TWI767816B - 根管治療輔助機器人系統以及根管治療輔助組件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種根管治療輔助機器人系統，其包含一機械手臂及電性連接於該機械手臂的一根管治療輔助組件。該根管治療輔助組件包括一多軸力感應裝置、一治療組件及一輔具。該治療組件包括一殼體、設置於該殼體的一拉繩定位結構、連接於該拉繩定位結構的複數拉繩、及組設於該殼體的一根管治療件，且該拉繩定位結構電性連接於該多軸力感應裝置。該輔具適於套接於一人體口腔的一齒結構，且該些拉繩適於連接於該輔具的不同位置。本發明也提供一種根管治療輔助組件。
Description
本發明係提供一種輔助根管治療的技術，尤指一種根管治療輔助機器人系統以及根管治療輔助組件。
在進行牙科的根管清創手術時，牙醫師必須重複地進行繁瑣的清創動作，然而反覆的清創動作容易造成牙醫師的職業傷害。
使用機器人系統進行根管清創手術，必須解決病患未麻醉的狀態下，患部可能的移動。近年來有文獻提出利用影像輔助或光學輔助來進行追蹤移動然而却需要複雜的演算法而導致成本高昂。
發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種根管治療輔助機器人系統以及根管治療輔助組件，以期達到使根管清創治療自動化以減少牙醫師職業傷害的目的。另外，也同時避免因自動化而增加過高的成本。
本發明的第一態樣係提供一種根管治療輔助機器人系統，其包含一機械手臂以及一根管治療輔助組件。該根管治療輔助組件包括一多軸力感應裝置、一治療組件及一輔具。該多軸力感應裝置電性連接於該機械手臂的一末端。該治療組件包括一殼體、設置於該殼體的一拉繩定位結構、連接於該拉繩定位結構的複數拉繩、及組設於該殼體的一根管治療件，且該拉繩定位結構
電性連接於該多軸力感應裝置。該輔具適於套接於一人體口腔的一齒結構，且該些拉繩適於連接於該輔具的不同位置。該根管治療件適於被該機械手臂控制而對該齒結構進行根管清創治療，該多軸力感應裝置適於透過該拉繩定位結構、該些拉繩及該輔具感測到該根管治療件在該人體口腔內的受力，並將受力資訊傳遞給該機械手臂，從而使機械手臂調整對該根管治療件的移動控制。
本發明的第二態樣提供上述根管治療輔助組件。
在一實施例中，該治療組件更包括延伸於該殼體的一握持臂，該握持臂具有一組設孔，且該治療組件更包括一握桿，該握桿組設於該組設孔且具有一第一端與一第二端，該第一端組接於該殼體，該第二端用於組設該根管治療件。
在一實施例中，該根管治療件為一根管銼。
在一實施例中，該多軸力感應裝置為一六軸力感應裝置。
在一實施例中，該輔具為一金屬輔具。
在一實施例中，該拉繩定位結構包括顯露於該殼體的複數凸部，該些拉繩連接於該拉繩定位結構的內部且由該些凸部穿出該拉繩定位結構。
在一實施例中，該機械手臂包括一控制中心，該控制中心用於接收該多軸力感應裝置的受力資訊，藉此控制該機械手臂移動。
藉此，本發明的根管治療輔助機器人系統以及根管治療輔助組件可使根管清創手術自動化，以避免牙醫師的職業傷害。另外，機械手臂可藉由根管治療輔助組件的多軸力感應與拉繩式位移估測方式即時地對根管治療件作移動控制，而無須使用成本昂貴的影像輔助或光學輔助。
1:根管治療輔助機器人系統
2:機械手臂
20:控制中心
3:根管治療輔助組件
31:多軸力感應裝置
32:治療組件
320:殼體
321:拉繩定位結構
322:拉繩
323:根管治療件
324:握持臂
325:組設孔
326:握桿
326a:第一端
326b:第二端
327:凸部
328:開孔
33:輔具
330:框架本體
331:套接槽
4:齒結構
S101:步驟
S102:步驟
S103:步驟
S201:步驟
S202:步驟
S203:步驟
S204:步驟
S205:步驟
S206:步驟
S207:步驟
S208:步驟
S209:步驟
圖1係本發明具體實施例的根管治療輔助機器人系統應用於一人體口腔的牙齒結構的示意圖。
圖2係本發明具體實施例的根管治療輔助機器人系統的一方塊示意圖。
圖3係本發明具體實施例的根管治療輔助組件的輔具的上視示意圖。
圖4係本發明具體實施例的根管治療輔助機器人系統的使用方法的流程圖。
圖5係圖4的步驟S102至S103的細節控制流程圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
請參考圖1至圖3，本發明的第一態樣提供一種根管治療輔助機器人系統1，其包含一機械手臂2以及一根管治療輔助組件3。該根管治療輔助組件3包括一多軸力感應裝置31、一治療組件32及一輔具33。該多軸力感應裝置31電性連接於該機械手臂2的一末端。該治療組件32包括一殼體320、設置於該殼體320的一拉繩定位結構321、連接於該拉繩定位結構321的複數拉繩322、及組設於該殼體320的一根管治療件323，且該殼體320連接於該多軸力感應裝置31，該拉繩定位結構321電性連接於該多軸力感應裝置31。該輔具33適於套接於一人體口腔的一齒結構4，且該些拉繩322適於連接於該輔具33的不同位置。該根管治療件323適於被該機械手臂2控制而對該齒結構4進行根管清創治療，該多軸力感應裝置31適於透過該拉繩定位結構321、該些拉繩322及該輔具33感測到該根管治療件323與該齒結構4之間的受力，並將受力資訊傳遞給該機
