TW201345491A - 牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法及其教學訓練 - Google Patents
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Abstract
一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法，其主要包括以下步驟：手術前掃描建立第一數位模型檔，光學定位及車削治療，且將車削過程建立第二數位模型檔；實體模型演算反向建立病患的自體牙冠模型檔；及加工製作固定式義齒，結合該第二數位模型檔及自體牙冠模型檔製作符合病患所需的固定式義齒，使固定式義齒的牙冠內層結構可與支台體密切結合，且可視需要決定要保有原有牙冠外觀。藉由教學數位模型檔的牙齒模型依前述方法，可用於被訓練者的教學訓練。
Description
本發明係有關牙科補綴及贗復體數位建檔與製作方法，及牙科補綴及贗復體的製作教學訓練。
在牙科齲齒治療中，當恆齒壞損時，拔除後將無法再長出新牙，所以有一種治療稱為贗復補綴，透過固定式義齒(一般所稱的牙冠與牙橋)，利用車削修磨自然牙當作支台齒，然後在支台齒外黏上金屬製或金屬合併陶瓷製的固定式義齒-牙冠(crown)或牙橋(bridge)。
牙冠適用於嚴重的蛀牙或外傷等原因破壞而無法使用傳統的補牙方式補綴時，牙齒經過適量的車削修型後以牙冠保護起來，以能繼續使用而免於拔除。根管治療過的牙齒因為牙齒缺損嚴重，除了製作牙冠外，還要額外在根管內製作一個牙心(俗稱釘子)來支撐牙冠。
牙橋則是適用於某顆牙齒拔出後，缺牙區前後的牙齒經過車削修型後，類似搭橋一樣將此缺牙區進行贗復。牙齒拔除後形成缺牙區，長久空著會造成對咬牙過度萌出，前後的牙齒也會往缺牙區傾斜進而造成咬合干擾。前後牙齒經過適量修型後，製作三單位的牙橋(前後牙齒可視為橋墩搭成一座牙橋)。
前述贗復補綴的重點都在於假牙的牙冠和能否病患口中被車削的牙齒(支台齒)達到密合。傳統的工法係在車削治療後的利用石膏翻製病患的牙模，然後配合咬合器手工刻出牙冠，再透過手工調整咬合，最後在手工翻製假牙牙冠。傳統的工法不只過程耗時且費人工。
目前牙科的趨勢是導入CAD/CAM系統，CAD(Computer-Aided Design)為電腦輔助設計，CAM(Computer-Aided Manufacturing)為電腦輔助製造，此觀念為機械製造業轉換而來。主要透過口內掃描，對車削治療後的病患口腔內，透過口腔內掃描，例如，CT攝影則可提供內部的解剖資訊，包括牙齒、顎骨、齒槽骨神經、上鼻竇等。藉由數位3D的環境中產生病患的口腔資料，再選用數位牙冠，透過虛擬調整咬合，此段流程類似CAD，完成牙冠的數位檔，在直接以加工機自動車削出假牙，導入此流程可加速假牙的製作。
因為牙科CAD/CAM系統正處於發展中的狀態，也有些許不成熟或成本原因，尚未完整導入的情況，故也常有第三種傳統結合CAD/CAM的方式，主要是對車削治療後的病患進行石膏翻製牙模後，再對牙模進行掃描，藉由數位3D的環境中產生病患的牙模資料，再選用數位牙冠，透過虛擬調整咬合，完成牙冠的數位檔，在直接以加工機自動車削出假牙，導入此流程可加速假牙的製作。
然而，前述固定式義齒-牙冠或牙橋的製法都建立在車削治療後的支台齒做為翻製病患牙模或口腔內掃瞄的基礎，不管是傳統作法或透過牙科CAD/CAM系統，都會有支台體和牙冠的密切結合問題；而牙橋非使用原有病患本人原有牙齒之外觀，而是使用技工手刻的牙冠或是資料庫的牙冠，這讓醫師或病人無法視需要決定要保有原有牙冠或使用資料庫內建的牙冠模型。
於是，為解決上述缺失，本發明之目的係在提供一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作方法，利用數位模型的建立，及光學空間3D定位的方式，記錄車削病患牙齒的全部過程，記錄所有被車削掉的牙齒與留下來的支台體，可直接利用此筆資料製作牙冠，使牙冠與支台體密切結合。
本發明另一目的係在提供一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作方法，讓醫師或病人視需要決定要保有原有牙冠外觀或使用資料庫內建的牙冠外觀。
本發明再一目的係在提供一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之教學訓練，記錄車削練習牙齒模的全部過程，記錄所有被車削掉的牙齒與留下來的支台體，並將使用歷程加以儲存，方便讓日後可針對使用歷程之疏失加以練習改進。
