CN116585051B - 一种口腔临床自动化牙体预备系统 - Google Patents

一种口腔临床自动化牙体预备系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种口腔临床自动化牙体预备系统，通过所述三维口腔扫描仪获取患者口腔及牙列形成数字模型，并基于该数字模型进行目标修复体设计，获得虚拟目标修复体三维数据，将虚拟目标修复体三维数据输入所述牙科修复设计软件进行按照标准数值进行虚拟预备，获得虚拟理想预备体三维数据，以虚拟理想预备体三维数据为基准预备数字模型，将基准预备数字模型输入所述导板制作器制作导板，所述多自由度机器臂安装在所述导板上，所述多自由度机器臂上设置有高速涡轮机和微型摄像头，将所述导板固定在患者的牙列上，连接所述多自由度机器臂和所述移动式终端控制设备，高速涡轮机的钻针按照规划的运动路径进行牙体切割、成型，完成自动化的牙体预备。

Description

一种口腔临床自动化牙体预备系统
技术领域
本发明涉及牙体制备技术领域，特别是涉及一种口腔临床自动化牙体预备系统。
背景技术
牙体预备泛指为恢复、改善或重建缺损、缺失牙齿的解剖外形及生理功能，通过牙科器械对患牙或缺失牙相邻牙牙体进行去龋及外形修整，以满足修复体的固位、支持、外形、美观及功能需要的技术操作，传统的手工牙体预备操作通常由医师手持牙科高速手机对牙体硬组织进行三维定量切割、成形的操作过程，牙体预备是牙齿硬组织疾病临床治疗的重要操作环节，精准的牙体预备是成功修复治疗成功的重要前提。
而手工牙体预备有其局限性：1.手法不稳定，医师在牙体预备时无法达到稳定的预备动作，无法达到很好的手眼配合；2.技术水平要求高，在口腔相对狭小空间内，因人眼视觉偏差、角度盲区及操作误差，牙体预备后的形态主要依赖于操作医师的临床经验和技术，其存在效率低、预备质量无法精准控制等问题，医师很难完全达到教科书和临床操作规范要求的相关标准。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够有效提升牙体制备质量的口腔临床自动化牙体预备系统。
一种口腔临床自动化牙体预备系统，包括三维口腔扫描仪、牙科修复设计软件、导板制作器、多自由度机器臂和移动式终端控制设备，通过所述三维口腔扫描仪获取患者口腔及牙列形成数字模型，并基于该数字模型进行目标修复体设计，获得虚拟目标修复体三维数据，将虚拟目标修复体三维数据输入所述牙科修复设计软件进行按照标准数值进行虚拟预备，获得虚拟理想预备体三维数据，以虚拟理想预备体三维数据为基准预备数字模型，将基准预备数字模型输入所述导板制作器制作导板，所述多自由度机器臂安装在所述导板上，所述多自由度机器臂上设置有高速涡轮机和微型摄像头，将所述导板固定在患者的牙列上，连接所述多自由度机器臂和所述移动式终端控制设备，启动所述多自由度机器臂，通过所述微型摄像头设备事实拍摄画面，高速涡轮机的钻针按照规划的运动路径进行牙体切割、成型，完成自动化的牙体预备。
作为本发明的优选方案，所述导板上设置有标记物。
作为本发明的优选方案，所述导板制作器为3D打印机，通过3D打印机直接根据数字模型打印出包裹式材质形态的导板。
作为本发明的优选方案，所述多自由度机器臂内置有电池，且所述多自由度机器臂与所述移动式终端控制设备无线连接。
作为本发明的优选方案，所述多自由度机器臂上还设置有灯源。
作为本发明的优选方案，所述多自由度机器臂上还设置有抽吸头。
作为本发明的优选方案，所述导板上设置有一体成型的咬合垫，所述咬合垫延伸至上颌牙列。
本发明实施例一种口腔临床自动化牙体预备系统与现有技术相比，其有益效果在于：牙体预备操作的整个过程利用数字化设计与测量，自动完成牙体切削路径规划及切削工作，效率和临床操作精度更高，同时解放医生双手，具有很好的兼容性及多样性，能适配不同种类的手术末端操作工具，可完成牙不同类型的牙体预备。
附图说明
图1是本发明的运行组成框图；
图2是本发明一种实施例中多自由度机器臂安装在导板时运行结构状态放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，还需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参考图1和2，本发明实施例的一种口腔临床自动化牙体预备系统，包括三维口腔扫描仪、牙科修复设计软件、导板制作器、多自由度机器臂和移动式终端控制设备，通过所述三维口腔扫描仪获取患者口腔及牙列形成数字模型，并基于该数字模型进行目标修复体设计，获得虚拟目标修复体三维数据，将虚拟目标修复体三维数据输入所述牙科修复设计软件进行按照标准数值进行虚拟预备，获得虚拟理想预备体三维数据，以虚拟理想预备体三维数据为基准预备数字模型，将基准预备数字模型输入所述导板制作器制作导板1，所述多