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基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置制造方法及图纸

技术编号:17790207 阅读:56 留言:0更新日期:2018-04-25 14:09
本发明专利技术涉及口腔颌面外科医疗器械以及增强现实技术相关领域,尤其涉及一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:包括设有咬合导板和视觉捕捉标志模块,所述视觉捕捉标志模块设有固位体、连接体和可替换视觉捕捉标志,所述咬合导板与固位体连接,固位体和可替换视觉捕捉标志通过连接体连接形成一体。本发明专利技术中装置结构简单、操作方便、成本低,便捷、高效、精确定位和动态可视化等,辅助颌面部手术,达到好的效果。

Tooth supported maxillofacial augmented reality tracking device based on 3D printing

The invention relates to the medical instruments of oral and maxillofacial surgery and the related fields of augmented reality, in particular to a tooth supported maxillofacial augmented reality positioning tracking device based on 3D printing. It is characterized in that a occlusion guide plate and a visual capture mark module are provided, and the visual capture marking module is provided with a solid body and a connection. The body and the replaceable visual capture mark are connected with the retainer, and the retainer and the replaceable visual capture mark are connected through a connecting body to form an integral body. In the invention, the device has simple structure, convenient operation, low cost, convenient, efficient, accurate positioning and dynamic visualization and so on, assisting the maxillofacial operation to achieve good results.

