Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций (варианты)

Авторы патента:

G06T15 - Передача трехмерного (3D) изображения, например от модели к побитовому изображению

A61C8 - Приспособления, прикрепляемые к челюсти, для укрепления естественных зубов или для крепления зубных протезов; зубные имплантаты; инструменты для имплантации (крепление штифтовых зубов во рту A61C 13/30)

A61C13 - Зубные протезы; их изготовление (зубные коронки для надевания на зубы A61C 5/08; зубные имплантаты A61C 8/00)

Заявленная полезная модель относится к области медицины, в частности, к стоматологии, челюстно-лицевой хирургии. Конкретно она касается средств создания медицинского шаблона на основе информации о цифровом изображении части тела, в том числе с учетом сведений о создаваемой ортопедической конструкции. Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель является расширение функциональных возможностей комплекса. На основе информации о цифровом изображении части тела, при котором получают информацию о цифровом изображении части тела, полученную информацию о цифровом изображении части тела направляют в блок обработки данных с возможностью направления в блок обработки данных также цифровой информации о, по меньшей мере, одном функциональном элементе, причем цифровую информацию об этом функциональном элементе могут направить как из внешних источников, так и получить внутри блока обработки данных, преобразуют с помощью блока обработки данных полученную информацию в виртуальную модель с возможностью добавления к ней, по меньшей мере, одного функционального элемента с полезной функцией в качестве функции цифровой информации, обработанные данные направляют в устройство прототипирования, которое создает медицинский шаблон, по крайней мере, часть которого показывает данные хотя бы о некоторых частях данной части тела, при этом, согласно полезной модели, в полость рта пациента вводят дополнительный функциональный элемент с полезной функцией получения дополнительной цифровой информации о полости рта, причем дополнительный функциональный элемент укладывают, по меньшей мере, на область, о которой не возможно получить достаточную цифровую информацию. 3 н.п. ф-лы, 50 з.п-ов ф-лы, 9 фиг.

Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций (варианты)

Под понятием «медицинский шаблон» понимается временно устанавливаемая позиционирующая деталь на часть тела (кость, слизистую полости рта, зубы, ортопедическую конструкцию и т.д.) для проведения хирургической операции, например, дентальной имплантации, в частности, для точного сверления через нее отверстий в кости для последующей установки имплантатов (то есть, иначе говоря, данная деталь, например, указывает направление, место и глубину сверления отверстия в кости). Могут быть и многочисленные другие применения медицинского шаблона. Например, отрезать по нему (по медицинскому шаблону) фрагмент кости.

Под понятием «части тела» в тексте данной заявки понимается часть челюсти, вся челюсть, зубы, слизистая, кости, другие ткани организма.

Известен технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, на основе информации о цифровом изображении части тела (см. патент WO 95/28688).

При создании шаблона используют средства получения информации о цифровом изображении части тела, например, челюсти, в частности, сканер компьютерной томографии или другое устройство обработки цифрового изображения, например, магнитно-резонансный томограф.

Поясним подробнее данную процедуру. Она практически осуществляется, например, следующим образом: приходит пациент в рентгеновский кабинет, садится в кресло или ложится на стол. Затем стол или кресло въезжает в компьютерный томограф. Соответствующие части тела просвечиваются рентгеновскими лучами и полученная при помощи соответствующих датчиков информация обрабатывается в ЭВМ в информацию о цифровом изображении части тела.

Полученную информацию о цифровом изображении части тела направляют в средство создания цифрового изображения области наложения шаблона. Кроме того, в данное средство может направляться цифровая информация о, по меньшей мере, одном функциональном элементе в создаваемом медицинском шаблоне, причем цифровую информацию об этом функциональном элементе могут направить как из внешних источников, так и получить внутри средства создания цифрового изображения области наложения шаблона. Под функциональным элементом понимается, например, сквозное отверстие в медицинском шаблоне, через которое в момент хирургической операции производят сверление в кости с полезной функцией: указывающей место и направление сверления. Функциональный элемент может иметь и иные воплощения, например, может представлять собой проточку на боковой стороне медицинского шаблона, и так далее.

Преобразуют полученную цифровую информацию с помощью блока формирования виртуальной модели медицинского шаблона блока с возможностью добавления к виртуальной модели, по меньшей мере, одного функционального элемента с полезной функцией в качестве функции цифровой информации (положение будущего имплантата в кости челюсти, положение оси сверления и т.д.).

После этого обработанные данные направляют в устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, которое создает медицинский шаблон, по крайней мере, часть которого показывает данные хотя бы о некоторых частях данной части тела, на основе информации о цифровом изображении части тела.

Как известно, под технологией быстрого прототипирования следует понимать все технологии, посредством которых объект строится послойно или поточечно с помощью присадочного или затвердевающего материала. Данная технология также называется строительством в свободной форме.

Наиболее известными технологиями данного вида являются:

- Стереолитография и относящиеся к ней технологии, при которых, например, жидкий синтетический материал в резервуаре выборочно подвергается обработке слой за слоем с помощью контролируемого компьютером электромагнитного луча;

- селективное лазерное спекание, при котором частицы порошка спекаются электромагнитным лучом или соединяются по определенному образцу;

- послойная заливка экструдируемым расплавом, при котором синтетический материал плавится и объединяется в соответствии с разметкой.

