相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年6月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/170,038和于2014年12月9日提交的no.62/089,580的權(quán)益，這些申請(qǐng)中的每一個(gè)都被整體以引用方式并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及機(jī)器人系統(tǒng)及其使用方法。更具體地，本公開(kāi)涉及使用機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)i)自動(dòng)執(zhí)行各種牙科過(guò)程和/或(ii)監(jiān)控手動(dòng)執(zhí)行的牙科過(guò)程，從而產(chǎn)生機(jī)器人系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)在建立被修改的三維模型時(shí)可使用，所述被修改的三維模型用于研發(fā)最終的和/或臨時(shí)性牙科假體(例如，牙冠、基臺(tái)等)。

背景技術(shù)：

用人工牙體對(duì)部分或完全無(wú)牙頜患者進(jìn)行牙體修復(fù)典型地開(kāi)始于切開(kāi)患者的齒齦來(lái)暴露下面的骨頭。牙種植體形式的人工牙根被植入下頜骨中進(jìn)行骨整合。牙種植體一般包括螺紋孔，其被配置為接收用于保持其上面的配合部件(例如，臨時(shí)性牙齒假體、永久性基臺(tái)、永久性牙冠等)的保持螺絲。在植入牙種植體之后，覆蓋牙種植體的牙齦組織被縫合并且隨著骨整合過(guò)程的繼續(xù)而愈合。

一旦骨整合過(guò)程完成，齒齦組織被重新打開(kāi)暴露出牙種植體的端部。愈合部件或愈合基臺(tái)被緊固到牙種植體的暴露端以允許齒齦組織在其周圍愈合。應(yīng)注意愈合基臺(tái)可在安裝了種植體之后、骨整合之前快速放置在牙種植體上，因而，對(duì)于一些情況來(lái)說(shuō)，骨整合步驟和齒齦愈合步驟組合成了一個(gè)步驟過(guò)程。

在這之后的某一點(diǎn)，開(kāi)始設(shè)計(jì)將要附接到牙種植體的永久性部件。永久性部件典型地被稱為假齒(例如，永久性基臺(tái)加附接于其上的牙齒形狀的永久性牙冠)。設(shè)計(jì)和制造這些永久性部件需要技藝精湛的個(gè)體與患者嘴的模型協(xié)作以設(shè)計(jì)美觀且功能適當(dāng)(例如，相鄰牙齒之間的配合等)的部件。

雖然用于設(shè)計(jì)永久性部件的模型典型地是由患者嘴的印模制成的物理模型，但是近年來(lái)，設(shè)計(jì)被附接到手動(dòng)安裝的牙種植體的永久性部件包括使用計(jì)算機(jī)和患者嘴的虛擬三維模型。為了精確地設(shè)計(jì)以計(jì)劃的方式(即，以計(jì)劃的旋轉(zhuǎn)定向和計(jì)劃的咬合垂直高度)與手動(dòng)安裝的牙種植體相配合的永久性部件，與手動(dòng)安裝的牙種植體的位置和旋轉(zhuǎn)定向有關(guān)的精確細(xì)節(jié)必須已知并且引入虛擬三維模型內(nèi)。

為了獲得此信息，現(xiàn)有的系統(tǒng)已經(jīng)使用了掃描基臺(tái)，掃描基臺(tái)在短時(shí)間內(nèi)代替愈合基臺(tái)并且要求對(duì)患者嘴進(jìn)行口內(nèi)掃描以獲得所需的數(shù)據(jù)來(lái)建立虛擬三維模型。愈合基臺(tái)用掃描基臺(tái)代替即便是持續(xù)短時(shí)間也具有缺點(diǎn)，比如，增加了患者的不舒服性，必須執(zhí)行另外的手術(shù)，破壞齒齦愈合過(guò)程等。

然而，一些其它現(xiàn)有的系統(tǒng)使用編碼的愈合基臺(tái)，在上面具有可掃描特征(例如，標(biāo)記)，所述特征當(dāng)被掃描和解譯時(shí)提供與下面的牙種植體的位置和定向有關(guān)的必要信息，用于建立虛擬三維模型，而不需要移除愈合基臺(tái)和在患者的嘴中放置單獨(dú)的掃描基臺(tái)。雖然這些系統(tǒng)不要求移除愈合基臺(tái)來(lái)建立虛擬三維模型，但它們?nèi)砸罂趦?nèi)掃描步驟，而這需要昂貴的口內(nèi)掃描設(shè)備。本公開(kāi)旨在解決這些和其它的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一些實(shí)施方式，在包括于患者嘴中安裝牙種植體的牙外科手術(shù)過(guò)程中使用的機(jī)器人系統(tǒng)包括基部；具有第一端和第二端的著陸臂，著陸臂的第一端被聯(lián)接到基部，著陸臂的第二端被配置用于聯(lián)接到患者嘴內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)，以建立用于機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)于患者嘴的原點(diǎn)，著陸臂的第二端相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度；具有第一端和第二端的工作臂，工作臂的第一端從基部延伸，工作臂的第二端被配置用于與一個(gè)或多個(gè)工具聯(lián)接以在牙外科手術(shù)過(guò)程中使用，工作臂的一部分相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度并且是可移動(dòng)的用于(i)在患者嘴內(nèi)的骨頭上形成開(kāi)口和(ii)在所形成的開(kāi)口中安裝牙種植體；以及用于監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)被用于建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬三維種植體水平模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，在于患者嘴中安裝牙種植體的過(guò)程中所用的機(jī)器人系統(tǒng)包括基部；著陸臂，其從基部延伸并且被配置用于聯(lián)接到患者嘴內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)，以建立用于機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)于患者嘴的原點(diǎn)；工作臂，其從基部延伸并且被配置用于與一個(gè)或多個(gè)工具聯(lián)接以在安裝牙種植體的過(guò)程中使用，工作臂的至少一部分是可移動(dòng)的用于在患者嘴中安裝牙種植體；和監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)被用于建立患者嘴的至少一部分的虛擬模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型的方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置處，其中嘴包括在牙外科手術(shù)過(guò)程中使用機(jī)器人系統(tǒng)安裝的牙種植體；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，從而建立用于患者嘴的原點(diǎn)；作為牙外科手術(shù)的一部分，移動(dòng)被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂的至少一部分，以將牙種植體安裝到患者嘴中；在牙外科手術(shù)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及基于獲得的術(shù)前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)剔除患者嘴中的牙槽骨的方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的剔除前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，以建立用于患者嘴的原點(diǎn)；制定相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)地移動(dòng)骨切割工具以剔除患者嘴中的牙槽骨的一部分的計(jì)劃；將骨切割工具附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；以及通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)移動(dòng)骨切割工具來(lái)執(zhí)行所制定的計(jì)劃，從而根據(jù)所制定的計(jì)劃剔除患者的嘴中的牙槽骨，使患者的嘴中的牙槽骨的暴露脊部被充分加寬以進(jìn)行鉆削并且將牙種植體接收于其中。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)在患者嘴中安裝牙種植體的方法包括制定在患者嘴中安裝牙種植體的計(jì)劃，所制定的計(jì)劃包括(i)第一子計(jì)劃，用第一工具剔除嘴中的骨頭的暴露部分，從而制造骨頭的被充分加寬的部分，以便將牙種植體接收于其中，(ii)第二子計(jì)劃，用第二工具在骨頭的被充分加寬的部分中形成開(kāi)口或凹口，以便接收牙種植體，和(iii)第三子計(jì)劃，用第三工具將牙種植體安裝在開(kāi)口內(nèi)；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；以及通過(guò)下述執(zhí)行計(jì)劃：(a)按照第一子計(jì)劃，將第一工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分剔除患者的嘴中骨頭的暴露部分，(b)按照第二子計(jì)劃，將第二工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分在患者的嘴中的骨頭上形成開(kāi)口，以及(c)按照第三子計(jì)劃，將第三工具和牙種植體聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分將牙種植體安裝到患者嘴中的骨頭上的開(kāi)口內(nèi)。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)剔除患者嘴中的牙槽骨的方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；確定無(wú)形的邊界壁被建立在患者嘴中的預(yù)定位置周圍；將骨切割工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；并且移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂的至少一部分以剔除患者的嘴中的牙槽骨；在移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)防止機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂移動(dòng)至致使骨切割工具被移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述確定的無(wú)形的邊界壁來(lái)自動(dòng)實(shí)施所述確定的無(wú)形的邊界壁；在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與骨切割工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到在患者嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的成形前虛擬三維模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件，以建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；制定下述計(jì)劃：相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)工具以成形患者嘴中的牙齒，以便接收定制牙冠；以及響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與所述一個(gè)或多個(gè)工具中的至少一個(gè)相聯(lián)接，通過(guò)按照所制定的計(jì)劃自動(dòng)地移動(dòng)工作臂的至少一部分來(lái)實(shí)施所制定的計(jì)劃，從而成形患者嘴中的牙齒使牙齒基本上按照所制定的計(jì)劃成形。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的成形前虛擬模型；確定無(wú)形的邊界壁被建立在嘴中將要成形的牙齒周圍；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，因而建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與成形工具相聯(lián)接，手動(dòng)移動(dòng)工作臂的至少一部分，以成形患者嘴中的牙齒；通過(guò)防止工作臂移動(dòng)至致使成形工具的切割部分移動(dòng)到所確定的無(wú)形的邊界壁外面來(lái)自動(dòng)實(shí)施所確定的可見(jiàn)邊界壁；在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與成形工具的切割部分相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；并且基于獲得的成形前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法包括將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴，因而建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與成形工具相聯(lián)接，手動(dòng)移動(dòng)工作臂的至少一部分以成形患者的嘴中的牙齒；在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與成形工具的切割部分相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)修改作為混合型假體的、將與患者嘴中的多個(gè)牙種植體聯(lián)接的假牙的方法包括將第一剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；將第二剛性著陸構(gòu)件附接到該假牙；獲得在其中具有第一剛性著陸構(gòu)件和假牙的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；從患者嘴移除上面附接著第二剛性著陸構(gòu)件的假牙；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的第一剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂將所述多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在該安裝過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；基于獲得的術(shù)前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型；至少部分地基于該術(shù)后虛擬模型，制定自動(dòng)修改假牙使假牙能夠與所安裝的所述多個(gè)牙種植體聯(lián)接的計(jì)劃；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到附接在假牙上的第二剛性著陸構(gòu)件；以及使用被聯(lián)接到鉆頭工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂、通過(guò)制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使假牙能夠作為混合型假體與被安裝的多個(gè)牙種植體聯(lián)接。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)將假牙修改到混合型假體內(nèi)的方法包括獲得在其中具有假牙的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；從患者的嘴去除假牙；使用機(jī)器人系統(tǒng)控制的第一工具將多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在安裝過(guò)程中監(jiān)控第一工具的位置以生成位置數(shù)據(jù)；基于所獲得的術(shù)前虛擬模型和生成的位置數(shù)據(jù)建立患者的嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型；以及至少部分地基于該術(shù)后虛擬模型，使用機(jī)器人系統(tǒng)控制的第二工具通過(guò)在假牙中制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使假牙作為混合型假體能夠與被安裝的多個(gè)牙種植體聯(lián)接。

