |
| TW201114409A (en) * | 2009-10-22 | 2011-05-01 | Metal Ind Res & Dev Ct | Manufacture method of surgery guide template |
-
2014
- 2014-09-26 WO PCT/RU2014/000725 patent/WO2015047138A2/ru active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013143858A (ru) | 2015-04-10 |
| WO2015047138A3 (ru) | 2015-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10188490B2 (en) | Methods and systems for dental procedures | |
| US11185395B2 (en) | Systems and methods of automated in-situ preparation for mounting of prefabricated custom dental prosthesis | |
| JP6552125B2 (ja) | インプラントおよび器具のセットを備える軟骨修復用手術キット | |
| KR101744080B1 (ko) | 치과 시술 시뮬레이션을 위한 치아모델 생성 방법 | |
| JP5330254B2 (ja) | 歯科用コンポーネントおよび物理的歯科模型のためのデータを取得するための方法および装具 | |
| EP2254068B1 (en) | Method and system providing improved data matching for virtual planning | |
| EP3641653B1 (en) | Method of recording of temporomandibular joint movement and geometry | |
| Ciocca et al. | Computer‐aided design and manufacturing construction of a surgical template for craniofacial implant positioning to support a definitive nasal prosthesis | |
| TWI535424B (zh) | 植牙手術模板製造系統及方法 | |
| US8939982B2 (en) | Methods and devices for validating the position of patient-specific devices | |
| KR20080049751A (ko) | 보링 지그로 사용되고 데이타 기록을 위한 블랭크 | |
| US20080286715A1 (en) | System and method for providing an image guided implant surgical guide | |
| US20170143445A1 (en) | Method and apparatus for operating a dental diagnostic image generation system | |
| KR20150020323A (ko) | 수술 계획 방법 | |
| TW201114409A (en) | Manufacture method of surgery guide template | |
| CN102576465A (zh) | 用于数字化牙颌面对象的方法 | |
| HU230856B1 (en) | Method and system to design and manufacture implant mask | |
| ES2355672B1 (es) | Método de planificación de un implante dental. | |
| EP2907474B1 (en) | Post for modelling dental implants by means of a radiologic test. | |
| KR102215068B1 (ko) | 임플란트 진단용 영상 정합을 위한 장치 및 방법 | |
| KR101190645B1 (ko) | 이종의 영상이미지를 정합하는 방법 및 두경부 영상 정합용 마커 트레이 | |
| US11039904B2 (en) | Device and method for holding prosthetic teeth | |
| EP2092884A1 (en) | Medical imaging marker | |
| RU2575838C2 (ru) | Способ изготовления хирургического шаблона для установки имплантата | |
| CN111511308A (zh) | 验证3d图像的量规 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14849390 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14849390 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |