一种用于多牙位种植的精准取模方法及装置
技术领域
本发明属于种植牙技术领域，具体涉及一种用于多牙位种植的精准取模方法。
背景技术
种植牙指的是一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。
种植修复成功的关键(或首要步骤)是获取精确的印模。多牙位种植在进行修复取模时，要保持多个种植印模杆的稳定才能获取精确的种植体的位置关系，这在临床上增加了取模的复杂性。
目前临床上为了在取模过程中保持多个种植印模杆的稳定，主要采用手工方式在患者口内安装完多个牙位的种植印模杆后，用牙线将多个种植印模杆缠绕固定在一起，将高强度的流动树脂注入到牙线上以及种植印模杆上，光固化或自然固化流动树脂使多个种植印模杆连成一个整体；为防止树脂收缩变形，树脂固化后，再用金刚砂车针将树脂包绕的牙线部分磨开几个裂缝，以释放树脂收缩产生的应力，然后再将裂缝处用流动树脂连接起来；根据种植印模杆的位置，在成品托盘上手动打孔，注入取模用硅橡胶，放至在口内种植覆盖印模杆及种植体周围软组织，凝固后将印模杆整体取下，以完成整个取模过程。
然而，此过程存在步骤繁琐，耗时较长，同时在患者口内操作时间长引起患者的不适，整个过程纯手工操作，对取模精度会产生影响等局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于多牙位种植的精准取模方法及装置，以解决现有种植牙的取模过程中取模耗时较长且影响取模精度的问题。
为实现上述目的，本发明所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法及装置，所述取模方法将三维数字获取技术、数字化设计及先进制作技术相结合，可实现精准、快速、高效的取模操作，同时该取模方法及装置也适用于年轻医生，及基层口腔医院和诊所的医生等，增加了多牙位种植修复精准取模技术的普及范围。
具体地，本发明采用的技术方案是：
一种用于多牙位种植的精准取模方法，包括如下步骤：
1)取若干种植印模杆，种植印模杆的数量与待种植牙位数量相对应，将种植印模杆的一端通过螺丝安装于口腔内的种植体；
2)利用口内扫描仪扫描获取每个种植印模杆的三维点云数据及种植印模杆周围口腔组织的三维点云数据；
3)利用与口内扫描仪配套的软件，对步骤2)中获得的三维点云数据进行编辑建模，得到一个与口腔内的牙弓形状相对应的弧形三维固定块模型，三维固定块模型表面间隔设置有若干固定孔，三维固定块模型通过固定孔套设于若干所述种植印模杆的长度方向中段，形成对口腔内若干所述种植印模杆的固定；
4)利用与口内扫描仪配套的软件，对步骤2)中获得的三维点云数据进行编辑建模，得到一个弧形三维托盘模型，所述三维托盘模型包括一弧形托块，所述托块表面沿托块厚度方向设置有一与三维固定块模型形状相对应的托槽，所述托槽的截面形状为U型或凹型，所述托槽的底面间隔设置有若干与所述固定孔相对应的固定插孔，所述托槽的两侧壁之间间距大于三维固定块模型的厚度；
5)将步骤3)获得的三维固定块模型通过3D打印得到固定块，将步骤4)获得的三维托盘模型通过3D打印得到托盘；
6)将所述固定块通过固定孔套设于种植印模杆，形成对种植印模杆的固定，在托盘的托槽内注入印模材料，将托盘通过托槽包覆于固定块，种植印模杆远离种植体一端插设于固定插孔，待印模材料凝固后，先将螺丝从种植体上拧下，然后将种植印模杆、固定块以及托盘整体取下，完成取模。
进一步地，所述三维固定块模型包括内固定印模和外固定印模，内固定印模通过3D打印形成内固定块，外固定印模通过3D打印形成外固定块；所述内固定印模的形状与口腔的内牙弓形状相对应的弧形，所述内固定印模位于若干所述种植印模杆内侧，所述内固定印模朝向种植印模杆一面间隔设置有与种植印模杆外壁相对应的内凹弧，所述内固定印模朝向种植印模杆一面间隔凸设有若干固定栓，固定栓与内凹弧间隔排布；所述外固定印模的形状与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述内固定印模位于若干所述种植印模杆外侧，所述外固定印模朝向种植印模杆一面间隔设置有与种植印模杆外壁相对应的外凹弧，所述外固定印模朝向种植印模杆一面间隔设置有若干固定栓道，固定栓道与外凹弧间隔排布；内固定印模与外固定印模对接，形成所述三维固定块模型；内凹弧与外凹弧对接形成包覆、套设于种植印模杆外壁的固定孔；固定栓插设于固定栓道，形成对内固定印模与外固定印模对接的导向、固定。
进一步地，所述内固定印模朝向三维托盘模型一端端面沿内固定印模周向间隔设置有若干导向栓道；和/或，所述外固定印模朝向三维托盘模型一端端面沿内固定印模周向间隔设置有若干导向栓道；所述三维托盘模型的托槽的内底面间隔凸设有与导向栓道相配合的导向栓体；三维托盘模型包覆于三维固定块模型，导向栓体插入导向栓道，形成三维托盘模型与三维固定块模型之间的导向、定位。
进一步地，对应弧顶位置的所述三维托盘模型的托块外壁上凸设有一手柄；所述手柄形状为板体，所述手柄长度方向中段弯折；所述托槽的底面和托槽的侧壁间隔设置有若干供印模材料溢散的溢散孔。
进一步地，所述三维固定块模型的建模方法包括：
3.1)在获取的若干种植印模杆的三维点云数据中，取若干所述种植印模杆长度方向中段的三维点云数据，将三维点云数据沿法向偏移1～1.5mm，将若干种植印模杆长度方向中段的外壁填平形成光滑的圆弧状，再沿法向均匀增厚5～7mm；
3.2)将多个增厚部分的三维点云数据之间连接形成所述三维固定块模型，三维固定块模型表面形成与种植印模杆相对应的固定孔；所述三维固定块模型的厚度为14～16mm，高度为9～11mm。
进一步地，所述三维托盘模型的建模方法包括：
4.1)在获取的种植印模杆的三维点云数据及种植印模杆周围口腔组织的三维点云数据中，取位于粘膜返折线以内的、除牙槽嵴顶之外的三维点云数据，法向偏移2～3mm，得到偏移粘膜数据；
4.2)将牙槽嵴顶的三维点云数据法向升高12～15mm，形成15～17mm的厚度，以预留出种植印模杆和/或天然牙及印模材料的三维空间，得到牙槽嵴顶粘膜数据；
4.3)将偏移粘膜数据与牙槽嵴顶粘膜数据进行融合，以获得三维托盘模型的托槽；
4.4)将步骤4.3)获得的托槽法向均匀增厚1～3mm，并在托槽底面预留出固定插孔，所述固定插孔与三维固定块模型的固定孔相对应，获得三维托盘模型。
同时，本发明还提供一种用于多牙位种植的精准取模方法中所用的装置，包括固定块和托盘；
所述固定块形状为与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述固定块表面间隔设置有若干固定孔，固定块通过固定孔套设于若干种植印模杆的长度方向中段，形成对口腔内若干所述种植印模杆的固定；所述托盘包括一托块，所述托块表面沿托块厚度方向设置有一与固定块相对应的托槽，所述托槽的截面形状为U型或凹型，所述托槽的底面间隔设置有若干与所述固定孔相对应的固定插孔，所述托槽的两侧壁之间间距大于固定块的厚度，所述托盘通过托槽包覆于固定块。
进一步地，所述固定块包括内固定块和外固定块；所述内固定块的形状与口腔的内牙弓形状相对应的弧形，所述内固定块位于若干所述种植印模杆内侧，所述内固定块朝向种植印模杆一面间隔设置有与种植印模杆外壁相对应的内凹弧，所述内固定块朝向种植印模杆一面间隔凸设有若干固定栓，固定栓与内凹弧间隔排布；所述外固定块的形状与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述内固定块位于若干所述种植印模杆外侧，所述外固定块朝向种植印模杆一面间隔设置有与种植印模杆外壁相对应的外凹弧，所述外固定块朝向种植印模杆一面间隔设置有若干固定栓道，固定栓道与外凹弧间隔排布；内固定块与外固定块对接，形成所述固定块；内凹弧与外凹弧对接形成包覆、套设于种植印模杆外壁的固定孔；固定栓插设于固定栓道，形成对内固定块与外固定块对接的导向、固定。
