牙科导航手术配准方法及系统与流程

2021-01-08 11:01:36|

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本发明涉及口腔医疗技术领域，尤其涉及一种牙科导航手术配准方法及系统。

背景技术：

日常生活中许多因素会导致牙齿缺失，相对于固定义齿和活动义齿来说，种植牙逐渐成为一种普遍的牙齿缺失修复方法。种植体植入的位置及角度的准确度是影响种牙手术成功与否的关键因素。

在口腔种植导航手术中配准是关键的一步，即确定虚拟空间坐标系与视觉导航仪器坐标系之间的相对位置姿态关系。目前，常采用标记点配准法实现，即通过确立医学图像上的标记点与人体上相对应的标记点间的映射关系，来建立两个空间的映射关系。该标记点既可以是颌骨或牙齿解剖标志点，也可以是体积较小的人造标记点。用解剖标志点配准精度较低，且依赖医生操作经验，而采用人造标记点来进行配准，通常需要将其植入患者的牙槽突或颌骨，这会给患者造成不必要的创伤甚至引发感染。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种牙科导航手术配准方法及系统。

具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种牙科导航手术配准方法，包括：

采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来；

确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标；

利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标；

根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系；

根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。

进一步地，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

将口腔扫描数据与口腔ct数据以配准的方式融合在一起，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

进一步地，将口腔扫描数据与口腔ct数据以配准的方式融合在一起，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

使用口腔扫描仪对患者口腔进行口腔扫描，获取患者口腔的三维曲面，所述三维曲面数据包含了患者颌骨以及所述人造标记点；

使用ct扫描仪对患者口腔进行ct扫描，获取患者颌骨数据；

根据通过ct扫描获取的患者颌骨数据以及通过口腔扫描获取的患者颌骨三维曲面数据之间存在的确定的对应关系，通过配准算法，将两种通过不同方式获取的患者颌骨数据进行匹配；

在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

进一步地，在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

在匹配完成后，在ct虚拟图像中用鼠标点选所述凹槽的尖端点，获取所述尖端点在ct图像空间坐标系中的坐标。

进一步地，在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

在匹配完成后，根据所述人造标记点对应的凹槽形状及尺寸参数，采用一个标准凹槽在ct虚拟图像中拟合所述人造标记点对应的凹槽，并采用标准凹槽的尖端点在ct图像空间坐标系中的坐标作为所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标；

其中，所述标准凹槽的凹槽形状及尺寸参数与所述人造标记点对应的凹槽形状及尺寸参数一致。

进一步地，利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，包括：

预先标定好所述视觉导航仪器的探针或种植手机上的视觉标记与探针或种植手机之间的相对位置关系；

根据所述视觉导航仪器的探针或种植手机上的视觉标记与探针或种植手机之间预先标定好的相对位置关系，确定所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头所点选的所述患者颌骨上设置的人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标。

进一步地，根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系，包括：

根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，采用奇异值分解方法计算两个坐标系的最优变换，以确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系。

进一步地，采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，包括：

将所述人造标记点通过牙科专用胶水粘贴在患者牙齿表面，并将凹槽向外露出，以便于用探针或种植手机的钻头进行点选。

进一步地，所述凹槽为锥形凹槽、半球形凹槽或者圆柱形凹槽中的一种或多种。

第二方面，本发明实施例还提供了一种牙科导航手术配准系统，包括：

设置模块，用于采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来；

第一确定模块，用于确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标；

第二确定模块，用于利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标；

第三确定模块，用于根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系；

配准模块，用于根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。

由上面技术方案可知，本发明实施例提供的牙科导航手术配准方法及系统，采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来，之后确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，并利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，然后根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系，最后根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。由此可见，本发明实施例通过无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，并根据该人造标记点的特殊结构，利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，同时确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，然后根据所述人造标记点中凹槽的尖端在两个坐标系中的坐标，对两个坐标系的对应关系进行配准，最获得虚拟空间坐标系(即进行导航手术的ct图像空间坐标系)与视觉导航仪器坐标系之间的映射关系，从而完成口腔种植导航手术的配准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的牙科导航手术配准方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的人造标记点的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的牙科导航手术配准方法的实现过程示意图；

