CN104603859B - 牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法 - Google Patents

牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法 Download PDF

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Abstract

一种牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法及其教学训练，该方法主要包括以下步骤：手术前扫描（110）建立第一数字模型文件（121），光学定位及车削治疗（130），且将车削过程建立第二数字模型文件（122）；实体模型演算（140）反向建立病患的自体牙冠模型文件（150）；及加工制作固定式义齿（200），结合该第二数字模型文件（122）及自体牙冠模型文件（150）制作符合病患所需的固定式义齿，使固定式义齿的牙冠内层结构可与支台体密切结合，且可视需要决定要保有原有牙冠外观。借由教学数字模型文件的牙齿模型依前述方法，可用于被训练者的教学训练。

Description

牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法
技术领域
本发明是有关牙科补缀及赝复体数字建文件与制作方法，及牙科补缀及赝复体的制作方法。
背景技术
在牙科龋齿治疗中，当恒齿坏损时，拔除后将无法再长出新牙，所以有一种治疗称为赝复补缀，通过固定式义齿(一般所称的牙冠与牙桥)，利用车削修磨自然牙当作支台齿，然后在支台齿外粘上金属制或金属合并陶瓷制的固定式义齿-牙冠(crown)或牙桥(bridge)。
牙冠适用于严重的蛀牙或外伤等原因破坏而无法使用传统的补牙方式补缀时，牙齿经过适量的车削修型后以牙冠保护起来，以能继续使用而免于拔除。根管治疗过的牙齿因为牙齿缺损严重，除了制作牙冠外，还要额外在根管内制作一个牙心(俗称钉子)来支撑牙冠。
牙桥则是适用于某颗牙齿拔出后，缺牙区前后的牙齿经过车削修型后，类似搭桥一样将此缺牙区进行赝复。牙齿拔除后形成缺牙区，长久空着会造成对咬牙过度萌出，前后的牙齿也会往缺牙区倾斜进而造成咬合干扰。前后牙齿经过适量修型后，制作三单位的牙桥(前后牙齿可视为桥墩搭成一座牙桥)。
前述赝复补缀的重点都在于假牙的牙冠和能否病患口中被车削的牙齿(支台齿)达到密合。传统的工法是在车削治疗后的利用石膏翻制病患的牙模，然后配合咬合器手工刻出牙冠，再通过手工调整咬合，最后在手工翻制假牙牙冠。传统的工法不止过程耗时且费人工。
目前牙科的趋势是导入CAD/CAM系统， CAD（Computer-Aided Design）为计算机辅助设计，CAM(Computer-Aided Manufacturing)为计算机辅助制造，此观念由机械制造业转换而来。主要通过口内扫描，对车削治疗后的病患口腔内，通过口腔内扫描，例如，CT摄影则可提供内部的解剖信息，包括牙齿、颚骨、齿槽骨神经、上鼻窦等。借由数字3D的环境中产生病患的口腔数据，再选用数字牙冠，通过虚拟调整咬合，此段流程类似CAD，完成牙冠的数字文件，再直接以加工机自动车削出假牙，导入此流程可加速假牙的制作。
因为牙科CAD/CAM系统正处于发展中的状态，也有些许不成熟或成本原因，尚未完整导入的情况，故也常有第三种传统结合CAD/CAM的方式，主要是对车削治疗后的病患进行石膏翻制牙模后，再对牙模进行扫描，借由数字3D的环境中产生病患的牙模数据，再选用数字牙冠，通过虚拟调整咬合，完成牙冠的数字文件，再直接以加工机自动车削出假牙，导入此流程可加速假牙的制作。
然而，前述固定式义齿-牙冠或牙桥的制法都建立在车削治疗后的支台齿作为翻制病患牙模或口腔内扫瞄的基础，不管是传统作法或通过牙科CAD/CAM系统，都会有支台体和牙冠的密切结合问题；而牙桥并非使用原有病患本人原有牙齿的外观，而是使用技工手刻的牙冠或是数据库的牙冠，这让医师或病人无法视需要决定要保有原有牙冠或使用数据库内建的牙冠模型。
发明内容
于是，为解决上述缺失，本发明的目的在于提供一种牙科补缀及赝复体数字建档与制作方法，利用数字模型的建立，及光学空间3D定位的方式，记录车削病患牙齿的全部过程，记录所有被车削掉的牙齿与留下来的支台体，可直接利用此笔数据制作牙冠，使牙冠与支台体密切结合。