Недостатком известного устройства является то, что с его помощью невозможно создать модель медицинского шаблона для пациентов, имеющих несъемные протезы, например, мостовидные протезы, коронки или культевые вкладки в зубах из металла или элементов плотной структуры. Это объясняется тем, что металл или элемент плотной структуры при сканировании дают артефакты в цифровом изображении (иначе говоря, создают настолько сильные помехи в изображении, что невозможно иногда выделить границы тканей). По этой причине при указанных обстоятельствах для изготовлении модели шаблона необходимо удалить все несъемные конструкции, например, установленные в зубах и/или на зубах, то есть разрушить конструкции, выполняющие свою функцию (удалить коронки, мостовидные протезы, культевые вкладки, распломбировать зубы, все разрушить). Данное обстоятельство сильно сужает область применения данного известного технического средства.

Следствием этого является то, что при наличии перечисленных в предыдущем абзаце объектов, представляющих собой коронки, мостовидные протезы, культевые вкладки и т.д., невозможно провести операцию с применением медицинского шаблона с опорой на те ткани, границы которых невозможно выделить из-за артефактов привнесенных коронками, мостовидными протезами, культевыми вкладками и т.д.

Кроме того, не используется дополнительная информация о других зубах, ортопедических конструкциях (коронках, мостовидных протезах), уже существующих в ротовой полости и не попадающих в область сканирования.

Поясним это подробнее на примере.

Если мы сканируем челюсти пациента в состоянии сомкнутых зубов, то возможны артефакты, привнесенные в цифровую информацию с противоположного зубного ряда челюсти и также не удается выделить окклюзионные поверхности зубного ряда исследуемой челюсти (поверхности, на которых жуют) из-за соприкасающихся окклюзионных поверхностей зубных рядов верхней и нижней челюстей цифровая информация об этих поверхностях сливается и нет возможности отделить окклюзионную поверхность зубного ряда верхней челюсти от окклюзионной поверхности зубного ряда нижней челюсти. По этой причине обычно челюсти пациента сканируются отдельно, то есть без смыкания зубов верхней и нижней челюсти. Но в этом случае мы теряем важную информацию о положении зубов в момент смыкания. Она необходима для выбора правильной установки имплантата и дальнейшего изготовления ортопедической конструкции.

В принятом в качестве ближайшего аналога (прототипа) техническом решении по патенту WO 95/28688 (1) упоминается о функциональном элементе с полезной функцией, например, отверстии в медицинском шаблоне, через которое в момент хирургической операции производят сверление в кости. Функциональный элемент с полезной функцией добавлен в блок обработки данных в качестве функции цифровой информации и возможно функции дополнительной внешней информации. Иначе говоря, функциональный элемент в прототипе формируется либо за счет ввода о нем информации с помощью какого-то внешнего средства либо он создается за счет информации о цифровом изображении части тела. Однако не имеется каких-либо средств для получения информации:

- о рельефе полости рта (зубах, слизистой, ортопедических конструкциях), не выделяемых в цифровой информации, полученной с помощью сканера компьютерной томографии или любого другого устройства обработки цифрового изображения, о части тела вследствие «размывающего» воздействия на цифровое изображение металлических объектов, присутствующих в полости рта,

- или информации о других зубах, ортопедических конструкциях (коронках, мостовидных протезах), уже существующих в ротовой полости и не попадающих в область сканирования.

Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель является расширение функциональных возможностей комплекса.

Разработанный комплекс аппаратуры обеспечивает без разрушения ранее установленных и выполняющих свою функцию ортопедических конструкций, создающих помехи в цифровом изображении части тела, получать более точную информацию о цифровом изображении части тела (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций и т.д.) с возможностью точно выделять границы этих тканей и создавать медицинский шаблон с полезным функциональным элементом, точно прилегающий к соответствующей части тела с учетом рельефа (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций и сочетания этих поверхностей). Вне зависимости от помех, которые вызываются наличием коронок, мостовидных протезов, культевых вкладок, обеспечивается возможность проведения операций без разреза и отделения слизистой от кости (медицинский шаблон с опорой на зубы, слизистую и ортопедические конструкции). При этом повышается точность сверления при установке имплантата по направлению и глубине и возможность точно передать запланированную ситуацию в блоке обработке данных в полость рта.

В следствии чего, ортопедические конструкции могут быть изготовлены до установки имплантата и зафиксированы сразу же после установки имплантата.

А дополнительная информация о полости рта (которую невозможно получить при помощи известного технического решения), необходимая для создания медицинского шаблона с полезным функциональным элементом, может быть получена быстро и без использования дорогостоящих средств.

Актуальность заявленного предложения вытекает из того, что процент пациентов с наличием различных несъемных металлических конструкций в полости рта чрезвычайно высок.

Поставленный технический результат достигается в результате того, что в соответствии с первым вариантом данной полезной модели технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, снабжен объемным элементом, выполненным из рентгеноконтрастного материала, часть поверхности которого конгруэнтна поверхности наложения шаблона.

Данный объемный элемент может быть также назван дополнительным функциональным элементом.

В соответствии со вторым вариантом полезной модели поставленный технический результат достигается в результате того, что технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, снабжен средством отливки модели по слепку, при этом блок выполнен с возможностью формирования виртуальной модели шаблона с учетом информации, характеризующей цифровое изображение поверхности модели, отлитой по слепку области наложения шаблона.