图4为本发明一实施例提供的牙科导航手术配准系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的牙科导航手术配准方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的牙科导航手术配准方法包括如下步骤：

步骤101：采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来；

步骤102：确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标；

步骤103：利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标；

步骤104：根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系；

步骤105：根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。

在本实施例中，需要说明的是，本实施例的目的在于提供一种牙科导航手术配准方法，通过无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，并根据医学影像数据之间的对应关系进行配准，最获得虚拟空间坐标系(即进行导航手术的ct图像空间坐标系)与视觉坐标系(也称视觉导航仪器坐标系)之间的映射关系，进而完成口腔种植导航手术的配准。

在本实施例中，可以理解的是，导航手术通常在患者ct数据的虚拟空间中进行，术中使用光学导航仪器同时捕捉患者和手术器械的位置姿态，并将其显示在ct图像的虚拟空间中。医生可根据显示设备上的虚拟图像来引导实际的手术操作，如可根据虚拟图像上的反馈避开重要解剖位置(神经、血管等)，精准的完成手术。

本实施例采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，这一系列标记点可以将ct坐标空间与实际的视觉空间联系在一起。

如图2所示，所述人造标记点的基本形状可设计为长方体，优选地可以为立方体，并在立方体的顶面上开设有凹槽，如锥形凹槽(如图2所示)，该锥形凹槽的形状与视觉导航仪器的探针(用于探测针尖点在视觉导航仪器坐标系下的位置)或种植手机特定钻头的尖端部位一致(需要说明的是，凹槽形状不限定，也可以是半球形或者圆柱形，只要能和探针尖端点形成固定的接触关系即可)，探针或种植手机钻头上的尖端部位可紧密的插入该锥形凹槽中。即锥形凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置可由探针或种植手机探测出来(参考图2)。需要说明的是，该人造标记点可通过3d打印等方式快速制作而成，且可以标准化制作。

在本实施例中，可以根据口腔ct图像确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

在本实施例中，需要说明的是，下一步需要使用视觉导航仪器的探针或种植手机来点选患者颌骨上粘贴好的人造标记点将两个坐标系联系在一起。

可以理解的是，视觉导航仪器的探针和种植手机上通常安装固定有视觉标记(如图3所示)，视觉导航仪器的传感器可以实时捕捉视觉标记的位置和姿态，从而可间接计算出探针或种植手机钻头尖端位置坐标。经过标定(即事先确定视觉标记与探针或种植手机之间的相对位置关系)后的探针及种植手机可以用其尖端触碰视觉导航仪器视野范围内的任意点，获取该接触点在视觉坐标系中的坐标。

具体地，在本实施例中，可以用探针或种植手机获取人造标记点锥形凹槽尖端点在视觉坐标系中的坐标v1、v2、…、vn，n为标记点数量，与之对应的ct坐标系中的尖端点的坐标为c1、c2、…、cn。对这两组对应的数据点可以采用奇异值分解(svd)的方法计算最优变换，获得两个点集之间的空间转换关系，也即对点集{v1,v2,...,vn}和{c1,c2,...,cn}进行配准，通过旋转平移将其匹配在一起，即最终求解出一个旋转矩阵r和平移向量t使得变换后的误差最小。

在本实施例中，可以理解的是，计算出上述两个对应点集的空间变换关系后，即可将视觉坐标系中的坐标映射到ct虚拟图像坐标系中，即视觉导航仪器获取的实际位置可转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。

由上面技术方案可知，本发明实施例提供的牙科导航手术配准方法，采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来，之后确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，并利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，然后根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系，最后根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。由此可见，本发明实施例通过无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，并根据该人造标记点的特殊结构，利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，同时确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，然后根据所述人造标记点中凹槽的尖端在两个坐标系中的坐标，对两个坐标系的对应关系进行配准，最获得虚拟空间坐标系(即进行导航手术的ct图像空间坐标系)与视觉导航仪器坐标系之间的映射关系，从而完成口腔种植导航手术的配准。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

