CN211863018U - 一种牙科手术辅助装置 - Google Patents

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陈莹
倪自强
谢永召
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Abstract

本实用新型提供了一种牙科手术辅助装置。该装置包括:标记识别设备、处理器和显示器;处理器分别与标记识别设备、显示器相连接,标记识别设备识别牙科手术器械上的器械标签,得到器械标签位姿以及识别患者口腔内设置的口腔标签,得到口腔标签位姿;处理器接收标记识别设备发送的器械标签位姿和口腔标签位姿,根据器械标签位姿确定器械模型影像,根据口腔标签位姿确定口腔模型影像,并将器械模型影像和口腔模型影像叠加后发送给显示器进行显示,以辅助医生进行牙科手术。通过该装置,医生不需要在患者和显示器之间切换视角,就可以看到手术器械和患者口腔的实时情况,掌握牙科手术的实时执行情况。

Description

一种牙科手术辅助装置
技术领域
本实用新型实施例涉及医疗设备技术领域,尤其涉及一种牙科手术辅助装置。
背景技术
口腔牙科种植技术指的是一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。它包括下部的支持种植体和上部的牙修复体两部分。采用人工材料(如金属、陶瓷等)制成种植体(一般类似牙根形态),经手术方法植入组织内(通常是上下颌)并获得骨组织牢固的固位支持,通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可以获得与天然牙功能、结构以及美观效果十分相似的修复效果,已经成为越来越多缺牙患者的首选修复方式。
目前,牙科医生在执行手术时,一般是将显示器和手术装置均线连接到控制系统,并由控制系统对手术装置和显示器进行集中控制;在手术过程中,牙科医生的视线要在患者和屏幕之间来回切换,而外界环境的快速变化以及眼睛焦距的不断调整会产生延迟与不适,因此就可能会导致医疗事故的发生。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型实施例所解决的技术问题之一在于提供一种牙科手术辅助装置,在该牙科手术辅助装置中,患者口腔的实时影像数据和手术器械的实时影像数据叠加显示在显示单元上,医生的视线不需要在患者和显示患者口腔影像的装置之间来回切换,就可以实时观测到手术器械在患者真实口腔中的实时位姿。
本实用新型实施例提供一种牙科手术辅助装置,包括:标记识别设备、处理器和显示器;所述处理器分别与所述标记识别设备、所述显示器相连接;所述标记识别设备识别牙科手术器械上的器械标签,得到器械标签位姿、以及识别患者口腔内设置的口腔标签,得到口腔标签位姿;所述处理器接收所述标记识别设备发送的所述器械标签位姿和所述口腔标签位姿,并根据所述器械标签位姿确定器械模型影像,以及根据所述口腔标签位姿确定口腔模型影像,并将所述器械模型影像和所述口腔模型影像叠加后发送给所述显示器进行显示,以辅助医生进行所述牙科手术。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述标记识别设备同时对所述器械标签和所述口腔标签进行识别。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述标记识别设备为摄像头。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述处理器中存储有所述患者的口腔模型,所述处理器进一步用于根据所述口腔标签位姿确定所述患者的口腔模型位姿,以确定所述口腔模型影像。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述处理器中存储有牙科手术器械模型,所述牙科手术器械模型与所述牙科手术器械相对应。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述处理器进一步用于根据所述器械标签位姿确定所述器械模型位姿,以确定所述器械模型影像。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述处理器中存储有所述牙科手术的手术路径规划,所述手术路径规划用于为所述医生进行所述牙科手术提供引导。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述显示器还可以显示所述手术路径规划。
可选地,在本申请的任一实施例中,所述牙科手术器械上的所述器械标签至少具有3个标记点,所述器械标签的至少3个标记点不同面;和/或,所述患者口腔内设置的所述口腔标签至少具有3个标记点,所述口腔标签的至少3个标记点不共面。
可选地,在本申请的任一实施例中,还包括:警报器,所述警报器与所述处理器连接,用于当所述器械模型影像与所述患者口腔内的血管的距离在设定的警报距离范围内时,发出警报。