Во втором варианте также присутствует дополнительный функциональный элемент, но в другом воплощении.

В частных случаях обоих вариантов полезной модели дополнительный функциональный элемент может представлять собой элемент из слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами, либо временный протез из рентгеноконтрастного материала, постоянный съемный протез из материала, обладающего свойством рентгенокотрастности, элемент из слепочного материала, не обладающего рентгеноконтрастными свойствами, причем, при его использовании, снимают слепок полости рта, по нему отливают модель и полученную модель используют для дополнительного сканирования с возможностью передачи цифровой информации в блок обработки данных. В функциональный элемент медицинского шаблона внедрены втулки из твердого материала путем вколачивания, вворачивания, вклеивания, вплавления. Втулки могут быть выполнены из металла, керамики. Медицинский шаблон может быть выполнен из пластичного материала, а втулки внедрены путем нажатия в функциональный элемент. Функциональный элемент представляет собой сквозное отверстие, сквозное отверстие может иметь имеет круглую форму в плане квадратную форму в плане, проточку на боковой стороне медицинского шаблона. Медицинский шаблон может быть выполнен из твердого материала. В качестве твердого материала может быть использован металл или керамика.

В результате использования комплекса обеспечивается без разрушения ранее установленных и выполняющих свою функцию ортопедических конструкций, но создающих помехи в цифровом изображении части тела, получать более точную информацию о цифровом изображении части тела (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций) с возможностью точно выделять границы этих тканей и создавать медицинский шаблон с полезным функциональным элементом, точно прилегающий к соответствующей части тела с учетом рельефа (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций).

Имеется также третий вариант полезной модели.

В соответствии с третьим вариантом полезной модели поставленный технический результат достигается в результате того, что технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, согласно полезной модели, снабжен дополнительным средством создания цифрового изображения области наложения шаблона, используемого при формировании виртуальной модели шаблона с учетом поверхности области наложения шаблона.

При реализации третьего варианта возможны различные модификации. Например, упомянутое средство создания цифрового изображения области наложения шаблона может представлять собой томограф различной конструкции (например, компьютерный, магнито-резонансный и т.д.) или рентгеновский аппарат, а упомянутое дополнительное средство - внутриротовой сканер.

При помощи средства создания цифрового изображения области наложения шаблона осуществляется «грубое» сканирование, например, всей челюсти, а при помощи дополнительного средства - точное сканирование отдельных мест наложения шаблона, в частности, отдельных небольших по размеру областей, в частности областей расположения того или иного зуба, или слизистой (если зуб был, например, удален), причем, при необходимости, как в сомкнутом положении челюстей, так и в разомкнутом их положении. Размер сканирования областей при точном сканировании может быть различным. Например, он может соответствовать размеру отдельного зуба или немного меньше или немного больше. Главное, чтобы обеспечивалось получение достаточной коррекции для создания виртуального изображения шаблона.

Дополнительное средство создания цифрового изображения области наложения шаблона может иметь множество конструктивных воплощений. Как отмечено, при использовании в стоматологии оно может представлять собой внутриротовой сканер, который сам может иметь множество конструкций. Например, он может включать тонкую плоскую пластину, на одном конце которой имеются пара выступов. Выступы расположены перпендикулярно пластине и напротив друг другу. В одном выступе установлен управляемый источник лучей, а в другом датчик, их воспринимающий, с возможностью обработки полученной информация в ЭВМ с получением затем информации о цифровом изображении части тела, источник лучей и воспринимающий датчик могут быть совмещены в одном элементе. При использовании доктор берет рукой свободный конец платины, как за ручку, и вводит другой конец с парой выступов в ротовую полость. При этом в зависимости от конкретной ситуации в ротовой полости он располагает выступы по обеим сторонам представляющего интерес зуба или другой области ротовой полости, в которой возможны «помехи» при «грубом» сканировании. После установки осуществляет точное сканирование обычным приемом. Поскольку пластина тонкая он может осуществить сканирование как при сжатой челюсти, а так и при раскрытой челюсти.

Как миниатюрный источник излучения, так и миниатюрный датчик могут быть размещены каждый внутри отдельной «присоски», управляемых электрически при помощи тонких проводков или возможно использовать беспроводные технологии. Это повышает удобство пользования. Порядок сканирования внешних форм, общеизвестен и поэтому нет необходимости в его подробном изложении. Технический комплекс по двум изображениям «делает» точную модель.

Подводя итог, можно сказать, что три варианта полезной модели сводятся к использованию вариантов использования различных средств, которые корректируют изображение, в частности, посредством приемов совмещения изображений по маркерным точкам, полученных из разных источников, что общеизвестно. Для примера приводим следующие сайты в сети Интернет:

http://www.delcam.ru/news/03.09.06_Inspection_software_upgraded.htm;

http://www.mirrabot.com/work/work_69753.html;

http://lib.web-malina.com/getbook.php?bid=4141&page=66;

http://www.rfbr.ru/default.asp?doc_id=5167#5..

Кроме того, вне зависимости от помех, вызванных наличием коронок, мостовидных протезов, культевых вкладок, заявленная полезная модель обеспечивает возможность проведения операций без разреза и отделения слизистой от кости (медицинский шаблон с опорой на зубы, слизистую и ортопедические конструкции).

