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CN104619283A - 改进的外科模板 - Google Patents

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CN104619283A
CN104619283A CN201380047070.6A CN201380047070A CN104619283A CN 104619283 A CN104619283 A CN 104619283A CN 201380047070 A CN201380047070 A CN 201380047070A CN 104619283 A CN104619283 A CN 104619283A
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Nobel Biocare Services AG
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Abstract

本发明的实施方案提供了一种制备外科模板的方法，该方法包括以下步骤：获得一组3D表面数据，所述3D表面数据表示患者口腔位置的表面；获得描述外科模板的支撑结构模型，所述外科模板被配置成与所述患者口腔位置的表面的一部分相配合；获得规划的钻孔位置数据、规划的植入物位置数据，所述规划的植入物位置数据描述相对于3D表面数据的一组一个或多个规划的植入物钻孔的纵轴；自动修改所述支撑结构模型从而为与一个或多个规划的植入物钻孔对应的支撑结构模型中的导向孔提供支撑材料；依照修改的支撑结构模型制备所述牙科夹板。

Description

改进的外科模板
领域
本发明大体上涉及颅外科(包括牙科)的领域。更具体地，本发明涉及制备牙科夹板或咬合夹板的方法和装置，所述咬合夹板用来保护牙齿，诸如夜用护板或运动护板，或被外科医生用来促进和导引口腔植入物的安装或指导其他口腔手术，诸如上颌面部手术。
背景
使用导引外科方法用于在患者中安装口腔植入物的治疗工作流程的实例提供如下：
1.牙科医生检查患者并且可以获取患者口腔位置的X-线图像或扫描。
2.取该口腔位置的印模，并且使用其来制备患者的颌骨和牙齿的石膏模型。
3.在石膏模型上形成牙列，所述牙列模拟所需修复体的位置、尺寸和形状，然后将该牙列与患者进行配合。然后对其进行调整和优化以匹配患者口腔位置和临床需求。
4.基于所述牙列，制备射线照相导板。该射线照相导板包含不透射线的标志物并且被配置成与患者相配合。还生成咬合标记，所述咬合标记配合在射线照相导板和患者的相对的颌骨之间，使射线照相导板以正确的位置保持在患者的口中。
5.然后使用双重扫描程序对患者口腔位置进行成像。首先使用CT扫描仪利用就位的射线照相导板和咬合标记对患者进行扫描。然后单独扫描射线照相导板。从第一次扫描生成患者的计算机模型。从第二次扫描，生成射线照相导板的计算机模型。然后使用CT数据中来自不透射线的标志物的界标将两个模型彼此对准。这允许在显示骨和神经结构的CT数据旁边，详细地表示要在计算机上提供的患者口腔位置，包括软组织表面轮廓(即，射线照相导板的凹板表面)。
6.使用患者口腔位置的计算机表示(包括表面细节和CT数据)规划植入物的位置和定向。同样地，在此阶段还规划任何需要的定位钉的位置。
7.制备牙科夹板(在此情况下，也称为外科模板)，所述牙科夹板具有与射线照相导板相同的形状但在规划的植入物和定位钉的位置处含有钻孔。每个钻孔设置有金属套管。