将口腔扫描数据与口腔ct数据以配准的方式融合在一起，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

在本实施例中，需要说明的是，为了能在ct空间中准确的获取人造标记点的位置，避免ct图像伪影(由于设备或患者所造成的不属于被扫描物体的影像)等因素的影响，本实施例采用将口腔扫描数据与ct数据配准的方式融合在一起，精准地获取人造标记点在ct图像空间中的位置。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，将口腔扫描数据与口腔ct数据以配准的方式融合在一起，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

使用口腔扫描仪对患者口腔进行口腔扫描，获取患者口腔的三维曲面，所述三维曲面数据包含了患者颌骨以及所述人造标记点；

使用ct扫描仪对患者口腔进行ct扫描，获取患者颌骨数据；

在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

在本实施例中，需要说明的是，为了能在ct空间中准确的获取人造标记点的位置，避免ct图像伪影(由于设备或患者所造成的不属于被扫描物体的影像)等因素的影响，本实施例采用将口腔扫描数据与ct数据配准的方式融合在一起，精准地获取人造标记点在ct图像空间中的位置，具体处理过程可以包括如下步骤：

a、将人造标记点通过牙科专用胶水粘贴在患者牙齿表面，具体粘贴位置可选择易于粘贴的牙面，并将锥形凹槽向外露出，便于后续用探针或种植手机进行点选。

b、粘贴完人造标记点后对患者口腔进行口内扫描，即使用口内扫描仪获取患者口腔的三维曲面，该三维曲面数据包含了患者的颌骨以及粘贴好的人造标记点。

c、由于通过口腔扫描获取的患者颌骨三维曲面数据与ct扫描获取的颌骨数据有明确对应关系，因此可通过配准算法，如迭代最近点算法(icp算法)，将两种通过不同方式获取的患者颌骨数据匹配在一起。

d、匹配完成后即可在ct坐标空间中获取锥形凹槽尖端点的坐标。具体地，在一种实现方式中，可在ct空间中用鼠标点选该锥形凹槽的尖端点，获取该尖端点在ct图像坐标系中的坐标。在另一种实现方式中，若由于口腔扫描仪器生成曲面的精度等问题，导致凹槽的尖端点难以在ct空间中选取时，可以用一个标准的锥体(因为在设计人造标记点时锥形凹槽的尺寸参数已知)来拟合这个锥形凹槽，并用标准锥体的尖端点作为人造标记点在ct图像空间中的坐标，从而可以在ct坐标空间中较为准确地获取锥形凹槽尖端点的坐标。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

在匹配完成后，在ct虚拟图像中用鼠标点选所述凹槽的尖端点，获取所述尖端点在ct图像空间坐标系中的坐标。

在本实施例中，需要说明的是，匹配完成后即可在ct坐标空间中获取凹槽尖端点的坐标。在本实施例的实现方式中，可在ct空间中(也即在ct虚拟图像中)用鼠标点选该凹槽的尖端点，获取该点在ct图像坐标系中的坐标，这种方式简单有效，可快速凹槽的尖端点在ct图像坐标系中的坐标。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，包括：

在本实施例中，需要说明的是，匹配完成后即可在ct坐标空间中获取凹槽尖端点的坐标。可以理解的是，有时由于口腔扫描仪器生成曲面的精度等问题，导致凹槽尖端点难以在ct空间中选取，此时可以用一个标准的凹槽(因为在设计人造标记点时凹槽的尺寸参数已知)来拟合这个真实的凹槽，并用标准凹槽的尖端点作为人造标记点在ct图像空间中的坐标，从而可以在ct坐标空间中较为准确地获取凹槽尖端点的坐标。

在本实施例中，可以理解的是，对于锥形凹槽来说，所述尖端点即为锥形凹槽尖端点。对于圆柱形凹槽来说，所述尖端点即为圆柱形凹槽尖端点等等。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，包括：

预先标定好所述视觉导航仪器的探针或种植手机上的视觉标记与探针或种植手机之间的相对位置关系；

在本实施例中，可以理解的是，视觉导航仪器的探针和种植手机上通常安装固定有视觉标记(如图3所示)，视觉导航仪器的传感器可以实时捕捉视觉标记的位置和姿态，从而可间接计算出探针或种植手机钻头尖端位置坐标。经过标定(即事先确定视觉标记与探针或种植手机之间的相对位置关系)后的探针及种植手机可以用其尖端触碰视觉导航仪器视野范围内的任意点，获取该接触点在视觉坐标系中的坐标。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系，包括：

