一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法技术

一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法属于牙科领域。首先根据口腔锥形束计算机断层扫描CBCT来得到患者的牙缺失骨信息，根据口内扫描得到患者口腔内部软组织信息，根据连续断层扫描图像导入种植设计软件计算分析得到患者颌骨三维模型，综合颌骨三维信息和口内软组织信息得到完整口内三维模型；根据所述完整口内三维模型得到种植导板的三维模型，利用CAD/CAM软件将牙种植导板三维数字模型按照设定的厚度进行分层，得到每一层的打印机挤出头运动路径。本发明专利技术降低了手术对医生的要求弥补了临床医生经验的不足，同时，较其他数字化技术制作过程中降低了成本。种植导板完全规定了种植手机的方向，使得种植手术过程完全按照术前计划进行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法
本专利技术涉及牙科领域，特别涉及一种基于熔融沉积成型，即FDM(FusedDepositionModeling)技术的数字化种植导板的3D打印制作方法。
技术介绍
口腔种植技术近年来发展迅速，适应症越来越广，但随之而来的种植并发症日益增多附加手术种类也越来越多。在颌骨中植入种植体，临床种植医生一旦对种植体的植入方向、深度把握不准，很可能会损伤重要的解剖结构，出现严重的术中术后并发症。因此，精确地控制种植体植入方向和位置，避开重要的剖结构尤其重要。临床实践证明，种植手术成功的关键不仅在于术前做出正确合理的治疗方案，还应该为该方案确切地实施提供保障和手段，保证种植体植入的位点、方向及角度等与术前方案一致，使种植方案在患者口内得以准确实现。目前主要有两种方法来实现精准手术，一是实时导航，另一种是数字化种植外科导板。在实时导航外科中，医生可随时根据导航信息调整植入位置、方向及角度，以达最佳的植入定位。理论上，实时导航更符合种植手术要求，但是研究表明导航系统易产生追踪误差、垂直向偏差导致显示的与实际的不一致，技术尚不成熟，并非目前国际上主流技术。而数字化种植导板技术可以在术前根据患者口腔三维立体的颌骨信息，设计种植体的植入位点、角度、方向和长度，避开重要的解剖结构和病变区域，或充分利用患者特有的结构优势，将手术风险降到最小，并实现将预先设计的修复体信息融入种植体设计中，真正实现以修复为导向的种植体设计及实施。随着数字化医学的发展，3D打印技术的被广泛应用，基于3D打印技术原理制作的数字化牙种植外科导板，具有能很好控制种植体植入方向、角度、深度，可以实现降低手术风险，减少手术时间，并可实现微创不翻瓣种植等优势。基于激光的数字光处理技术(DLP)、选取激光融化技术(SLM)等3D打印技术，设备和材料的价格高昂，相应牙科产品制作成本高，在制作术前种植外科导板这样的一次性消耗类产品方面难以被接受。而基于FDM3D打印技术的数字化种植导板，利用了3D打印技术的准确、快速、节省材料等优势，是牙科种植的一大发展方向。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点，本专利技术提供一种基于FDM3D打印技术的牙种植即刻种植修复方案，降低了手术对医生的要求弥补了临床医生经验的不足，同时，较其他数字化技术制作过程中降低了成本。种植导板完全规定了种植手机的方向，使得种植手术过程完全按照术前计划进行。为实现上述目的，本专利技术所述一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法包括以下步骤：A、对患者口腔进行扫描，获取患者的口内三维模型；B、根据所述口内三维模型和种植体需要植入的位置，得到种植导板的三维模型；C、将所述种植导板的三维模型导入FDM3D打印机内打印制作出种植导板。所述数字化FDM3D打印种植导板制作方法中，所述步骤A具体做法为：首先根据CBCT(口腔锥形束计算机断层扫描)来得到患者的牙缺失骨信息，根据口内扫描得到患者口腔内部软组织信息，根据连续断层扫描图像导入种植设计软件计算分析得到患者颌骨三维模型，综合颌骨三维信息和口内软组织信息得到完整口内三维模型。所述数字化FDM3D打印种植导板制作方法中，所述步骤B具体做法为：根据所述完整口内三维模型，在种植体设计软件中结合各组织解剖信息以及种植体所需位置、角度，得到种植导板的三维模型。所述数字化FDM3D打印种植导板制作方法中，步骤C中具体做法为：在得到种植导板的三维模型后，利用CAD/CAM软件将牙种植导板三维数字模型按照设定的厚度(一般为0.06-0.25mm)进行分层，得到每一层的打印机挤出头运动路径。其中所述的牙种植导板FDM3D打印机其特征在于：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。所述FDM打印机材料为医用PLA，此材料在200℃左右熔化为可塑性塑料丝，将塑料挤出喷头按照模型分层信息即可进行模型的三维打印。所述FDM3D打印机与传统的FDM3D打印机依照X，Y，Z坐标系打印不同，这项打印技术称为三立柱式并联3D立体打印技术。本项专利技术采用此种结构的打印机并不仅仅可以在打印过程中更好的提高打印的效率，还可以将这样一种技术在处理边缘为圆弧的模型时的精度提高。所述一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法，所用器材包括：A.扫描设备，用于获取患者口内三维模型以及颌骨信息；B.数字化种植导板设计软件系统，用于导入所述口内三维模型及颌骨模型信息，根据所述口内三维模型和颌骨信息得到种植导板三维模型；C.FDM3D打印机，用于根据种植导板三维模型打印制作种植导板。