8.将牙科夹板置于患者的口中并且使用其来导引牙植入物钻入和置入患者的颌骨中。
这种治疗工作流程存在着一些已知的问题。
首先，为了制备外科模板，必须首先制备射线照相导板。射线照相导板的制备通常不由外科医生本人完成，而是由专门制备牙科组件的实验室来完成。这使得治疗工作流程更加复杂并且由于运输而变得较慢。射线照相导板的制备也是耗时的和昂贵的。
第二，由于患者通常在早期阶段已经被扫描(参见上面的步骤1)，利用射线照相导板扫描会进一步增加患者的辐射剂量。此外，如果在扫描程序期间不正确地安装射线照相导板，则必须进行重新扫描，进一步增加了辐射剂量。
尽管口腔外科医生可能选择通过以常规的方式安装植入物而不使用计算机建模和规划来避免这些额外的费用和复杂性，但损失了现代治疗工作流程的提高的精度和可预测性。事实上，很少的外科医生可能选择这种选项。
因此，需要的是用于制备用于导引口腔外科或其他用途的牙科夹板的现代治疗工作流程，所述牙科夹板避免了对射线照相导板的需求。
概述
本发明的实施方案提供了一种制备外科模板的方法，所述方法包括以下步骤：获得一组3D表面数据，所述3D表面数据表示患者口腔位置的表面；获得描述牙科夹板的支撑结构模型，所述牙科夹板被配置成与所述患者口腔位置的表面的一部分相配合；获得规划的钻孔位置数据，所述规划的钻孔位置数据描述相对于所述3D表面数据的一组一个或多个规划的植入物钻孔的纵轴；自动修改所述支撑结构模型从而为与所述一个或多个规划的植入物钻孔对应的支撑结构模型中的导向孔提供支撑材料；依照修改的支撑结构模型制备所述外科模板。
附图
现在借助于实施例并参考附图描述本发明的各个方面。在附图中：
图1a示出患者口腔位置的3D表面模型。
图1b从第二透视角度示出图1a的3D表面模型。
图2a示出患者口腔位置的3D表面数据的距离图的水平切片。
图2b示出患者口腔位置的3D表面数据的冠状切片(左-右横截面)。
图3a示出透明支撑结构模型和下方的图1b的3D表面模型。
图3b示出没有任何透明度的图3a的支撑结构模型。
图4示出患者口腔位置(包括齿弓的指示)的3D表面数据的距离图的水平切片。
图5a示出距离图图像的全景最大强度投影。
图5b示出具有顶点线的图5a，描绘了3D表面模型的上边缘。
图5c示出图5b的顶点线，其下降一定的距离以形成要在支撑结构的颊侧上使用的截止线。
图5d示出平滑化后的图5c的截止线。
图5e示出在支撑结构的舌侧上使用的直的截止线。
图5f示出对支撑结构上的颊侧或舌侧体素位置的确定。
图6a示出基于图5d的截止线在颊侧上应用的截断以及基于图5e的截止线在舌侧上的截断的图3a的支撑结构模型。
图6b从第二透视角度示出图6a的支撑结构模型。
图7a示出第二患者的具有截止线的距离图图像的全景最大强度投影。
图7b示出围绕规划的定位钉部位进一步下降的图7a的截止线。
图7c示出平滑化后的图7b的截止线。
图8示出用于截止线的平滑化过程的工艺流程图。
图9a示出用于第二患者的具有图7b中应用的截止线的经呈现的支撑结构模型。
图9b示出用于第二患者的具有图7c中应用的截止线的经呈现的支撑结构模型。
图10a示出图10b的支撑结构模型的距离图图像。
图10b示出支撑结构。
图10c示出图10d的虚拟组件的距离图图像的三个透视图。
图10d示出第一虚拟组件。
图10e示出第二虚拟组件。
图11a示出在连接支撑结构模型材料和套管支撑材料之前的支撑结构模型。
图11b示出在导引孔周围连接支撑结构模型材料和套管支撑材料之后的图11a的支撑结构模型。
图11c示出在支撑结构中两个近侧导引孔周围的周围支撑材料的连接。
图11d示出在应用打孔器后的11b的支撑结构模型。