为达到上述的目的，本发明揭露一种牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法，其主要包括以下步骤：手术前扫描建立第一数字模型，其主要包括以下步骤：手术前扫描，通过扫描装置对病患接受治疗的牙齿做手术前的外形扫描，用以建立一第一数字模型文件；光学定位及车削治疗，通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该第一数字模型文件结合，将接受治疗的牙齿车削成支台齿，且将车削过程建立一第二数字模型文件；实体模型演算，通过先前将车削过程建立的第二数字模型文件，将接受治疗的牙齿车削成支台齿的过程反向建立病患的一自体牙冠模型文件；及加工制作固定式义齿，通过计算机辅助设计及制造加工，结合该第二数字模型文件及自体牙冠模型文件制作符合病患所需的固定式义齿，固定式义齿包括牙冠和牙桥。
其中，手术前扫描包括先利用石膏翻制病患的牙模，再将牙模送进牙模扫描机后得到该第一数字模型文件，牙模扫描机包括激光式及投影式等光学扫描装置。
其中，手术前扫描的扫描装置包含口内扫描装置，通过感应器伸入病患口中直接拍摄，取得牙齿的外形后建立该第一数字模型文件。
其中，手术前扫描为应用计算器断层扫描(CT)摄影，直接拍摄病患口内断层数据，包含牙齿外形、骨质、神经管等信息，用以建立该第一数字模型文件。
其中，该加工制作固定式义齿是结合该第二数字模型文件及自体牙冠模型文件确定牙冠的内外层结构，再通过工具自动车削生产该固定式义齿。
其中，该加工制作固定式义齿进一步包括一牙冠选取，通过软件由一牙冠数据库选取符合病患的一数字牙冠模型文件；选取符合病患的数字牙冠模型文件后进行一数字虚拟调整咬合；该数字虚拟调整咬合后结合该数字牙冠模型文件及自体牙冠模型文件确定牙冠的内外层结构，再通过工具自动车削生产该固定式义齿。
本发明的方法也可用于牙科补缀及赝复体制作，其主要包括以下步骤：被训练者取得已建立一教学数字模型文件的牙齿模型，再通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该教学数字模型文件结合，将前述牙齿模型车削成支台齿，且将车削过程建立一第二数字模型文件；通过前述牙齿模型的原有牙冠外型文件，及第二数字模型文件将车削成支台齿的过程实体模型演算反向建立一牙冠模型文件；加工制作固定式义齿，通过该牙冠模型文件通过计算机辅助制造加工生产所需的固定式义齿；及将前述固定式义齿套于前述支台齿，评鉴被训练者车削与固定式义齿的制备结果。
本案的优点在于，通过术前扫描建立病患原有牙齿的数字模型，及光学空间3D定位的方式，记录车削病患牙齿的全部过程，记录所有被车削掉的牙齿与留下来的支台体，并将使用历程加以储存，方便让日后可针对使用历程的疏失加以练习改进，同时可直接利用此笔数据供现有的固定式义齿制备系统生产，使牙冠内层结构可与支台体密切结合。且，因为有自体牙冠模型文件，病患可以直接使用原有牙齿的外观，而不是使用技工手刻的牙冠或是数据库的牙冠，也不用再调整咬合，让医师或病人多一种选择，视需要决定要保有原有牙冠或使用数据库内建的牙冠。
附图说明
图1为本发明的实施流程示意图一；
图2为本发明的实施流程示意图二；
图3为本发明的实施流程示意图三；
图4为本发明的固定式义齿的制备流程示意图。
附图标记说明
110：手术前扫描
121：第一数字模型文件
122：第二数字模型文件
130：光学定位及车削治疗
140：实体模型演算
150：自体牙冠模型文件
200：制作固定式义齿
210：牙冠的内外层结构
220：自动车削生产假牙
230：牙冠选取
231：牙冠数据库
232：数字牙冠模型文件
240：数字虚拟调整咬合
310：教学数字模型文件
311：牙冠外型文件
320：光学定位及车削实习
321：支台齿外形
322：第二数字模型文件
330：实体模型演算
340：牙冠模型文件
350：制作固定式义齿
360：固定式义齿套于前述支台齿。
具体实施方式
有关本发明的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，该实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
请参阅图1及图2，本发明揭露一种牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法，其主要包括以下步骤：手术前扫描110，通过扫描装置对病患接受治疗的牙齿做手术前的外形扫描，用以建立一第一数字模型文件121。
