[發明專利]牙科根尖片虛擬教學系統及虛擬根尖片的獲取方法

在審

• 申請號: 202210031048.3
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114708752A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 孫衛斌;廖倬逸;曹汛;張藝迪
• 申請（專利權）人: 南京九陣維醫療科技有限公司
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02;G09B23/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 闞夢詩

本申請實施例提供了一種牙科根尖片虛擬教學系統及虛擬根尖片的獲取方法，所述系統包括工作站和牙片機，其中，牙片機包括安裝板、立柱、頭部固定裝置、五軸機械臂、球管和座椅，立柱設置在安裝板上方，頭部固定裝置和座椅分別固定安裝于立柱的上下位置，五軸機械臂包括五個關節模組和五個連桿，五軸機械臂的兩端分別連接立柱的頂部和球管；工作站與牙片機通信連接，以使牙片機通過球管定位牙列模型中的標準位置牙在虛擬平面產生虛擬投影圖像數據，并將圖像數據發送到工作站進行渲染，得到牙列模型對應的虛擬根尖片。

技術領域

本申請涉及牙科根尖片技術領域，具體而言，涉及一種牙科根尖片虛擬教學系統及虛擬根尖片的獲取方法。

背景技術

根尖片是通過牙片機拍攝的X光片，可以有效地幫助牙科醫生診斷牙科病癥，包括牙齒齲壞、根尖周炎、牙周炎等疾病都在根尖片上有對應的影像學表現。目前我國大部分醫院和診所使用的根尖片投影方式為分角線投照法(angle-bisecting technique)。該方法的原理是：由于口腔是一個狹小而無法直視的空間，因此一般來說很難確定患者口內每顆牙的角度，因此膠片很難做到與牙齒平行，而是會呈一個夾角。因此當X射線球管的中心線垂直于這個夾角的角平分線時，構成了一個等腰三角形，牙齒實際長度就和膠片上牙齒的投影長度相等，即分角線投照的原理。

根尖片作為臨床上最常用的影像輔助診斷方法，每位牙科醫生都必須掌握分角線投照技術，所以根尖片拍攝教學和考核就非常重要。但是由于X線放射對人體健康存在放射性，并且分角線技術本身就需要大量經驗的積累。長期以來，分角線投照技術的學習和考核就是一個難題。在傳統方法中，醫學生只能機械式地記憶經驗角，并且受到X射線的限制而無法大量練習，且沒有直接圖像反饋，導致學習效率很低。

針對相關技術中，醫學生在根尖片學習過程中因受到X射線的限制而無法大量練習，且沒有直接圖像反饋，導致學習效率很低的問題，相關技術中尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請實施例提供了一種牙科根尖片虛擬教學系統及虛擬根尖片的獲取方法，以至少解決相關技術中醫學生在根尖片學習過程中因受到X射線的限制而無法大量練習，且沒有直接圖像反饋，導致學習效率很低的問題。

在本申請的一個實施例中，提出了一種牙科根尖片虛擬教學系統，包括工作站和牙片機，其中，所述牙片機包括安裝板、立柱、頭部固定裝置、五軸機械臂、球管和座椅，所述立柱設置在所述安裝板上方，所述頭部固定裝置和所述座椅分別固定安裝于所述立柱的上下位置，所述五軸機械臂包括五個關節模組和五個連桿，所述五軸機械臂的兩端分別連接所述立柱的頂部和所述球管；所述工作站與所述牙片機通信連接，以使所述牙片機通過所述球管對牙列模型中的標準牙進行定位，產生所述標準牙在虛擬平面的虛擬投影圖像數據，并將所述虛擬投影圖像數據發送到所述工作站進行渲染，得到所述牙列模型對應的虛擬根尖片。

在一實施例中，所述五軸機械臂包括：第一關節模組，設置在所述立柱與第一連桿之間；第二關節模組，設置在所述第一連桿和第二連桿之間；第三關節模組，設置在所述第二連桿和第三連桿之間；第四關節模組，設置在所述第三連桿和第四連桿之間；第五關節模組，設置在所述第四連桿和第五連桿之間，所述第五連桿連接所述球管；其中，每個所述關節模組內包含一多圈絕對值編碼器，配置為獲取對應所述關節模組的轉動圈數。

在一實施例中，所述系統還包括：可編程邏輯控制器PLC和交換機，依次設置在所述牙片機和所述工作站之間，其中，每個所述關節模組的轉動圈數通過所述PLC發送到所述交換機，然后通過所述交換機發送到所述工作站，所述工作站根據每個所述關節模組的轉動圈數、每個所述關節模組的長度、每個所述連桿的長度以及所述牙列模型在世界坐標系下的坐標，確定所述牙列模型在球管坐標系下的坐標以及所述世界坐標系與所述球管坐標系之間的旋轉矩陣，進而渲染得到對應的所述虛擬根尖片。

在一實施例中，所述牙片機還包括：腳輪，安裝在所述安裝板的下方。