图12a-12c示出在表面上使用布尔运算(Boolean operations)从支撑结构模型添加或去除的虚拟组件。
图13a示出图12a至12c的虚拟组件的组合。
图13b示出虚拟组件的另一组合。
图14a示出口腔位置的牙齿的横截面视图。
图14b示出应用支撑结构模型的图14a的牙齿并且示出对要被移除的下部凹陷(undercut)体素的确定。
图14c示出下部凹陷体素被移除的图14b的支撑结构模型。
实施方案的描述
现在将参考附图描述本发明的具体实施方案。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应当被解释为限于本文提出的实施方案；而是，提供这些实施方案使得本公开将是充分的和完整的，并且将会把本发明的范围完全地传达给本领域技术人员。在对附图中图示的实施方案的详细描述中使用的术语不意在限制本发明。在附图中，同样的数字表示同样的元件。
下面的描述集中于可应用于用于指引口腔植入物的安装的外科模板的本发明的实施方案。然而，要理解的是本发明不限于外科模板的使用，而是可应用于制备牙科夹板，例如，保护性口腔防护器或其他类似的应用。
下面描述了本发明的优选实施方案，即，在不使用射线照相导板的情况下制备外科模板的方法。相同的技术可以用来制备许多类型的牙科夹板。首先，获得一组描述患者口腔位置的表面的3D表面数据。第二，依照该3D表面数据和规划的植入物和定位钉位置生成虚拟外科模板模型。第三，由该虚拟外科模板模型制备物理的外科模板。
对患者口腔位置的确定
患者口腔位置的表面典型地是患者的上或下咬合的齿弓，包括颊侧、咬合面和舌侧上的软组织和牙齿。
患者口腔位置的3D表面数据可以使用许多已知的光学或射线照相成像技术来获得。例如，对患者的口腔使用的口内光学扫描仪将产生适合于本方法使用的3D表面数据。可选的方法包括：对患者口腔位置的印模的光学扫描(根据需要进行处理以补偿作为口腔位置的负印记的印模)，对患者口腔位置的印模压铸模型的光学扫描，口腔位置的高分辨率3D X-射线计算机断层扫描照相术(CT)或磁共振成像(MRI)图像与表面检测算法结合。
口内光学扫描和对印模的光学或触觉型扫描或印模压铸模型两者的优点是对患者的最小辐射暴露和高分辨率表面扫描。CT和MRI扫描仪还提供了可视化内部解剖学结构的优点。
本发明可以用于使用下列数据的导引的植入物放置：不采用CT数据的基于数字模型的方式，与CT数据结合的基于数字模型的方式或正是与表面检测算法结合的CT/MRI图像。
患者口腔位置的3D表面数据110优选地作为描述图1a和1b中显示的呈三角形的表面的体素和三角形储存。
生成支撑结构模型
可以使用许多技术来由患者口腔位置的3D表面数据生成虚拟外科模板模型。可以使用虚拟支撑结构模型作为此方法中的中间步骤。
优选地，使用距离图成像方法来处理3D表面数据以形成虚拟外科模板模型。
处理患者口腔位置的3D表面数据以形成3D距离图图像200。这通过从与由3D表面数据描述的3D表面具有相同的参照系的空体素图像开始来完成。将距离图图像的每个体素赋予与所述体素至由3D表面数据描述的3D表面的最小距离对应的值。图2a示出患者口腔位置的距离图的水平切片和3D表面210的轮廓。图2b示出患者口腔位置的距离图的冠状切片和3D表面210的轮廓。
在一个实施方案中，对于下颌骨，处于3D表面或下方(即，在代表患者的组织的3D表面数据的体积内)的体素被赋予正值。在3D表面上方的体素被赋予负值。体素距3D表面越远，赋予体素的值(负值或正值)越大。其他实施方案可以包括可选的体素值配置。
