申请/专利权人：杭州键嘉医疗科技股份有限公司

申请日：2022-07-18

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN115153925B

主分类号：A61C8/00

分类号：A61C8/00;A61C3/02;A61C1/08;A61B34/20;G06T7/30;G06T7/70;G06T7/80

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.12.09#著录事项变更;2022.10.28#实质审查的生效;2022.10.11#公开

摘要：本发明提供了一种口腔种植牙手术钻头自动定位装置及方法，所述装置包括：红外双目相机、口腔夹具、机械臂、探针、末端组件、按钮模块、种植手机、钻头、术中种植牙导航系统。所述方法包括以下步骤：设备准备；进行牙颌配准；在所述种植手机末端安装所述钻头，获取所述钻头的位姿；获取目标位置在机械臂坐标系下的旋转矢量参数；所述机械臂带动所述钻头自动定位至目标位置；所述机械臂沿着所述钻头的轴线进行定线运动，植入所述种植体；验证种植精度。本发明采用导航相机和机械臂结合的方式，将术前规划、术中配准、钻头自动定位以及定线打磨运动高度集成，术中实时显示种植精度，避免了人为误差，且操作便捷，在临床上具有极高的使用价值。

主权项：1.一种口腔种植牙手术的钻头自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，进行设备准备，获取机械臂末端和种植手机末端的相对位置关系；所述设备包括：红外双目相机、口腔夹具、机械臂、探针、末端组件、按钮模块、种植手机、钻头、术中种植牙导航系统；其中，所述红外双目相机包含左右两个镜头，作为视觉导航仪；所述口腔夹具一端装有反光球，作为第一视觉标记，另一端呈现字母U的形状，与患者口腔佩戴适配；所述探针头部装有反光球，作为第二视觉标记，所述探针末端呈现锥状；所述机械臂末端装有反光球，作为第三视觉标记，且所述机械臂末端法兰与所述末端组件连接；所述末端组件一端连接所述机械臂末端法兰，另一端连接所述种植手机，连接所述种植手机的部分设置有按钮模块，通过按钮可操作所述机械臂进入示教模式、定位模式、定线模式；所述种植手机一端连接所述末端组件，另一端连接打磨用的钻头；所述术中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，并实时反馈钻头位置和目标位置之间的相对位置关系；S102，牙颌配准，获取红外双目相机坐标系和患者口腔CT坐标系的转换关系；S103，在所述种植手机末端安装合适的钻头，进行钻头末端标定；S104，获取所述机械臂末端工具的当前位姿，即所述钻头的当前位姿；设备启动后机械臂控制器实时向所述术中种植牙导航系统中以旋转矢量的格式发送所述机械臂末端工具的当前位姿；根据位姿中的rx，ry，rz计算得到位姿表示方法中轴角表达式中的，其中，，，；根据罗德里格斯公式，其中K表示为矩阵： ；将kx，ky，kz以及θ的值代入公式中得到完整的R；根据x，y，z和R构建四阶齐次矩阵，得到Matrix_tool2base；S105，根据各坐标系之间的转换关系获取目标种植体位置至机械臂坐标系的旋转矩阵，并转化为所述机械臂运动指令所需要的旋转矢量参数；由术前拍摄的口腔CBCT规划缺牙位所需要安装的种植体型号与位置，得到所述种植体与所述CT坐标系的转换矩阵，记为Matrix_implant2ct；由第三视觉标记得到所述机械臂末端至所述红外双目相机坐标系的转换矩阵Matrix_flange2ndi，通过钻头标定功能计算得出所述钻头末端到机械臂末端坐标系之间的转换矩阵，记为Matrix_tool2flange，由此计算得到所述钻头末端至所述红外双目相机坐标系的转换矩阵，记为Matrix_tool2ndi，进而得到所述钻头末端至所述CT坐标系的转换矩阵，记为Matrix_tool2ct；由所述钻头末端至所述CT坐标系的转换矩阵Matrix_tool2ct和所述种植体与所述CT坐标系的转换矩阵Matrix_implant2ct得到所述目标种植体至所述钻头末端的转换矩阵，记为Matrix_implant2tool；由所述目标种植体至所述钻头末端的转换矩阵Matrix_implant2tool、所述钻头末端至所述机械臂坐标系的转换矩阵Matrix_tool2base得到所述目标种植体至所述机械臂坐标系的旋转矩阵，记为Matrix_implant2base；将旋转矩阵Matrix_implant2base转化为机械臂运动指令所需要的旋转矢量参数；S106，所述机械臂带动所述钻头运动，自动定位至目标位置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 杭州键嘉医疗科技股份有限公司 一种口腔种植牙手术的钻头自动定位装置及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD