自动牙科治疗系统技术方案

一种用于执行牙科外科手术的装置，其包括控制该装置的自动操作的中央处理单元和渲染需要外科手术介入的目标牙齿的图像的显示器。目标牙齿的图像根据从中央处理单元接收的图像文件来创建。输入设备从用户接收外科手术指令以提供外科手术介入。该指令被提供给中央处理单元以进行处理。外科手术指令包括在待治疗的目标牙齿的图像上的视觉指示。包括末端执行器的机械臂与中央处理单元进行通信。中央处理单元控制机械臂来移除目标牙齿的区域。系统还在单独的研磨室中同时研磨最终的牙齿修复体。在单独的研磨室中同时研磨最终的牙齿修复体。在单独的研磨室中同时研磨最终的牙齿修复体。

【技术实现步骤摘要】
自动牙科治疗系统
[0001]本申请是申请日为2017年01月26日、申请号为201780008434.8、专利技术名称为“自动牙科治疗系统”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2017年01月26日、申请号为PCT/IB2017/000109)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2016年1月26日提交的美国临时专利申请号62/287,212的优先权，其内容通过引用全部并入在此。


[0004]在至少一个方面中，本专利技术涉及用于治疗牙科疾病的机器人控制系统。

技术介绍

[0005]尽管近年来已经在治疗特定牙科疾病方面取得了进展，但牙科治疗的实际递送仍然是手动密集的过程。因此，需要用于牙科治疗自动化的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术通过在至少一个实施例中提供对于对象进行牙科手术的装置来解决现有技术的一个或多个问题。该装置包括控制该装置的自动操作的中央处理单元和渲染需要外科手术介入的目标牙齿的图像的显示器。目标牙齿的图像根据从所述中央处理单元接收的图像文件来创建。输入设备从用户接收外科手术指令以提供外科手术介入。将指令提供给中央处理单元以进行处理。外科手术指令包括在待治疗的目标牙齿的图像上的视觉指示。包括末端执行器的机械臂与中央处理单元进行通信。中央处理单元控制机械臂以移除目标牙齿的区域。
附图说明
[0007]图1是牙科治疗系统的示意图；
[0008]图2是图1的牙科治疗系统中使用的机械臂的示意图；/>[0009]图3是图1的牙科治疗系统中使用的被动定位编码器臂的示意图；
[0010]图4是图1的牙科治疗系统中使用的改性橡胶障夹具的示意图；
[0011]图5是图1的牙科治疗系统中使用的工具更换器的示意图；
[0012]图6是图1的牙科治疗系统中使用的头枕的示意图；
[0013]图7提供对象的上牙弓和下牙弓中的所有牙齿的象形图；
[0014]图8示出用户界面，其显示注册到从3d扫描系统获取的牙齿的3D网格表示的射线照片；
[0015]图9显示用于根据3个用户点击来参数化地生成工具路径的用户界面，点击1
‑
待预备的牙齿的外表面的位置，点击2
‑
准备边缘宽度，点击3捕获锥度和咬合减少。当用户选择待预备的牙齿和修复材料时，确定其他参数；以及
[0016]图10提供创建牙齿修复的研磨站的示意图。
具体实施方式
[0017]根据需要，在此公开本专利技术的详细实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅是可以以各种和替代形式实施的本专利技术的示例。附图不一定按比例；为了显示特定组件的细节，一些特征可能被放大或最小化。因此，在此所公开的具体结构和功能的细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员各种应用本专利技术的代表性基础。
[0018]如在此所用的术语“对象”是指需要牙科治疗的人类患者。
[0019]术语“STL”是立体光刻CAD软件的文件格式。
[0020]参考图1，提供了自动牙科治疗系统的示意图。牙科治疗系统10包括与牙齿扫描仪14和机械臂16进行通信的中央处理单元12。有用的机械臂的示例是6DOF机械臂，诸如通用机械臂(Universal Robotics Arm)。在另一改进方案中，机械臂16是手持设备16'，其具有由用户握持的机器人运动特征。在一个改进方案中，牙齿扫描仪14包括用户手柄，用于用户握持和根据需要移动扫描仪。中央处理单元12控制牙科治疗系统10的自动操作。通常，中央处理单元12包含在计算机工作站中。驻留在计算机存储器22中的控制程序20由中央处理单元12执行，从而从扫描仪14接收图像文件并控制机械臂16的移动。在操作期间，牙齿扫描仪14可以将牙齿图像数据传送到中央处理单元12。