一旦生成距离图图像，生成包括具有特定范围的距离图图像内的值的所有体素的支撑结构模型。在一个实施方案中，选择具有第一值和第二值之间的值(并且因此具有距3D表面的特定距离)的所有体素以形成支撑结构，所述第一值表示靠近3D表面的位置，而所述第二值的大小大于所述第一值，表示远离3D表面的位置。选择第一值从而选择距支撑结构模型的表面开始处的3D表面的距离。选择第二值从而限定支撑结构的厚度，其中所述厚度取决于第一值和第二值之间的差值。得到的支撑结构模型匹配3D表面并且将与患者口腔位置相配合。较大的第一值提供3D表面和支撑结构之间的较大的容限。由所述容限提供小量的游隙。在优选的实施方案中，容限为0.1mm-0.5mm。图2a和2b显示第一值220和第二值230的轮廓。
在一个实施方案中，选择第一值和第二值以生成含有具有在3D表面上方0.1mm-2.1mm的距离的所有体素的支撑结构模型。得到的支撑结构模型将具有2.0mm的一致厚度。图3a和3b示出覆盖患者口腔位置的3D表面320的支撑结构模型310的实施方案。支撑结构模型310具有顶侧边缘330。在图3a中，部分透明地示出支撑结构模型以便看到下面的3D表面。
以此方式自动地生成支撑结构模型的优点在于其是精确的并且在计算上稳定地进行制备。假定正是患者口腔位置的3D表面数据，可以使用这种技术快速地和精确地制备匹配的支撑结构模型。
支撑结构模型还应当被限于沿着齿弓使得其不会一直拉伸至在患者口腔的后部处的臼齿。相反，限定后部的界限。在图4中，界限线420示出沿齿弓的支撑结构模型的后部或前部界限。
在备选的实施方案中，使用消减技术来由患者口腔位置的3D表面数据生成虚拟外科模板模型。在此技术中，提供了具有近似于牙科夹板的形状的预定义形状。比患者的口腔位置更大并且足够小从而能用作支撑结构模型的任何形状将是合适的。预定义的形状覆盖在3D表面上使得它们重叠。然后进行布尔运算以从预定义形状中减去3D表面数据的3D表面。得到的形状与预定义的形状具有相同的大体形状但具有与3D表面匹配的表面。这种得到的形状将是支撑结构的合适基础。
在另一个备选的实施方案中，使用膨胀技术来由患者口腔位置的3D表面数据生成虚拟外科模板模型。这包括形成3D表面的二元图像的步骤，其中3D表面内部的体素的值为1，3D表面外部的体素的值为0。然后将得到的图像膨胀以产生3D表面的扩大的二元图像。然后从扩大的图像中减去原始的二元3D表面以形成所得的支撑结构，其厚度取决于膨胀的图像在3D表面上扩大的程度。
在另一个备选的实施方案中，使用z-传递技术来由患者口腔位置的3D表面数据生成虚拟外科模板模型。这包括使用利用在Z-轴上移位的3D表面数据的第二模型覆盖的3D表面的模型。然后可以使用两个3D表面之间的几何空间来形成支撑结构。这提供了具有与患者口腔位置匹配并且具有一致厚度的表面的支撑结构模型。
定制支撑结构模型
根据本发明的优选实施方案，一旦生成了支撑结构模型，其可以进一步被精修以包括特定的特性或特征。
当将由支撑结构模型制备完成的外科模板时，对支撑结构模型的特性的任何改变也将导致最终外科模板的特性发生变化。
支撑结构模型截止线
在优选的实施方案中，支撑结构模型被配置成刚好遮盖患者的现有牙齿的冠侧部分或齿龈表面。使用在顶侧方向上限制支撑结构模型的截止线。这以下面的方式实现：
1.首先，如图4中所示，相对于距离图图像400确定齿弓410。在备选的实施方案中，根据患者口腔位置的3D表面数据确定所述齿弓。在另一个实施方案中，齿弓由使用者指示。
2.然后，沿齿弓410生成距离图图像400的最大强度投影，形成在图5a中所示的下颌的全景图像，类似于由牙科医生典型使用的正位全景体层摄影照片。嵴500清晰可见。
