[发明专利]一种口腔种植牙手术系统配准装置、方法及制作方法

权利要求书

1.一种磁导航口腔种植手术系统配准装置，其特征在于，包括隐形定位器和标准件模组(1)，所述隐形定位器与患者口腔牙齿相配合，所述标准件模组(1)包含配准传感器(2)、钢珠(3)和排线带(4)，所述排线带(4)并联配准传感器(2)并与电源连接，所述隐形定位器与标准件模组(1)通过粘接材料或机械结构刚性连接。

2.根据权利要求1所述的一种磁导航口腔种植手术系统配准装置，其特征在于：所述钢珠(3)的数量至少为3个并呈三角或多边形排列。

3.根据权利要求2所述的一种磁导航口腔种植手术系统配准装置，其特征在于：所述钢珠(3)的尺寸相同时，三角排列不能是等边或等腰三角形；所述钢珠(3)的尺寸不同时，各钢珠(3)间的尺寸差大于成像精度值。

4.根据权利要求1所述的一种磁导航口腔种植手术系统配准装置，其特征在于：所述钢珠(3)与所述配准传感器(2)在标准件模组(1)上的相对位置固定。

5.一种根据权利要求1所述装置使用的磁导航口腔种植手术系统配准方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A1:各所述钢珠(3)相对于所述标准件模组(1)的位置已知，所述标准件模组(1)上建立局部坐标系后，各所述钢珠(3)在该局部坐标系下的位置也已知，记为：

其中，n表示钢珠(3)的数量；

步骤A2:患者佩戴制作好的隐形定位器及标准件模组(1)，CT成像装置扫描获取患者口腔影像数据，分割出各钢珠(3)在CT成像装置中的位置，记为：

步骤A3:由于各钢珠(3)固定安装于标准件模组(1)内，各钢珠(3)间的相对位置关系始终保持不变，那么，所述钢珠(3)在不同时空下的位置符合刚体变换，因此，可建立如下等式：

式中，和分别表示标准件模组(1)局部坐标系相对于CT成像装置坐标系的旋转矩阵和平移向量；

对上式进行SVD分解，可求解出和

步骤A4:同理，以配准传感器(2)为目标对象，可以得到和和分别表示标准件模组(1)局部坐标系相对于磁导航装置坐标系的旋转矩阵和平移向量；

步骤A5:对于磁导航装置坐标系相对于CT成像装置坐标系的旋转矩阵和平移向量可直接通过下式求解：

6.根据权利要求6所述的磁导航口腔种植手术系统配准方法，其特征在于，所述配准传感器(2)可以是多个低自由度或多个高自由度的磁场探测传感器。

7.根据权利要求6所述的磁导航口腔种植手术系统配准方法，其特征在于，所述步骤A4中，所述配准传感器是单个高自由度磁场探测传感器，则通过所述磁导航装置获取其在磁导航装置坐标系中的三维空间坐标和三维空间方向(6自由度)，设高自由度配准传感器(2)相对于标准件模组(1)局部坐标系的旋转矩阵为平移向量为标准件模组(1)局部坐标系相对于磁导航装置坐标系的旋转矩阵和平移向量可直接通过下式求解：

8.一种根据权利要求1所述装置的磁导航口腔种植手术系统配准装置制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤B1：使用数字化口腔扫描设备扫描获取患者口腔牙齿表面数据；

步骤B2：根据患者口腔牙齿表面数据，以若干颗牙为参考，设计对应的隐形定位器，并导出stl文件；

步骤B3：将隐形定位器的stl文件导入到精密研磨设备或3D打印设备，进行精密研磨或3D打印；

步骤B4：将标准件模组(1)与隐形定位器通过粘接材料或机械结构固定连接；

步骤B5：使用粘接材料，将隐形定位器及标准件模组固定安装在患者牙齿上。

9.根据权利要求1或9所述的一种磁导航口腔种植手术系统配准装置，其特征在于：所述粘接材料为玻璃离子类粘接剂。