[发明专利]一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法

权利要求书

1.一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人，其特征在于，包含机器人装置、CT成像装置、相机、控制装置、支撑装置；

所述机器人装置包含基座、脚踏器以及安装于所述基座顶部的机械臂，所述基座安装于支撑装置的一侧，所述脚踏器控制连接所述机械臂，所述机械臂上安装有种植手机或种植钻针；

所述CT成像装置包含射线源、探测器、旋转机架，所述旋转机架安装于所述支撑装置近所述支撑装置放置头部的一侧，所述射线源、所述探测器安装于所述旋转机架两侧的内壁；

所述探测器、所述相机分别与所述控制装置连接进行数据交互，所述控制装置分别控制连接所述机械臂、所述射线源、所述探测器、所述相机、所述支撑装置；

所述控制装置内置有用于依据所述探测器获取并由所述控制装置处理后得到的数据进行精度评估的精度评估模块；

所述相机实时检测基准标记物、种植手机或种植钻针进行标定，并将术中所述基准标记物、机械臂、术前CT图像数据统一坐标系，通过对术前及术中基准标记物进行识别、配准或匹配，实现术前CT图像与术中基准标记物统一坐标系；统一坐标系后，通过所述相机实时检测基准标记物、种植手机或种植钻针的位姿，可同时转换到术前三维CT图像空间或转换到机械臂空间中；

所述口腔种植手术机器人进行口腔种植评估种植精度的控制操作，其中，所述控制操作进行以下处理：

步骤A1:所述CT成像装置扫描口腔获得术前的基准三维CT图像数据，并分割成上颌骨和下颌骨影像数据；

步骤A2:所述CT成像装置扫描种植体获得种植体三维CT图像数据，作为种植体模板；

步骤A3:利用基准三维CT图像数据规划确定种植方案，并将种植体模板虚拟植入到基准影像中；

步骤A4:对种植手机或种植钻针进行工具标定；

步骤A5:对机械臂和相机进行位置标定，统一坐标系；

步骤A6:相机实时获取基准标记物位姿；

步骤A7:根据实时获取的基准标记物位姿计算种植位姿并转换到机械臂空间；

步骤A8:根据种植方案、种植区域的位姿以及机械臂当前位姿控制种植手机或种植钻针移动到种植区域；

步骤A9:相机实时获取种植手机或种植钻针的位姿，控制装置控制机械臂进行手动模式或自动模式的种植操作；

步骤A10:种植手术结束或进行到关键阶段时，所述CT成像装置扫描获得种植三维CT影像，自动评估种植精度；

步骤A9中的自动模式包含以下步骤：

步骤B1:术中相机实时获取种植手机或种植钻针的位姿，并在术前的基准三维CT图像数据中将当前种植手机或种植钻针的位姿与术前规划的种植路径数据和种植位置数据叠加显示，计算机根据种植手机当前位姿、术前规划路径和解剖结构给出操作建议；

步骤B2:实时观察种植手机或种植体相对于虚拟种植体和周围解剖结构之间的位置关系，在线修改种植方案；

步骤B3:机械臂控制种植手机或种植钻针自动调整位姿，执行种植操作；

步骤B4:操作者通过控制面板和脚踏控制、调整手术进程。

2.如权利要求1所述的一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人，其特征在于，所述控制装置包含微处理器、图像识别模块、图像分析模块，所述精度评估模块内置于所述微处理器；

所述微处理器用于发送成像指令至所述射线源、所述探测器、所述相机、所述支撑装置，还用于接收所述探测器传输的三维CT图像数据、所述相机传输的拍摄图像数据，并将所述三维CT图像数据据传输至所述图像识别模块、所述图像分析模块、所述精度评估模块，所述微处理器还用于将所述相机传输的拍摄图像数据传输至所述图像识别模块、所述图像分析模块；

所述图像识别模块用于对所述三维CT图像数据与所述相机传输的拍摄图像数据进行识别并生成传输至所述微处理器的图像识别数据；

所述图像分析模块用于对所述三维CT图像数据与所述相机传输的拍摄图像数据进行分析并生成传输至所述微处理器的图像分析数据；

所述精度评估模块根据所述三维CT图像数据评估得到传输至所述微处理器的精度评估数据；

所述微处理器依据所述图像识别数据、所述图像分析数据来控制所述机械臂工作。