3.如图5b中所示，记录了沿嵴500的顶部的最高点(或冠侧边缘)，形成限定3D表面数据的上边界的线510。将最高点确定为在全景图像的每个垂直线处从指示牙齿材料的像素至指示空白区的像素的过渡点(例如负值和正值之间的过渡区)。
4.然后在图5c中将线510降低(远离咬合平面)。这根新的线限定沿齿弓410的支撑结构模型的颊侧截止线520。对于相当的上颌，提高线510(也远离咬合平面)而不是降低，以形成截止线520。
5.如图5d中所示，将截止线平滑化。在一个实施方案中，使用移动平均算法来平滑化截止线。
6.然后将图3a和3b的支撑结构模型修改为具有对应于颊侧截止线的颊侧边缘。
在优选的实施方案中，将颊侧截止线降低1mm-4mm。要理解对于相当的上颌，提升颊侧截止线而不是降低。
在优选的实施方案中，使用两条截止线。在颊侧上，使用如上所述的截止线。在舌侧上，如图5e中所示，截止线530是处于固定高度的直线。此直线将在舌侧处产生较大的支撑结构模型，提供额外的强度。如图5f中所示，为了自动地确定支撑结构模型的哪一侧是颊侧580，哪一侧是舌侧590，由3D表面生成图像，其中将每个体素位置确定为在舌侧上或在颊侧上。在一个实施方案中，确定体素的舌侧或颊侧方位的步骤通过确定体素存在于齿弓的哪一侧来执行。
得到的支撑结构模型的实例显示在图6a和6b中。
在图7a中所示的一个实施方案(其中最终的外科模板将由插入至患者的颌骨中的定位钉来支撑)中，修改颊侧上的截止线以在定位钉部位周围提供额外的材料。在如图7b中所示的一个实施方案中，这通过降低截止线以使其包括由距离图图像的全景最大强度投影上的定位钉定位部位750周围的圆圈740限定的区域来完成。这个步骤仅在定位定位钉的那侧(例如，在颊侧或舌侧)进行。
在图7c中所示的一个实施方案中，根据图8中所示的下列过程将图7b的截止线平滑化：
-在步骤810中显示，沿截止线计算移动平均数。
-在步骤820中，在每个记录的点确定截止线的曲率，限定凹入和凸出部分。
-在步骤830中，对下颌仅保留线的凸出部分，或对上颌仅保留凹入部分。
具有基于未平滑化的截止线的颊侧边缘的支撑结构模型显示在图9a中，而具有基于平滑化的截止线的颊侧边缘的支撑结构模型显示在图9b中。出于美学和强度的原因第二个显然是优选的，且其降低了损伤患者的危险。
支撑结构模型导引孔
在优选的实施方案中，使用支撑结构模型来形成用于引导钻孔的外科模板以允许将口腔植入物插入至患者的颌骨。因此，支撑结构模型设置有引导孔。引导孔可以配有匹配导引套管，其典型地包括较硬的材料并且具有导引金属钻孔导板的功能。由于导引孔周围的支撑结构模型材料需要承受一定程度的来自与外科医生的工具的相关作用产生的力，要求加强支撑结构模型以支撑导引套管。通过向支撑结构添加虚拟材料来完成所述加强。此外，支撑结构模型与患者的齿列的紧密配合意味着支撑结构模型的顶面是高度可变的。
对于每个导引孔，通过下述步骤将导引套管支撑材料添加至支撑结构模型：
1.依照患者颌骨中预期钻孔的期望位置和相应的安装的植入物或定位钉位置确定支撑结构模型中导引孔的位置。
2.提供支撑结构模型310(其实施方案显示在图10b中)的距离图图像1010(显示在图10a中)。
3.提供套管支撑形状1030(其实施方案显示在图10d中)的距离图图像1020(显示在图10c中)。
4.提供打孔器形状1040(其实施方案显示在图10e中)的图像。
5.在对应于支撑结构模型中的导引孔的纵轴1110的位置处将套管支撑形状的距离图图像覆盖到支撑结构模型的距离图图上，并在距离图图像的合并值超过阈值时添加支撑结构模型材料1120。原始支撑结构模型的实例显示在图11a中。在添加套管支撑形状后的修改的支撑结构模型的实例显示在图11b中。