Повышается точность сверления при установке имплантата по направлению и глубине и возможность точно передать запланированную ситуацию в блоке обработке данных в полость рта.

Появляется возможность изготавливать ортопедические конструкции до установки имплантата и фиксировать их сразу же после установки имплантата.

Обеспечивается быстрое и не дорогостоящее получение дополнительной информации о полости рта (которую невозможно получить при помощи известного технического решения), необходимой для создания медицинского шаблона с полезным функциональным элементом.

Таким образом, расширяются возможности использования функционального элемента.

Можно сканировать в известном средстве челюсти в состоянии прикуса, но при этом нет возможности выделить четко границы окклюзионных поверхностей зубов (поверхности, на которых жуют) из-за соприкасающихся окклюзионных поверхностей противоположного зубного ряда и появляется вероятность привнесения «путающих» помех (артефактов) с противоположной челюсти при наличии на ней металлических объектов. Применение дополнительного функционального элемента, представляющего собой элемент из слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами, с оттиском зубов-антагонистов дает возможность получения дополнительной информации о положении зубов противоположной челюсти (не сканируемой) в состоянии нормального смыкания челюстей даже в том случае, когда сканируется только одна челюсть. Это позволяет более точно планировать операцию дентальной имплантации, учитывая положение зубов, расположенных напротив области, на которой отсутствуют зубы, то есть области, где будут устанавливаться имплантаты.

Область, о которой не возможно получить достаточную цифровую информацию и, по меньшей мере, на которую укладывают дополнительный функциональный элемент может представлять собой, в частности, слизистую, зубы, ортопедические конструкции, различное сочетание поверхностей ортопедических конструкций и/или зубов и/или слизистой.

При этом информация от дополнительного функционального элемента подвергается обработке в блоке данных при помощи компьютерной системы, ориентированной на объемные элементы изображения, например, воксели.

Полезная модель поясняется графическими материалами.

На фиг.1 изображена общая блок-схема комплекса для создания медицинского шаблона в соответствии с полезной моделью;

На фиг.2 изображены схематично челюсти с десной и зубами в начале лечения, сагитальное сечение;

На фиг.3 - то же, в процессе установки слепочной массы;

На фиг.4 - то же, после смыкания зубов;

На фиг.5 схематично в момент сканирования изображены челюсти с десной и зубами и со слепочной массой, в которой отпечатались зубы-антагонисты;

На фиг.6 изображен отдельно медицинский шаблон с функциональными элементами (сквозными отверстиями), изготовленный согласно заявленной полезной модели;

На фиг.7 - то же, сечение А-А фиг.6;

На фиг.8 - то же, сечение А-А фиг.6 с установленной в функциональном элементе, представляющем собой сквозное отверстие, втулкой;

На фиг.9 схематично изображены челюсти с десной и зубами в момент установки медицинского шаблона в момент операции.

Предлагаемый технический комплекс 1 для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций (далее - комплекс 1), представлен на фиг.1 на примере лечения пациента, обозначенного позицией 2. Комплекс 1 включает средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, например, сканер 3, сканирующий пациента. В качестве сканера может быть использован компьютерный томограф. При помощи сканера 3 получаем оцифрованное изображение 4, содержащее оцифрованную медицинскую информацию, а именно цифровое изображение области наложения шаблона. Затем оцифрованное изображение 4 обрабатывается в блоке формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом. Он может иметь множество конструкций. Для пояснения заявленной полезной модели на фиг.1 он представлен в виде блока 5 обработки данных. Для данной операции по формированию виртуальной модели медицинского шаблона может быть использовано визуальное трехмерное изображение 6 и/или томографический снимок 7, которые образуются обычным стандартным способом из оцифрованных изображений 4 (не раскрыто, поскольку общеизвестны, см., например, ближайший аналог). Визуальное трехмерное изображение 6 и томографический снимок 7 изображены на фигуре 1. Для максимального использования оцифрованной информации 4 заявленное устройство предусматривает, наряду с направлением в блок 5 обработки данных информации о цифровом изображении части тела, также возможность направления в этот блок цифровой информации о, по меньшей мере, одном функциональном элементе, например, об отверстии в виртуальной модели, причем цифровую информацию об этом функциональном элементе могут направить как из внешних источников, например, координаты положения, направленные с другого устройства, так и получить внутри блока 5 обработки данных (данные приемы стандартны и поэтому не приводятся).

В блоке 5 обработки данных полученная информация преобразуется и создается виртуальная модель с возможностью добавления к ней, по меньшей мере, одного функционального элемента с полезной функцией в качестве функции цифровой информации.

После обработки оцифрованного изображения 4 в блоке 5 обработки данных данные о полученной виртуальной модели направляют в устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования. На фиг.1 оно представлено в виде устройства прототипирования 8, которое создает медицинский шаблон 9, по крайней мере, часть которого четко показывает данные хотя бы о некоторых частях данной части тела. Далее медицинский шаблон устанавливается в полости рта пациента 2 для последующего его использования для сверления через него отверстий в кости установленным общеизвестным порядком, что не раскрыто в материалах данной заявки, поскольку не имеет отношения к объекту полезной модели и общеизвестно.

