[发明专利]一种种植牙高精度智能定位系统

权利要求书

1.一种种植牙高精度智能定位系统，所述种植牙高精度智能定位系统包括，保持患者口腔处于固定开合度的扩张器，导入患者缺失牙齿处的牙槽骨上的植入体，获取患者口腔图像的图像采集装置，操作所述植入体精确植入患者牙槽骨处的机械运动装置，与所述图像采集装置和所述机械运动装置连接的主机；

所述图像采集装置包括放置在拍片室内获取患者口腔断层术前三维模型的锥形束计算机断层扫描仪、置于手术台四周以采集种植手术过程中患者口腔实时二维图像的摄像装置、与所述摄像装置连接将患者口腔实时二维图像转换为患者口腔实时三维模型的图像处理装置；

所述机械运动装置包括内置活动钻头的机头，自动更换所述机头上钻头的自动换钻装置，与所述机头连接控制所述机头上钻头旋转的旋转本体，与所述旋转本体连接控制所述机头上钻头移动位置的多关节机械臂，与所述自动换钻装置、所述旋转本体和所述多关节机械臂连接的控制装置；

所述主机包括接收单元、处理单元、钻头路径编程插件、显示器、发送单元；所述接收单元与所述锥形束计算机断层扫描仪和所述图像处理装置连接获得患者口腔断层术前三维模型和患者口腔实时三维模型；所述处理单元与所述接收单元连接，并将获得的患者口腔断层术前三维模型和患者口腔实时三维模型叠加获得患者口腔断层实时三维模型；所述钻头路径编程插件基于计算机辅助制造软件生成钻头作业流程编程；所述显示器显示种植手术过程中的患者口腔断层实时三维模型；所述发送单元将钻头作业流程编程发送至所述控制装置；

所述图像处理装置将患者口腔实时二维图像转换为患者口腔实时三维模型的算法为；

患者口腔实时二维图像上某一点A表示为A(x，y)

患者口腔实时三维模型上A点表示为(x，y，D_k)

其中A点的深度D_k = ，表示所述摄像装置距离患者口腔中心点的距离；K是患者口腔实时二维图像某一点在平移投影上的深度参数；

所述摄像装置拍摄患者口腔的实时二维图像是在患者戴上所述扩张器基础下拍摄的；

所述自动换钻装置包括机座、钻头库盘和换钻头机构；所述机座置于所述多关节机械臂正下方，且安装有钻头安装工位；所述钻头库盘置于所述机座内且储存有多个钻头；所述换钻头机构包括转动所述钻头库盘到设定位置的钻头库盘驱动单元，将所述钻头库盘内钻头移送至所述钻头安装工位的移动轨道单元，置于所述钻头安装工位上用于置换所述机头上钻头的钻头架单元、为所述钻头架单元提供动力用于夹紧和放开钻头的驱动气缸单元；

所述换钻头机构用于将所述钻头库盘的钻头移送至所述钻头安装工位，并安装在所述机头上；所述钻头库盘内储存有对准仪、在患者缺失牙齿处的牙槽骨选定位置打孔定位的定位钻头、在所述选定位置继续钻孔至选定深度的先锋钻头、将钻孔扩大至选定直径的扩孔钻头、将钻孔切削成螺旋槽型的成型钻头、对钻孔进行攻丝的攻丝钻头；所述对准仪用于将当前患者口腔中的选定位置设定为所述多关节机械臂虚拟坐标系原点；

所述钻头路径编程插件包括计算机辅助制造软件、与所述处理单元和所述计算机辅助制造软件连接的导入模块、与所述导入模块和所述计算机辅助制造软件连接的加工程序编码模块、模拟加工模块、人工编码模块和导出模块；所述导入模块导入患者口腔断层实时三维模型至计算机辅助制造软件中；所述加工程序编码模块通过导入在计算机辅助制造软件中的患者口腔断层实时三维模型选择加工路径，并自动生成所述机械运动装置的作业流程编程；所述模拟加工模块根据作业流程编程模拟钻头路径是否有钻头碰撞患者牙齿的故障发生；所述人工编码模块用于对作业流程编程进行修改；所述导出模块将作业流程编程发送至所述发送单元。

2.如权利要求1所述的种植牙高精度智能定位系统，其特征在于，所述主机的处理步骤如下：

步骤S1：所述接收单元获取患者口腔断层术前三维模型和患者口腔实时三维模型；并发送至所述处理单元；

步骤S2：所述处理单元将获得的患者口腔断层术前三维模型和患者口腔实时三维模型叠加处理，获得患者口腔断层实时三维模型，并发送至所述导入模块；

步骤S3：所述导入模块将患者口腔断层实时三维模型导入至所述计算机辅助制造软件中；

步骤S4：所述加工程序编码模块在所述计算机辅助制造软件中，对患者口腔断层实时三维模型选择加工路径，生成作业流程编程，并发送至所述模拟加工模块中；

步骤S5：所述模拟加工模块根据作业流程编程，模拟钻头路径是否有钻头碰撞患者牙齿的故障发生：

若有故障发生，执行步骤S6；

若无故障发生，执行步骤S7；

步骤S6：所述模拟加工模块将作业流程编程发送至所述人工编码模块，由技术人员对作业流程编程修改后发送至所述模拟加工模块中，返回执行步骤S5；

步骤S7：将作业流程编程发送至所述导出模块，由所述导出模块发送至所述发送单元；

步骤S8：所述发送单元将作业流程编程发送至所述控制装置，使所述机械运动装置按作业流程编程运行。