进一步地，所述内固定块朝向托盘一端端面沿内固定块周向间隔设置有若干导向栓道；和/或，所述外固定块朝向托盘一端端面沿内固定块周向间隔设置有若干导向栓道；所述托盘的托槽的内底面间隔凸设有与导向栓道相配合的导向栓体；托盘包覆于固定块，导向栓体插入导向栓道，形成托盘与固定块之间的导向、定位。
进一步地，对应弧顶位置的所述托盘的托块外壁上凸设有一手柄；所述手柄形状为板体，所述手柄长度方向中段弯折；所述托槽的底面和托槽的侧壁间隔设置有若干供印模材料溢散的溢散孔。
本发明的有益效果在于：
通过口内扫描仪对口腔内的种植印模杆进行扫描进行三维建模，并采用配套的软件进行数字化设计，获得三维固定块模型和三维托盘模型，三维固定块模型通过3D打印得到固定块，三维托盘模型通过3D打印得到托盘，然后将固定块装配于种植印模杆长度方向中段，形成对若干种植印模杆在口腔内的固定，保证稳固性和取模的精准性，通过在托盘内注入印模材料，并与种植印模杆、固定块配合，完成取模过程；
固定块由内固定块和外固定块通过固定栓和固定栓道的配合进行装配，方便固定块在口腔内侧的组装，提升取模效率，并可精准地形成对若干种植印模杆的固定；
固定块上导向栓道与托盘的托槽内导向栓体的配合设计，可保证托盘与固定块的快速、准确装配，进一步提升取模的速度和效率；
本发明将三维数字获取技术、数字化设计及先进制作技术相结合设计一种用于多牙位种植修复的精准取模技术及装置，可精准、快速、高效的实现多牙位(2个或2个以上牙位)的同步取模操作，同时该取模方法及装置也适用于年轻医生，及基层口腔医院和诊所的医生等，增加了多牙位种植修复精准取模技术的普及范围。
附图说明
图1为本发明实施例1所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法所用装置中固定块与种植印模杆的配合结构示意图；
图2为本发明实施例1所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法所用装置中固定块的结构示意图；
图3为本发明实施例1所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法所用装置中固定块的分解结构示意图；
图4为图2的仰视图；
图5为本发明实施例1所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法所用装置中托盘的结构示意图；
其中，1，固定块，11、固定孔，12、内固定块，13、外固定块，14、内凹弧，15、固定栓，16、外凹弧，17、固定栓道，18、导向栓道；
2、托盘，21、托块，22、托槽，23、固定插孔，24、导向栓体，25、手柄，26、溢散孔；
100、种植印模杆。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
参见图1～5，本发明所提供的一种用于多牙位种植的精准取模方法，包括如下步骤：
1)取若干种植印模杆100，种植印模杆100的数量与待种植牙位数量相对应，将种植印模杆100的一端通过螺丝(未图示)安装于口腔内的种植体(未图示)；
2)利用口内扫描仪扫描获取每个种植印模杆100的三维点云数据及种植印模杆100周围口腔组织的三维点云数据；
