[发明专利]一种牙科手术机器人的控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明提出了一种牙科手术机器人的控制方法，包括以下步骤：控制机械臂夹持牙钻朝向靠近目标牙齿的方位移动；分别获取牙钻末端及目标牙齿在牙齿标记物坐标系下的坐标数据；根据所述坐标数据计算牙钻末端与目标牙齿之间的距离；当牙钻末端与目标牙齿之间的距离达到设定阈值时，控制机械臂停止运动。本发明通过NDI光学定位系统获取牙钻末端及目标牙齿在牙齿标记物坐标系下的坐标数据，从而计算牙钻末端与目标牙齿之间的距离，并根据距离控制机械臂的运动状态，一方面，方便精确地将牙钻末端导航至目标牙齿位置；另一方面，可以根据牙钻末端与目标牙齿之间的距离判断牙钻打磨的深度，从而使得牙科手术的操作更加简便，且精度更高。

技术领域

本发明涉及牙科手术器械控制技术领域，尤其涉及一种牙科手术机器人的控制方法、系统及存储介质。

背景技术

随着经济的飞速发展，生活水平的不断提高，越来越多的人意识到口腔健康的重要性。在口腔疾病中，龋齿病发病率较高。修牙、补牙、换牙等病例大幅度增加，使得医护人员大幅度紧缺，同时牙科手术过程需要牙科医生在视野和操作区域都非常狭小的口腔内进行多种复杂精细的操作，这都需要牙科医生长时间的训练与积累。为了填补医疗资源的紧缺，牙科手术设备实现自动化显的尤为重要，自动化牙科手术设备使得牙科手术更加便捷精确，同时也减轻了医务人员工作负担。

传统手术的种植过程中，医生根据个人经验判断牙钻针尖位置与牙齿间的距离，医生需要通过固定深度的定深钻和导板才能限制牙钻打磨的最大深度，以避免打磨过程中触碰到神经管等重要的软组织。整个种植的过程复杂且受个人经验影响较大。

发明内容

本发明提出一种牙科手术机器人的控制方法、系统及存储介质，解决了现有技术中牙齿种植过程复杂且受个人经验影响较大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种牙科手术机器人的控制方法，包括以下步骤：

控制机械臂夹持牙钻朝向靠近目标牙齿的方位移动；

分别获取牙钻末端及目标牙齿在牙齿标记物坐标系下的坐标数据；

根据所述坐标数据计算牙钻末端与目标牙齿之间的距离；

当牙钻末端与目标牙齿之间的距离达到设定阈值时，控制机械臂停止运动。

作为本发明优选的方案，分别获取牙钻末端及牙齿标记物在NDI坐标系下的坐标数据，根据该坐标数据计算牙钻末端在牙齿标记物坐标系下的坐标数据。

作为本发明优选的方案，所述机械臂的夹持端固定安装有第一支架，所述第一支架上安装有至少3个定位反光球；NDI光学定位系统通过获取第一支架上多个定位反光球的坐标数据，得到牙钻末端在NDI坐标系下的坐标数据。

作为本发明优选的方案，所述牙齿标记物包括第二支架以及安装在第二支架上的至少3个定位反光球，所述第二支架通过牙胶固定在牙齿上，且第二支架上的多个定位反光球位于口腔外部；NDI光学定位系统通过获取第二支架上多个定位反光球的坐标数据，得到牙齿标记物在NDI坐标系下的坐标数据。

作为本发明优选的方案，通过光学探针获取目标牙齿在NDI坐标系下的坐标数据，再根据目标牙齿及牙齿标记物在NDI坐标系下的坐标数据，计算目标牙齿在牙齿标记物坐标系下的坐标数据。

作为本发明优选的方案，所述光学探针上固定安装有第三支架，所述第三支架上安装有至少3个定位反光球；NDI光学定位系统通过获取第三支架上多个定位反光球的坐标数据，得到光学探针尖端在NDI坐标系下的坐标数据，通过移动光学探针使其尖端接触目标牙齿，即可获得目标牙齿在NDI坐标系下的坐标数据。

作为本发明优选的方案，所述机械臂由上位机控制，所述上位机与机械臂、NDI光学定位系统之间通过Modbus通信方式连接。