6.在多个套管支撑形状的距离图图像覆盖的情况下，在距离图图像的合并值超过阈值时添加支撑结构模型材料1120。连接两个套管支撑形状的支撑结构模型材料的实例显示在图11c中。
7.在对应于支撑结构模型中的导引孔的顶部的位置处将打孔器形状1040的图像覆盖到支撑结构模型的距离图图像上，并且在打孔器图像内的所有点处移除支撑结构模型材料。移除打孔器材料后的图11b的支撑结构模型的实例显示在图11d中。
8.一旦对每个导引孔完成所有上述步骤，将支撑结构模型图像转换成3D表面模型。此过程可以使用marching cubes算法来完成。
9.之后，再次在对应于导引孔的顶部的位置处将套管支撑物的顶面的3D表面模型1240(图12a)添加至支撑结构模型3D表面模型。这为导引孔的顶部在其与钻孔导板相接处提供了干净和水平的顶面。
10.然后去除套管支撑空间1220的3D表面模型(图12b)，以提供用于钻孔和插入植入物的孔洞。在图12b中显示的套管支撑空间还包括部分1210以提供最终的外科模板和套管之间的界面并且为两者之间的胶水固位提供空间。
11.最后，去除胶水管1230的3D表面(图12c)使得胶水可以插入在最终的外科模板和套管之间以便将套管固定至模板。
12.图13a在一个图像中一起示出了图12a-12c的所有组件。图13b示出用来形成最终的外科模板中的定位钉导引孔的相当的组件的集合。
13.为了移除在上述步骤中添加至支撑结构模型的任何材料(其影响与牙齿的密配合)，从支撑结构模型3D表面模型去除患者口腔位置的原始3D表面数据。在一个实施方案中，从支撑结构模型3D表面模型中去除患者口腔位置的稍稍扩大的3D表面数据以便确保最终制备的外科模板和患者口腔位置之间的小程度的容限。
在上面步骤5或步骤6的一个实施方案中，如果距离图图像中的两个点距各个表面上的它们各自最近的点的合并距离小于2mm，则添加额外的支撑材料。
用于在支撑结构模型中生成导引孔的此技术还适用于由定位钉将外科模板固定到患者的颌骨的定位钉导引孔。
侧面套管开口
在本发明的优选实施方案中，在支撑结构中提供侧面开口。制备的牙科夹板中的一个或多个对应开口允许将导引套管和/或导引工具(即，具有配合导引孔开口并且在外科手术操作期间对钻头或其他工具提供支撑的组件的工具)从侧面插入至一个或多个导引孔中。通过从支撑结构执行盒子形状的布尔减除而在支撑结构模型中形成侧面开口。所述减除提供了从导引孔至支撑结构的外表面的连续开口。所述开口始于支撑结构模型的冠侧边缘并且平行于具有比导引孔的长度更长、相等或更短的高度的开口行进。远侧-中间方向上的宽度等于或稍小于导引孔的直径从而为导引孔中的组件提供固位。侧面开口可以设置在支撑结构的颊侧或舌侧处，尽管不同时设置。
在另一个实施方案中，通过调整截止线形成侧面开口从而在颊侧或舌侧处在支撑结构模型中提供间隙。在这样的实施方案中，使用如上所述的相同尺寸。
支撑结构模型下部凹陷去除
在优选的实施方案中，修改支撑结构模型以确保其可以容易地安装在患者的牙列上。如图14a和14b中所示，在朝向牙齿的颈部1406和根部缩窄之前在牙齿的冠部1405处支持牙1400较宽。根据上述方法形成的支撑结构模型1410将具有弯曲的形状，所述弯曲的形状匹配牙齿的形状。因此，在截止点1420处支撑结构模型的开口可以比牙齿的最宽点窄一些。对于牙科医生来说，不可能在不损坏外科模板的情况下安装对应于支撑结构模型的外科模板，这将使其变得困难。
在优选的实施方案中，修改支撑结构模型以移除支撑结构模型中的形成下部凹陷的任何部分1420。在一个实施方案中，这通过下面的步骤来实现：