其中，手术前扫描110包括先利用石膏翻制病患的牙模的传统作法，再将牙模送进牙模扫描机后得到该第一数字模型文件121，已知的牙模扫描机包括激光式及投影式等光学扫描装置。手术前扫描110的扫描装置也包含口内扫描装置，口内扫描装置通过感应器伸入病患口中直接拍摄，取得牙齿的外形后建立该第一数字模型文件121。
或，手术前扫描110为应用计算器断层扫描(CT)摄影，直接拍摄病患口内断层数据，包含牙齿外形、骨质、神经管等信息，用以建立该第一数字模型文件121。若以计算器断层扫描(CT)的方式扫描，相对于口内扫描机只扫出牙齿的外观，因口内牙齿结构信息都会显示，则警示的信息可以更丰富，在牙科诊疗中可以达到安全警示的效果。上述牙模扫描机、口内扫描装置及计算器断层扫描(CT)摄影为已知技术，且非本专利重点，在此不多加赘述。
手术前扫描110后，接着进行光学定位及车削治疗130，通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该第一数字模型文件121结合，将接受治疗的牙齿车削成支台齿，且将车削过程建立一第二数字模型文件122。光学定位及车削治疗130主要是利用空间3D定位的方式，记录使用者车削修磨牙齿的全部过程，当车削错误时，在车削过程中可以达到一些警示，达到安全精准的车削外，也因为记录所有被车削掉的牙齿与留下来的牙齿(支台齿)数据，可直接利用此笔数据制作病患所需的固定式义齿-牙冠。
其中光学定位系统追踪医疗器具的方式为已知技术，如美国专利第6,675,040号“光学目标寻迹系统(Optical Object Tracking System)”，其揭示一种光学侦测系统，用以记录连接有光学上可侦测的对象的仪器在空间中的位置，借由数个摄影机与数据处理器、影像扫描数据、以及计算机与相关的图形显示器相结合，而能够在手术、诊断、治疗设定中，搜寻仪器、标的、病人、以及装置的位置。后续市场也揭露相关的改良技术，所以通过光学定位系统追踪医疗器具的技术为已知技术，且非本专利重点，在此不多加赘述。
光学定位及车削治疗130后，接着进行实体模型演算140，通过先前将车削过程建立的第二数字模型文件122，将接受治疗的牙齿车削成支台齿的过程反向建立病患的一自体牙冠模型文件150。自体牙冠模型文件150是由所有被车削掉的牙齿与留下来的牙齿(支台齿)车削数据所产生，包括牙冠的外观与支台齿相接合的内层结构。
实体模型演算140后，因为是由记录所有被车削掉的牙齿与留下来的牙齿(支台齿)数据产生该自体牙冠模型文件150，可直接利用此笔数据加工制作固定式义齿200，制作固定式义齿200是通过假牙车削工具系统的计算机辅助设计（Computer-Aided Design,CAD）及计算机辅助制造 (Computer-Aided Manufacturing, CAM)，结合该第二数字模型文件122及自体牙冠模型文件150确定牙冠的内外层结构210，再通过工具自动车削生产假牙220，制作符合病患所需的固定式义齿，该固定式义齿包括牙冠和牙桥。
请再参阅图3，该加工制作固定式义齿200进一步包括一牙冠选取230，该牙冠选取230是在医师或病人病患不使用原有牙齿的外观，或原有牙齿外观以无法辩视使用，可通过软件由一牙冠数据库231选取符合病患的一数字牙冠模型文件232；选取符合病患的数字牙冠模型文件232后再进行一数字虚拟调整咬合240，通过已知的牙齿咬合曲面模拟牙冠方法虚拟调整咬合；该数字虚拟调整咬合240后结合该数字牙冠模型文件232及自体牙冠模型文件150确定牙冠的内外层结构210，再通过工具自动车削生产假牙220，制作符合病患所需的固定式义齿，该固定式义齿包括牙冠和牙桥。
请参阅图4，前述方法可应用于固定式义齿的制备，其主要包括以下步骤：被训练者取得已建立一教学数字模型文件310的牙齿模型，教学数字模型文件310可以是标准牙的牙齿模型，或利用石膏翻制病患的牙齿模型所建立，其形成方式可如前述第一数字模型文件121的建立方式，或由教学者统一标准建立。
接着进行光学定位及车削实习320，如前述一样通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该教学数字模型文件310结合，将前述牙齿模型车削成支台齿外形321，且将车削过程建立一第二数字模型文件322。
光学定位及车削实习310后，接着进行实体模型演算330，通过该教学数字模型文件310内牙齿模型的原有牙冠外型文件311，及第二数字模型文件322将车削成支台齿的过程反向建立一牙冠模型文件340，该牙冠模型文件340是结合该第二数字模型文件322及原有牙冠外型文件311确定牙冠的内外层结构。
