[发明专利]一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测系统和方法

说明书

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测系统和方法。该系统包括：牙槽、探针、连接体、种植体、口腔定位夹具、种植牙导航系统、红外双目相机、机械臂。通过在手术中使用探针与种植体接触的交互方式，实时获取当前种植体的三维位置，从而在种植牙手术过程中实时计算种植精度，并通过所述种植牙导航系统实时显示，判断种植体是否植入至理想位置，医生可根据种植牙的实时位置及时调植入深度，从而更准确、高效的完成手术。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测系统和方法。

背景技术

随着机器人技术的快速发展，手术机器人已成为医疗手术领域重要的研究方向。手术机器人在让手术结果变得更加精准的同时，还可以降低医生的学习成本，让手术的过程标准化和简单化。同时，口腔种植技术在近些年来也得到了快速的发展，种植牙手术已成为牙齿缺失和修复的主流治疗方案，种植牙手术机器人的研究也成为了热门研究趋势。

种植牙手术的精度判断标准是种植手术完成后种植牙的位置与手术规划时预期的种植位置在三维空间的偏差值。目前，传统的人工植牙和手术机器人植牙手术需要进行术后评估来计算种植精度，即将术前的CT影像、术前规划的理论种植位置的种植体和术后植入种植体的CT影像进行图像融合，测量并计算理论和实际种植体的角度和距离误差值，判断手术的精准度。但该方法不够灵活、效率低，且无法在手术过程中实时反馈当前精确的种植精度，医生只能凭借经验和肉眼观察种植是否到位，而医生更需要的是在手术过程中即时获取当前种植牙的位置即种植精度，并根据种植牙的实时位置及时调植入深度。因此亟需一种能够在种植牙手术过程中获取种植精度的检测系统和方法。

发明内容:

为了解决上述背景技术中所述的无法在种植牙手术过程获取种植精度的问题，本发明提供了一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测系统和方法，该方法通过在手术中使用探针与种植体接触的交互方式，获取当前种植体的三维位置来计算种植精准度，判断种植体是否植入至理想位置，帮助医生更准确、高效的进行手术。

第一方面，本发明提供了一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测系统，该系统包括：牙槽、探针、连接体、种植体、口腔定位夹具、种植牙导航系统、红外双目相机、机械臂。

进一步地，所述探针头部装有反光结构，作为第一视觉标记，可被红外双目相机识别三维位置，所述探针末端呈锥状或者勾状。

进一步地，所述口腔定位夹具的一端装有反光结构，作为第二视觉标记，另一端呈现字母U的形状，与患者口腔的牙槽适配。

进一步地，所述连接体的一端为连接杆，用于与所述机械臂的末端相连接，另一端连接种植体。

进一步地，所述连接杆顶部至所述种植体顶部的距离固定。

进一步地，所述红外双目相机包含左右两个镜头，作为视觉导航仪。

进一步地，所述种植牙导航系统可精确地将手术场景中的物体及其相对位置实时可视化，并实时反馈当前种植牙的精准度。

第二方面，本发明还提供了一种用于口腔种植牙手术的术中种植精度检测方法，该方法包括：

设备与系统准备：将所述口腔定位夹具佩戴于患者口腔中的规定位置，所述红外双目相机可识别场景中运动的第一和第二视觉标记，启动所述种植牙导航系统实时显示种植的精度；

配准CT坐标系与红外双目相机坐标系，将所述种植牙导航系统显示的虚拟场景与种植牙手术中面对的现实手术场景相匹配；

进行种植体坐标系与所述红外双目相机坐标系的转换；

标定所述探针末端位置，用于实时计算所述探针末端在所述红外双目相机坐标系下的坐标；

计算当前植入的种植体的顶面在理论种植体坐标系下的表示；