一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法技术

本发明专利技术涉及一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，该方法包括以下步骤：根据患者口腔的CT影像数据，建立下颌骨三维模型和校准装置三维模型；在下颌骨三维模型上规划牵张器的位置，利用牵张器三维模型对所述位置进行标记；根据校准装置三维模型数据，采用3D打印树脂材质制作校准装置；在患者下颌骨上安装校准装置，医生佩戴AR眼镜，通过AR眼镜的双目相机识别校准装置的轮廓，校准装置三维模型即自动与校准装置重叠；通过AR眼镜的双目相机对牵张器进行扫描，在AR眼镜中将牵张器三维模型与牵张器的实际空间位置重叠显示，确定牵张器放置的位置；将牵张器通过螺钉固定安装在下颌骨上。通过本发明专利技术的方法，牵张器的安装位置不容易出现偏差。易出现偏差。易出现偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法


[0001]本专利技术涉及一种牙科领域，并且具体涉及一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法。

技术介绍

[0002]颌骨牵张成骨术(Distraction Osteogenesis,DO)是通过骨切开后，植入特制的牵张器，缓慢牵拉，使截骨间隙中形成新骨从而达到骨骼延长的目的。申请人所在的医院在进行颌骨牵张成骨术，是依靠专业医生的经验和技巧来确定牵张器的位置，存在对位置的定位判断不准，增大手术的难度和风险性。
[0003]现有专利CN110292440A公开了基于AR设备的手术导航方法及装置，获取包含有至少一个标记点的口内模型；所述口内模型包括骨头信息、软组织信息和面部信息；将所述口内模型转化为增强现实的AR影像并存储；将所述AR影像投射在用户眼前指定区域内进行显示，当判断所述AR影像中的标记点与口内模型对应的实际口内标记点重合时，则提示已矫正成功。通过本专利技术可实现医护人员同时查看、能提高手术操作的准确性。但是，校准AR影像中的标记点与口内模型对应的实际口内标记点，是通过AR设备识别骨头信息、软组织信息和面部信息，而人体颌面部轮廓线会在术中随着体位的变动，以及麻醉插管的影响下发生形变，影响AR设备对轮廓线的识别，牵张器的安装位置容易出现偏差。
[0004]因此，一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，牵张器的安装位置不容易出现偏差。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，牵张器的安装位置不容易出现偏差。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]本专利技术还提供一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，该方法包括以下步骤：
[0008]1)根据患者口腔的CT影像数据，建立下颌骨三维模型和校准装置三维模型；
[0009]2)在下颌骨三维模型上规划牵张器的位置，利用牵张器三维模型对所述位置进行标记；
[0010]3)根据校准装置三维模型数据，采用3D打印树脂材质制作校准装置；
[0011]4)在患者下颌骨上安装校准装置，医生佩戴AR眼镜，通过AR眼镜的摄像头识别校准装置的轮廓，校准装置三维模型即自动与校准装置重叠；
[0012]5)通过AR眼镜的摄像头对牵张器进行扫描，在AR眼镜中将牵张器三维模型与牵张器的实际空间位置重叠显示，确定牵张器放置的位置；
[0013]6)将牵张器通过螺钉固定安装在下颌骨上。
[0014]在至少一个实施例中，所述步骤1)中，校准装置三维模型包括咬合导板三维模型
和校准框架三维模型；根据患者上下牙咬合关系，建立咬合导板三维模型，咬合导板三维模型与校准框架三维模型贴合。
[0015]在至少一个实施例中，所述步骤3)中，校准装置包括咬合导板和校准框架，校准框架与咬合导板固定连接。所述校准框架包括架子和坐标杆，坐标杆由横杆、竖杆和前杆相互垂直构成，横杆一端分别与竖杆一端和前杆一端交汇形成原点，原点与架子连接。
[0016]本专利技术至少实现如下有益效果：
[0017]本专利技术设置校准装置三维模型和校准装置，校准装置固定在患者口腔内，通过AR设备识别校准装置，使校准装置三维模型与校准装置重叠，从而实现牵张器三维模型与手术位置重叠，AR设备不需要通过识别人体轮廓线实现校准；由于校准装置为硬质的，校准装置的轮廓线不容易随着体位的变动，牵张器的安装位置不容易出现偏差。
附图说明
[0018]现在将参考附图仅通过示例的方式来描述本专利技术的一个或多个实施例，附图中：