Особенность технического комплекса 1 состоит в том, что он снабжен объемным элементом, выполненным из рентгеноконтрастного материала, часть поверхности которого конгруэнтна поверхности наложения шаблона.

Его модификаций может быть множество. В частности, в примере, изображенном на фиг.1 он представляет собой дополнительный функциональный элемент 10. Перед получением информации о цифровом изображении части тела в полость рта пациента 2 вводят упомянутый дополнительный функциональный элемент 10 (см. фиг.1), с полезной функцией получения дополнительной цифровой информации о полости рта, причем дополнительный функциональный элемент 10 укладывают, по меньшей мере, на область, с которой в силу ее особенности не возможно о ней получить достаточной цифровой информации.

Рассмотрим данный вопрос подробно.

Как показано на фиг.2 нижняя челюсть 11 и верхняя челюсть 12 с десной 13 и зубами 14 имеют области, с которых в силу их особенностей не возможно получить достаточной цифровой информации. На фиг.2 такими областями являются металлические коронки 15 на некоторых зубах, а также часть 16 без зубов десны 13. В прототипе данные области не дают возможности выделить их без погрешностей на цифровом изображении части тела (под понятием «части тела» в данном случае имеются в виду челюсти, зубы челюсти и другие ткани), в результате которых прототип невозможно использовать для создания модели медицинского шаблона. По этой причине коронки необходимо удалить перед применением технического решения по прототипу. Для предотвращения этого недостатка в заявленном техническом решении предложено перед сканированием в полость рта пациента 2 ввести дополнительный функциональный элемент 10, который зачастую представляет собой элемент из слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами. На фиг.3 этот элемент из слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами, конкретно представляет собой рентгеноконтрастную слепочную массу 17. Причем для обеспечения получения четкой цифровой информации необходимо, чтобы рентгеноконтрастная слепочная масса 17 была бы уложена, по меньшей мере, на область, с которой в силу ее особенности не возможно о ней получить достаточной цифровой информации. В данном примере такой областью является область 18 поверхности металлической коронки 15 на зубе нижней челюсти, а также часть 16 без зубов десны 13.

Рентгеноконтрастная слепочная масса 17 имеет свойства принимать после затвердевания отпечаток формы объекта, на который ее наложили, а главное, после обработки данных в блоке 5 обработки данных появляется возможность получить четкую виртуальную модель того объекта, с которого снимали слепок. Данная операция не раскрыта, так как стандартна при обработке трехмерных изображений: определении порога (сегментации на основе градаций серого), трехмерном уменьшении, расширении, наращивании областей, булевых операциях, таких как объединение и взятие разницы, проектирование и т.д.). В том, что она общеизвестна следует из прототипа, где имеет место получение виртуальной модели данным приемом, хотя отсутствие там дополнительного функционального элемента ведет к возникновению существенных помех для случая пациентов, имеющих несъемные протезы, например, мостовидные протезы, коронки или культевые вкладки в зубах из металла или элементов плотной структуры.

После укладки слепочной массы 17 пациент смыкает зубы (фиг.4) и после ее застывания зубы размыкают. В слепочной массе остаются отпечатки 19 от зубов-антагонистов 20 верхней челюсти 12 (фиг.5). Пациент направляется на сканирование сканером 3. При сканировании пациента располагают между источником 21 рентгеновского излучения и датчиком 22.

Использование слепочной массы дает возможность не только получить четкое изображение, но и более точно планировать операцию дентальной имплантации, учитывая положение верхних зубов. Это дает возможность, не сканируя зубы 20, получить необходимую цифровую информацию и в блоке 5 обработки данных создать виртуальную модель этих зубов в состоянии прикусных взаимоотношений. На фиг.5 схематично изображены челюсти с десной и зубами и со слепочной массой, в которой отпечатались зубы-антагонисты.

После сканирования цифровая информация поступает в блок 5 обработки данных (фиг.1). В блоке 5 обработки данных к ней присоединяется цифровая информация о, по меньшей мере, одном функциональном элементе с полезной функцией (положением будущего имплантата в кости челюсти, положением оси сверления и т.д.), причем данную цифровую информацию об этом функциональном элементе могут направить как из внешних источников, так и получить внутри блока обработки данных. После этого цифровая информация направляется в устройство прототипирования 8, которое изготавливает медицинский шаблон 9 с функциональным элементом (например, отверстием). На фиг.6 изображен отдельно медицинский шаблон 9 с функциональными элементами в виде отверстий 23, изготовленный согласно заявленной полезной модели. На фиг.7 - то же, сечение А-А фиг.6.

Затем в каждый функциональный элемент в виде отверстия 23 в медицинском шаблоне 9 внедряются твердые втулки 24, выполняющие позиционирующие функции при сверлении кости (обеспечивают направление сверления по положению и глубине) (см. фиг.8, на которой изображено сечение А-А фиг.6 с установленной втулкой в функциональном элементе, представляющем собой отверстие 23).

Внедрение втулок 24 может осуществляться их вколачиванием, вворачиванием (если имеется резьба на наружной поверхности втулки 24 и внутренней поверхности отверстия 23), вклеиванием, вплавлением и т.д.

Сама втулка, чтобы быть твердой, может быть выполнена из металла (например, из титана, стали и т.д.), керамики и т.д.