根據(jù)一些實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)修改作為混合型假體的、將與患者嘴中的多個(gè)牙種植體聯(lián)接的假牙的方法包括獲得其中具有假牙的患者嘴的第一虛擬模型；從患者的嘴去除假牙；將第一剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有第一剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的第二虛擬模型；在患者嘴外面將第二剛性著陸構(gòu)件附接到假牙；獲得上面附接著第二剛性著陸構(gòu)件的假牙的第三虛擬模型；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的第一剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂將所述多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在該安裝過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；基于獲得的第二虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的第四虛擬模型；至少部分地基于第一、第三、和第四虛擬模型，制定自動(dòng)修改假牙使假牙能夠與所安裝的所述多個(gè)牙種植體聯(lián)接的計(jì)劃；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到附接在假牙上的第二剛性著陸構(gòu)件；以及使用被聯(lián)接到鉆頭工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂、通過(guò)制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使假牙作為混合型假體能夠與被安裝的多個(gè)牙種植體聯(lián)接。

根據(jù)一些實(shí)施方式，在制造用于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的永久性假體過(guò)程中使用的患者特異性臨時(shí)性假體(pstp)的制造方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂經(jīng)由固定結(jié)構(gòu)聯(lián)接到pstp坯體來(lái)建立用于pstp坯體的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到雕刻工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂來(lái)修改pstp坯體，使pstp坯體變成具有適于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的類似齒形狀的pstp；在修改過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與雕刻工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)，建立pstp的至少一部分的虛擬模型。

根據(jù)一些實(shí)施方式，在制造用于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的永久性假體過(guò)程中使用的患者特異性臨時(shí)性假體(pstp)的制造方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂經(jīng)由固定結(jié)構(gòu)聯(lián)接到pstp坯體來(lái)建立用于pstp坯體的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到雕刻工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂來(lái)修改pstp坯體，使pstp坯體變成具有適于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的類似齒形狀的pstp；在修改過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與雕刻工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)，建立pstp的至少一部分的虛擬模型；將pstp附接到患者嘴中的牙種植體；允許pstp周圍的齒齦組織在患者嘴中愈合；響應(yīng)于在患者嘴中包圍pstp的愈合的齒齦組織滿足臨界值，利用所建立的虛擬模型制造永久性假體，作為pstp的復(fù)制；響應(yīng)于在患者的嘴中包圍pstp的愈合的齒齦組織不滿足臨界值：(i)物理地修改pstp，(ii)掃描被修改的pstp，以獲得被修改的pstp的至少一部分的被修改的虛擬模型，以及(iii)利用獲得的被修改的虛擬模型制造永久性假體，作為被修改的pstp的復(fù)制。

使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地在患者的下頜骨中制造凹口以便在其中接收牙種植體的方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置。在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型被獲得。機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂被聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件，因而建立用于患者的嘴的原點(diǎn)。用于相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)地移動(dòng)多個(gè)手術(shù)工具中的兩個(gè)或更多個(gè)的計(jì)劃被制定出來(lái)，以在患者的下頜骨中制造凹口。所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)被附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂。所制定的計(jì)劃的第一部分通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)所述多個(gè)手術(shù)工具中的所述第一個(gè)而執(zhí)行，由此按照所制定的計(jì)劃開(kāi)始在患者的下頜骨中制造凹口。表示實(shí)施所制定的計(jì)劃的所述第一部分所需的力矩或力中的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)被從機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收。所制定的計(jì)劃的第二部分被基于接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。所制定的計(jì)劃的被修改的第二部分通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)而執(zhí)行，由此按照被修改的計(jì)劃在患者的下頜骨完成凹口。