械手臂2，從而使機械手臂2調整對該根管治療件323的移動控制。例如：當齒結構4靜止時，該根管治療件323受該機械手臂2的驅使針對齒結構4中所要進行根管清創的牙齒進行作動，此時該些拉繩322與該齒結構4之間分別具有固定的張力。然而當齒結構4略有移動時，該些拉繩322與該齒結構4之間的張力改變，該多軸力感應裝置31可將張力改變的訊號傳遞給該機械手臂2，機械手臂2就可據此調整該根管治療件323的傾斜角度或微調位置等，以使根管治療件323保持精準地針對患部治療，並避免根管治療件323因受力不當而損毀。
如圖1所示，本發明的第二態樣提供上述根管治療輔助組件3。
如圖1及4所示，本發明的根管治療輔助機器人系統1的使用方法可包括以下步驟：
步驟S101：該機械手臂2透過該治療組件32控制該根管治療件323進行移動。
步驟S102：該多軸力感應裝置31透過該拉繩定位結構321、該些拉繩322及該輔具33感測到該根管治療件323與該齒結構4之間的受力，並將受力資訊傳遞給該機械手臂2。
步驟S103：該機械手臂2根據該受力資訊調整對該根管治療件323的移動控制。
如上所述，本發明的根管治療輔助機器人系統1以及根管治療輔助組件3可使根管清創手術自動化，以避免牙醫師的職業傷害。另外，機械手臂2可藉由根管治療輔助組件3的多軸力感應與拉繩式位移估測方式即時地對根管治療件323作移動控制，而無須使用成本昂貴的影像輔助或光學輔助。另
外，藉由即時地微調根管治療件323的移動，也可避免根管治療件323因受力過大而發生斷裂的情形。
如圖1所示，在一實施例中，該治療組件32可更包括延伸於該殼體320的一握持臂324。該握持臂324具有一組設孔325，且該治療組件32可更包括一握桿326。該握桿326組設於該組設孔325且具有一第一端326a與一第二端326b。該第一端326a組接於該殼體320，該第二端326b用於組設該根管治療件323。例如，該殼體320可具有一開孔328以供該第一端326a插入，但並不僅限於此。應注意的是，根管治療件323也可透過其他的方式組設於殼體320。例如鎖附、夾持或拴接等。
如圖1所示，在一實施例中，該根管治療件323為一根管銼，以對齒結構4進行根管清創。但並不僅限於此。該機械手臂2可為一六軸機械手臂，該根管治療輔助組件3的多軸力感應裝置31可如端效器一般地電性連接於該機械手臂2的末端。
如圖1所示，在一實施例中，該多軸力感應裝置31為一六軸力感應裝置。該些拉繩322連接於該拉繩定位結構321中，且該拉繩定位結構321設有顯露於該殼體320的複數凸部327，以供該些拉繩322穿出該拉繩定位結構321。該拉繩定位結構321內可配置有複數輪轂(圖未示)，以供該些拉繩322纏繞。例如，轉動該些輪轂可分別調整該些拉繩322穿出該拉繩定位結構321的長度，固定該些輪轂可分別固定該些拉繩322穿出該拉繩定位結構321的長度以進行根管治療。由於多軸力感應裝置31為一六軸力感應裝置，因此該些凸部327及該些拉繩322的數量皆為六個，但並不僅限於此。多軸力感應裝置31可為一
角度或位移感測器，以將機械運動轉換成可以計量、記錄或傳送的電訊號。該些拉繩322可為金屬線，例如不鏽鋼線。
如圖1及圖3所示，在一實施例中，該輔具33為一金屬輔具。輔具33可針對不同病人的齒結構4的形狀進行製作。該輔具33可包括一框架本體330，框架本體330圍繞用於套接齒結構4的一套接槽331。該些拉繩322可連接於該框架本體330的不同位置，例如該框架本體330的外凸緣的不同位置，藉此使多軸力感應裝置31精準地感應到拉繩322的張力變化。
如圖1及圖2所示，在一實施例中，該機械手臂2包括一控制中心20。該控制中心20用於接收該多軸力感應裝置31的受力資訊，藉此控制該機械手臂2移動。該控制中心20可為電腦、微電腦或可程式化機板。牙醫師可先對病人進行口腔斷層掃描後，藉由輔具33以及斷層掃描的結果定義出齒結構4要進行根管清創的區域，例如輔具33可由斷層掃描的影像將要進行根管清創的齒結構4的區域露出。接著透過人機互動介面，例如觸控螢幕、鍵盤、滑鼠等將指令送給控制中心20，以控制機械手臂2，進而控制根管治療件323對齒結構4進行根管清創治療。該控制中心20也可內建有演算法，當病人略有移動時，控制中心20也可透過多軸力感應裝置31及拉繩定位結構321感測到齒結構4的移動，透過演算法算出根管清創治療部位的位置及姿態，即時監測病人細微的移動，以降低因為病人移動所造成之手術風險。