1.沿距离图图像的弓410，计算患者的牙齿的最宽点。还在距离图图像的全景最大强度投影上确定此最宽点的高度。
2.如图14c中所示，去除支撑结构模型中的较靠近弓410并且低于牙齿的最宽点的高度的任何部分。
制备物理外科模板
最后，依照虚拟外科模板模型制备物理外科模板(或牙科夹板)。可以使用增材制造技术(additive manufacturing technique)来制造物理外科模板。此技术的优点是可以制备物理外科模板的速度。优选地，使用立体平版印刷将物理外科模板制备成虚拟外科模板模型的物理复制品。可以使用的其他增材制造技术包括喷墨3D打印机或SLS打印机。可选地，可以由一大块材料研磨出虚拟外科模板模型的物理复制品。

Claims (9)

1.一种制备外科模板的方法，所述方法包括以下步骤：
获得一组3D表面数据(110)，所述3D表面数据表示患者口腔位置的表面，
获得描述牙科夹板的虚拟支撑结构模型(310)，所述牙科夹板被配置成与所述患者口腔位置的表面的一部分相配合，
获得规划的钻孔位置数据，所述规划的钻孔位置数据描述相对于所述3D表面数据的一组一个或多个规划的植入物钻孔的纵轴(1110)，
自动修改所述虚拟支撑结构模型(310)从而为与所述一个或多个规划的植入物钻孔对应的所述虚拟支撑结构模型中的导向孔提供支撑材料(1120)，
依照所修改的虚拟支撑结构模型制备所述外科模板，
其中所述方法还包括下列步骤：对于每个钻孔，
生成所述支撑结构模型(310)的3D距离图图像(1010)，其中所述3D距离图是体素图像并且其中所述3D距离图图像中的每个体素具有对应于从所述体素至所述支撑结构模型的表面上的最近点的距离的值，
生成套管支撑形状(1030)的3D距离图图像(1020)，其中所述3D距离图是体素图像并且其中所述3D距离图图像中的每个体素具有对应于从所述体素至所述套管支撑形状的表面上的最近点的距离的值，所述套管支撑形状具有对应于所述钻孔的纵轴，
将所述套管支撑形状的3D距离图图像(1010)与所述支撑结构模型的3D距离图图像(1020)合并，
在合并的3D距离图图像中的每个点处的合并的体素值对应于小于最小距离的距离的情况下，修改所述支撑结构模型以包含支撑材料。
2.任一在前权利要求所述的方法，其中修改所述支撑结构模型(310)以移除与打孔器形状(1040)重叠的任何部分，所述打孔器形状(1040)定位在导向孔的口处并且具有与所述导向孔相同的纵轴。
3.任一在前权利要求所述的方法，其中修改所述支撑结构模型(310)以移除与导向孔形状(1220)重叠的任何部分，所述导向孔形状(1220)具有与所述钻孔相同的纵轴。
4.任一在前权利要求所述的方法，其中修改所述支撑结构模型(310)以移除与胶水孔(1230)形状重叠的任何部分，所述胶水孔(1230)形状的轴基本上垂直于所述钻孔的纵轴(1110)。
5.任一在前权利要求所述的方法，其中修改所述支撑结构模型(310)以移除与由所述3D表面数据(110)描述的3D表面重叠的任何部分。
6.权利要求5所述的方法，其中使用对应于所述3D表面数据(110)的扩大的3D表面。
7.权利要求1所述的方法，其中在合并的3D距离图图像中的每个点处的合并的体素值对应于小于2mm的情况下，添加所述支撑材料(1120)。
8.任一在前权利要求所述的方法，其中修改所述支撑结构模型(310)以移除形成下部凹陷(1420)的任何部分。
9.任一在前权利要求所述的方法，其中所述外科模板是物理外科模板。
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