然后，依据该牙冠模型文件340进行加工制作固定式义齿350，通过计算机辅助制造加工生产所需的固定式义齿，该固定式义齿包括牙冠和牙桥其中之一。
最后，将前述固定式义齿套于前述支台齿360，在这步骤可评鉴被训练者车削与固定式义齿的制备结果，结合前述车削过程建立的第二数字模型文件322可进行数字及实体的考核。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，均属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (13)

1.一种牙科补缀及赝复体数字建档与制作的方法，其特征在于，其主要包括以下步骤：
手术前扫描，通过扫描装置对病患接受治疗的牙齿做手术前的外形扫描，用以建立一第一数字模型文件；
光学定位及车削治疗，通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该第一数字模型文件结合，将接受治疗的牙齿车削成支台齿，且将车削过程建立一第二数字模型文件；
实体模型演算，通过先前将车削过程建立的第二数字模型文件，将接受治疗的牙齿车削成支台齿的过程反向建立病患的一自体牙冠模型文件；及
加工制作固定式义齿，通过计算机辅助设计及制造加工，结合该第二数字模型文件及自体牙冠模型文件制作符合病患所需的固定式义齿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手术前扫描包含先利用石膏翻制病患的牙模，再将牙模送进牙模扫描机后得到该第一数字模型文件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述牙模扫描机包括激光式或投影式光学扫描装置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手术前扫描的扫描装置包含口内扫描装置，通过感应器伸入病患口中直接拍摄，取得牙齿的外形后建立该第一数字模型文件。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手术前扫描为应用计算器断层扫描摄影，用以建立该第一数字模型文件。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该固定式义齿包括牙冠和牙桥其中之一。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该加工制作固定式义齿是结合该第二数字模型文件及自体牙冠模型文件确定牙冠的内外层结构，再通过工具自动车削生产该固定式义齿。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该加工制作固定式义齿进一步包括一牙冠选取，通过软件由一牙冠数据库选取符合病患的一数字牙冠模型文件。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，选取符合病患的数字牙冠模型文件后进行一数字虚拟调整咬合。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该数字虚拟调整咬合后结合该数字牙冠模型文件及自体牙冠模型文件确定牙冠的内外层结构，再通过工具自动车削生产该固定式义齿。
11.一种牙科补缀及赝复体制作方法，其特征在于，其主要包括以下步骤：
被训练者取得已建立一教学数字模型文件的牙齿模型；
光学定位及车削实习，通过光学定位系统追踪医疗器具的方式，将车削工具光学定位与该教学数字模型文件结合，将前述牙齿模型车削成支台齿，且将车削过程建立一第二数字模型文件；
实体模型演算，通过前述牙齿模型的原有牙冠外型文件，及第二数字模型文件将削成支台齿的过程反向建立一牙冠模型文件；
加工制作固定式义齿，通过该牙冠模型文件通过计算机辅助制造加工生产所需的固定式义齿；及
将前述固定式义齿套于前述支台齿。
12.如权利要求11所述的牙科补缀及赝复体制作方法，其特征在于，该固定式义齿包括牙冠和牙桥其中之一。
13.如权利要求11所述的牙科补缀及赝复体制作方法，其特征在于，该牙冠模型文件是结合该第二数字模型文件及原有牙冠外型檔确定牙冠的内外层结构。
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