使用機(jī)器人系統(tǒng)的方法包括制定計(jì)劃，用于相對(duì)于所建立的用于機(jī)器人系統(tǒng)的原點(diǎn)使多個(gè)手術(shù)工具中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)移動(dòng)以在患者嘴中執(zhí)行手術(shù)過(guò)程。所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)被附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂。所制定的計(jì)劃的第一部分被執(zhí)行。在執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第一部分的過(guò)程中，數(shù)據(jù)被從機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收。所制定的計(jì)劃的第二部分基于接收到的數(shù)據(jù)被修改。

本公開(kāi)的其它方面在本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員閱讀了在下面參考附圖給出的各種實(shí)施方式的描述之后將變得顯而易見(jiàn)，下面提供了附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)內(nèi)容的前述和其它優(yōu)勢(shì)在閱讀了下面的詳細(xì)描述以及參考附圖之后將變得顯而易見(jiàn)。

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式的具有工作臂和著陸臂的機(jī)器人系統(tǒng)的立體圖；

圖2是圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與手術(shù)工具相聯(lián)接的一部分的立體圖；

圖3是圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂的一部分的立體圖；

圖4是與圖1的機(jī)器人系統(tǒng)一起使用的、用于與患者的嘴聯(lián)接的剛性著陸構(gòu)件的立體圖；

圖5是正在聯(lián)接到患者嘴的圖4的剛性著陸構(gòu)件以及用于掃描患者嘴的掃描儀的立體圖；

圖6是圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂正在與聯(lián)接到患者嘴的剛性著陸構(gòu)件聯(lián)接的立體圖；

圖7是工作臂和所聯(lián)接的手術(shù)工具正在使用在患者嘴中進(jìn)行手術(shù)的立體圖；

圖8a是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式被聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)工作臂的手術(shù)工具撞到無(wú)形的障礙壁的示意性立體圖，

圖8b是覆蓋在圖7的立體圖上面的圖8a的示意性立體圖，示意出根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式無(wú)形的障礙壁在手動(dòng)執(zhí)行手術(shù)過(guò)程期間的用法；和

圖9示意出根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施方式在圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的顯示裝置上顯示的患者嘴的被修改的虛擬三維模型或術(shù)后虛擬三維模型。

雖然本公開(kāi)具有各種修改和替代性形式，特殊的實(shí)施例已經(jīng)以例子的形式在附圖中示出并且在這里進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解本公開(kāi)不意于限制于被公開(kāi)的特殊形式。相反，本公開(kāi)用于覆蓋落在附屬權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有修改、等效內(nèi)容、和替代。

具體實(shí)施方式

參考圖1，本公開(kāi)的機(jī)器人系統(tǒng)100可以各種方式用來(lái)執(zhí)行各種外科和/或非外科手術(shù)。一旦機(jī)器人系統(tǒng)100被登記(register)到患者10并且被載入了預(yù)先確定的手術(shù)計(jì)劃，機(jī)器人系統(tǒng)100就能夠自動(dòng)地執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)手術(shù)過(guò)程或其部分。通過(guò)自動(dòng)地，指機(jī)器人系統(tǒng)可以在沒(méi)有來(lái)自人的打斷或輸入的情況下(例如，除登記機(jī)器人系統(tǒng)100，載入預(yù)先確定的手術(shù)計(jì)劃，以及在一些實(shí)施方式中按開(kāi)始按鈕之外)執(zhí)行手術(shù)過(guò)程或其部分。

