[发明专利]一种利用混合现实技术的正畸微种植体植入定位方法

说明书

本发明涉及一种利用混合现实技术的正畸微种植体植入定位方法，包括：S1，采集数据，建立包含牙根信息、上下颌骨信息、软组织信息的三维数字化牙颌模型；S2，在三维数字化牙颌模型上进行虚拟正畸微种植体植入设计，输出带有虚拟正畸微种植体位置设计信息及植入辅助标记的三维数字化牙颌模型；S3，将带有虚拟正畸微种植体的三维数字化牙颌模型导入混合现实头戴式显示器；S4，利用软件及光学跟踪设备，使三维虚拟影像与口内现实配准；S5，根据三维虚拟影像上的虚拟正畸微种植体定位真实微种植体的植入位点、方向及深度。本发明可辅助正畸微种植体植入定位，其方便直观、操作简便、定位准确，可降低技术敏感性，执行安全可靠，且利于医患沟通。

技术领域

本发明涉及正畸技术领域，尤其涉及一种利用混合现实技术的正畸微种植体植入定位方法。

背景技术

正畸是对牙齿、颌骨、颅面的畸形进行诊断分析，通过对畸形的颌骨或牙齿施加力的作用，最终达到平衡稳定、功能美观目标的治疗过程。支抗是正畸治疗中抵抗矫治力反作用力的结构，包括牙齿、牙弓、口唇肌肉或颅面骨骼，支抗的设计与控制对最终矫治效果至关重要。微型种植体支抗是一项口腔正畸治疗的新技术，即通过种植体对需要移动的牙齿、牙弓加力，其反作用力为颌骨，因此可有效解决支抗牙移位问题，并具有体积小、植入部位灵活、价格低廉、不依赖患者配合等诸多优点。

近年来，随着影像技术的进步，锥形束计算机体层摄影术(cone-beamcomputedtomography，以下简称CBCT)的应用使口腔牙颌面组织解剖测量更为精准，并利于直观观察牙根形态位置、牙槽骨骨量等信息，为临床诊断和治疗提供了重要支持，在正畸、种植领域均有广泛应用。

混合现实（mixed reality，MR）技术是近年来出现的一种新兴技术，可以将数字化信息与现实环境混合，从而产生同时包含了物理实体和虚拟信息的新型可视化环境，实现虚拟、现实无缝对接和信息实时交互，本质上是增强现实（augmented reality, AR）和虚拟现实（virtual reality, VR）的结合。与传统增强现实相比，混合现实可通过HoloLens空间站等头戴式设备，将虚拟信息叠加投射于现实场景，实现精确导航。

三维虚拟模型的显示可通过头戴式三维显示器（HMD）、原位透视融合显示系统等实现。

三维环境中的注册跟踪技术，即虚拟模型与现实场景的精准叠加、跟踪是混合现实技术应用于手术导航的核心。目前，临床上使用的注册方法可分为基于标志点的患者－影像注册方法和无需标记的患者-影像注册方法。前者可通过人工标志物等实现，后者则可通过三维表面匹配方法等实现。另外，还可利用交互手势，手动实现注册过程。

正畸微种植体植入术式虽较种植手术简单，但在实际临床植入过程中，常发生微种植体损伤邻牙牙周膜及牙根、微种植体穿入上颌窦及微种植体周围炎等并发症，导致种植体松动脱落、支抗控制失败，延长治疗时间、增加患者痛苦。同时，正畸微种植体的初期稳定性也与皮质骨厚度、松质骨密度等密切相关，而临床中可通过种植钉与骨面成角的变化来增加其在皮质骨内长度，提升微种植体成功率。Deguchi等通过三维CT的研究发现：微种植体的植入部位是影响微种植体稳定性的重要因素。因此，微种植体植入位置、角度的准确设计和精确执行对微种植体支抗成功率至关重要。

目前，临床多采用直视方式植入正畸微种植体，以上颌后牙区为例，即肉眼多角度观察后利用探针进行定位，从两邻牙牙根之间、膜龈联合处或其合方，参考文献所述标准，在约距离牙槽嵴顶5-6mm的位置、与牙体长轴成30-45°角植入。在实际操作中，但由于后牙区光线不足、软组织干扰、操作空间有限，直视植入误差较大，操作困难，易引起相关并发症，对低年资医师有较大挑战。整体而言，对正畸微种植体定位植入研究仍多停留在二维基础上，测量误差大、准确性低，技术敏感性高。