本發(fā)明涉及一種基于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
1、牙種植手術(shù)是口腔醫(yī)學(xué)中一種重要的修復(fù)技術(shù)，用于替代缺失的牙齒，恢復(fù)咀嚼功能和美觀，其中，無(wú)牙頜種植手術(shù)因解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如牙槽骨、黏膜、神經(jīng)管等）、手術(shù)精度要求高以及風(fēng)險(xiǎn)較大（如神經(jīng)損傷、感染等），對(duì)醫(yī)生的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)提出了極高要求。目前，對(duì)于醫(yī)生培訓(xùn)方法主要依賴(lài)臨床實(shí)踐、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和離體牙模型，但這些方法存在諸多問(wèn)題：臨床實(shí)踐資源有限、風(fēng)險(xiǎn)高、成本高且缺乏標(biāo)準(zhǔn)化；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)解剖差異大、倫理受限、資源短缺；離體牙模型缺乏整體口腔環(huán)境的真實(shí)感、動(dòng)態(tài)互動(dòng)性不足、訓(xùn)練場(chǎng)景單一，以及資源有限且難以更新。
2、由于現(xiàn)有技術(shù)均無(wú)法在低成本、高可及性的前提下，同時(shí)滿(mǎn)足無(wú)牙頜種植手術(shù)訓(xùn)練中形態(tài)真實(shí)性、力學(xué)反饋真實(shí)性與實(shí)時(shí)錯(cuò)誤警示的核心需求。因此，亟需一種可靠準(zhǔn)確的訓(xùn)練裝置來(lái)提升訓(xùn)練的效率和安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明在于提供一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置及其制備和使用方法，結(jié)合實(shí)體模型與智能傳感技術(shù)，通過(guò)物理交互與實(shí)時(shí)報(bào)警機(jī)制，精準(zhǔn)模擬手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，提升種植手術(shù)的培訓(xùn)效率與安全性。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括：
3、無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，包括下頜的頜骨模型，所述頜骨模型設(shè)有鏤空部，所述鏤空部?jī)?nèi)設(shè)有骨塊以用于模擬待種植區(qū)域的牙槽骨，所述鏤空部的底部安裝有壓力傳感器以用于模擬下壓槽神經(jīng)管，所述壓力傳感器用于在種植器械進(jìn)入該壓力傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)報(bào)警。
4、進(jìn)一步，所述骨塊是可拆卸地放置在所述鏤空部?jī)?nèi)，以使所述骨塊可替換，所述待種植區(qū)域是預(yù)設(shè)的種植牙所在的區(qū)域。
5、進(jìn)一步，所述鏤空部是開(kāi)口朝上的弧形凹槽，所述鏤空部沿著所述頜骨模型的牙弓方向延伸，所述壓力傳感器安裝在所述鏤空部的底面并位于其寬度方向上的中心處，所述鏤空部的開(kāi)口用于放置所述骨塊。
6、進(jìn)一步，所述鏤空部的寬度是8mm，深度是12mm。
7、進(jìn)一步，所述壓力傳感器為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述頜骨模型的左右兩側(cè)并對(duì)應(yīng)于下壓槽神經(jīng)管所在的位置；每一所述壓力傳感器均電連接于一指示燈以用于報(bào)警；所述頜骨模型的側(cè)壁形成有穿線孔，所述穿線孔對(duì)應(yīng)于頜骨的頦孔，所述穿線孔用于穿設(shè)所述壓力傳感器的電連接線，從而所述指示燈設(shè)置在所述頜骨模型外。
8、進(jìn)一步，所述壓力傳感器是震動(dòng)開(kāi)關(guān)。
9、本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：
10、一種上述無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的制備方法，該制備方法的步驟包括：
11、s1、制作頜骨模型，使用3d打印技術(shù)打印出頜骨模型；
12、s2、模型裝配，將壓力傳感器放置在鏤空部的底部，用于模擬下牙槽神經(jīng)管，并在壓力傳感器的上方放置骨塊以用于模擬待種植區(qū)域的牙槽骨。
13、進(jìn)一步，步驟s1包括：
14、s11、圖像處理，利用醫(yī)學(xué)圖像軟件mimics對(duì)無(wú)牙頜患者的口腔ct圖像進(jìn)行分割、重建和可視化處理，生成三維無(wú)牙頜口腔模型，該口腔模型僅包括骨骼模型；
15、s12、模型切割與導(dǎo)出，在醫(yī)學(xué)圖像軟件mimics上對(duì)生成的口腔模型進(jìn)行多平面切割，挖空下牙槽，留出壓力傳感器的電連接線穿過(guò)的穿線孔，并設(shè)置鏤空部，再以stl格式導(dǎo)出；
16、s13、3d打印準(zhǔn)備，將步驟s12導(dǎo)出的stl文件導(dǎo)入solidworks軟件，在骨骼模型基礎(chǔ)上設(shè)置相關(guān)支撐結(jié)構(gòu)；
17、s14、模型打印，使用3d打印技術(shù)打印出頜骨模型。
18、本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：
19、一種上述無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的使用方法，該使用方法的步驟包括：
