一种自动种植牙科机器人制造技术

本发明专利技术涉及牙科领域，具体涉及一种自动种植牙科机器人，口腔种植机器人，包括模块化结构，种植导航系统，追踪定位系统，机械臂系统，种植驱动系统，控制系统。口腔种植机器人，能够集成并分析各部分信息，包括CT信息、种植方案、口腔信息、机械臂信息，发出指令控制机械臂，实现自动化种植；模块化结构包含台车结构、与台车结构连接的支撑结构，支撑结构连接各功能部分，包括机械臂、追踪器和显示器；种植导航系统可实现术前种植方案设计、术中配准、信息集成分析、发出指令及接收反馈，种植钻针配准工具针对不同种植品牌工具进行个性化设计，改善手动配准精度低的问题；模块化结构设计充分考虑了牙科种植手术场景，使自动种植手术更具有可操作性。

An automatic dental implant robot

The invention relates to the field of Dentistry, in particular to an automatic dental implant robot, which comprises a modular structure, a planting navigation system, a tracking positioning system, a mechanical arm system, an implant driving system and a control system. Oral implant robot, can be integrated and the analysis of the information, including CT information, planting plan, oral information, mechanical arm information, send commands to control the manipulator, automatic planting; modular structure comprises a trolley structure, and trolley structure connection support structure, support structure to connect the functional part, including mechanical arm, and tracker display; planting navigation system can realize the preoperative planting design, intraoperative registration, information integration analysis, instruction and receive feedback, planting drill tools registration personalized design for different planting brand tools, improve the manual registration accuracy is low; the modular structure designed to take full account of the dental implant surgery scene, so that the automatic planting the operation is more operational.