另外，機(jī)器人系統(tǒng)100可以進(jìn)行手動(dòng)操縱，例如，被口腔科醫(yī)生用來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)手術(shù)過(guò)程。使用機(jī)器人系統(tǒng)100手動(dòng)執(zhí)行手術(shù)過(guò)程與沒(méi)有機(jī)器人系統(tǒng)100執(zhí)行手動(dòng)過(guò)程相比對(duì)外科醫(yī)生有幫助，因?yàn)樵谕ǔr(shí)間較長(zhǎng)的手術(shù)期間，機(jī)器人系統(tǒng)100支撐外科醫(yī)生使用的工具(例如，工具155和聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132)的重量。此外，機(jī)器人系統(tǒng)100可被配置為通過(guò)防止外科醫(yī)生以與用于該手術(shù)的總體計(jì)劃或概要不符的方式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)100的手術(shù)工具刀頭132來(lái)為外科醫(yī)生提供幫助。例如，在進(jìn)行手術(shù)之前可能建立了無(wú)形的障礙壁(例如，在圖8a和8b中示出的無(wú)形的障礙壁450)和/或區(qū)域，這樣機(jī)器人系統(tǒng)100防止以使手術(shù)工具刀頭132移動(dòng)超過(guò)無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450(例如，進(jìn)入神經(jīng)、錯(cuò)誤的牙齒、患者嘴的下唇瓣、患者的臉頰等內(nèi))的方式手動(dòng)操縱工具155和聯(lián)接于其上的工具刀頭132。此外，機(jī)器人系統(tǒng)100可以實(shí)施觸覺(jué)反饋，以向機(jī)器人系統(tǒng)100的手動(dòng)使用者400(圖7，8a，8b)提示使用者400(例如，外科醫(yī)生)正在試圖將手術(shù)工具移動(dòng)到容許工作空間(例如，超過(guò)無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450)之外。例如，機(jī)器人系統(tǒng)100可使工具155振動(dòng)和/或制造可聽(tīng)到的噪音，指示外科醫(yī)生400正在試圖將工具155和聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132移動(dòng)超過(guò)用于特定手術(shù)的預(yù)定界限(參考圖8a和8b)。此外，與不使用機(jī)器人系統(tǒng)100的外科醫(yī)生相比，機(jī)器人系統(tǒng)100可以通過(guò)提高外科醫(yī)生可操作的分辨率來(lái)提高外科醫(yī)生的逼真性。也就是說(shuō)，與外科醫(yī)生不使用機(jī)器人系統(tǒng)100可以移動(dòng)手術(shù)工具的精確度和增量大小相比，使用機(jī)器人系統(tǒng)100，外科醫(yī)生可以以更高的精確度和相對(duì)更小的增量(即更高的分辨率)移動(dòng)聯(lián)接于其上的手術(shù)工具。

此外，在機(jī)器人系統(tǒng)100的手動(dòng)操縱過(guò)程中，機(jī)器人系統(tǒng)100可以監(jiān)控機(jī)器人系統(tǒng)100的運(yùn)動(dòng)并且生成表示所執(zhí)行的過(guò)程的位置數(shù)據(jù)集。也就是說(shuō)，機(jī)器人系統(tǒng)100可以跟蹤/遵循工具155和/或聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132(或至少手術(shù)工具刀頭132的末端部分)采用的路徑并且記錄表示所追蹤的路徑的數(shù)據(jù)。這樣，利用所使用的手術(shù)工具刀頭132的幾何結(jié)構(gòu)知識(shí)和為患者10的嘴12和/或機(jī)器人系統(tǒng)100建立的原點(diǎn)o，(參考圖4和8b)，可確定最終患者情形(例如，在手術(shù)過(guò)程中修改的患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型326，如圖9中示出)。例如，如果機(jī)器人系統(tǒng)100被用于去除骨頭，則機(jī)器人系統(tǒng)100收集的位置數(shù)據(jù)將表示去骨工具刀頭132相對(duì)于在該手術(shù)過(guò)程中建立的嘴的原點(diǎn)o(例如，這與患者10嘴12中的骨頭有關(guān))物理地移動(dòng)/去往到什么地方，并且可以用于生成患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型(類似于圖9中示出的術(shù)后虛擬三維模型326)，圖解出去除的骨頭。此虛擬三維模型被如此制造，而不必須對(duì)患者10進(jìn)行術(shù)后口內(nèi)掃描-使患者10免于此增加的掃描步驟。

機(jī)器人系統(tǒng)100的其它細(xì)節(jié)和機(jī)器人系統(tǒng)100的用法在下面各部分中進(jìn)行了描述。雖然本發(fā)明被分成了包括具有被描述的元件的各實(shí)施方式的這些部分，但在任何部分和/或任何實(shí)施方式中包含的任何部分和/或任何元件可以與在這里描述的任何其它部分和/或任何其它實(shí)施中的任何部分和/或任何元件進(jìn)行組合和/或修改。

機(jī)器人系統(tǒng)100的構(gòu)成和總體操作

如圖1中所示，機(jī)器人系統(tǒng)100包括基部120，工作臂140，和著陸(grounding)臂160?；?20也可稱為用于在其中容置著多個(gè)元件的柜體，被容置于其中的元件中的至少一些被聯(lián)接到一起來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能/操作?；?20擱置在地表面105(例如，牙科手術(shù)室的地板)上?；?20可被固定到地表面105或相對(duì)于地表面105可移動(dòng)。在實(shí)施方式中，當(dāng)基部120相對(duì)于地表面105可移動(dòng)時(shí)，基部120的底側(cè)包括一個(gè)或多個(gè)腳輪或滾子(未示出)。作為基部120擱置在地表面105上和/或被聯(lián)接到地表面105的替代或附加，基部可被聯(lián)接到墻壁表面107(例如，牙科手術(shù)室的墻壁)。優(yōu)選地，基部120被安裝到地表面105和/或墻壁107，以幫助防止機(jī)器人系統(tǒng)100在使用過(guò)程中翻倒。