Медицинский шаблон может быть выполнен из пластичного твердого материала (в частности, из пластика, полимера и т.д.).

Поскольку медицинский шаблон выполнен из пластичного материала, а втулка из твердого, то устанавливают втулку путем вдавливания ее в функциональный элемент, который представляет собой сквозное отверстие, например, круглой, квадратной и т.д. формы в плане. Функциональный элемент может иметь и другие воплощения. В частности, он может представлять собой проточку на боковой стороне медицинского шаблона 9.

Вместе с тем медицинский шаблон может быть выполнен из твердого материала, например, пластика, металла, керамики и т.д., в этом случае нет необходимости устанавливать втулку в функциональный элемент.

После того, как в функциональный элемент 23 в медицинском шаблоне 9 внедрены твердые втулки 24, медицинский шаблон направляется либо в лабораторию для изготовления ортопедической конструкции либо в операционную для проведения операции, например, дентальной имплантации (внедрение имплантата в костную ткань челюсти). На фиг.9 схематично изображены челюсти с десной и зубами в момент установки медицинского шаблона в момент операции.

Помимо использования рентгеноконтрастного слепочного материала в качестве дополнительного функционального элемента может быть использованы временный протез из рентгеноконтрастного материала или постоянный съемный протез.

Дополнительный функциональный элемент укладывают в полость рта на слизистую, зубы, ортопедические конструкции. При этом в одной полости рта возможны различные сочетания областей ортопедических конструкций и/или зубов и/или слизистой, на которые укладывают дополнительный функциональный элемент. Пример, слизистая и зубы; зубы и ортопедическая конструкция; просто зубы; слизистая, зубы и ортопедическая конструкция; и т.д.

Возможен вариант, ключевая операция которого изображена на фиг.1 пунктирной стрелкой, обозначенной позицией 25. Согласно этому варианту технический комплекс снабжен средством отливки модели по слепку, при этом блок 5 обработки данных выполнен с возможностью формирования виртуальной модели шаблона с учетом информации, характеризующей цифровое изображение поверхности модели, отлитой по слепку области наложения шаблона.

Рассмотрим подробнее порядок действий при этом.

Сначала снимают слепок с челюстей в полости рта по стандартному способу: слепочную массу (не обязательно рентгеноконтрастную) укладывают в слепочную ложку, вводят в полость рта, отжимают ложку со слепочной массой на челюсть с зубами или без них, после затвердевания слепочной массы ложку с ней выводят из полости рта, затем отливают модель по этому слепку, с модели удаляют ложку со слепочной массой. В результате данных действий получают точную копию состоянии полости рта. Модель отправляют на сканер 3, что обозначено пунктирной стрелкой (позиция 25 на фиг.1).

Особенность данного варианта состоит в том, что отдельно сканируют пациента, например, в компьютерном томографе (с получением цифрового изображения требуемой области), и отдельно сканируется указанная выше модель, например, в 3D-сканере сканирования внешних форм (с получением цифрового изображения модели, которая отображает поверхность исследуемой области без искажения от влияния помех вызванных металлическими объектами). Это дает возможность совместить эти данные в блоке 5 обработки данных и исключить артефакты на виртуальной модели, вызванные металлическими объектами, полученные при сканировании пациента в компьютерном томографе.

Как видно, сущность заявленного предложения осталась та же (с получением информации о цифровом изображении части тела в полость рта пациента вводят дополнительный функциональный элемент с полезной функцией получения дополнительной цифровой информации о полости рта, причем дополнительный функциональный элемент укладывают, по меньшей мере, на область, с которой в силу ее особенности не возможно о ней получить достаточную цифровую информацию), а разница в том, что пациент сканируется без дополнительного функционального элемента, рельеф которого сканируется отдельно.

Приемы совмещения изображений, полученных из разных источников, являются общеизвестными. Для примера приводим следующие сайты в сети Интернет:

http://www.delcam.ru/news/03.09.06_Inspection_software_upgraded.htm;

http://www.mirrabot. com/work/work_69753.html;

http://lib.web-malina.com/getbook.php?bid=4141&page=66;

http://www.rfbr.ru/default.asp?doc_id=5167#5.

Данные приемы стандартны и поэтому нет необходимости в их подробном раскрытии, тем более, что они не относятся к предмету полезной модели.

Возможен также третий вариант технического комплекса для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций. Как отмечено ранее, в соответствии с третьим вариантом полезной модели поставленный технический результат достигается в результате того, что технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, согласно полезной модели, снабжен дополнительным средством создания цифрового изображения области наложения шаблона, используемого при формировании виртуальной модели шаблона с учетом поверхности области наложения шаблона.

http://www.delcam.ru/news/03.09.06_Inspection_software upgraded.htm;

http://www.mirrabot.com/work/work_69753.html;

http://lib.web-malina.com/getbook.php?bid=4141&page=66;

http://www.rfbr.ru/default.asp?doc_id=5167#5..

Возможны и многочисленные другие воплощения дополнительного средства позволяющего бесконтактно сканировать указанные в предыдущем предложении области.