為達上述之目的，本發明揭露一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法，其主要包括以下步驟：手術前掃描建立第一數位模型，其主要包括以下步驟：手術前掃描，透過掃描裝置對病患接受治療的牙齒做手術前的外形掃描，用以建立一第一數位模型檔；光學定位及車削治療，透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該第一數位模型檔結合，將接受治療的牙齒車削成支台齒，且將車削過程建立一第二數位模型檔；實體模型演算，透過先前將車削過程建立的第二數位模型檔，將接受治療的牙齒車削成支台齒的過程反向建立病患的一自體牙冠模型檔；及加工製作固定式義齒，透過電腦輔助設計及製造加工，結合該第二數位模型檔及自體牙冠模型檔製作符合病患所需的固定式義齒，固定式義齒包括牙冠和牙橋。
其中，手術前掃描包括先利用石膏翻製病患的牙模，再將牙模送進牙模掃描機後得到該第一數位模型檔，牙模掃描機包括雷射式及投影式等光學掃描裝置。
其中，手術前掃描的掃描裝置包含口內掃描裝置，透過感應器伸入病患口中直接拍攝，取得牙齒的外形後建立該第一數位模型檔。
其中，手術前掃描為應用計算機斷層掃描(CT)攝影，直接拍攝病患口內斷層資料，包含牙齒外形、骨質、神經管等資訊，用以建立該第一數位模型檔。
其中，該加工製作固定式義齒係結合該第二數位模型檔及自體牙冠模型檔確定牙冠的內外層結構，再透過工具自動車削生產該固定式義齒。
其中，該加工製作固定式義齒進一步包括一牙冠選取，透過軟體由一牙冠資料庫選取符合病患的一數位牙冠模型檔；選取符合病患的數位牙冠模型檔後進行一數位虛擬調整咬合；該數位虛擬調整咬合後結合該數位牙冠模型檔及自體牙冠模型檔確定牙冠的內外層結構，再透過工具自動車削生產該固定式義齒。
本案方法也可用於牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之教學訓練，其主要包括以下步驟：被訓練者取得已建立一教學數位模型檔的牙齒模型，再透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該教學數位模型檔結合，將前述牙齒模型車削成支台齒，且將車削過程建立一第二數位模型檔；透過前述牙齒模型的原有牙冠外型檔，及第二數位模型檔將車削成支台齒的過程實體模型演算反向建立一牙冠模型檔；加工製作固定式義齒，透過該牙冠模型檔透過電腦輔助製造加工生產所需的固定式義齒；及將前述固定式義齒套於前述支台齒，評鑑被訓練者車削與固定式義齒的製備結果。
本案的優點在於，透過術前掃描建立病患原有牙齒的數位模型，及光學空間3D定位的方式，記錄車削病患牙齒的全部過程，記錄所有被車削掉的牙齒與留下來的支台體，可直接利用此筆資料供現有的固定式義齒製備系統生產，使牙冠內層結構可與支台體密切結合。且，因為有自體牙冠模型檔，病患可以直接使用原有牙齒之外觀，而不是使用技工手刻的牙冠或是資料庫的牙冠，也不用再調整咬合，讓醫師或病人多一種選擇，視需要決定要保有原有牙冠或使用資料庫內建的牙冠。
茲有關本發明之詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
請參閱圖1及圖2，本發明揭露一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法，其主要包括以下步驟：手術前掃描110，透過掃描裝置對病患接受治療的牙齒做手術前的外形掃描，用以建立一第一數位模型檔121。
其中，手術前掃描110包括先利用石膏翻製病患的牙模的傳統作法，再將牙模送進牙模掃描機後得到該第一數位模型檔121，已知的牙模掃描機包括雷射式及投影式等光學掃描裝置。手術前掃描110的掃描裝置也包含口內掃描裝置，口內掃描裝置透過感應器伸入病患口中直接拍攝，取得牙齒的外形後建立該第一數位模型檔121。
或，手術前掃描110為應用計算機斷層掃描(CT)攝影，直接拍攝病患口內斷層資料，包含牙齒外形、骨質、神經管等資訊，用以建立該第一數位模型檔121。若以計算機斷層掃描(CT)的方式掃描，相對於口內掃描機只掃出牙齒的外觀，因口內牙齒結構資訊都會顯示，則警示的資訊可以更豐富，在牙科診療中可以達到安全警示的效果。上述牙模掃描機、口內掃描裝置及計算機斷層掃描(CT)攝影為已知技術，且非本專利重點，在此不多加贅述。
