[发明专利]一种用于牙科的导航定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于牙科的导航定位方法及系统，通过在牙齿保持器上粘连显影球，将牙齿保持器套设在患者的目标牙列上，通过扫描获取目标牙列和目标牙列处口腔颌骨的硬组织与软组织数据，在导航系统中的三维导航图中建立相应的带显影点的目标牙列基准空间三维模型；在术前通过手术器械点击显影球使目标牙列与基准空间三维模型进行匹配完成目标牙列的基准定位，术中设置在口腔中的定位杆通过第一视觉配合设置在手术器械的第二视觉实时获取口腔中目标牙列的位置和姿态，以及获取手术器械的位置和姿态，并在基准空间三维模型中三维坐标系中进行空间位置的标记，实现在术中实时追踪定位手术器械与目标牙列之间的位置关系。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种用于牙科的导航定位方法及系统。

背景技术

随着口腔种植和牙齿的各种修复技术在临床中的推广，以及人们对口腔健康要求的提高，越来越多的患者选择对缺失牙进行种植或者修补等修复治疗。而牙科手术是在狭小空间内局部麻醉下的精密操作，由于口腔的非直视环境、操作空间狭小以及医生缺乏经验等因素，导致牙科手术的复杂性和失败率提高，同时为应对不同牙列形状和复杂的口腔环境，在术中对牙齿的精准定位要求越来越高。

随着计算机技术的发展，手术导航系统的应用越来越广，手术导航系统以核磁共振、CT等医学影像数据为基础，在电脑上显示出一个三维可视的模型，医生手中的手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，同时在牙科领域中，对牙齿进行手术时利用光学或电磁导航仪器来实时追踪手术器械的空间位置，按照事先确定的理想位置、角度和深度预备种植窝洞并完成种植体植入。

上述牙科导航手术中关键的一步是要确定CT扫描后获得的基准空间三维模型如何与术中患者的目标牙列进行匹配，同时完成以基准空间三维模型为虚拟图像空间来与术中环境的视觉空间的映射关系，以实现对手术器械和目标牙列的空间位置的实时追踪，同时在术中确保对待手术牙齿的精准定位导航。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于牙科的导航定位方法，用于解决现有的技术问题，以使目标牙列与CT扫描后获得的基准空间三维模型匹配定位，同时基于设置在定位杆上的第一视觉标记的空间位置和设置在手术器械上的第二视觉标记的空间位置来对目标牙列和手术器械进行追踪，完成术中对目标牙列的待手术牙齿进行精准定位导航。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于牙科的导航定位方法，包括：

S1.获取目标牙列的牙齿整体模型，通过牙齿整体模型制作牙齿保持器；

S2.在牙齿保持器上设置显影球，将牙齿保持器套设在目标牙列上，扫描获取目标牙列和目标牙列处口腔颌骨的硬组织与软组织数据，基于目标牙列上的显影球，在导航系统中的三维导航图中建立相应的带显影点的目标牙列基准空间三维模型，在导航系统中形成目标牙列的三维坐标系；

S3.将手术区域的目标牙列与所述导航系统中目标牙列的基准空间三维模型进行匹配完成目标牙列的基准定位；

S4.捕捉手术区域中设置在定位杆上的第一视觉标记的空间位置和设置在手术器械上的第二视觉标记的空间位置；(第一视觉包括设置在定位杆上的红外线、光学传感器和图像捕捉单元，第一视觉包括设置在手术器械上的红外线、光学传感器、图像捕捉单元和定位针，定位杆固定在口腔中位置不会发生变化，手术器械在手术区域中进行移动)

S5.基于所述第一视觉标记的空间位置，实时获取目标牙列在手术区域中的位置和姿态，基于第二视觉标记的空间位置，实时获取手术器械在手术区域中的位置和姿态，将目标牙列和手术器械与所述基准空间三维模型中的三维坐标系匹配定位，实时更新目标牙列和手术器械在基准空间三维模型中的位置；

S6.基于定位杆的第一视觉标记的空间位置和基于手术器械的第二视觉标记的空间位置，通过在基准空间三维模型上导航定位来追踪定位手术器械与目标牙列之间的位置关系，使手术器械始终保持对目标牙列的手术。