Как видно, и в третьем варианте сущность заявленного предложения осталась та же (с получением информации о цифровом изображении части тела в полость рта пациента вводят дополнительный функциональный элемент (названным дополнительным средством) с полезной функцией получения дополнительной цифровой информации о полости рта, причем в третьем варианте дополнительный функциональный элемент не укладывают, по меньшей мере, на область, о которой в силу ее особенностей не возможно получить достаточную цифровую информацию, а иным путем получают о нем необходимую более точную информацию, вплоть до того что могут только проводить вдоль поверхности этой области дополнительное средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, не касаясь непосредственно нее, что повышает комфортность лечения пациента, а также упрощает и облегчает труд доктора.

Возвращаясь ко второму варианту, следует добавить, что объемный элемент может представлять собой элемент из слепочного материала, по меньшей мере, не обладающего рентгеноконтрастными свойствами, причем, при его использовании, снимают слепок полости рта, по нему отливают модель и полученную модель используют для дополнительного сканирования с возможностью передачи цифровой информации в блок 5 обработки данных (пункт 5 формулы полезной модели).

Примечание: под выражением «элемент из слепочного материала, по меньшей мере, не обладающего рентгеноконтрастными свойствами» понимается то, что может быть использован самостоятельно как элемент из слепочного материала не обладающего рентгеноконтрастными свойствами, так и самостоятельно, как элемент из слепочного материала обладающего рентгеноконтрастными свойствами.

Кроме того, при использовании в качестве объемного элемента слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами, получают в слепочном материале отпечаток зубов в положении прикуса, расположенных, по меньшей мере, напротив области, в которой будут устанавливаться имплантаты.

Особенность состоит в том, что при использовании в качестве объемного элемента слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами, сканируют пациента с открытым ртом, например, в компьютерном томографе (с получением цифрового изображения требуемой области). При этом можно сканировать одну челюсть, а получить необходимую цифровую информацию о поверхности зубов не сканируемой челюсти, причем в положении нормального смыкания зубов. Это дает возможность исключить возможные артефакты в цифровом изображении, вызванные металлическими объектами, расположенными на другой челюсти (если сканировать вместе верхнюю и нижнюю челюсть в положении сомкнутых зубов), и, что важно, учесть положение зубов в прикусе, расположенных, по меньшей мере, напротив области, в которой будут устанавливаться имплантаты. В результате, в заявленном техническом решении, в связи с получением оттиска зубов-антагонистов в прикусе, открывается возможность более правильной установки имплантатов с учетом осей нагрузок от зубов-антагонистов.

Клинический пример.

Больной К., 80 лет, обратился с жалобой на подвижность и болезненность зубов на нижней челюсти.

Диагноз: частичная адентия на нижней челюсти. На оставшихся зубах 33, 43 фиксируется съемный протез.

При осмотре выявлено, что оставшиеся клыки на нижней челюсти имеют третью степень подвижности с воспалительным очагом вокруг них.

Необходимо удалять два оставшихся зуба, при этом теряет свою функциональность протез, фиксирующийся к ним.

Пациент в силу своей активной общественной деятельности не может оставаться без зубного протеза в полости рта.

Принято решение одномоментного удаления зубов и установки двух имплантатов и фиксации к ним протеза. В момент операции удаляются зубы, производится разрез, устанавливаются два имплантата. После снятия швов, плохая заживляемость слизистой, в сопутствующей патологии сахарный диабет. В результате через 1,5 месяца появляется подвижность одного имплантата и мы вынуждены его удалить. Оставшийся один имплантат не выдержит долго нагрузки протеза фиксирующегося к нему.

Принято решение воспользоваться выше описанной технологией.

Для этого: сняли слепок с нижней челюсти и перед компьютерно-томографическим исследованием его ввели в полость рта, как объемный элемент.

Осуществили обработку цифрового изображения части тела с объемным элементом в блоке обработки данных.

По описанной ранее технологии распланировали установку имплантатов и изготовили медицинский позиционирующий шаблон.

Произвели операцию без разреза и установили 4 имплантата и сразу же произвели фиксацию протеза к установленным новым имплантатам.

Операция длилась 15 мин., а предыдущая 1 час.

Она прошла успешно.

Отеков и выраженной болезненности после операции не было, т.к. установка имплантатов происходила без отделения слизистой и надкостницы от кости.

Данное наблюдение иллюстрирует сложный случай, к которому была применена заявленная полезная модель.

Использование заявленного технического комплекса позволило значительно улучшить результаты хирургического лечения.

Сокращение времени операции, ее малая травматичность и точное позиционирование имплантатов, спланированность являются существенными преимуществами.

Таким образом, использование заявленного предложения позволяет значительно расширить возможности оказания высокотехнологичной помощи пациентам, также имеющим несъемные протезы, например, мостовидные протезы, коронки или культевые вкладки в зубах из металла или элементов плотной структуры, без разрушения ранее установленных и выполняющих свою функцию ортопедических конструкций, создающих помехи, получать точную информацию о цифровом изображении части тела (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций) с возможностью точно выделять границы этих тканей и получать виртуальную модель с полезным функциональным элементом, а также создавать медицинский шаблон, точно прилегающий к соответствующей части тела с учетом ее рельефа (челюсти, слизистой оболочки, зубов, ортопедических конструкций) с полезным функциональным элементом.

При применении его обеспечивается снижение травматичности операции, поскольку при наличии помех, вызванных наличием коронок, мостовидных протезов, культевых вкладок, обеспечивается возможность проведения операций без разреза и отделения слизистой от кости (медицинский шаблон с опорой на зубы, слизистую и ортопедические конструкции).