【技术实现步骤摘要】
基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置
本专利技术涉及口腔颌面外科医疗器械以及增强现实技术相关领域,尤其涉及一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置。
技术介绍
传统颌面部手术完全凭借手术医生的经验判断来确定,因此手术的成败很大程度上依赖于主刀医生对局部解剖结构的掌握程度,若是年轻医生或者是局部结构变异较大的病例而言则手术难度大大增加,严重影响手术的效果,甚至延长手术的时间。随着口腔颌面外科的数字化技术飞速发展,对于术中解剖结构的定位追踪,涌现了比如数字化导板、手术导航等手段,但存在相关技术专业性强,费用高,注册技术繁杂等技术问题。近年来一种新的数字化技术-增强现实/混合现实技术辅助颌面部手术逐渐受到重视,该技术在术中定位(术前的虚拟手术规划和真实患者的匹配)以及实时跟踪(手术当中随着患者的体位变化和主刀医生的视角变化实时动态的保证虚拟手术计划与真实患者颌面部解剖结构一致)是它重要组成部份。因颌面部呈非线性结构,解剖结构复杂且变异大,常规定位跟踪技术需要在颅部有创伤的植入固位钉,然后利用相关技术进行定位跟踪,增加了手术创伤、手术时间。另外基于手工制作的牙支持的定位追踪无法满足对参数的一致性、三维坐标稳定性的把握,增大了视觉定位追踪的误差,若误差较大,甚至会对手术起到反作用。
技术实现思路
为了解决以上技术问题,本专利技术提供一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其结构简单、操作方便、成本低,便捷、高效、精确定位和动态可视化等,利于辅助颌面部手术,达到好的效果。解决以上技术问题的本专利技术中的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:包括设有咬合导板和视觉捕捉标志模块,所述视觉捕捉标志模块设有固位体、连接体和可替换视觉捕捉标志,所述咬合导板与固位体连接,固位体和可替换视觉捕捉标志通过连接体连接形成一体。所述固位体为中空,与连接体采用半固定方式连接。优化方案中所述固位体一端内设有卡槽,连接体一端设有卡块,使用时卡块插入卡槽中使固位体和边接体形成一体。进一步优化方案中所述固位体的卡槽内壁上设有抽屉固位体,同时连接体相应位置处设有凹槽,凹槽容纳抽屉固位体,抽屉固位体和凹槽位置和结构完全契合。抽屉固位体可设在卡槽两侧的内壁上。所述抽屉固位体为一对,抽屉固位体具有容纳固定连接体的作用,起到对连接体以及视觉捕捉标志的三维空间位置的固定。本专利技术中所述固位体与咬合板连接的前端部设有咬合前界标志线,起到在虚拟融合的时候对咬合板前界的界定的作用。所述连接体与视觉捕捉标志采取交叉固定连接,优化中所述交叉固定连接采取2*5*3mm的交叉固定连接。视觉捕捉标志模块和连接体的连接角度因不同的部位进行相应的设计,同一病例也可设计不同的角度,在术中根据具体情况予以更换。所述可替换视觉捕捉标志设有第一标志区域、第二标志区域和中间标志方块,第二标志区域设于第一标志区域中心位置,中间标志方块设于第二标志中心位置。所述第一标志区域尺寸为40*40mm、厚度为3mm,第二标志区域厚度为3.1mm,中间标志方块尺寸为10*10mm;优化中所述第二标志区域为L形,由三个10*10mm小方块组成,小方块尺寸为10*10mm。所述固位体的外壳和连接体为长方体或正方体。所述咬合板呈蹄形,设有咬合板上表面、咬合板下表面和咬合板颊舌侧,咬合上表面和咬合下有面分别设有牙槽,牙槽形态与相应的牙齿冠形态贴合;近咬合体端的第一个牙槽为双侧第一磨牙的位置,其形态与相应左右侧第一大牙牙冠形态贴合。所述颊舌侧宽度为2-7mm,比不同牙位牙冠最大直径大2mm,厚度为1.5-3mm,所有固位形位置在各牙位牙冠外形高点至颌平面的空间之间。本专利技术中颊舌侧宽度指牙齿口腔到唇的前后宽度,牙齿是上下(牙冠到牙根的方向)形态呈中间粗,两端细的状态,粗的地方为外形高点,牙槽深度和大小为外形高点到颌平面的空间。本专利技术中咬合导板为基于患者影像数据而获得个性化咬合导板,视觉捕捉标志模块为经统一三维建模设计制作、3D打印和校准完成。咬合导板提供整个装置稳定精确可重复无创伤地在上下牙上固定,保证虚拟设计模型和真实患者颌面部组织的三维坐标的可重复性以及视觉坐标与之的统一性,并且不影响手术操作。可替换视觉捕捉标志提供给增强现实系统识别。本专利技术中连接体一端与固位体连接,另外一端与视觉捕捉标志在三维建模期间进行STL模型融合,起到连接的作用,利于将视觉标志降低于手术操作范围之外,同时利于计算机的视觉捕捉、术前的数据获取。本专利技术中通过咬合板实现牙列的刚性支持固定,使得可替换视觉捕捉标志放置在计划的三维空间位置,更好的进行增强现实系统的应用,提高手术中对解剖结构的三维动态可视化,减少手术时间约1小时以上,减少手术并发症。在临床应用中,能够在颌骨囊性病变,颌面部骨折等手术中指导手术的定位和骨折复位的三维空间位置等等,均获得满意效果。本专利技术中装置制作,其软硬件要求不高,消费级的三维建模软件及3D打印设备即可独立完成。本专利技术装置适用于颌骨囊性病变、颌面部骨折等手术中指导手术的定位和骨折复位等。适用于辅助咬合相对稳定,单侧颌面部骨组织病变(比如颌面部骨折、颌面部骨性畸形的整复、颌骨囊性病变、牙种植术等)的患者的手术治疗、术前医患交流、相应疾病的会诊等。附图说明下面结合附图及具体实施方式对本专利技术做更进一步详细说明:图1本专利技术中装置结构示意图图2为本专利技术中固位体与连接体结合示意图图3为本专利技术中上色后的视觉捕捉标志结构示意图图4为本专利技术中装置与颌面部的结合图图5为本专利技术中牙位牙冠结构示意图其中标识具体为:1.咬合板,2.视觉捕捉标志模块,3.固位体,4.连接体,5.可替换视觉捕捉标志,6.咬合前界标志线,7.抽屉固位体,8.凹槽,9.外壳,10.卡块,11.卡槽,12.颌面部,13.第一标志区域,14.第二标志区域,15.中间标志方块,16.右侧第一大牙,17.外形高点,18.颌平面,19.外形高点至颌平面的空间,20.咬合板上表面,21.咬合板下表面,22.牙槽,23.双侧第一磨牙,24.咬合板颊舌侧具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步说明:实施例1基于3D打印的可替换式的牙支持式个性化颌面部增强现实定位追踪装置,包括设有咬合导板和视觉捕捉标志模块,所述视觉捕捉标志模块设有固位体、连接体和可替换视觉捕捉标志,所述咬合导板与固位体连接,固位体和可替换视觉捕捉标志通过连接体连接形成一体。固位体为中空,与连接体采用半固定方式连接。视觉捕捉标志模块和连接体的连接角度因不同的部位进行相应的设计,同一病例也可设计不同的角度,在术中根据具体情况予以更换。连接体起到连接的作用,利于将视觉标志降低于手术操作范围之外,同时利于计算机的视觉捕捉、术前的数据获取。一端以抽屉固位通过中空壳体内的抽屉固位体以及壳体的箱状固位形行半固定连接。另外一端与视觉捕捉标志在三维建模期间进行STL模型融合,后期利用3D打印制作。可替换视觉捕捉标志设有第一标志区域、第二标志区域和中间标志方块,第二标志区域设于第一标志区域中心位置,中间标志方块设于第二标志中心位置。固位体的外壳和连接体为长方体。咬合板体呈蹄形,设有咬合板上表面、咬合板下表面和咬合板颊舌侧,咬合板上表面和咬合板下有面本文档来自技高网...
基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置

【技术保护点】
一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:包括设有咬合导板和视觉捕捉标志模块,所述视觉捕捉标志模块设有固位体、连接体和可替换视觉捕捉标志,所述咬合导板与固位体连接,固位体和可替换视觉捕捉标志通过连接体连接形成一体。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:包括设有咬合导板和视觉捕捉标志模块,所述视觉捕捉标志模块设有固位体、连接体和可替换视觉捕捉标志,所述咬合导板与固位体连接,固位体和可替换视觉捕捉标志通过连接体连接形成一体。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:所述固位体为中空,与连接体采用半固定方式连接。3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:所述固位体一端内设有卡槽,连接体一端设有卡块,使用时卡块插入卡槽中使固位体和边接体形成一体。4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:所述固位体的卡槽内壁上设有抽屉固位体,同时连接体相应位置处设有凹槽,抽屉固位体和凹槽位置和结构完全契合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:所述固位体与咬合板连接的前端部设有咬合前界标志线。6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的牙支持式颌面部增强现实定位追踪装置,其特征在于:所述连接体与可替换视觉捕捉标志采取交...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈刚汤炜田卫东曾维余云波鞠锐周善洛尹华强姚洁廉小天陶俊臣程杰毛映
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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