3)利用与口内扫描仪配套的软件，对步骤2)中获得的三维点云数据进行编辑建模，得到一个与口腔内的牙弓形状相对应的弧形三维固定块模型，三维固定块模型表面间隔设置有若干固定孔11，三维固定块模型通过固定孔11套设于若干所述种植印模杆100的长度方向中段，形成对口腔内若干所述种植印模杆100的固定；
4)利用与口内扫描仪配套的软件，对步骤2)中获得的三维点云数据进行编辑建模，得到一个弧形三维托盘模型，所述三维托盘模型包括一弧形托块21，所述托块21表面沿托块厚度方向设置有一与三维固定块模型形状相对应的托槽22，所述托槽22的截面形状为U型或凹型，所述托槽22的底面间隔设置有若干与所述固定孔11相对应的固定插孔23，所述托槽22的两侧壁之间间距大于三维固定块模型的厚度；
5)将步骤3)获得的三维固定块模型通过3D打印得到固定块1，将步骤4)获得的三维托盘模型通过3D打印得到托盘2；
6)将所述固定块1通过固定孔11套设于种植印模杆100，形成对种植印模杆100的固定，在托盘2的托槽22内注入印模材料(未图示)，将托盘2通过托槽22包覆于固定块1，种植印模杆100远离种植体一端插设于固定插孔23，待印模材料凝固后，先将螺丝从种植体上拧下，然后将种植印模杆100、固定块1以及托盘2整体取下，完成取模。
其中，口内扫描仪为CEREC或3shape口内扫描仪，与其配套的建模软件属于现有技术范畴，此处不再赘述。
进一步地，所述三维固定块模型包括内固定印模和外固定印模，内固定印模通过3D打印形成内固定块12，外固定印模通过3D打印形成外固定块13；所述内固定印模的形状与口腔的内牙弓形状相对应的弧形，所述内固定印模位于若干所述种植印模杆100内侧，所述内固定印模朝向种植印模杆100一面间隔设置有与种植印模杆100外壁相对应的内凹弧14，所述内固定印模朝向种植印模杆100一面间隔凸设有若干固定栓15，固定栓15与内凹弧14间隔排布；所述外固定印模的形状与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述内固定印模位于若干所述种植印模杆100外侧，所述外固定印模朝向种植印模杆100一面间隔设置有与种植印模杆外壁相对应的外凹弧16，所述外固定印模朝向种植印模杆100一面间隔设置有若干固定栓道17，固定栓道17与外凹弧16间隔排布；内固定印模与外固定印模对接，形成所述三维固定块模型；内凹弧14与外凹弧16对接形成包覆、套设于种植印模杆100外壁的固定孔11；固定栓15插设于固定栓道17，形成对内固定印模与外固定印模对接的导向、固定。
内固定印模(对应内固定块12)和外固定印模(对应外固定块13)的配合设计，可将三维固定块模型分成两部分印模，两部分印模通过固定栓15与固定栓道17的对接形成三维固定块模型(对应固定块1)，便于固定块1在口腔内的组装，内凹弧14与外凹弧16对接形成固定孔11，方便对种植印模杆100在口腔内的固定，保证取模的准度和精度。
其中，亦可是外固定印模上凸设固定栓，内固定印模上设置固定栓道，均属于本发明的保护范围，只要实现对内固定印模和外固定印模对接的导向、固定功能即可，所述固定栓道形状可为槽体亦可为通道。
进一步地，对应弧顶位置的所述三维托盘模型的托块21外壁上凸设有一手柄25；所述手柄25形状为板体，所述手柄25长度方向中段弯折；所述托槽22的底面和托槽22的侧壁间隔设置有若干供印模材料溢散的溢散孔26。
手柄25的设计，可方便使用者手持托盘2与固定块1进行对接，提升取模效率。
溢散孔26的设计，方便多余的印模材料的溢出，防止多余印模材料影响取模效果，保证印模的准确性。
进一步地，所述三维固定块模型的建模方法包括：
3.1)在获取的若干种植印模杆100的三维点云数据中，取若干所述种植印模杆100长度方向中段的三维点云数据，将三维点云数据沿法向偏移1～1.5mm，将若干种植印模杆100长度方向中段的外壁填平形成光滑的圆弧状，再沿法向均匀增厚5～7mm；
