口腔内手术的教学训练方法

摘要

本发明公开了一种口腔内手术的教学训练方法，其应用扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具的方法，该方法先提供具光学定位的治疗工具及一光学定位装置，再藉由扫描摄影取得口腔内组织的影像数据，在影像数据中精准地显示治疗工具的动作，实时检视影像及导引。所以在手术训练过程中，不影响现有使用习惯并提供精确方便的辅助信息，专注使用治疗工具于口腔内组织或牙齿模型等实体环境。

权利要求

1.一种口腔内手术的教学训练方法，应用扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具，其特征在于，包括：

A、提供具光学定位的治疗工具及一光学定位装置于教学训练的口腔内组织所在处；所述口腔内组织所在处为教学训练用的一口腔模型内部结构或一牙齿模型结构；

B、再藉扫描摄影取得前述口腔内组织的影像数据，取得治疗工具与该光学定位装置间的定位关系，且透过算法让影像数据与实体空间产生对应，然后将治疗工具动作精准地与影像数据结合；进一步包括：B1、使用手术规划软件结合所述影像数据规划一手术规划数据文件，所制成的手术规划资料文件由训练者及/或被训练者规划，作为步骤C口腔内组织治疗的教学训练导引依据；B2、转移该手术规划资料文件制作手术用导板；及C、透过治疗工具在前述口腔内组织所在处移动，实时检视影像数据，辅助导引进行口腔内组织的手术教学训练。

2.如权利要求1所述的口腔内手术的教学训练方法，其特征在于，前述扫描摄影为由计算器断层扫描机、口内扫描机及口外扫描机其中一方式取得影像数据。

3.如权利要求1所述的口腔内手术的教学训练方法，其特征在于，步骤C能够透过一控制装置切换检视影像数据的方式，切换检视影像数据不随治疗工具的移动而变动，或检视影像数据跟随治疗工具的移动而变动。

4.如权利要求1所述的口腔内手术的教学训练方法，其特征在于，步骤C透过实时检视影像数据，在进行口腔内组织的治疗训练中直接进行检视。

说明书

口腔内手术的教学训练方法

技术领域

[0001] 本发明涉及口腔内手术的教学训练方法，尤指透过光学定位装置的辅助，用以方便精确且快速地进行口腔内手术的教学训练。

背景技术

[0002] 术前评估及规划在现有口腔内手术治疗技术中相当重要，其中为更加了解病患口腔内组织的状况，医生常需参考许多不同的信息。例如，牙齿模型可提供病患牙齿的外观信息，可让医生了解病患的牙齿咬合状况；扫描摄影则提供口腔内部的解剖信息，包括病患牙齿与颚骨的状态，这些信息对于某些口腔内手术是相当重要的，例如植牙手术、根管治疗(root canalling)、阻生齿摘除(impacted tooth extraction)及颞颚关节评估等。

[0003] 以植牙手术为例，为了让缺牙的患者恢复其正常咬合的功能，人工植牙是其中一种治疗方式，其中植牙的方向与位置，对于治疗的结果扮演着相当重要的角色，不适当的方位会引起过大的咬合应力，而造成骨脊的骨质快速流失，导致植体脱落。

[0004] 适当的植牙方位取决于两个因素：完善的术前规划与精准的手术中钻孔。现有植牙手术的术前规划，医生必须藉助患者牙齿模型与扫描摄影，做为规划最佳植牙方位的依据，牙齿模型主要提供外部信息，让医生了解患者上下牙齿咬合状况并提供术后美观的信息；相反地，扫描摄影则可提供内部的解剖信息，包括牙齿、颚骨、齿槽骨神经、上鼻窦等。至于手术中的植体植入，目前大都依赖医生的临床经验与手术技巧，将术前规划落实于患者口中，因此医生的徒手钻孔稳定度与视觉三度空间的掌握，成为手术质量的重要因素。

[0005] 又，扫描摄影与手术用导板的整合，也开始被使用于植牙手术，以提升其治疗质量。扫描摄影提供了实体1:1且不变形的患者口腔组织影像，搭配3D影像软件能让医生更精准地规划手术，然后将此治疗计划传送至手术用导板制造系统，如此产生的手术用导板可非常精准地导引手术钻头，让医生将植体置于最佳的位置。该手术用导板通常由树脂材料制成跨坐于邻近牙的牙套，于植牙区孔位原处安装金属导引外环，手术中插入不同孔径的套筒来导引不同尺寸的钻头，渐次扩大到植体锁入颚骨的孔径大小，不仅提供医生钻孔时所须的稳定度，也落实了术前规划的最佳植牙方位。