在本实施例中，可以用探针或种植手机获取人造标记点锥形凹槽尖端点在视觉坐标系中的坐标v1、v2、…、vn，n为标记点数量，与之对应的ct坐标系中的尖端点的坐标为c1、c2、…、cn。对这两组对应的数据点可以采用奇异值分解(svd)的方法计算最优变换，获得两个点集之间的空间转换关系，也即对点集{v1,v2,...,vn}和{c1,c2,...,cn}进行配准，通过旋转平移将其匹配在一起，即最终求解出一个旋转矩阵r和平移向量t使得变换后的误差最小。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，包括：

将所述人造标记点通过牙科专用胶水粘贴在患者牙齿表面，并将凹槽向外露出，以便于用探针或种植手机的钻头进行点选。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述凹槽为锥形凹槽、半球形凹槽或者圆柱形凹槽中的一种或多种，本实施例对此不作限定。

图4示出了本发明实施例提供的牙科导航手术配准系统的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的牙科导航手术配准系统，包括：设置模块21、第一确定模块22、第二确定模块23、第三确定模块24和配准模块25，其中：

设置模块21，用于采用无创的方式在患者颌骨上设置人造标记点，所述人造标记点的基本形状为长方体，所述长方体的顶面上开设有凹槽，所述凹槽的形状与视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位相匹配，使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位紧密地插入所述凹槽中，并使得所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头的尖端部位能够与所述凹槽形成固定的接触关系，进而使得所述凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的位置能够由所述探针或所述种植手机探测出来；

第一确定模块22，用于确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标；

第二确定模块23，用于利用所述视觉导航仪器的探针或种植手机的钻头点选所述患者颌骨上设置的人造标记点，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标；

第三确定模块24，用于根据所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标，以及，所述人造标记点中凹槽的尖端在视觉导航仪器坐标系中的坐标，确定所述ct图像空间坐标系与所述视觉导航仪器坐标系的空间转换关系；

配准模块25，用于根据所述空间转换关系，在手术过程中将所述种植手机在所述视觉导航仪器坐标系中的坐标映射到所述ct图像空间坐标系中，以将所述视觉导航仪器获取的所述种植手机的实际位置转换到ct虚拟图像中进行显示，通过ct虚拟图像引导实际手术操作，实现精准的手术导航。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，第一确定模块22具体用于：

将口腔扫描数据与口腔ct数据以配准的方式融合在一起，确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，第一确定模块22具体用于：

使用口腔扫描仪对患者口腔进行口腔扫描，获取患者口腔的三维曲面，所述三维曲面数据包含了患者颌骨以及所述人造标记点；

使用ct扫描仪对患者口腔进行ct扫描，获取患者颌骨数据；

在匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，第一确定模块22在执行匹配完成后，根据匹配关系确定所述人造标记点中凹槽的尖端在ct图像空间坐标系中的坐标的步骤时，具体用于：

在匹配完成后，在ct虚拟图像中用鼠标点选所述凹槽的尖端点，获取所述尖端点在ct图像空间坐标系中的坐标。

其中，所述标准凹槽的凹槽形状及尺寸参数与所述人造标记点对应的凹槽形状及尺寸参数一致。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，第二确定模块23，具体用于：

预先标定好所述视觉导航仪器的探针或种植手机上的视觉标记与探针或种植手机之间的相对位置关系；

基于上述实施例的内容，在本实施例中，第三确定模块24，具体用于：

基于上述实施例的内容，在本实施例中，设置模块21，具体用于：

将所述人造标记点通过牙科专用胶水粘贴在患者牙齿表面，并将凹槽向外露出，以便于用探针或种植手机的钻头进行点选。

基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述凹槽为锥形凹槽、半球形凹槽或者圆柱形凹槽中的一种或多种。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的牙科导航手术配准方法。

此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

此外，在本发明中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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