3.2)将多个增厚部分的三维点云数据之间连接形成所述三维固定块模型，三维固定块模型表面形成与种植印模杆100相对应的固定孔11；所述三维固定块模型的厚度为14～16mm，高度为9～11mm。
三维固定块模型的设计，便于后续3D打印形成固定块1，而固定块1的结构设计，可直接将口腔内的多个种植印模杆100连成一个整体，一方面可实现对多个种植印模杆100的固定，保证取模时种植印模杆100的稳定性，保证取模精度，另一方面，与现有的牙线固定种植印模杆的方法相比，明显提升取模效率，降低时间成本。
进一步地，所述三维托盘模型的建模方法包括：
4.1)在获取的种植印模杆100的三维点云数据及种植印模杆100周围口腔组织的三维点云数据中，取位于粘膜返折线以内的、除牙槽嵴顶之外的三维点云数据，法向偏移2～3mm，得到偏移粘膜数据；
4.2)将牙槽嵴顶的三维点云数据法向升高12～15mm，形成15～17mm的厚度，以预留出种植印模杆100和/或天然牙及印模材料的三维空间，得到牙槽嵴顶粘膜数据；
4.3)将偏移粘膜数据与牙槽嵴顶粘膜数据进行融合，以获得三维托盘模型的托槽22；
4.4)将步骤4.3)获得的托槽22法向均匀增厚1～3mm，并在托槽22底面预留出固定插孔23，所述固定插孔23与三维固定块模型的固定孔11相对应，获得三维托盘模型。
其中，“粘膜返折线”和“牙槽嵴顶”均为口腔领域的常见技术术语，在此不做赘述；
步骤4.3)中的“将偏移粘膜数据与牙槽嵴顶粘膜数据进行融合”，是通过逆向工程软件进行融合，此为现有技术，在此不再赘述。
将牙槽嵴顶的三维点云数据法向升高12～15mm，形成15～17mm的厚度，即，在3D打印得到的托盘2中，托槽22的相对两侧壁之间的间距(15～17mm)要大于固定块1的厚度(三维固定块模型的厚度为14～16mm)，一方面便于托盘2通过托槽22包覆于固定块1，另一方面，为托槽22内的印模材料留下足够的容置空间，即，印模材料的用量大于印模的用量，提升取模的精确度。
同时，本发明还提供一种用于多牙位种植的精准取模方法中所用的装置，包括固定块1和托盘2；
所述固定块1形状为与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述固定块1表面间隔设置有若干固定孔11，固定块1通过固定孔11套设于若干种植印模杆100的长度方向中段，形成对口腔内若干所述种植印模杆100的固定；所述托盘2包括一托块21，所述托块21表面沿托块21厚度方向设置有一与固定块1相对应的托槽22，所述托槽22的截面形状为U型或凹型，所述托槽22的底面间隔设置有若干与所述固定孔11相对应的固定插孔23，所述托槽22的两侧壁之间间距大于固定块1的厚度，所述托盘2通过托槽22包覆于固定块1。
固定块1的结构设计，可直接将口腔内的多个种植印模杆100连成一个整体，一方面可实现对多个种植印模杆100的固定，保证取模时种植印模杆100的稳定性，保证取模精度，另一方面，与现有的牙线固定种植印模杆的方法相比，明显提升取模效率，降低时间成本。
托盘2与固定块1配合完成取模，可保证在种植印模杆100稳定的前提下进行取模，提升取模精度并提升取模速度。