【技术实现步骤摘要】
一种自动种植牙科机器人
本专利技术涉及牙科领域，具体涉及一种自动种植牙科机器人。
技术介绍
种植牙舒适、美观、耐用且不损伤邻牙，是目前牙齿缺失后首选的修复方案。种植牙是指将根型纯钛或钛合金材料锚固在颌骨内，为缺失牙的修复提供支持和固定。口腔种植的理论技术是骨结合，即有序的或股直接沉积在种植体表面，将种植体锚定在骨内。骨结合的质量直接关系到种植牙的成败和长期稳定性。影响骨结合的因素有很多，其中很重要的一项就是种植体的位置和轴向，如果种植体周围骨量少于1.5mm，可能发生种植体周围骨吸收；如果种植体不能朝向对颌牙功能尖，种植体可能承受过强的侧向力，同样可能造成种植体周围骨吸收。这种骨吸收往往反映在骨结合质量的同时下降，大大缩短了种植牙的使用年限。临床上，种植医生一直在追求一种能够辅助确定种植体位置轴向的方法，种植导板和种植导航均是在这种诉求中应运而生的。但是种植导板压缩医生操作空间、制作周期长，对加工工艺依赖性大，制作实体导板增加手术成本，精确度仍有待提高；种植导航系统只能提供引导性，无法提供刚性定位及定向，仍需医生徒手完成种植。虽然已有自动牙植入的技术理念，但无具体的实现方案，且自动牙植入技术在具体实施过程中仍然存在许多临床使用的问题，如术前规划耗时、术中配准麻烦、缺少适用于种植手术场景的模块化设计等。配准是实现虚拟图像与实体信息集成的步骤。现有方法多采用点配准的方法，即术前患者口内附着多个基准点拍CT，基准点的坐标被保存在虚拟三维图像中；配准时，口内仍附着这些基准点，通过多基准点的坐标实现配准。点配准时，带有感应器的器械按照CT图像中基准点的顺序逐个点出口内基准点的中心点。该配准方法存在操作过程繁复，手动点基准点中心存在误差的问题。目前口内附着基准点的工具多是通过快速塑形材料印出牙齿模型，利用牙齿颈部或牙齿间倒凹固位，由于单颗牙倒凹固位力弱，所以需要同时对多颗牙甚至半口牙进行印模。因此该方法不适用于缺牙较多的患者，且患者不适感强。牙科种植品牌众多，各系统种植钻针在长度上有差别。现有种植钻针配准工具多通过手动控制种植钻针针尖点出平面配准图标中心点，配准精度较低。目前实体化的自动种植设备极少，大家对模块化结构的设计关注较少。自动种植系统的临床应用推广还需要提出更多的可行性方案。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种自动种植牙科机器人，用于解决以上
技术介绍
中提到的问题。具体技术方案如下：一种自动种植牙科机器人，种植牙科机器人，包括模块化结构、种植导航系统、追踪定位系统、机械臂系统、种植驱动系统、及控制系统，所述种植导航系统可实现术前种植方案设计、术中配准、信息集成分析、发出指令及接收反馈，所述追踪定位系统是种植导航结构实现信息集成，所述种植牙科机器人集成并分析各部分信息，发出指令控制机械臂，实现自动化种植，所述各部分信息包括CT信息、种植方案、口腔信息、及机械臂信息；所述信息集成分析功能需所述追踪定位系统辅助，患者口内、机械臂上均连接感应器，感应器接收和反射追踪器发出的信号，追踪器将感应器反射回的信号传输给所述种植导航系统，所述种植导航系统分析口腔、机械臂的位移；所述发出指令功能，是将指令传输给机械臂和所述种植驱动系统，指挥机械臂和所述种植驱动系统进行种植手术；优选的，所述模块化结构包括台车结构、与台车结构连接的支撑结构，支撑结构连接各功能部分，包括追踪器和显示器及所述机械臂，即台车上表面有三个支撑结构，分别是机械臂支撑结构、显示器支撑结构、追踪器支撑结构机；所述追踪定位系统包括发射和接收信号的追踪器、反射信号的感应器；所述机械臂系统和所述种植驱动系统是种植手术的执行部分，种植马达固定在机械臂上，种植手机与马达之间有卡扣设计，防止马达与机械臂之间、种植手机与马达之间相对位置发生变化；所述控制系统包括三部分，计算机是术前设计、术中操作时实现人机互动的主要部分，台车表面有种植驱动设备的操纵面板可控制种植驱动参数，脚踏可驱动机械臂和种植马达；优选的，所述台车结构底部四角各安装有一个滑轮，滑轮设有自锁结构，滑轮稍内侧安装有一个顶起结构，以将台车顶起固定；优选的，所述台车底部安装有一个抽屉及一个支架，分别用于放置电源线和脚踏；优选的，所述台车内设升降结构，三个支撑结构均可随着升降结构一同升降；优选的，所述机械臂支撑结构可水平滑动，机械臂支撑结构可水平滑动；优选的，所述机械臂支撑结构非机械臂侧设有坡度，此处安装有种植驱动结构的操作面板；优选的，所述机械臂支撑结构侧方有一水泵；优选的，所述显示器支撑结构上方连接伸缩臂一，连接伸缩臂一与显示器支撑结构间相对旋转角度为360°旋转；显示器固定在伸缩臂一上，显示器与伸缩臂一间相对旋转角度为大于或等于180°旋转，包括水平面上和垂直面上的旋转；优选的，所述追踪器支撑结构为可伸缩结构，在垂直方向上，伸缩范围在100cm以上；优选的，所述追踪器支撑结构上连接伸缩臂二，连接伸缩臂二与追踪器支撑结构间相对旋转角度为360°旋转；追踪器连接在伸缩臂二上，连接处设有一长度10-20cm的把手；优选的，所述术中配准采用自动配准方法，需借助口内夹具、配准工具和感应器。所述术前种植方案设计需从CT图像分析开始。优选的，所述口内夹具是一种U型夹具，有左右两边，两边通过中轴连接，通过锁紧螺栓锁紧；所述口内夹具能同时定位和夹紧，通过快速成型材料印出的牙齿模型定位，通过拧紧螺栓夹紧；所述配准工具能在CT图像中显影，该工具为基准标志物；患者拍CBCT时，口中连接所述配准工具，使所述配准工具在CBCT图像中完全显影；所述自动配准方法通过种植导航系统内置的算法，所述算法记录了配准工具和口内感应器之间的映射关系，可将CT图像中术区与配准工具间的位置关系直接转化为CT图像中术区与口腔实体中口内感应器之间的位置关系，实现CT三维图像与实体三维信息的配准；优选的，所述U型夹具内放置快速成型材料，将U型夹具扣在牙齿上，U型夹具内快速成型材料可印出牙齿外形；优选的，所述快速成型材料可以是任何能实现快速成型且能用于患者口腔的材料，包括温度变化引发固化的材料、光照引发固化的材料；优选的，所述种植牙科机器人的钻针配准工具，可计算出钻针的长度，适用于不同系统的种植钻针；所述钻针配准工具表面有不同直径的孔洞，用于同一种植系统不同直径的钻针；优选的，所述钻针配准工具的孔洞深度大于或等于钻针尖端缩窄部分并位于钻针尖端缩窄部分以上以确保钻针针尖插入孔洞后不会发生晃动；所述钻针配准工具中部设有一个凹槽，当钻针插入孔洞时，钻针针尖部分暴露在凹槽中，凹槽设计可方便钻针配准工具的清洗；优选的，所述种植导航系统通过深度学习，可自主形成全景图、标出下颌神经管；可抽象出种植术区皮质骨和松质骨骨小梁图像，辅助医生按照经典的LekholmandZarb骨密度分类方法对骨质进行分析，指导种植钻数；有益效果：本专利技术提出一种完整的自动化种植设备，种植牙科机器人，包括模块化结构、种植导航系统、追踪定位系统、机械臂系统、种植驱动系统、控制系统等。该系统通过机械臂实现自动刚性定位，采用自动配准方法改善配准时间长、配准麻烦的临床痛点；口内固位装置具有定位功能且体积小、适用范围广，减轻患者不适感；种植钻针配准工具针对不同种植品牌工具进行个性化设计，改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动种植牙科机器人，其特征在于：包括模块化结构、种植导航系统、追踪定位系统、机械臂系统、种植驱动系统、及控制系统，所述种植导航系统可实现术前种植方案设计、术中配准、信息集成分析、发出指令及接收反馈，所述追踪定位系统是种植导航结构实现信息集成，所述种植牙科机器人集成并分析各部分信息，发出指令控制机械臂，实现自动化种植，所述各部分信息包括CT信息、种植方案、口腔信息、及机械臂信息。