由以上技术方案可见,本实用新型实施例提供的技术方案中,通过标记识别设备识别牙科手术器械上的器械标签,得到器械标签位姿;以及通过标记识别设备识别患者口腔内设置的口腔标签,得到口腔标签位姿;由处理器接收标记识别设备发送的器械标签位姿和口腔标签位姿,并根据器械标签位姿确定器械模型影像,以及根据口腔标签位姿确定口腔模型影像,并将器械模型影像和口腔模型影像叠加后发送给显示器显示,辅助医生进行所述牙科手术。通过该牙科手术辅助装置,医生不需要在患者和显示器之间来回切换视角,就可以看到手术器械和患者口腔的实时状态,掌握牙科手术的实时执行情况。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例所示的一种牙科手术辅助装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型实施例中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型实施例保护的范围。
图1为根据本申请实施例所示的一种牙科手术辅助装置的结构示意图;如图1所示,该牙科手术辅助装置包括:标记识别设备101、处理器102和显示器103;所述处理器102分别与所述标记识别设备101、所述显示器103相连接;所述标记识别设备101识别牙科手术器械上的器械标签,得到器械标签位姿、以及识别患者口腔内设置的口腔标签,得到口腔标签位姿;所述处理器102接收所述标记识别设备101发送的所述器械标签位姿和所述口腔标签位姿,并根据所述器械标签位姿确定器械模型影像,以及根据所述口腔标签位姿确定口腔模型影像,并将所述器械模型影像和所述口腔模型影像叠加后发送给所述显示器103进行显示,以辅助医生进行所述牙科手术。
通过标记识别设备101,一方面可以对牙科手术器械上的器械标签进行识别,得到器械标签位姿,以实时反映牙科手术器械的实时状态;另一方面还可以对患者口腔内设置的口腔标签进行识别,得到口腔标签位姿,以实时反映患者口腔的实时状态。
处理器102根据器械标签位姿确定器械模型影像,即手术器械的器械实时影像;根据口腔标签位姿确定口腔模型影像,即患者口腔的口腔实时影像。在器械模型影像与口腔模型影像叠加后,就可以实时的反映出患者手术过程中,手术器械和患者口腔的实时状态。通过在显示器103上显示器103械模型影像与口腔模型影像叠加后的影像,医生不需要在患者和显示器103之间来回切换视角,就可以看到手术器械和患者口腔的实时状态,掌握牙科手术的实时执行情况。
为了便于根据口腔标签位姿确定口腔模型影像,所述患者口腔内设置的所述口腔标签至少具有3个标记点,所述口腔标签的至少3个标记点不共面。通过标记点建立口腔标签位姿与口腔模型影像之间的转换关系,处理器102根据转换关系和口腔标签位姿确定口腔模型影像。相同的道理,所述牙科手术器械上的所述器械标签至少具有3个标记点,所述器械标签的3个标记点不共面。
需要说明的是,可以通过导入患者的DICOM数据,提取患者的口腔牙齿、口腔附件的血管等重要组织,制作患者的口腔模型,当然还可以通过其他方式制作患者的口腔模型,此处不做限制。
另外,该牙科手术辅助装置中的显示器103没有与手术器械通过线连接的方式连接到手术控制系统,而是将显示器103与手术控制系统通过无线方式连接,从而可以在动作不受限、可以自由活动的情况下,实现了以任意角度实时观察牙科手术的执行状态,比如,在种植牙齿的手术过程中医生就可以多角度观察窝洞种植情况。
在此,可以通过同一台标记识别设备101对器械标签和口腔标签进行识别,也可以通过不同的标记识别设备101对器械标签和口腔标签进行分别识别。为了保证手术器械和患者口腔的实时状态的同步,所述标记识别设备101同时对所述器械标签和所述口腔标签进行识别。无论是一台标记识别设备101对器械标签和口腔标签进行识别,还是不同的标记识别设备101对器械标签和口腔标签进行分别识别,只要对器械标签和口腔标签同时进行识别,就能够保证牙科手术无延迟、滞后。
具体的,所述标记识别设备101为摄像头。在手术过程中,手术器械是不断移动的,为了能够更好的对移动的手术器械进行识别,进一步的,所述摄像头为深度摄像头。优选的,通过RGB摄像头和/或TOF深度摄像头对口腔标签和器械标签同时进行识别,并将识别到的数据实时发送给处理器102。
本实施例中,所述处理器102中存储有所述患者的口腔模型,所述处理器102进一步用于根据所述口腔标签位姿确定所述患者的口腔模型位姿,以确定所述口腔模型影像。当RGB摄像头和/或TOF深度摄像头扫描到口腔标签时,处理器102根据口腔标签位姿与处理器102中存储的患者的口腔模型进行坐标变换,确定出患者进行手术时的口腔模型影像。
本实施例的牙科手术辅助装置中,所述处理器102中还存储有牙科手术器械模型,所述牙科手术器械模型与所述牙科手术器械相对应。所述处理器102进一步用于根据器械标签位姿确定所述器械模型位姿,以确定所述器械模型影像。在此,对器械模型影像与处理器102中存储的器械模型进行配准的过程与上述口腔模型影像与口腔模型配准的过程相似,在此不再一一赘述。
器械模型影像与器械模型、口腔模型影像与口腔模型分别进行配准,将牙科手术器械与患者口腔变换到同一坐标系下,反映牙科手术器械与患者口腔的实时状态,使医生通过显示器103看到的影像与手术时的真实场景相同,以辅助医生进行牙科手术。需要说明的是,口腔模型影像、器械模型影像可以以设定的透明度与患者口腔进行适配显示,以使得口腔模型影像、器械模型影像不会遮挡住患者口腔。具体在操作过程中,可以根据口腔模型影像、器械模型影像的复杂程度确定透明度,比如,越复杂,透明度就越高。
本申请实施例中,所述处理器102中还可以存储有所述牙科手术的手术路径规划,所述手术路径规划用于为所述医生进行所述牙科手术提供引导。该手术路径规划可以由医生根据患者的实际情况绘制后存储在处理器102中,在进行牙科手术的过程中,所述显示器103还可以显示所述手术路径规划。需要说明的是,医生可以根据手术的实际情况,决定手术路劲规划是否在显示器103中显示。在不需要显示时,可随时取消其显示功能,在手术过程中,医生还可以通过手势对手术路径规划进行修改,将修改结果直接在显示器103中显示,具体操作在此不再一一赘述。