进一步地，所述固定块1包括内固定块12和外固定块13；所述内固定块12的形状与口腔的内牙弓形状相对应的弧形，所述内固定块12位于若干所述种植印模杆100内侧，所述内固定块12朝向种植印模杆100一面间隔设置有与种植印模杆100外壁相对应的内凹弧14，所述内固定块12朝向种植印模杆100一面间隔凸设有若干固定栓15，固定栓15与内凹弧14间隔排布；所述外固定块13的形状与口腔内的牙弓形状相对应的弧形，所述内固定块12位于若干所述种植印模杆100外侧，所述外固定块13朝向种植印模杆100一面间隔设置有与种植印模杆100外壁相对应的外凹弧16，所述外固定块13朝向种植印模杆100一面间隔设置有若干固定栓道17，固定栓道17与外凹弧16间隔排布；内固定块12与外固定块13对接，形成所述固定块1；内凹弧14与外凹弧16对接形成包覆、套设于种植印模杆100外壁的固定孔11；固定栓15插设于固定栓道17，形成对内固定块12与外固定块13对接的导向、固定。
内固定块12和外固定块13的配合设计，可将固定块1分成两部分，两部分通过固定栓15与固定栓道17的对接形成固定块1，便于固定块1在口腔内的组装，内凹弧14与外凹弧16对接形成固定孔11，方便对种植印模杆100在口腔内的固定，保证取模的准度和精度。
进一步地，所述内固定块12朝向托盘2一端端面沿内固定块12周向间隔设置有若干导向栓道18；和/或，所述外固定块13朝向托盘2一端端面沿内固定块13周向间隔设置有若干导向栓道18；所述托盘2的托槽22的内底面间隔凸设有与导向栓道18相配合的导向栓体24；托盘2包覆于固定块1，导向栓体24插入导向栓道18，形成托盘2与固定块1之间的导向、定位。
导向栓道18与导向栓体24的配合设计，可准确地实现托盘2与固定块1的精准对接，进一步提升装配速度以及取模精度。
进一步地，对应弧顶位置的所述托盘2的托块21外壁上凸设有一手柄25；所述手柄25形状为板体，所述手柄25长度方向中段弯折；所述托槽22的底面和托槽22的侧壁间隔设置有若干供印模材料溢散的溢散孔26。
手柄25的设计，可方便使用者手持托盘2与固定块1进行对接，提升取模效率。
溢散孔26的设计，方便多余的印模材料的溢出，防止多余印模材料影响取模效果，保证印模的准确性。
本发明所提供的用于多牙位种植的精准取模方法，通过口内扫描仪对口腔内的种植印模杆进行扫描进行三维建模，并采用配套的软件进行数字化设计，获得三维固定块模型和三维托盘模型，三维固定块模型通过3D打印得到固定块，三维托盘模型通过3D打印得到托盘，然后将固定块装配于种植印模杆长度方向中段，形成对若干种植印模杆在口腔内的固定，保证稳固性和取模的精准性，通过在托盘内注入印模材料，并与种植印模杆、固定块配合，完成取模过程；
本发明将三维数字获取技术、数字化设计及先进制作技术相结合设计一种用于多牙位种植修复的精准取模技术及装置，可精准、快速、高效的实现多牙位(2个或2个以上牙位)的同步取模操作，同时该取模方法及装置也适用于年轻医生，及基层口腔医院和诊所的医生等，增加了多牙位种植修复精准取模技术的普及范围。
实施例2
所述内固定印模朝向三维托盘模型一端端面沿内固定印模周向间隔设置有若干导向栓道18；和/或，所述外固定印模朝向三维托盘模型一端端面沿内固定印模周向间隔设置有若干导向栓道18；所述三维托盘模型的托槽22的内底面间隔凸设有与导向栓道相配合的导向栓体24；三维托盘模型包覆于三维固定块模型，导向栓体24插入导向栓道18，形成三维托盘模型与三维固定块模型之间的导向、定位。
导向栓道18与导向栓体24的配合设计，可准确地实现托盘2与固定块1的精准对接，进一步提升装配速度以及取模精度。
其中，也可在内固定印模和/或外固定印模上凸设导向栓体，在托槽的内底面设置导向栓道，均属于本发明的保护范围，只要实现对三维托盘模型与三维固定块模型之间的导向、定位功能即可，所述导向栓道形状可为槽体亦可为通道。
其余同实施例1。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，或对某个功能模块进行删减，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进或删减，均属于本发明要求保护的范围。