基部120容置著和/或被聯(lián)接到/關(guān)聯(lián)到計(jì)算機(jī)121，顯示裝置122，輸入裝置124a，124b，手術(shù)工具托盤130，和存儲(chǔ)抽屜135。計(jì)算機(jī)121與顯示裝置122，輸入裝置124a，124b，工作臂140和著陸臂160通信連接。計(jì)算機(jī)121可包括控制器，處理器，存儲(chǔ)器裝置，通信裝置(例如，無(wú)線、有線等)，它們被配置用于運(yùn)行/執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件程序(例如，機(jī)器人系統(tǒng)控制軟件程序，牙科手術(shù)計(jì)劃軟件程序，基臺(tái)設(shè)計(jì)軟件程序，牙冠設(shè)計(jì)軟件程序等)。計(jì)算機(jī)121被特別地編程和改進(jìn)，用于控制和/或跟蹤/追蹤機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140和/或著陸臂160。替代性地，計(jì)算機(jī)121可以是能夠執(zhí)行特定軟件以控制和/或跟蹤機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140和/或著陸臂160的通用計(jì)算機(jī)。

輸入裝置124a，124b被示出為在操作計(jì)算機(jī)121的過(guò)程中使用的鍵盤和鼠標(biāo)。另外的輸入裝置可被使用，比如操縱桿、無(wú)線或有線電子筆、覆蓋在顯示裝置122上的觸摸屏、腳踏板等

手術(shù)工具托盤13在其中存儲(chǔ)著用于在各種手術(shù)(例如，截骨創(chuàng)建，種植體植入，骨剔除，牙冠制備，探針探查/機(jī)械感測(cè)，假牙修改，臨時(shí)修復(fù)整形，基臺(tái)整形等)中使用的多個(gè)手術(shù)工具或手術(shù)工具刀頭132。雖然僅示出了四個(gè)手術(shù)工具刀頭132，但任何數(shù)量的手術(shù)工具刀頭132可包括在手術(shù)工具托盤130中(例如，一個(gè)手術(shù)工具刀頭，兩個(gè)手術(shù)工具刀頭，十個(gè)手術(shù)工具刀頭，三十個(gè)手術(shù)工具刀頭等)。手術(shù)工具刀頭132可包括鉆頭工具(例如，用于在骨頭中制造凹口和/或開(kāi)口)，攻絲工具(例如，為了在骨頭凹口/開(kāi)口中制造螺紋)，牙種植體驅(qū)動(dòng)工具，旋轉(zhuǎn)銑削工具，鋸工具，探針工具，機(jī)械感測(cè)工具刀頭，手術(shù)刀/刀工具，或者它們的任何組合。在一些實(shí)施方式中，基部120將多個(gè)手術(shù)工具托盤130存儲(chǔ)在其中一個(gè)存儲(chǔ)抽屜135中。在這樣的實(shí)施方式中，根據(jù)使用機(jī)器人系統(tǒng)100正在執(zhí)行的手術(shù)，使用者(例如，口腔科醫(yī)生，臨床醫(yī)生，牙科助理醫(yī)師等)將手術(shù)工具托盤130中的正確一個(gè)連接到基部120并且將任何其它的手術(shù)工具托盤130放回到存儲(chǔ)抽屜135中，用于將來(lái)使用和/或進(jìn)行清洗。手術(shù)工具托盤130上的手術(shù)工具132被以已知的方式布置，使得機(jī)器人系統(tǒng)100可使工作臂140自動(dòng)地移動(dòng)和拾取手術(shù)工具刀頭132中的預(yù)期一個(gè)。在一些實(shí)施方式中，為了避免機(jī)器人系統(tǒng)100拾取錯(cuò)誤的手術(shù)工具刀頭132，手術(shù)工具托盤130被設(shè)計(jì)為使得手術(shù)工具托盤130僅能夠以一個(gè)定向與基部120連接。此外，在一些實(shí)施方式中，每個(gè)手術(shù)工具刀頭132被設(shè)計(jì)成只與手術(shù)工具托盤130上的一個(gè)已知位置聯(lián)接。而其它實(shí)施方式中，機(jī)器人系統(tǒng)100的操作者使工作臂140與手術(shù)工具刀頭132中的預(yù)期一個(gè)手動(dòng)聯(lián)接。