[0006] 然，虽然上述扫描摄影与手术用导板的整合提供了口腔内组织治疗的方式，却未被广泛地应用于临床。其中一个主要原因是，使用3D影像软件规划手术并不是医生所熟悉的方式。事实上，医生大部份的时间都花在使用器械于患者口腔内或齿模等实体环境，对于术前规划使用一般计算机输入装置(鼠标、键盘等)规划牙齿治疗方式，例如，术前规划植入植体的方向、角度与深度，以及选定治疗工具，治疗过程中再使用鼠标操纵复杂的3D虚拟软件，使系统依据规划数据进行导引与警示，医生常常感到相当无助而裹足不前。

发明内容

[0007] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种口腔内手术的教学训练方法，利用扫描摄影及光学定位装置，于仿真手术时决定相关的方向、角度与深度，也提供治疗工具的选用讯息，且实时提供治疗工具周边口腔内组织的影像，达到仿真手术中导引教学的功能。

[0008] 本发明的另一目的在于提供一种口腔内手术的教学训练方法，利用扫描摄影及光学定位装置，在口腔治疗训练过程中，实时检视影像数据及导引，专注使用治疗工具于口腔内组织及牙齿模型等实体环境。

[0009] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0010] 一种口腔内手术的教学训练方法，应用扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具的方法，该方法至少包括以下步骤：

[0011] A：提供具光学定位的治疗工具及一光学定位装置于教学训练的口腔内组织所在处；

[0012] B：再藉由扫描摄影取得前述口腔内组织的影像数据，取得治疗工具与该光学定位装置间的定位关系，且透过算法让影像数据与实体空间产生对应，然后在影像数据中精准地显示治疗工具的动作；及

[0013] C：透过治疗工具在前述口腔内组织所在处移动，实时检视影像数据，辅助导引进行口腔内组织的手术教学训练。

[0014] 其中，前述口腔内组织所在处为教学训练用的一口腔模型内部结构，该口腔模型内部包含仿真的口腔内软硬组织结构；或前述口腔内组织所在处为一牙齿模型结构，该牙齿模型结构包含仿真的牙床与牙齿结构；前述扫描摄影系为由计算器断层扫描机、口内扫描机及口外扫描机其中一方式取得影像数据。

[0015] 其中，步骤C能够透过一控制装置切换检视影像数据的方式，切换检视影像数据不随治疗工具的移动而变动，或检视影像数据跟随治疗工具的移动而变动。

[0016] 其中，步骤C透过实时检视影像数据，在进行口腔内组织的治疗训练中直接进行检视。或步骤B后进一步包括步骤B1，使用手术规划软件结合所述影像数据规划一手术规划数据文件，使步骤C的临床治疗过中系统依据手术规划数据文件进行导引与警示。其中，步骤B1所制成的手术规划资料文件由训练者(老师)及/或被训练者(学生)规划，做为前述口腔内组织手术的的教学训练导引依据。

[0017] 又，步骤B1后进一步包括步骤B2，转移该手术规划资料文件制作手术用导板。

[0018] 本发明的优点在于，应用已知的扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具，于口腔内手术时辅助决定相关的方向、角度与深度，也可提供治疗工具的选用讯息，且实时提供治疗工具所在位置附近的影像，不只达到手术训练的效果，当然也可以应用于临床手术中辅助导引的练习功能；且使用者在口腔手术治疗的练习过程中，不影响使用者现有使用习惯并提供精确且方便的辅助信息，使使用者专注使用治疗工具于口腔内或牙齿模型等实体环境。本方法在应用上使用者可以不需要手术规划，透过本发明的辅助导引方法使口腔内组织手术训练过程变简易且可被精确掌握；本方法同时也可应用于需要进行手术规划及训练或制作手术用导板，大大增加手术规划及训练评估的效率。

附图说明

[0019] 图1为本发明的实施流程示意图。

[0020] 图2为本发明的另一实施流程示意图之一。

[0021] 图3为本发明的另一实施流程示意图之二。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

[0023] 本发明揭示一种口腔内手术的教学训练方法，一种应用扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具的方法。

[0024] 其中扫描摄影为已知技术，如使用计算器断层扫描机、口内扫描机及口外扫描机其中一方式取得影像数据。而美国专利第6,675,040号“光学目标寻迹系统(Optical Object Tracking System)”，其揭示一种光学侦测系统，用以记录连接有光学上可侦测的对象的仪器在空间中的位置，藉由数个摄影机系与数据处理器、影像扫描数据、以及计算机与相关的图形显示器相结合，而能够在手术、诊断、治疗设定中，搜寻仪器、标的、病人、以及装置的位置；及后续的专利技术揭露相关的改良技术，所以透过光学定位系统追踪医疗器具的技术为已知技术，且非本专利重点，在此不多加赘述。

