一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法与流程

本发明属于检测监测，涉及种植牙手术前钻孔以及手术中导航工作，具体是一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法。

背景技术：

1、种植牙手术是口腔医学中常见的修复方式，其核心在于通过精准钻孔为种植体提供稳定的植入基础，同时需避免术中骨壁破裂对周围组织造成损伤。

2、由于种植牙手术对精准度和安全性的要求很高，目前的手术实施过程仍存在诸多不足：其一，术前角度规划缺乏解剖基准支撑，医生仅能依赖ct影像目测确定手持钻孔角度，难以避免冠状面/矢状面角度偏差；其二，手术过程中骨壁监测依赖间断性影像学检查，无法实现钻孔过程的连续完整性评估；其三，现有系统仅提供钻孔参数调控与生物阻抗监测功能，完全缺失冠状面/矢状面双平面角度引导能力，操作者需凭经验手动调整钻孔方向，与口腔种植 "单手操作" 临床规范不符。上述问题导致骨壁穿孔风险升高，需研发一种集成解剖基准规划、双平面角度导航与实时阻抗监测的一体化手术辅助系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，通过将生物阻抗实时监测与冠状面/矢状面双平面角度导航有机整合，实现手术过程中骨壁穿孔风险预警与钻孔通道精准引导的同步进行。

2、本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

3、一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，包括：

4、s1、术前钻孔角度规划，输出冠状面理想钻孔角度和矢状面理想钻孔角度，包括：

5、基于口腔ct三维影像数据，采用以下两种方式之一确定冠状面理想钻孔角度和矢状面理想钻孔角度；

6、第一种方式为：以冠状面中线为冠状面参考基准，确定待种植牙位的冠状面理想钻孔角度；以竖直基准线为矢状面参考基准，确定待种植牙位的矢状面理想钻孔角度；

7、第二种方式为：以相邻健康牙齿的牙长轴方向为冠状面参考基准，确定待种植牙位的冠状面理想钻孔角度；以竖直基准线为矢状面参考基准，确定待种植牙位的矢状面理想钻孔角度；

8、s2、基于实时监测导航系统向术者提供钻孔通道的双平面实时角度信息及骨壁穿孔风险预警，辅助术者结合术前理想钻孔角度进行人工操作判断，将实际钻孔角度与输出的理想钻孔角度进行人工视觉比对，指导术者手动调整钻孔方向；

9、所述实时监测导航系统包括：手持探针、监测单元、导航单元、预警单元、显示单元以及核心控制模块，核心控制模块分别与监测单元、导航单元、预警单元及显示单元电连接；

10、所述手持探针的头部测量段设置生物阻抗测量电极，尾部连接导航单元；所述头部测量端采用电极/绝缘层/电极的三段复合结构，所述生物阻抗测量电极与牙槽骨组织接触形成电通路；

11、所述监测单元连接生物阻抗测量电极，向牙槽骨组织施加激励信号、采集反馈信号、预处理生成阻抗数据，并将阻抗数据传输至核心控制模块；

12、所述导航单元实时采集钻孔通道的空间角度采样数据并传输至核心控制模块；

13、所述预警单元接收声光控制信号并生成分级声光预警信号；

14、所述显示单元接收并显示钻孔通道的冠状面、矢状面实时空间角度数据；

15、所述核心控制模块驱动显示单元显示当前钻孔角度并基于阻抗数据生成声光控制信号。

16、进一步的，所述第一种方式的具体确定方法为：

17、在口腔ct三维影像上测量待种植牙位左侧邻牙牙长轴与所述冠状面中线在冠状面上的第一夹角α，以及右侧邻牙牙长轴与所述冠状面中线在冠状面上的第二夹角β；计算冠状面理想钻孔角度θ=(α + β) / 2；在矢状面上，测量待种植牙位长轴线与竖直基准线的夹角γ，将γ作为矢状面理想钻孔角度。

18、进一步的，所述第二种方式的具体确定方法为：

19、在口腔ct三维影像上，选取待种植牙位至少一侧的相邻健康牙齿作为参考牙；测量所述参考牙的牙长轴与待种植牙长轴在冠状面上的夹角φ，将φ作为待种植牙位的冠状面理想钻孔角度θ=φ；在矢状面上，测量待种植牙位长轴线与竖直基准线的夹角γ，将γ作为矢状面理想钻孔角度。

20、进一步的，所述生物阻抗测量电极包括两个彼此绝缘的环形测量电极，所述监测单元通过一个测量电极向牙槽骨组织施加激励信号，并通过另一个测量电极采集经组织传导后的反馈信号，将所述反馈信号传输至核心控制模块，用以计算组织阻抗并判断骨壁状态。

