[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

说明书

本发明公开了一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法，机器人包含机器人装置、CT成像装置、相机、控制装置、支撑装置；机器人装置包含基座、脚踏器、机械臂，基座安装于支撑装置的一侧，脚踏器控制连接机械臂，机械臂上安装有种植手机或种植钻针；CT成像装置包含射线源、探测器、旋转机架，旋转机架安装于支撑装置的一侧，射线源、探测器安装于旋转机架两侧的内壁；探测器、相机分别与控制装置连接进行数据交互，控制装置分别控制连接机械臂、射线源、探测器、相机、支撑装置；控制装置内置有用于依据探测器、相机获取并由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；控制方法包含步骤A1‑A10。

技术领域

本发明涉及口腔种植机器人领域，具体涉及一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人及控制方法。

背景技术

当前，为了提高口腔种植手术精度，缩短手术时间，出现一些基于手术导航系统引导的种植机器人，这些系统通过视觉导航设备，跟踪固定连接在牙齿或手术器械上的基准标记物，间接获取手术器械与口腔种植点的位姿，进而控制机器人按照术前规划好的路径，执行种植手术，手术结束后，再通过扫描设备离线扫描获取口腔影像，医生根据影像数据确定种植手术是否成功，整个系统的种植手术精度完全依赖于导航系统，由于种植点位姿等数据都是通过导航系统间接转换得到的，存在累积误差，因此一定程度上将影响种植精度；

因此需要一种在线直接自动评估种植精度的口腔种植手术机器人，将扫描系统与导航系统、机器人系统集成在一起，当种植手术结束或进行到关键阶段时，通过扫描系统在线扫描，直接获取口腔影像数据，并通过算法自动分析种植精度，当种植精度不符合要求时，根据扫描数据控制机器人按照术前规划好的路径，执行种植手术，以此来进一步提高口腔种植机器人系统精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人，本发明还提供一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人的控制方法，能够将机器人装置、CT成像装置、相机集成在一起，在线扫描直接获得三维CT影像数据，并自动评估种植精度，提高种植效率；通过CT成像装置扫描所获得的种植体等位置数据都是通过影像数据直接获取的，提高数据精度，用以解决现有技术导致的缺陷。

为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案：

第一方面，一种带评估种植精度的口腔种植手术机器人，其中，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6是自由度机械臂，所述机械臂的末端法兰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，所述旋转支架转动用以完成CT扫描，所述旋转机架的底部安装有轨道，所述旋转机架可沿轨道移动以提高手术的效率；

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、所述种植手机或所述种植钻针并将术中基准标记物、所述机械臂、所述术前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，通过相机实时检测基准标记物、所述种植手机或所述种植钻针的位姿，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。前者可用于实时可视化种植手机与术前规划路径、种植体等之间的相对位姿关系，给医生或助手提供参考建议；后者可用于控制所述机械臂及所述种植手机或所述种植钻针自动调整位姿，执行种植操作；