[发明专利]用以加速牙科诊断及手术规划的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用牙模(cast model)来加速牙科诊断及手术规划的系 统，特别涉及一种将立体解剖信息(three-dimensional anatomical information) 以及牙模进行整合的系统。

背景技术

术前评估在牙科手术中扮演着相当重要的角色，若要在牙科诊断与手术 规划过程中更为了解病患的状况，医师常需参考许多不同的信息。在各种信 息中，牙模与X光放射摄影(X-ray radiograph)是两种性质不同的重要信息， 其中，牙模主要可提供外部信息，其包括让牙医能了解病患牙齿咬合状况并 提供外观的信息；相反地，X光放射摄影则可提供内部的解剖信息，包括病 患牙齿与颚骨的情形，这些信息对某些牙科手术来说是极度重要的，像是植 牙手术、根管治疗(root canalling)、阻生齿摘除(impacted tooth extraction)以及 颞颚关节评估等等。

如上所述，虽然牙模与X光放射摄影可提供彼此互补的重要信息供牙医 参考，这两种信息在大部分的情形下却常被分开处理，以致于牙医在整合这 两种信息时常常需要耗费脑力与时间才能达成。举例来说，牙医常需要根据 病患颚骨状况的X光放射摄影才能判断植牙的方向。而要把植牙方向的信息 配合牙模一起使用，之后牙医还得另外使用解剖标志才能同时在牙模上进行 咬合状况及外观的术前评估。尽管目前大多数牙医还是采取上述的步骤，上 述步骤却不是最有效率的作法。

为了解决上述两种信息分开使用所带来的困扰，先前技术提出了几种解 决方案。基本上来说，这些方案大致上可分为两类，其中一类的作法是将立 体数字影像中所携带的信息整合到牙模上，并据此让使用者得以利用牙模来 评估规划手术。举例来说，美国专利第US5,133,660号即揭示了一种牙套铸 造物装置，其可将X光放射摄影的影像传送到牙模上，让植牙等各种规划可 以在牙模上进行。此种方法乃是在欲植牙处将该铸造物横切，好让可显示病 患颚骨内部结构的X光影像能通过埋覆其中的X光不透明参考格点而排列 在牙模的切面上。此种方法的缺点在于，由于切面只能被切开一次，使用者 并无法在牙模上观察其它的位置与方向，所以此种方法在使用上并不具弹 性。

另一类发明则是将牙模上所携带的信息整合到立体数字模型中。因为所 有的数据都被整合到数字模型上，此种方法所使用的立体数字模型常被称为 电子牙模模型(electronic study model)。其中，美国专利第US5,562,448就提 出了类似的方法，于该专利中，牙模上的数据先被转换成一个立体数字模型 中，接着该数字模型再被传送到一台负载有各种影像信息的计算机中。此外， 美国专利第US7,133,042号则揭示了一种可以整合多种来源的解剖信息至一 数字化环境的系统，举例来说，该来源可以是牙模及X光放射摄影。然而， 由于牙模的信息均被整合到数字的环境中，牙模本身所能提供的视觉及触觉 效果均不复存在。尽管现在确实有各种技术来解决此种问题，例如可以恢复 深度信息的立体光学技术，或可以增进系统的触觉效果的施力回馈装置。然 而，这些额外的装置无疑会产生更多的成本支出，所以对使用者而言又是另 一笔负担。

发明内容

为能同时结合牙模与X光放射摄影数据的优点，本发明提供一种可利用 牙模来加速牙科诊断及手术规划的系统，该系统可实时将牙模信息与通过影 像呈现技术展示的解剖信息进行结合。本发明由于保留了牙模所能提供的立 体视觉及触觉效果，该系统可让牙医能以更为直接的方式来进行手术规划， 而这正是仅利用数字环境无法达成的效果。另一方面，由于牙医不再需要自 行转换来自不同来源的信息，本发明直接在解剖影像信息与牙模上特定点之 间建立关联性的作法更可大大增加手术规划评估的效率。