工作臂140具有從基部120延伸的第一端141a和第二相反端141b，所述第二相反端141b被配置用于通過(guò)工具155與手術(shù)工具刀頭132之一聯(lián)接，以在進(jìn)行手術(shù)時(shí)使用。在第一和第二端141a，b之間，工作臂140包括通過(guò)多個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150聯(lián)接到一起的多個(gè)剛性臂構(gòu)件145。剛性臂構(gòu)件145中的每一個(gè)可具有固定的長(zhǎng)度或能夠具有可變的長(zhǎng)度，比如，具有伸縮性構(gòu)造(未示出)。此伸縮性構(gòu)造為機(jī)器人系統(tǒng)100提供了增加的靈活性，以在手術(shù)進(jìn)行過(guò)程中到達(dá)距基部120更遠(yuǎn)的地方。如圖示，工作臂140被經(jīng)由柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的一個(gè)直接聯(lián)接到基部120，但工作臂140也可以經(jīng)由剛性臂構(gòu)件145中的一個(gè)直接聯(lián)接到基部120。剛性臂構(gòu)件145可由多種材料制成，比如鈦、塑料、鋼或它們的任何組合。

柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)被配置用于將剛性臂構(gòu)件145中的一個(gè)配合到剛性臂構(gòu)件145中的另一個(gè)或配合到基部120。柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)在其中包括一個(gè)或多個(gè)電機(jī)，用于致使被配合到柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的那些剛性臂構(gòu)件145相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)包括伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等。這樣，響應(yīng)于來(lái)自計(jì)算機(jī)121的命令，例如用于自動(dòng)執(zhí)行預(yù)先計(jì)劃的手術(shù)過(guò)程的命令，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150可使剛性臂構(gòu)件145中的一個(gè)相對(duì)于被聯(lián)接到同一柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的剛性臂構(gòu)件145中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)。根據(jù)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中電機(jī)的數(shù)量和/或類型，此相對(duì)旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)可以是一維的、兩維的或三維的。也就是說(shuō)，剛性臂構(gòu)件145中的一個(gè)可被致使相對(duì)于剛性臂構(gòu)件145中的另一個(gè)前后旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)(例如，俯仰)，相對(duì)于剛性臂構(gòu)件145中的另一個(gè)左右旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)(例如，搖擺)，和/或相對(duì)于剛性臂構(gòu)件145中的另一個(gè)側(cè)向旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)(例如，滾動(dòng))。

如圖所示，工作臂140包括四個(gè)剛性臂構(gòu)件145和四個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150。如上所述，四個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)具有能夠旋轉(zhuǎn)/樞轉(zhuǎn)配合于其上的剛性臂構(gòu)件145的能力，工作臂140的第二端141b和/或工具155能夠以至少六個(gè)自由度(例如，三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和三個(gè)平移自由度)相對(duì)于基部120移動(dòng)。設(shè)想包括在工作臂140中的剛性臂構(gòu)件145和柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的數(shù)量可不同。當(dāng)剛性臂構(gòu)件145和柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的數(shù)量減少時(shí)，工作臂140的靈活性也降低。類似地，當(dāng)剛性臂構(gòu)件145和柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的數(shù)量增加時(shí)，工作臂140的靈活性也升高。例如，可包括附加的精細(xì)調(diào)節(jié)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，其具有相對(duì)較小的運(yùn)動(dòng)范圍，以將工具155和聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132精確地放置在患者10嘴12中的預(yù)期位置。特別地，在一些實(shí)施方式中，手術(shù)工具刀頭132可被放置為偏離預(yù)期目標(biāo)小于0.5毫米的誤差幅度。在一些其它實(shí)施方式中，手術(shù)工具刀頭132可被放置為偏離預(yù)期目標(biāo)小于0.1毫米的誤差幅度。

除柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)在其中包括一個(gè)或多個(gè)電機(jī)之外，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)包括用于感測(cè)聯(lián)接于其上的剛性臂構(gòu)件145之間的相對(duì)位置關(guān)系的一個(gè)或多個(gè)傳感器。也就是說(shuō)，例如，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，其可以確定相對(duì)于原點(diǎn)位于柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中心處的x-y-z空間來(lái)說(shuō)聯(lián)接于其上的兩個(gè)剛性臂構(gòu)件145之間的相對(duì)角位置關(guān)系。因此，響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)100的使用者移動(dòng)其中一個(gè)剛性臂構(gòu)件145，被聯(lián)接到手動(dòng)移動(dòng)的剛性臂構(gòu)件145的柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的一個(gè)或多個(gè)傳感器被配置用于感測(cè)該運(yùn)動(dòng)并且產(chǎn)生代表該剛性臂構(gòu)件145相對(duì)于柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150的原點(diǎn)和/或相對(duì)于機(jī)器人系統(tǒng)100和/或患者10嘴12的原點(diǎn)o的新位置的數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)被(無(wú)線地和/或通過(guò)線)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)121進(jìn)行處理。對(duì)于另一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，響應(yīng)于操作者400(圖7)手動(dòng)移動(dòng)工作臂140的第二端141b和/或工具155使剛性臂構(gòu)件145中的一些或所有相對(duì)于基部120移動(dòng)，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)121以進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)121被配置用于運(yùn)行跟蹤軟件程序和/或算法，所述跟蹤軟件程序和/或算法能夠處理來(lái)自柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)，以確定工作臂140的第二端141b(或任何工具155和/或聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132的任何部分)相對(duì)于為機(jī)器人系統(tǒng)100和/或?yàn)榛颊?0嘴12所建立的一個(gè)或多個(gè)原點(diǎn)，o，的位置。這樣，機(jī)器人系統(tǒng)100能夠跟蹤工作臂140的運(yùn)動(dòng)。