21、进一步的，所述预警单元包括声光指示器，所述声光指示器包括指示灯和扬声器，所述指示灯的亮灭/闪烁和所述扬声器发出的不同规律的声音组合表示不同级别的预警信号。

22、进一步的，所述指示灯包括第一指示灯和第二指示灯；当所述种植牙术中实时监测导航系统正常工作无异常时，核心控制模块控制第一指示灯常亮，扬声器不发出响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统接触人体组织时，核心控制模块控制第二指示灯闪烁，扬声器发出规律响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统监测到骨组织异常时，核心控制模块控制第二指示灯常亮，扬声器发出不间断响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统故障时，第一指示灯灭、第二指示灯灭，扬声器不发出响声。

23、进一步的，所述导航单元包括空间角度传感器，用于同步采集钻孔通道在冠状面和矢状面的原始角速度和加速度数据，并将所述原始数据传输至所述核心控制模块，用以解算出探针在三维空间中的方位角与俯仰角。

24、进一步的，所述显示单元为oled显示屏，用于独立显示所述冠状面实时角度值和所述矢状面实时角度值。

25、进一步的，所述核心控制模块基于空间角度传感器输出的原始角速度与加速度数据，通过姿态解算算法实时计算钻孔通道在冠状面和矢状面上的角度值，并将所述角度值同步传输至显示单元进行更新显示。

26、进一步的，所述核心控制模块将所述阻抗数据与预设的骨组织阻抗阈值区间进行比对，当所述阻抗数据落入表征软组织或穿孔状态的阈值区间时，生成对应级别的声光控制信号以驱动所述预警单元。

27、本发明的有益效果是：

28、通过将两种术前个体化角度规划方式与术中阻抗-角度融合式实时监测导航有机结合，实现种植牙手术过程中骨壁穿孔风险的动态预警与钻孔通道双平面空间角度的同步引导；所述系统无需依赖外部光学跟踪或复杂配准，仅通过集成化手持探针即可在单手操作条件下，为术者提供冠状面与矢状面角度反馈及分级穿孔预警，降低对操作经验的依赖；解决了现有技术中术前规划缺乏解剖依据、术中监测缺失角度引导的问题，通过 “人工比对、自主决策” 的人机协同模式，实现骨壁穿孔风险预警与钻孔角度精准引导的协同进行。

1.一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述第一种方式的具体确定方法为：

3.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述第二种方式的具体确定方法为：

4.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述生物阻抗测量电极包括两个彼此绝缘的环形测量电极，所述监测单元通过一个测量电极向牙槽骨组织施加激励信号，并通过另一个测量电极采集经组织传导后的反馈信号，将所述反馈信号传输至核心控制模块，用以计算组织阻抗并判断骨壁状态。

5.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述预警单元包括声光指示器，所述声光指示器包括指示灯和扬声器，所述指示灯的亮灭/闪烁和所述扬声器发出的不同规律的声音组合表示不同级别的预警信号。

6.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述指示灯包括第一指示灯和第二指示灯；当所述种植牙术中实时监测导航系统正常工作无异常时，核心控制模块控制第一指示灯常亮，扬声器不发出响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统接触人体组织时，核心控制模块控制第二指示灯闪烁，扬声器发出规律响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统监测到骨组织异常时，核心控制模块控制第二指示灯常亮，扬声器发出不间断响声；当所述种植牙术中实时监测导航系统故障时，第一指示灯灭、第二指示灯灭，扬声器不发出响声。

7.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述导航单元包括空间角度传感器，用于同步采集钻孔通道在冠状面和矢状面的原始角速度和加速度数据，并将所述原始数据传输至所述核心控制模块，用以解算出探针在三维空间中的方位角与俯仰角。

8.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述显示单元为oled显示屏，用于独立显示所述冠状面实时角度值和所述矢状面实时角度值。

9.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述核心控制模块基于空间角度传感器输出的原始角速度与加速度数据，通过姿态解算算法实时计算钻孔通道在冠状面和矢状面上的角度值，并将所述角度值同步传输至显示单元进行更新显示。

10.根据权利要求1所述的一种种植牙术前钻孔角度规划及术中监测导航的方法，其特征在于：所述核心控制模块将所述阻抗数据与预设的骨组织阻抗阈值区间进行比对，当所述阻抗数据落入表征软组织或穿孔状态的阈值区间时，生成对应级别的声光控制信号以驱动所述预警单元。