自由度机器臂2安装在所述导板上1，所述多自由度机器臂2上设置有高速涡轮机3和微型摄像头4，将所述导板1固定在患者的牙列上，连接所述多自由度机器臂2和所述移动式终端控制设备，启动所述多自由度机器臂2，通过所述微型摄像头4拍摄画面，根据虚拟目标修复体三维数据控制高速涡轮机3的钻针按照软件规划的运动路径进行牙体切割、成型，完成自动化的牙体预备，所述三维口腔扫描仪可采用现有的线激光束、红外光等扫描检测方式的口腔扫描装置，所述导板制作器可为现有的增材式或减材式导板成型装置，所述多自由度机器臂可为现有小型的多轴机械臂，多自由度机器臂通过常规的螺栓连接、卡扣连接等结构与导板进行连接，导板易于相应加工连接结构，也容易安装操作，高速涡轮机可为任一现有的涡轮机，高速涡轮机和微型摄像头可分置在所述多自由度机器臂末端的两侧，所述移动式终端控制设备为现有的终端设备，通过脚轮或便携结构，方便医师实施牙体预备操作时移动到患者身旁，通过有线或无线等方式与小型化而置于口内的多自由度机器臂建立连接后，通过显示器直观检视患者牙体切割、成型过程中的画面以及超声波工作端洁牙时的状况，并通过按键、触摸屏等输入方式操作多自由机器臂、高速涡轮机、微型摄像头的运行，由此进行牙体预备操作的整个过程利用数字化设计与测量，自动完成牙体切削路径规划及切削工作，效率和临床操作精度更高，同时解放医生双手，减轻疲劳强度，亦有助于缓解口腔科医疗的资源紧张问题；操作简便，流程简单，全程数字化，无需制取硅橡胶印模与石膏模型，操作全程可视化，患者就医过程更舒适，可实现真正意义的椅旁即刻修复；具有很好的兼容性及多样性，能适配不同种类的手术末端操作工具，可完成牙不同类型的牙体预备，包括全冠预备、贴面预备、嵌体预备。
参考图2，示例性的，所述导板1上设置有标记物5，标记物5可为与导板1一体成型或组装连接，通过标记物5作为特定的坐标参照点，方便让多自由度机器臂2以标记物5进行参照进行活动操作。
参考图2，示例性的，所述导板1上设置有一体成型的咬合垫11，所述咬合垫11延伸至上颌牙列，从而稳定地实现扩口，通过导板制作器同时成型导板1和咬合垫11能很好地适配人体口腔。
示例性的，所述导板制作器为3D打印机，通过3D打印机直接根据数字模型打印出包裹式材质形态的导板，非常方便，又能提供足够的结构强度和尺寸精度。
示例性的，所述多自由度机器臂内置有电池，且所述多自由度机器臂与所述移动式终端控制设备无线连接，使用前后通过充电接口对多自由度机器臂进行充电，确保电池电量充足，从而供应电能给多自由度机器臂中的伺服电机、高速涡轮机、微型摄像头等进行工作，无需通过供电线供电，并且通过WiFi、蓝牙等无线通讯方式与移动式终端控制设备实现操作，便能避免线材的连接或拉扯影响多自由度机器臂与导板的连接和洁牙操作。
参考图2，示例性的，所述多自由度机器臂上还设置有灯源6，从而进一步提升工作时微型摄像头在口腔中的拍摄效果，灯源可为常见的小型LED光源，方便安装于多自由度机器臂上的多个位置。
参考图2，示例性的，所述多自由度机器臂上还设置有抽吸头7，当高速涡轮机进行洁牙时即可同时通过抽吸头将实体、液体等快速吸走，提升清洁效果，并且提升患者感受，较常规的在患者嘴边挂抽吸管操作更为高效和舒适。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种口腔临床自动化牙体预备系统，其特征在于：包括三维口腔扫描仪、牙科修复设计软件、导板制作器、多自由度机器臂和移动式终端控制设备，通过所述三维口腔扫描仪获取患者口腔及牙列形成数字模型，并基于该数字模型进行目标修复体设计，获得虚拟目标修复体三维数据，将虚拟目标修复体三维数据输入所述牙科修复设计软件按照标准数值进行虚拟预备，获得虚拟理想预备体三维数据，以虚拟理想预备体三维数据为基准预备数字模型，将基准预备数字模型输入所述导板制作器制作导板，所述多自由度机器臂安装在所述导板上，所述多自由度机器臂上设置有高速涡轮机和微型摄像头，将所述导板固定在患者的牙列上，连接所述多自由度机器臂和所述移动式终端控制设备，启动所述多自由度机器臂，通过所述微型摄像头设备实时拍摄画面，高速涡轮机的钻针按照规划的运动路径进行牙体切割、成型，完成自动化的牙体预备；所述多自由度机器臂置于口内，所述导板上设置有标记物，所述多自由度机器臂内置有电池，且所述多自由度机器臂与所述移动式终端控制设备无线连接，所述导板上设置有一体成型的咬合垫，所述咬合垫延伸至上颌牙列；所述多自由度机器臂上还设置有灯源；所述多自由度机器臂上还设置有抽吸头。
2.根据权利要求1所述的一种口腔临床自动化牙体预备系统，其特征在于：所述导板制作器为3D打印机，通过3D打印机直接根据基准预备数字模型打印出包裹式材质形态的导板。
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