20、s10、準(zhǔn)備好所需型號(hào)的牙鉆鉆頭；
21、s20、操作者劃定無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置中的種植安全區(qū)；
22、s30、使用牙鉆對(duì)裝配好的無(wú)牙頜模型進(jìn)行牙種植手術(shù)模擬操作，當(dāng)牙鉆的鉆頭鉆破鏤空部?jī)?nèi)的骨塊并鉆到壓力傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，壓力傳感器將會(huì)報(bào)警，意味著種植過(guò)程中傷害到了下牙槽神經(jīng)管，植入失敗。
23、進(jìn)一步，所述種植安全區(qū)是種植體安全距離所限定的區(qū)域，所述種植牙齒安全距離為種植體與所述下牙槽神經(jīng)管之間的距離大于或者等于2mm。
24、本發(fā)明的有益效果包括：
25、本發(fā)明高度還原了真實(shí)的人體無(wú)牙頜解剖結(jié)構(gòu)，為操作者提供了一個(gè)與真實(shí)手術(shù)環(huán)境極為相似的訓(xùn)練平臺(tái)，顯著增強(qiáng)了培訓(xùn)的真實(shí)感。裝置中嵌入的骨塊材料和壓力傳感器，能夠?qū)崟r(shí)提供觸覺(jué)和力覺(jué)反饋，幫助醫(yī)生在模擬手術(shù)中更精準(zhǔn)地掌握操作技巧，有效提高手術(shù)技能。此外，由于裝置中的骨塊材料可反復(fù)替換使用，大幅降低了培訓(xùn)成本，同時(shí)為牙種植手術(shù)培訓(xùn)提供了標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)。本發(fā)明不僅適用于臨床醫(yī)生的培訓(xùn)，還能作為教學(xué)工具和研究平臺(tái)，促進(jìn)口腔醫(yī)學(xué)教育和技術(shù)創(chuàng)新。
26、本無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置通過(guò)醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)、高精度的3d打印技術(shù)和智能傳感器技術(shù)相結(jié)合，高度還原真實(shí)的無(wú)牙頜種植手術(shù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可反復(fù)訓(xùn)練，降低培訓(xùn)成本，增強(qiáng)培訓(xùn)真實(shí)感，并提供標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)平臺(tái)，以解決現(xiàn)有牙種植手術(shù)培訓(xùn)中存在的資源短缺、成本高、真實(shí)感不足等問(wèn)題，有利于提高醫(yī)生技能，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)牙種植手術(shù)技術(shù)的發(fā)展。
1.無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：包括下頜的頜骨模型，所述頜骨模型設(shè)有鏤空部，所述鏤空部?jī)?nèi)設(shè)有骨塊以用于模擬待種植區(qū)域的牙槽骨，所述鏤空部的底部安裝有壓力傳感器以用于模擬下牙槽神經(jīng)管，所述壓力傳感器用于在種植器械進(jìn)入該壓力傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：所述骨塊是可拆卸地放置在所述鏤空部?jī)?nèi)，以使所述骨塊可替換，所述待種植區(qū)域是預(yù)設(shè)的種植牙所在的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：所述鏤空部是開(kāi)口朝上的弧形凹槽，所述鏤空部沿著所述頜骨模型的牙弓方向延伸，所述壓力傳感器安裝在所述鏤空部的底面并位于其寬度方向上的中心處，所述鏤空部的開(kāi)口用于放置所述骨塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：所述鏤空部的寬度是8mm，深度是12mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：所述壓力傳感器為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述頜骨模型的左右兩側(cè)并對(duì)應(yīng)于下牙槽神經(jīng)管所在的位置；每一所述壓力傳感器均電連接于一指示燈以用于報(bào)警；所述頜骨模型的側(cè)壁形成有穿線孔，所述穿線孔對(duì)應(yīng)于頜骨的頦孔，所述穿線孔用于穿設(shè)所述壓力傳感器的電連接線，從而所述指示燈設(shè)置在所述頜骨模型外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置，其特征在于：所述壓力傳感器是震動(dòng)開(kāi)關(guān)。
7.一種權(quán)利要求1-6任一所述的無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的制備方法，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的制備方法，其特征在于：步驟s1包括：
9.一種權(quán)利要求1-6任一所述的無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的使用方法，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)牙頜模擬種植穿孔裝置的使用方法，其特征在于：所述種植安全區(qū)是種植體安全距離所限定的區(qū)域，所述種植體安全距離為種植體與所述下牙槽神經(jīng)管之間的距離大于或者等于2mm。