所述FDM3D打印机材料为医用PLA，所述FDM3D打印机与传统的FDM3D打印机依照笛卡尔(X，Y，Z)坐标系打印不同，这项打印技术称为三立柱式并联3D立体打印技术。本项专利技术采用此种结构的打印机并不仅仅可以在打印过程中更好的提高打印的效率，还可以将这样一种技术在处理边缘为圆弧的模型时的精度提高。附图说明图1为本专利技术所述基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法的方法流程图。图2为本专利技术所述基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法中，种植导板的三维模型或种植导板的结构示意图。图3为本专利技术所述基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法中，所用三立柱式并联FDM3D打印机结构示意图。图4为所述基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法中，FDM3D打印机控制系统硬件结构。图5为本专利技术所述基于数字化FDM3D打印技术的种植导板制作方法的结构框图。具体实施方式本专利技术提供一种数字化种植导板的制作方法及系统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参见图1，本专利技术所述基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法中，包括如下步骤：A10、对患者口腔进行扫描，获取患者的口内三维模型。具体包括：A110、将口内扫描仪扫描探头伸入到缺牙患者口内，对其口内表面进行扫描，并将扫描结果数据导入医疗图像软件生成口内三维数字图像数据。特别地，在有石膏模型或者硅橡胶印模时，扫描石膏模型或者硅橡胶印模，以获取口内三维数字图像数据。A120、获取患者的牙颌骨CBCT数据。具体的，采用CBCT设备从外部对患者颌骨部进行扫描，得到头骨CBCT数据。A130、将口内扫描仪获取的患者口内三维数字图像数据和CBCT设备获取的颌骨CBCT数据一同导入种植方案设计系统内进行数据重叠和结合，建立口内三维模型，通过所述口内三维模型可测出粘膜的厚度。所述口内三维模型既包含了患者头骨的骨骼结构，也包含了患者的粘膜(软组织)的结构，通过种植方案设计软件的测量即可获得粘膜的厚度等信息，便于医生分析后期手术粘膜需要切开的范围。所述种植导板制作方法包括种植方案设计软件和安装有所述种植方案设计软件的计算机，本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法涉及牙科领域，其特征在于，包括以下步骤：首先根据口腔锥形束计算机断层扫描CBCT来得到患者的牙缺失骨信息，根据口内扫描得到患者口腔内部软组织信息，根据连续断层扫描图像导入种植设计软件计算分析得到患者颌骨三维模型，综合颌骨三维信息和口内软组织信息得到完整口内三维模型；根据所述完整口内三维模型，在种植体设计软件中结合各组织解剖信息以及种植体所需位置、角度，得到种植导板的三维模型；在得到种植导板的三维模型后，利用CAD/CAM软件将牙种植导板三维数字模型按照设定的厚度进行分层，得到每一层的打印机挤出头运动路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于熔融沉积成型技术的数字化种植导板制作方法涉及牙科领域，其特征在于，包括以下步骤：首先根据口腔锥形束计算机断层扫描CBCT来得到患者的牙缺失骨信息，根据口内扫描得到患者口腔内部软组织信息，根据连续断层扫描图像导入种植设计软件计算分析得到患者颌骨三维模型，综合颌骨三维信息和口内软组织信息得到完整口内三维模型；根据所述完整口内三维模型，在种植体设计软件中结合各组织解剖信息以及种植体所需位置、角度，得到种植导板的三维模型；在得到种植导板的三维模型后，利用CAD/CAM软件将牙种植导板三维数字模型按照设定的厚度进行分层，得到每一层的打印机挤出头运动路径。2.根据权利要求1所述方法，其中所述的牙种植导板FDM3D打印机特征在于：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层截面的轮廓；一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。3.根据权利要求1所述方法，其中所述FDM打印机材料为医用PLA；4.根据权利要求1所述方法，其中该方法所用器材包括：A.扫描设备，用于获取患者口内三维模型以及颌骨信息；B.数字化种植导板设计软件系统，用于导入所述口内三维模型及颌骨模型信息，根据所述口内三维模型和颌骨信息得到种植导板三维模型；C.FDM3D打印机，用于根据种植导板三维模型打印制作种植导板；所述FDM3D打印机材料为医用PLA，所述FDM3D打印机为三立柱式并联3D立体打印机。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述3D立体打印机的整体框架是一个由铝型材搭建的正三棱柱，三棱柱的三根侧棱上安装有滑轨，依靠铝型材侧棱的加工精度保证滑轨的垂直度与刚度；导轨的下方安装有三台步进电机，步进电机带动轴上的同步带轮做旋转运动；同步带轮依靠与滑块固定在一起的同步带，将同步带轮的旋转运动转变为滑块的直线运动，并带动滑块在导轨上面上下行进；滑块依靠连杆与打印机喷头相连，当滑块上下运动时，依靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继民，张成宇，陈海达，金晓菁，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11