由于是对患者的某一身体部位进行手术,医生在手术过程中需要精神高度集中,以免对患者造成不必要的损伤,或尽量的减小患者的损伤,该牙科手术辅助装置还包括:警报器,所述警报器与所述处理器102连接,用于当所述器械模型影像与所述患者口腔内的血管的距离在设定的警报距离范围内时,发出警报。警报的形式可以是声音、色彩、震动等中的一种或几种的组合;可以通过显示器103进行色彩警示,也可以通过蜂鸣器进行声音警示或者振动器进行震动警示等。警报距离的具体设定应有医生根据患者的实际情况确定。
该牙科手术辅助装置可以为头戴式混合显示设备,将标记识别设备101、处理器102和显示器103均集成在头戴式混合显示设备中,医生在进行牙科手术的过程中,只需要将头戴式混合显示设备戴在头上,即可辅助医生进行牙科手术。此外需要说明的是,处理器102可以有一个或多个处理器102单元组成,当由多个处理器102单元组成时,多个处理器102单元之间可以进行无线通讯,以实现数据的实时传输。由于根据器械标签位姿确定器械模型影像、以及根据口腔标签位姿确定口腔模型影像均需要进行大量实时数据的处理,因而可以将PC工作站作为一个处理器102单元,完成这部分工作。将器械标签位姿、口腔标签位姿的数据实时的传输(优选无线传输)至PC工作站,在工作站中确定器械模型影像以及口腔模型影像,完成器械模型影像和口腔模型影像的叠加,并发送至显示器103。当然也可以直接在头戴式混合现实设备中进行实时数据处理,此处不做限制。
本申请中,头戴式混合现实设备与PC工作站之间进行无线通讯,无需使用线连接,医生可以在动作不受限、可以自由活动的情况下,掌握牙科手术的实时执行情况,比如,在种植牙齿的手术过程中医生就可以多角度观察窝洞种植情况。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的功能模块及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
在本实用新型所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,上述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其他的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制。尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样,倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型实施例权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种牙科手术辅助装置,其特征在于,包括:标记识别设备、处理器和显示器;所述处理器分别与所述标记识别设备、所述显示器相连接;
所述标记识别设备识别牙科手术器械上的器械标签,得到器械标签位姿、以及识别患者口腔内设置的口腔标签,得到口腔标签位姿;
所述处理器接收所述标记识别设备发送的所述器械标签位姿和所述口腔标签位姿,并根据所述器械标签位姿确定器械模型影像,以及根据所述口腔标签位姿确定口腔模型影像,并将所述器械模型影像和所述口腔模型影像叠加后发送给所述显示器进行显示,以辅助医生进行所述牙科手术。
2.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述标记识别设备同时对所述器械标签和所述口腔标签进行识别。
3.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述标记识别设备为摄像头。
4.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述处理器中存储有所述患者的口腔模型,所述处理器进一步用于根据所述口腔标签位姿确定所述患者的口腔模型位姿,以确定所述口腔模型影像。
5.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述处理器中存储有牙科手术器械模型,所述牙科手术器械模型与所述牙科手术器械相对应。
6.根据权利要求5所述的辅助装置,其特征在于,所述处理器进一步用于根据所述器械标签位姿确定所述器械模型位姿,以确定所述器械模型影像。
7.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述处理器中存储有所述牙科手术的手术路径规划,所述手术路径规划用于为所述医生进行所述牙科手术提供引导。
8.根据权利要求7所述的辅助装置,其特征在于,所述显示器还可以显示所述手术路径规划。
9.根据权利要求1所述的辅助装置,其特征在于,所述牙科手术器械上的所述器械标签至少具有3个标记点,所述器械标签的至少3个标记点不共面;和/或,所述患者口腔内设置的所述口腔标签至少具有3个标记点,所述口腔标签的至少3个标记点不共面。
10.根据权利要求1-9任一所述的辅助装置,其特征在于,还包括:警报器,所述警报器与所述处理器连接,用于当所述器械模型影像与所述患者口腔内的血管的距离在设定的警报距离范围内时,发出警报。
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