[0025] 请参阅图1，为本发明的实施流程示意图。本案口腔内手术的教学训练方法至少包括以下步骤：

[0026] 步骤A：提供具光学定位的治疗工具及光学定位装置于教学训练的口腔内组织所在处。其中，前接受教学训练的口腔内组织的所在处为教学训练用的一口腔模型内部结构，该口腔模型内部包含仿真的口腔内软硬组织；或前述口腔内组织所在处为一牙齿模型结构，该牙齿模型结构可以是真实病人牙齿模型，或标准牙的牙齿模型，该牙齿模型结构包含仿真的牙床与牙齿结构。使用者透过教学训练的口腔模型内部结构或牙齿模型，可做临床手术评估，然后在前述制作完成的教学训练的口腔模型内部结构或牙齿模型上设置具光学定位的治疗工具及光学定位装置，做后续的手术前规划或手术前练习、模拟、比对。

[0027] 步骤B：再藉由扫描摄影取得前述口腔内组织的影像数据，取得治疗工具与该光学定位装置间的定位关系，且透过算法让影像数据与实体空间产生对应，然后将治疗工具动作精准地与影像数据结合。扫描摄影系为由计算器断层扫描机、口内扫描机及口外扫描机其中一方式取得影像数据，系依前接受教学训练的口腔内组织的来源应用不同的方式取得影像数据，例如口腔内组织为真实病例的口腔模型，则可用计算器断层扫描机扫描建文件、或口内扫描机等方式取得影像数据；如口腔内组织为一般的教学模型，除了计算器断层扫描机、口内扫描机外，亦可用口外扫描机取得该模型的影像数据。

[0028] 以植牙为例，透过影像软件加载接受治疗的计算器断层扫描摄影可显示病人植牙区颚骨解剖影像，说明医生决定最佳植牙方位，提供医生更加完整的口腔3D虚拟环境。

[0029] 步骤C：透过治疗工具在接受治疗牙齿所在处的移动，依治疗工具与该光学定位装置间的定位关系，及影像数据与实体空间产生对应，使用者只需移动治疗工具，就可实时检视影像数据及进行辅助导引进行口腔内组织的手术教学训练。

[0030] 依前述方法步骤，使用者在口腔内组织的治疗练习过程中，可专注使用治疗工具于患者口腔内或牙齿模型等实体环境。本方法实施上不影响使用者现有使用习惯并提供精确方便的辅助信息，在实施应用上可以不需要手术规划，使口腔内组织手术训练过程变简易且可被精确掌握。

[0031] 实施上，在步骤C可透过一控制装置切换检视影像数据的方式，切换检视影像数据不随治疗工具的移动而变动，或检视影像数据跟随治疗工具的移动而变动。例如，透过脚踏开关或手动开关控制检视影像数据的切换，使影像数据不随治疗工具的移动而变动，方便使用者可以针对部分影像做更仔细的判读与评估。

[0032] 请再参阅图2，步骤B后进一步可包括一步骤B1：使用者可使用手术规划软件规划一手术规划数据文件，透过手术前的规划，使步骤C的治疗训练过程中系统依据规划数据进行练习过程中的辅助导引与警示。

[0033] 其中，步骤B1所制成的手术规划资料文件由训练者(老师)及/或被训练者(学生)规划，被训练者(学生)可以用自己所规划的去做实作导引练习，训练者(老师)也可以指正，或由训练者(老师)提供标准的手术规划数据文件，做为口腔内组织治疗手术的实作辅助导引依据，可应用于口腔内组织手术的教育训练。

[0034] 请再参阅图3，前述步骤B1后进一步可包括一步骤B2：该步骤B2转移该手术规划档制作手术用导板。现有的手术用导板制造技术可分成两类：快速成型与数值钻床，其中快速成型技术被揭露于美国专利US5768134；数值钻床技术揭露于美国专利US5967777、US6296483、US6814575等，手术用导板制造技术为已知技术，且非本专利重点，在此不多加赘述。

[0035] 本发明利用扫描摄影及光学定位系统追踪医疗器具的新治疗方法，利用扫描摄影及光学定位装置，于口腔内组织手术时决定相关的方向、角度与深度，也可提供治疗工具的选用讯息，且实时提供治疗工具周边口腔内组织的影像，达到手术中辅助导引的功能，且口腔治疗训练与练习的过程中，可专注使用治疗工具于口腔内组织或牙齿模型等实体环境，应用上可以不需要手术规划，使口腔内组织手术训练过程变简易且可被精确掌握，也大大增加手术前规划评估的效率。

[0036] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。