[發明專利]一種牙科手術機器人的控制方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202310283962.1
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116350364A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 黃志俊;劉金勇;錢坤;李煥宇
• 申請（專利權）人: 杭州柳葉刀機器人有限公司
• 主分類號: A61C3/02
• 分類號: A61C3/02;A61C8/00;A61B34/30;A61B34/00;A61B34/20;A61C19/06;H04L12/40
• 代理公司: 武漢天領眾智專利代理事務所(普通合伙) 42300
• 代理人: 楊建軍

本發明提出了一種牙科手術機器人的控制方法，包括以下步驟：控制機械臂夾持牙鉆朝向靠近目標牙齒的方位移動；分別獲取牙鉆末端及目標牙齒在牙齒標記物坐標系下的坐標數據；根據所述坐標數據計算牙鉆末端與目標牙齒之間的距離；當牙鉆末端與目標牙齒之間的距離達到設定閾值時，控制機械臂停止運動。本發明通過NDI光學定位系統獲取牙鉆末端及目標牙齒在牙齒標記物坐標系下的坐標數據，從而計算牙鉆末端與目標牙齒之間的距離，并根據距離控制機械臂的運動狀態，一方面，方便精確地將牙鉆末端導航至目標牙齒位置；另一方面，可以根據牙鉆末端與目標牙齒之間的距離判斷牙鉆打磨的深度，從而使得牙科手術的操作更加簡便，且精度更高。

技術領域

本發明涉及牙科手術器械控制技術領域，尤其涉及一種牙科手術機器人的控制方法、系統及存儲介質。

背景技術

隨著經濟的飛速發展，生活水平的不斷提高，越來越多的人意識到口腔健康的重要性。在口腔疾病中，齲齒病發病率較高。修牙、補牙、換牙等病例大幅度增加，使得醫護人員大幅度緊缺，同時牙科手術過程需要牙科醫生在視野和操作區域都非常狹小的口腔內進行多種復雜精細的操作，這都需要牙科醫生長時間的訓練與積累。為了填補醫療資源的緊缺，牙科手術設備實現自動化顯的尤為重要，自動化牙科手術設備使得牙科手術更加便捷精確，同時也減輕了醫務人員工作負擔。

傳統手術的種植過程中，醫生根據個人經驗判斷牙鉆針尖位置與牙齒間的距離，醫生需要通過固定深度的定深鉆和導板才能限制牙鉆打磨的最大深度，以避免打磨過程中觸碰到神經管等重要的軟組織。整個種植的過程復雜且受個人經驗影響較大。

發明內容

本發明提出一種牙科手術機器人的控制方法、系統及存儲介質，解決了現有技術中牙齒種植過程復雜且受個人經驗影響較大的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

根據本發明的一個方面，提供了一種牙科手術機器人的控制方法，包括以下步驟：

控制機械臂夾持牙鉆朝向靠近目標牙齒的方位移動；

分別獲取牙鉆末端及目標牙齒在牙齒標記物坐標系下的坐標數據；

根據所述坐標數據計算牙鉆末端與目標牙齒之間的距離；

當牙鉆末端與目標牙齒之間的距離達到設定閾值時，控制機械臂停止運動。

作為本發明優選的方案，分別獲取牙鉆末端及牙齒標記物在NDI坐標系下的坐標數據，根據該坐標數據計算牙鉆末端在牙齒標記物坐標系下的坐標數據。

作為本發明優選的方案，所述機械臂的夾持端固定安裝有第一支架，所述第一支架上安裝有至少3個定位反光球；NDI光學定位系統通過獲取第一支架上多個定位反光球的坐標數據，得到牙鉆末端在NDI坐標系下的坐標數據。

作為本發明優選的方案，所述牙齒標記物包括第二支架以及安裝在第二支架上的至少3個定位反光球，所述第二支架通過牙膠固定在牙齒上，且第二支架上的多個定位反光球位于口腔外部；NDI光學定位系統通過獲取第二支架上多個定位反光球的坐標數據，得到牙齒標記物在NDI坐標系下的坐標數據。

作為本發明優選的方案，通過光學探針獲取目標牙齒在NDI坐標系下的坐標數據，再根據目標牙齒及牙齒標記物在NDI坐標系下的坐標數據，計算目標牙齒在牙齒標記物坐標系下的坐標數據。

作為本發明優選的方案，所述光學探針上固定安裝有第三支架，所述第三支架上安裝有至少3個定位反光球；NDI光學定位系統通過獲取第三支架上多個定位反光球的坐標數據，得到光學探針尖端在NDI坐標系下的坐標數據，通過移動光學探針使其尖端接觸目標牙齒，即可獲得目標牙齒在NDI坐標系下的坐標數據。

作為本發明優選的方案，所述機械臂由上位機控制，所述上位機與機械臂、NDI光學定位系統之間通過Modbus通信方式連接。