本文關(guān)鍵詞：口腔種植機器人系統(tǒng)精度的相關(guān)研究

  更多相關(guān)文章： 口腔種植 外科機器人技術(shù) 視覺導(dǎo)航系統(tǒng) 精度

【摘要】：【背景】口腔種植牙技術(shù)在近年中得到了快速的發(fā)展,隨著種植體表面處理方法和植入技術(shù)的不斷進步、種植成功率的不斷提高、適應(yīng)癥也不斷擴大,目前種植手術(shù)已無絕對禁忌癥,許多新的種植修復(fù)方法也被廣泛的應(yīng)用于臨床。同時伴隨著生活水平的提高,人們對口腔缺牙越來越重視,美觀、舒適、遠期效果好的口腔種植技術(shù)受到更多的青睞。但是在傳統(tǒng)種植手術(shù)中,治療效果也主要決定于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗和操作的準確性,任何操作的微小失誤和精度偏差都會影響到遠期的功能和美觀效果,造成不必要的并發(fā)癥。隨著手術(shù)機器人在外科領(lǐng)域取得成功,手術(shù)機器人微創(chuàng)、精準和高效的特點也恰恰是口腔種植技術(shù)未來的發(fā)展方向,能否將兩者結(jié)合,讓機器人代替醫(yī)生來完成種植手術(shù)成為了我們的研究目標�！灸康摹炕谝陨媳尘�,本課題組與北京航空航天大學(xué)機器人研究所共同研發(fā)了口腔種植機器人系統(tǒng),該系統(tǒng)是一款綜合應(yīng)用視覺傳感、力學(xué)傳感、三維可視化和微型機器人等技術(shù)的醫(yī)療手術(shù)機器人系統(tǒng),本研究作為該項目的組成部分,目的是:1.構(gòu)建一種適合口腔種植機器人系統(tǒng)精度研究的模塊化牙列缺損種植模型;2.通過基于模型實驗的口腔種植機器人系統(tǒng)精度評價,作出詳細的誤差分析,為軟件、硬件及手術(shù)流程的優(yōu)化提出依據(jù),給后續(xù)的動物實驗和臨床實驗打下基礎(chǔ)�！痉椒ā�1.按kennedy牙列缺損分類方法將模塊化牙列缺損種植模型分成八類,利用geomagic逆向工程軟件分別構(gòu)建三維數(shù)字模型;2.利用3d打印技術(shù)將模塊化牙列缺損種植模型的三維數(shù)字模型加工成實物;3.分析模塊化模型的配準誤差,為后續(xù)研究中的誤差分析排除干擾;4.搭建口腔種植機器人系統(tǒng)的種植平臺、機械臂平臺以及導(dǎo)航環(huán)境,并完成各結(jié)構(gòu)之間的標定;5.規(guī)劃機器人在模塊化模型上種植的工作路徑;6.在視覺導(dǎo)航下完成口腔種植機器人系統(tǒng)精度的模型實驗;7.種植完成后經(jīng)cbct(cone-beamcomputedtomography)掃描重建種植區(qū)模塊stl(standardtriangulatelanguage)數(shù)據(jù),與種植區(qū)模塊的原始設(shè)計三維數(shù)據(jù)配準后,分別提取種植窩洞和種植規(guī)劃路徑的四個點,導(dǎo)入到excel中,計算出種植窩洞的肩部偏差、根部偏差和角度偏差;8.將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至spss軟件,進行描述性統(tǒng)計和snk-q檢驗;9.結(jié)合口腔種植機器人系統(tǒng)種植過程分析結(jié)果中的誤差來源,優(yōu)化相關(guān)參數(shù)�！窘Y(jié)果】1.利用geomagic逆向工程軟件構(gòu)建出模塊化牙列缺損種植模型(共八種分類),并利用3d打印技術(shù)加工成實物;2.模塊化模型配準后平均距離的均值為0.093,標準差為0.008;單樣本t檢驗顯示,按α=0.05水準,拒絕原假設(shè),認為模塊化模型的配準誤差小于0.1mm。3.口腔種植機器人系統(tǒng)精度的模型實驗結(jié)果顯示,所有種植窩洞的肩部偏差為0.705±0.145(95%ci:0.673-0.737mm),根部偏差為0.998±0.232mm(95%ci:0.948-1.050mm),角度偏差為2.077±0.455mm(95%ci:1.978-2.175mm)。snk-q檢驗結(jié)果顯示,按α=0.05水準,在肩部偏差、根部偏差和角度偏差中下頜四種分類模型間兩兩比較均無統(tǒng)計學(xué)差異。【結(jié)論】構(gòu)建模塊化牙列缺損種植模型是口腔種植機器人系統(tǒng)精度評價的重要組成部分,通過該模型我們可以模擬手術(shù)環(huán)境,貼近真實情況;同時還能簡化實驗步驟,優(yōu)化精度實驗的操作流程;最重要的是提高了模型精度,減少了模型誤差對后期精度實驗的干擾。同時我們通過對模塊化牙列缺損種植模型配準誤差的分析,結(jié)果顯示基于成對基準點的配準方法配準精度較高,使用模塊化牙列缺損種植模型對后期模型實驗的精度分析干擾較小。最后,我們通過評價該系統(tǒng)在模塊化模型上的種植精度,比較種植路徑和種植窩洞的偏離值得出,種植窩洞的肩部偏差為0.705±0.145(95%CI:0.673-0.737mm),根部偏差為0.998±0.232(95%CI:0.948-1.050mm),角度偏差為2.077±0.455(95%CI:1.978-2.175mm),上述結(jié)果說明口腔種植機器人系統(tǒng)的種植精度較高,優(yōu)于目前臨床廣泛使用的種植導(dǎo)板的植入精度,而且口腔種植機器人系統(tǒng)更為穩(wěn)定。同時針對實驗結(jié)果,我們對口腔種植機器人系統(tǒng)的術(shù)前搭建、術(shù)中實施以及術(shù)后數(shù)據(jù)獲取分析等整體過程做了詳細的誤差分析,詳細闡述了每一個環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的誤差,根據(jù)誤差來源提出進一步提高精度的辦法,為系統(tǒng)軟件、硬件及手術(shù)流程的優(yōu)化和下一步的動物、臨床實驗打下了堅實的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：口腔種植 外科機器人技術(shù) 視覺導(dǎo)航系統(tǒng) 精度
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R783.6;TP242
【目錄】：

• 縮略語表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-14
• 文獻回顧14-24
• 第一部分 模塊化牙列缺損種植模型的構(gòu)建及其精度的相關(guān)研究24-38
• 實驗一 構(gòu)建模塊化牙列缺損種植模型24-34
• 1 材料和儀器24-25
• 2 方法25-32
• 3 結(jié)果32
• 4 討論32-34
• 實驗二 三維數(shù)字模型配準誤差的相關(guān)研究34-38
• 1 材料和儀器34-35
• 2 方法35-36
• 3 結(jié)果36
• 4 討論36-38
• 第二部分 基于模型實驗的口腔種植機器人系統(tǒng)精度評價38-67
• 實驗三 口腔種植機器人系統(tǒng)精度評價模型實驗及系統(tǒng)精度誤差分析38-67
• 1 材料和儀器38-45
• 2 方法45-57
• 3 結(jié)果57-61
• 4 討論61-67
• 小結(jié)67-68
• 參考文獻68-72
• 附錄72-74
• 個人簡歷和研究成果74-75
• 致謝75-76
• 病例匯報76-86
• 病例一76-79
• 病例二79-82
• 病例三82-86

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本文編號：948528