中央处理单元12包括显示器24，在该显示器24上通过一系列屏幕提示来引导外科手术过程。显示器24渲染需要外科手术介入的来自图像文件的对象28中的目标牙齿的图像26。图1描绘了坐在牙科椅30中的对象28。对象28的头部由头枕32固定。机械臂16包括用于执行牙科手术的末端执行器38。末端执行器38通常是数控牙科钻。耦合器40用于将传统的高速电动牙科手持件无倾斜地连接到机械臂16。在一个改进方案中，工具更换器42允许机械臂的钻头的自动工具更换。在这方面，工具更换器42将搜索末端执行器，匹配适当的末端执行器，并改变末端执行器。在另一改进方案中，牙科治疗系统10包括被动定位编码器臂44，其跟踪患者位置并将其传递到中央处理单元12。
[0021]参考图1和2，牙科治疗系统10包括机械臂16。机械臂16由多关节臂组成，允许末端执行器44的精确运动。机械臂16包括安装在底板52上的支撑柱50。机械臂16包括可移动臂部分54，其包括5个旋转轴
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轴56
‑
64。机械臂16还包括附接到钻手柄68的快速更换工具耦合66。机器人控制70与机械臂16和中央处理单元12电连通。
[0022]参考图1和图3，示意性示出被动定位编码器臂44。被动定位编码器臂44跟踪对象的头部移动和牙齿移动。编码器臂44由具有编码器的多关节臂组成，以产生其末端执行器的3D位置。它追寻相对于机械臂的特定点，并且夹紧到进行外科手术的牙齿后面的牙齿上。图2中描绘的被动定位编码器臂44的示例。在该示例中，被动定位编码器臂44包括安装在底板42上的支撑柱72。在一个改进方案中，底板42也用于安装机械臂16。被动定位编码器臂44包括可移动臂部分74，其包括5个旋转轴
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轴76
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84。被动定位编码器臂44还包括快速连接86，其与编码器臂的末端执行器附接到改性橡胶障夹具。被动定位编码器臂44还包括传感器输出电缆88，其用于将定位信息传送到中央处理单元12。编码器臂包括产生末端执行器的3D位置的编码器(即，改性橡胶障夹具。被动定位编码器臂44相对于在对象移动时在改性橡胶障夹具上产生的往复力是被动的，并且该运动不受被动臂的阻力。如果对象移动并且力施加到橡胶障夹具上，则该力传递到定位臂，并且对其运动的任何阻力将对橡胶障夹具
产生往复力。如果夹具相对于齿移动，则它会抛弃机器人切割臂的定位方法，需要重新扫描和校准。因此，通过使其被动性和运动阻力成为设计优先级来将该力最小化到尽可能接近零是有利的。在一个改进方案中，编码器臂44感测触发关闭过程的对象的快速移动。在另一变型中，编码器臂44可操作以被对象关闭(即，通过开关)。
[0023]参考图4，提供了与牙科治疗系统10一起使用的改性橡胶障的示意图。橡胶障夹具90将橡胶障91保持在围绕中心开口92的位置，在该中心开口92中将牙齿进行定位。橡胶障夹具90包括用于放置和移除障夹具的镊子孔94。定位基准点96用于提供定位参考点，机械臂16例行地移动以确保其被校准并且改性橡胶障夹具定位参考点在手术或患者移动期间没有相对于牙齿移位。橡胶障夹具90与被动编码器臂44的连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在对象上执行牙科手术的装置，所述装置包括：中央处理单元，其控制所述装置的自动操作；显示器，其渲染需要外科手术介入的目标牙齿的图像，目标牙齿的图像根据从所述中央处理单元接收的图像文件来创建；输入设备，其从用户接收外科手术指令用于提供外科手术介入，所述外科手术指令由所述中央处理单元接收，所述外科手术指令包括待治疗的目标牙齿的图像上的视觉指示；以及机械臂，其与所述中央处理单元通信，所述机械臂包括执行牙科手术的末端执行器，所述中央处理单元控制所述机械臂来移除目标牙齿的区域。2.根据权利要求1所述的装置，还包括跟踪对象的头部运动和牙齿运动的编码器臂。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述编码器臂感测由触发关闭过程的对象进行的快速运动。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述编码器臂能够操作以由对象关闭。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：网络牙科美国公司，
类型：发明
国别省市：