手術前掃描110後，接著進行光學定位及車削治療130，透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該第一數位模型檔121結合，將接受治療的牙齒車削成支台齒，且將車削過程建立一第二數位模型檔122。光學定位及車削治療130主要是利用空間3D定位的方式，記錄使用者車削修磨牙齒之全部過程，當車削錯誤時，在車削過程中可以達到一些警示，達成安全精準的車削外，也因為記錄所有被車削掉的牙齒與留下來的牙齒(支台齒)資料，可直接利用此筆資料製作病患所需的固定式義齒-牙冠。
其中光學定位系統追蹤醫療器具的方式為已知技術，如美國專利第6,675,040號「光學目標尋跡系統(Optical Object Tracking System)」，其揭示一種光學偵測系統，用以記錄連接有光學上可偵測的物件的儀器在空間中的位置，藉由數個攝影機係與數據處理器、影像掃描數據、以及電腦與相關的圖形顯示器相結合，而能夠在手術、診斷、治療設定中，搜尋儀器、標的、病人、以及裝置的位置。後續市場也揭露相關的改良技術，所以透過光學定位系統追蹤醫療器具的技術為已知技術，且非本專利重點，在此不多加贅述。
光學定位及車削治療130後，接著進行實體模型演算140，透過先前將車削過程建立的第二數位模型檔122，將接受治療的牙齒車削成支台齒的過程反向建立病患的一自體牙冠模型檔150。自體牙冠模型檔150係由所有被車削掉的牙齒與留下來的牙齒(支台齒)車削資料所產生，包括牙冠的外觀與支台齒相接合的內層結構。
實體模型演算140後，因為係由記錄所有被車削掉的牙齒與留下來的牙齒(支台齒)資料產生該自體牙冠模型檔150，可直接利用此筆資料加工製作固定式義齒200，製作固定式義齒200係透過假牙車削工具系統的電腦輔助設計(Computer-Aided Design,CAD)及電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing,CAM)，結合該第二數位模型檔122及自體牙冠模型檔150確定牙冠的內外層結構210，再透過工具自動車削生產假牙220，製作符合病患所需的固定式義齒，該固定式義齒包括牙冠和牙橋。
請再參閱圖3，該加工製作固定式義齒200進一步包括一牙冠選取230，該牙冠選取230係在醫師或病人病患不使用原有牙齒之外觀，或原有牙齒外觀以無法辯視使用，可透過軟體由一牙冠資料庫231選取符合病患的一數位牙冠模型檔232；選取符合病患的數位牙冠模型檔232後再進行一數位虛擬調整咬合240，透過已知的牙齒咬合曲面模擬牙冠方法虛擬調整咬合；該數位虛擬調整咬合240後結合該數位牙冠模型檔232及自體牙冠模型檔150確定牙冠的內外層結構210，再透過工具自動車削生產假牙220，製作符合病患所需的固定式義齒，該固定式義齒包括牙冠和牙橋。
請參閱圖4，前述方法可應用於固定式義齒的製備教學訓練，其主要包括以下步驟：被訓練者取得已建立一教學數位模型檔310的牙齒模型，教學數位模型檔310可以是標準牙的牙齒模型，或利用石膏翻製病患的牙齒模型所建立，其形成方式可如前述第一數位模型檔121的建立方式，或由教學者統一標準建立。
接著進行光學定位及車削實習320，如前述一樣透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該教學數位模型檔310結合，將前述牙齒模型車削成支台齒外形321，且將車削過程建立一第二數位模型檔322。
光學定位及車削實習310後，接著進行實體模型演算330，透過該教學數位模型檔310內牙齒模型的原有牙冠外型檔311，及第二數位模型檔322將車削成支台齒的過程反向建立一牙冠模型檔340，該牙冠模型檔340係結合該第二數位模型檔322及原有牙冠外型檔311確定牙冠的內外層結構。
然後，依據該牙冠模型檔340進行加工製作固定式義齒350，透過電腦輔助製造加工生產所需的固定式義齒，該固定式義齒包括牙冠和牙橋其中之一。
最後，將前述固定式義齒套於前述支台齒360，在這步驟可評鑑被訓練者車削與固定式義齒的製備結果，結合前述車削過程建立的第二數位模型檔322可進行數位及實體的考核。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
110．．．手術前掃描
121．．．第一數位模型檔
122．．．第二數位模型檔
130．．．光學定位及車削治療
140．．．實體模型演算
150．．．自體牙冠模型檔
200．．．製作固定式義齒
210．．．牙冠的內外層結構
220．．．自動車削生產假牙
230．．．牙冠選取
231．．．牙冠資料庫