Полезная модель позволяет повысить точность сверления при установке имплантата по направлению и глубине и возможность точно передать запланированную ситуацию в блоке обработке данных в полость рта.

Отсюда следует:

- Возможность изготавливать ортопедические конструкции до установки имплантата и фиксировать их сразу же после установки имплантата.

- Возможность быстрого и не дорогостоящего получения дополнительной информации о полости рта (которую невозможно получить при помощи известного технического решения), необходимой для создания виртуальной модели с полезным функциональным элементом.

Помимо приведенных вариантов полезной модели возможны и другие многочисленные его модификации.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Патент WO 95/28688, М. Кл. G06Т 15/00, опублик. 1995 год (прототип).

1. Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, отличающийся тем, что снабжен объемным элементом, выполненным из рентгеноконтрастного материала, часть поверхности которого конгруэнтна поверхности наложения шаблона.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что объемный элемент представляет собой элемент из слепочного материала, обладающего рентгеноконтрастными свойствами.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что объемный элемент представляет собой временный протез из рентгеноконтрастного материала.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что объемный элемент представляет собой постоянный съемный протез из материала, обладающего свойством рентгеноконтрастности.

5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в функциональный элемент медицинского шаблона внедрены втулки из твердого материала.

6. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вколачивания.

7. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вворачивания.

8. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вклеивания.

9. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вплавления.

10. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки выполнены из металла.

11. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что втулки выполнены из керамики.

12. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из пластичного материала, а втулки внедрены путем нажатия в функциональный элемент.

13. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой сквозное отверстие.

14. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет круглую форму в плане.

15. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет квадратную форму в плане.

16. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой проточку на боковой стороне медицинского шаблона.

17. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из твердого материала.

18. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использован металл.

19. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использована керамика.

20. Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, отличающийся тем, что снабжен средством отливки модели по слепку, при этом блок выполнен с возможностью формирования виртуальной модели шаблона с учетом информации, характеризующей цифровое изображение поверхности модели, отлитой по слепку области наложения шаблона.

21. Комплекс по п.20, отличающийся тем, что в функциональный элемент медицинского шаблона внедрены втулки из твердого материала.

22. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вколачивания.

23. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вворачивания.

24. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вклеивания.

25. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вплавления.

26. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки выполнены из металла.

27. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что втулки выполнены из керамики.

28. Комплекс по п.21, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из пластичного материала, а втулки внедрены путем нажатия в функциональный элемент.

29. Комплекс по п.20, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой сквозное отверстие.

30. Комплекс по п.29, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет круглую форму в плане.

31. Комплекс по п.29, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет квадратную форму в плане.

32. Комплекс по п.20, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой проточку на боковой стороне медицинского шаблона.

33. Комплекс по п.20, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из твердого материала.

34. Комплекс по п.33, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использован металл.

35. Комплекс по п.33, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использована керамика.

36. Технический комплекс для создания медицинского шаблона, используемого при проведении хирургических операций, содержащий средство создания цифрового изображения области наложения шаблона, блок формирования виртуальной модели медицинского шаблона с, по меньшей мере, одним функциональным элементом, устройство изготовления шаблона по виртуальной модели с использованием технологии быстрого прототипирования, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным средством создания цифрового изображения области наложения шаблона, используемого при формировании виртуальной модели шаблона с учетом поверхности области наложения шаблона.

37. Комплекс по п.36, отличающийся тем, что упомянутое средство создания цифрового изображения области наложения шаблона представляет собой томограф или рентгеновский аппарат, а упомянутое дополнительное средство создания цифрового изображения области наложения шаблона - внутриротовой сканер.

38. Комплекс по п.36, отличающийся тем, что в функциональный элемент медицинского шаблона внедрены втулки из твердого материала.

39. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вколачивания.

40. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вворачивания.

41. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вклеивания.

42. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки внедрены путем вплавления.

43. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки выполнены из металла.

44. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что втулки выполнены из керамики.

45. Комплекс по п.38, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из пластичного материала, а втулки внедрены путем нажатия в функциональный элемент.

46. Комплекс по п.36, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой сквозное отверстие.

47. Комплекс по п.46, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет круглую форму в плане.

48. Комплекс по п.46, отличающийся тем, что сквозное отверстие имеет квадратную форму в плане.

49. Комплекс по п.36, отличающийся тем, что функциональный элемент представляет собой проточку на боковой стороне медицинского шаблона.

50. Комплекс по п.36, отличающийся тем, что медицинский шаблон выполнен из твердого материала.

51. Комплекс по п.50, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использован металл.

52. Комплекс по п.51, отличающийся тем, что в качестве твердого материала использована керамика.

Полевой подвижный стоматологический комплекс со стоматологическим кабинетом, ортопедическим кабинетом и зуботехнической лабораторией // 72184

Полевой подвижный стоматологический комплекс (ППСК) предназначен для оказания стоматологической - терапевтической, хирургической, ортопедической помощи в полевых условиях и может быть использован для укомплектования военных госпиталей, медицинских отрядов специального назначения и гражданских медучреждений.

Стол из системы экструдированных алюминиевых профилей // 91022

Установка для лазерного распиливания алмазов (варианты) // 65768