【技术特征摘要】
1.一种自动种植牙科机器人，其特征在于：包括模块化结构、种植导航系统、追踪定位系统、机械臂系统、种植驱动系统、及控制系统，所述种植导航系统可实现术前种植方案设计、术中配准、信息集成分析、发出指令及接收反馈，所述追踪定位系统是种植导航结构实现信息集成，所述种植牙科机器人集成并分析各部分信息，发出指令控制机械臂，实现自动化种植，所述各部分信息包括CT信息、种植方案、口腔信息、及机械臂信息。2.根据权利要求1所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述模块化结构包括台车结构、与台车结构连接的支撑结构，支撑结构连接各功能部分，包括追踪器和显示器及所述机械臂，即台车上表面有三个支撑结构，分别是机械臂支撑结构、显示器支撑结构、追踪器支撑结构机；所述追踪定位系统包括发射和接收信号的追踪器、反射信号的感应器；所述机械臂系统和所述种植驱动系统是种植手术的执行部分，种植马达固定在机械臂上，种植手机与马达之间有卡扣设计，防止马达与机械臂之间、种植手机与马达之间相对位置发生变化；所述控制系统包括三部分，计算机是术前设计、术中操作时实现人机互动的主要部分，台车表面有种植驱动设备的操纵面板可控制种植驱动参数，脚踏可驱动机械臂和种植马达。3.根据权利要求2所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述台车结构底部四角各安装有一个滑轮，滑轮设有自锁结构，滑轮稍内侧安装有一个顶起结构，以将台车顶起固定。4.根据权利要求2或3所述的自动种植牙科机器人，其特征在于台车结构底部安装有一个抽屉及一个支架，分别用于放置电源线和脚踏。5.根据权利要求4所述的自动种植牙科机器人，其特征在于台车内设升降结构，三个支撑结构均可随着升降结构一同升降。6.根据权利要求5所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述机械臂支撑结构可水平滑动。7.根据权利要求6中所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述机械臂支撑结构非机械臂侧设有坡度，此处安装有种植驱动结构的操作面板。8.根据权利要求7中所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述机械臂支撑结构侧方有一水泵。9.根据权利要求8中所述的自动种植牙科机器人，其特征在于：所述显示器支撑结构上方连接伸缩臂一，连接伸缩臂一与显示器支撑结构间相对旋转角度为360°旋转；显示器固定在伸缩臂一上，显示器与伸缩臂一间相对旋转角度为大于或等于180°旋转，包括水平面上和垂直面上的旋转。10.根据权利要求9中所述的自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德峰，潘杭，骆嘉希，刘玉洁，石海钢，靳强，
申请(专利权)人：杭州术康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33