[0019]图1为本专利技术颌骨牵张成骨手术导航方法的方法流程图；
[0020]图2为本专利技术校准装置的结构图；
[0021]图3为本专利技术校准装置的另一个视角的结构图；
[0022]图4为本专利技术框架的结构图。
[0023]图中标号为：1、咬合导板；2、校准框架；21、长杆；22、短杆；23、加强件；24、凸件；25、坐标杆；26、横杆；27、竖杆；28、前杆。
具体实施方式
[0024]下文将参照附图中的示例性实施例来详细地描述本专利技术。但应当知道的是，本专利技术可通过多种不同的形式来实现，而不应该被理解为限制于本文所阐述的实施例。在此提供这些实施例旨在使得本专利技术的公开内容更为完整，并将本专利技术的构思完全传递给本领域技术人员。
[0025]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0026]针对现有技术中的基于AR设备的手术导航方法及装置可能存在手术位置误差的弊端。专利技术人进行仔细分析后发现，出现上述技术问题的原因主要在于：校准AR影像中的标记点与口内三维模型对应的实际口内标记点，是通过AR设备识别骨头信息、软组织信息和面部信息，而人体颌面部轮廓线会在术中随着体位的变动，以及麻醉插管的影响下发生形变，影响AR设备对轮廓线的识别，牵张器的安装位置容易出现偏差，牵张器稍微偏移，牵引方向明显发生变化，偏离原来设定的方向，影响骨骼延长方向。基于以上分析，专利技术人提供一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，减小对手术位置的定位判断误差。
[0027]由于颌骨牵张成骨手术是通过在人体颌骨内嵌入牵引器，缓慢牵拉，使截骨间隙中形成新骨从而达到骨骼延长的目的。因此，牵引器放置的位置很重要，牵引器位置稍微偏
差，可能就会造成牵拉方向偏离原来设定的方向，影响骨骼延长方向，影响治疗效果。因此，需要设置基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，牵张器的安装位置不容易出现偏差，不容易出现牵拉方向偏离原来设定的方向。
[0028]如图1所述，本专利技术为一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0029]1)根据患者口腔的CT影像数据，建立下颌骨三维模型和校准装置三维模型；校准装置三维模型包括咬合导板三维模型和校准框架三维模型；根据患者上下牙咬合关系，建立咬合导板三维模型，咬合导板三维模型与校准框架三维模型贴合。
[0030]2)在下颌骨三维模型上规划牵张器的位置，利用牵张器三维模型对所述位置进行标记。采用虚拟手术规划(VSP)，结合患者下颌骨三维模型和患者口腔的CT影像数据，可在CAD/CAM软件中模拟牵张器的位置，并去确定牵张器的牵引方向，医护人员不需要凭借丰富的经验去确定牵引方向，牵张器的安装位置不容易出现偏差。
[0031]3)根据校准装置三维模型数据，采用3D打印树脂材质制作校准装置；校准装置包括咬合导板1和校准框架2，校准框架2与咬合导板1固定连接。校准框架2包括架子和坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR技术的颌骨牵张成骨手术导航方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据患者口腔的CT影像数据，建立下颌骨三维模型和校准装置三维模型；2)在下颌骨三维模型上规划牵张器的位置，利用牵张器三维模型对所述位置进行标记；3)根据校准装置三维模型数据，采用3D打印树脂材质制作校准装置；4)在患者下颌骨上安装校准装置，医生佩戴AR眼镜，通过AR眼镜的摄像头识别校准装置的轮廓，校准装置三维模型即自动与校准装置重叠；5)通过AR眼镜的摄像头对牵张器进行扫描，在AR眼镜中将牵张器三维模型与牵张器的实际空间位置重叠显示，确定牵张器放置的位置；6)将牵张器通过螺钉固定安装在下颌骨上。2.根据权利要求1所述的颌骨牵张成骨手术导航方法，其特征在于：所述步骤1)中，校准装置三维模型包括咬合导板三维模型和校准框架三维模型；根据患者上下牙咬合关系，建立咬合导板三维模型，咬合导板三维模型与校准框架三维模型贴合。3.根据权利要求2所述的颌骨牵张成骨手术导航方法，其特征在于：所述咬合导板三维模型通过Proplan CMF 3.0软件绘制，使用3DS MAX软件建立校准框...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旋平，袁宗毅，何世熹，陆薇，玉琨，韦毅，黎敏斯，韦珍夏，万紫微，廖凯彬，韦姿倩，韦进志，胡双玉，
申请(专利权)人：广西医科大学附属口腔医院，
类型：发明
国别省市：