如圖5所示並參考圖1，多軸力感應裝置31主要是量測根管治療件323(例如根管銼)所受的應力，拉繩定位結構321則可量測病患頭部的位移。可根據拉繩定位結構321所提供的位移資訊來移動機械手臂2，使根管治療件
323對準治療區域的牙根管，再使用多軸力感應裝置31感測根管銼所受扭力來調整機械手臂2的姿態與根管治療件323的給進率。
步驟S201為一開始步驟，即機械手臂2開始控制根管治療件323。
步驟S202為一力感測順應控制的步驟，即多軸力感應裝置31開始量測根管治療件323所受的應力，而拉繩定位結構321開始量測病患頭部的位移。機械手臂2就可據此調整該根管治療件323的傾斜角度或微調位置。
在步驟S203中，若持續感測到病患位移，則返回步驟S202，若無則進入步驟S204，判斷根管治療件323是否已達最深。若根管治療件323已達最深，則進入步驟S209，結束對於此牙根管的治療。
在步驟S204中，若偵測到根管治療件323未達最深，代表牙根管尚未完成清創，則進入步驟S205，調整根管治療件323的進給率。
在步驟S206中，若發現根管治療件323有扭力過大的情況，則進入步驟S207，控制根管治療件323反轉退出，再回到步驟S202。若無則進入步驟S208，控制根管治療件323正轉鑽入。藉由一至多次的流程，來完成對於牙根管的根管治療。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:根管治療輔助機器人系統
2:機械手臂
3:根管治療輔助組件
31:多軸力感應裝置
32:治療組件
320:殼體
321:拉繩定位結構
322:拉繩
323:根管治療件
324:握持臂
325:組設孔
326:握桿
326a:第一端
326b:第二端
327:凸部
328:開孔
33:輔具
4:齒結構
Claims (9)
- 一種根管治療輔助機器人系統，其包含：一機械手臂；以及一根管治療輔助組件，其包括一多軸力感應裝置、一治療組件及一輔具；其中，該多軸力感應裝置電性連接於該機械手臂的一末端；其中，該治療組件包括一殼體、設置於該殼體的一拉繩定位結構、連接於該拉繩定位結構的複數拉繩、及組設於該殼體的一根管治療件，且該拉繩定位結構電性連接於該多軸力感應裝置；其中，該輔具適於套接於一人體口腔的一齒結構，且該些拉繩適於連接於該輔具的不同位置；其中，該根管治療件適於被該機械手臂控制而對該齒結構進行根管清創治療，該多軸力感應裝置適於透過該拉繩定位結構、該些拉繩及該輔具感測到該根管治療件在該人體口腔內的受力，並將受力資訊傳遞給該機械手臂，從而使機械手臂調整對該根管治療件的移動控制。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該治療組件更包括延伸於該殼體的一握持臂，該握持臂具有一組設孔，且該治療組件更包括一握桿，該握桿組設於該組設孔且具有一第 一端與一第二端，該第一端組接於該殼體，該第二端用於組設該根管治療件。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該根管治療件為一根管銼。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該多軸力感應裝置為一六軸力感應裝置。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該輔具為一金屬輔具。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該拉繩定位結構包括顯露於該殼體的複數凸部，該些拉繩連接於該拉繩定位結構的內部且由該些凸部穿出該拉繩定位結構。
- 如請求項1所述之根管治療輔助機器人系統，其中該機械手臂包括一控制中心，該控制中心用於接收該多軸力感應裝置的受力資訊，藉此控制該機械手臂移動。
- 一種根管治療輔助組件，適用於一機械手臂，該根管治療輔助組件包括：一多軸力感應裝置，電性連接於該機械手臂的一末端；一治療組件，包括一殼體、設置於該殼體的一拉繩定位結構、連接於該拉繩定位結構的複數拉繩、及組設於該殼體的一根管治療件，且該拉繩定位結構電性連接於該多軸力感應裝置；以及一輔具，適於套接於一人體口腔的一齒結構，且該些拉繩適於連接於該輔具的不同位置； 其中，該根管治療件適於被該機械手臂控制而對該齒結構進行根管清創治療，該多軸力感應裝置適於透過該拉繩定位結構、該些拉繩及該輔具感測到該根管治療件在該人體口腔內的受力，並將受力資訊傳遞給該機械手臂，從而使機械手臂調整對該根管治療件的控制。
- 如請求項8所述之根管治療輔助組件，其中該殼體延伸有一握持臂，該握持臂具有一組設孔，且該治療組件更包括一握桿，該握桿組設於該組設孔且具有一第一端與一第二端，該第一端組接於該殼體，該第二端用於組設該根管治療件。
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