232．．．數位牙冠模型檔
240．．．數位虛擬調整咬合
310．．．教學數位模型檔
311．．．牙冠外型檔
320．．．光學定位及車削實習
321．．．支台齒外形
322．．．第二數位模型檔
330．．．實體模型演算
340．．．牙冠模型檔
350．．．製作固定式義齒
360．．．固定式義齒套於前述支台齒
圖1為本發明之實施流程示意圖一。
圖2為本發明之實施流程示意圖二。
圖3為本發明之實施流程示意圖三。
圖4為本發明之教學訓練流程示意圖。
110．．．手術前掃描
121．．．第一數位模型檔
122．．．第二數位模型檔
130．．．光學定位及車削治療
140．．．實體模型演算
150．．．自體牙冠模型檔
200．．．製作固定式義齒
Claims (13)
- 一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之方法，其主要包括以下步驟：手術前掃描，透過掃描裝置對病患接受治療的牙齒做手術前的外形掃描，用以建立一第一數位模型檔；光學定位及車削治療，透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該第一數位模型檔結合，將接受治療的牙齒車削成支台齒，且將車削過程建立一第二數位模型檔；實體模型演算，透過先前將車削過程建立的第二數位模型檔，將接受治療的牙齒車削成支台齒的過程反向建立病患的一自體牙冠模型檔；及加工製作固定式義齒，透過電腦輔助設計及製造加工，結合該第二數位模型檔及自體牙冠模型檔製作符合病患所需的固定式義齒。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，手術前掃描包含先利用石膏翻製病患的牙模，再將牙模送進牙模掃描機後得到該第一數位模型檔。
- 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，所述牙模掃描機包括雷射式及投影式等光學掃描裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，手術前掃描的掃描裝置包含口內掃描裝置，透過感應器伸入病患口中直接拍攝，取得牙齒的外形後建立該第一數位模型檔。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，手術前掃描為應用計算機斷層掃描(CT)攝影，用以建立該第一數位模型檔。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該固定式義齒包括牙冠和牙橋其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該加工製作固定式義齒係結合該第二數位模型檔及自體牙冠模型檔確定牙冠的內外層結構，再透過工具自動車削生產該固定式義齒。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該加工製作固定式義齒進一步包括一牙冠選取，透過軟體由一牙冠資料庫選取符合病患的一數位牙冠模型檔。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，選取符合病患的數位牙冠模型檔後進行一數位虛擬調整咬合。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該數位虛擬調整咬合後結合該數位牙冠模型檔及自體牙冠模型檔確定牙冠的內外層結構，再透過工具自動車削生產該固定式義齒。
- 一種牙科補綴及贗復體數位建檔與製作之教學訓練，其主要包括以下步驟：被訓練者取得已建立一教學數位模型檔的牙齒模型；光學定位及車削實習，透過光學定位系統追蹤醫療器具的方式，將車削工具光學定位與該教學數位模型檔結合，將前述牙齒模型車削成支台齒，且將車削過程建立一第二數位模型檔；實體模型演算，透過前述牙齒模型的原有牙冠外型檔，及第二數位模型檔將削成支台齒的過程反向建立一牙冠模型檔；加工製作固定式義齒，透過該牙冠模型檔透過電腦輔助製造加工生產所需的固定式義齒；及將前述固定式義齒套於前述支台齒，評鑑被訓練者車削與固定式義齒的製備結果。
- 如申請專利範圍第11項所述之教學訓練，其中，該固定式義齒包括牙冠和牙橋其中之一。
- 如申請專利範圍第11項所述之教學訓練，其中，該牙冠模型檔係結合該第二數位模型檔及原有牙冠外型檔確定牙冠的內外層結構。
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