著陸臂160具有從基部120延伸的第一端161a和第二相反端161b，第二相反端161b被配置用于與剛性著陸構(gòu)件200聯(lián)接(圖4)，以建立用于機(jī)器人系統(tǒng)100和/或用于患者10嘴12的原點(diǎn)，o。在第一和第二端161a，b之間，著陸臂160包括通過(guò)多個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件170聯(lián)接到一起的多個(gè)剛性臂構(gòu)件165。剛性臂構(gòu)件165與剛性臂構(gòu)件145相同或類似，并且柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件170與這里描述的柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150相同或類似。

現(xiàn)在參考圖2，詳細(xì)示出了工作臂140的第二端141b。具體地，示出了通過(guò)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150聯(lián)接的兩個(gè)剛性臂構(gòu)件145a，b的一部分。剛性臂構(gòu)件145b具有與柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150聯(lián)接的第一端146a和與聯(lián)結(jié)器147聯(lián)接的第二端146b。聯(lián)結(jié)器147被剛性附接到剛性臂構(gòu)件145b的第二端146b并且被設(shè)計(jì)用于在其中可移除地接收工具155的一部分。如圖2中所示，工具155是用于旋轉(zhuǎn)手術(shù)工具刀頭132a的鉆或驅(qū)動(dòng)工具。將工具155聯(lián)接到聯(lián)結(jié)器147可以是純機(jī)械和/或電的。也就是說(shuō)，工具155與聯(lián)結(jié)器147的聯(lián)接可包括通過(guò)聯(lián)結(jié)器147向工具155供電或工具155可以是自供電的(例如，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)一次性的和/或可再充電的電池)。聯(lián)結(jié)器147和工具155之間的連接可以是壓配合連接、卡扣連接、螺紋連接、磁性連接、摩擦連接、舌槽式連接，以及它們的任何組合，使得工具155被以已知的且可重復(fù)的方式可拆除地且牢固地聯(lián)接到聯(lián)結(jié)器147。在一些實(shí)施方式中，工具155與工作臂140的聯(lián)接建立了通信連接，使工具155能夠通過(guò)工作臂140與計(jì)算機(jī)121通信，使得工具155的身份被公開(kāi)給計(jì)算機(jī)121。這樣，計(jì)算機(jī)知曉了所需要的工具155的身份和大小和形狀，以精確地跟蹤工具155和聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132的運(yùn)動(dòng)。替代性地，工作臂140被設(shè)計(jì)成只與單一工具155連接，從而對(duì)工具155的識(shí)別不再必須。但在其它替代性實(shí)施方式中，機(jī)器人系統(tǒng)100在進(jìn)行手術(shù)之前執(zhí)行檢查，以確認(rèn)正確的工具155被聯(lián)接到工作臂140。

在一些實(shí)施方式中，工具155包括多個(gè)按鈕156。按鈕156可被編程和/或可以是可編程的，用于開(kāi)始工具155的操作(例如，開(kāi)始/on按鈕)，用于終止工具155的操作(例如，停止/off按鈕)，用于反向工具155的旋轉(zhuǎn)(例如，前/后旋轉(zhuǎn))等。一個(gè)或多個(gè)燈(例如，led)可被包括在工具155中，并且被定位成與每一個(gè)按鈕156相鄰用以指示該按鈕156是否被激活。在一些實(shí)施方式中，工具155包括釋放按鈕或機(jī)構(gòu)157，其在幫助從工具155移除手術(shù)工具刀頭132a時(shí)使用。在其它實(shí)施方式中，手術(shù)工具刀頭132a可簡(jiǎn)單地被拉出工具155，而不必須按釋放按鈕157。

現(xiàn)在參考圖3，詳細(xì)示出了著陸臂160的第二端161b。特別地，剛性臂構(gòu)件165a的一部分通過(guò)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件170聯(lián)接到著陸探針180。著陸探針180具有與柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件170聯(lián)接的第一端180a和被設(shè)計(jì)為以可移除且可重復(fù)的方式與剛性著陸構(gòu)件200(圖4)聯(lián)接的第二端180b。如圖3中所示，著陸探針180的第二端180b包括一對(duì)被偏壓的鎖定支撐件182a，b。鎖定支撐件182a，b被遠(yuǎn)離著陸探針180的第二端180b的中心軸線，yc，向外偏壓。因此，鎖定支撐件182a，b可被朝向中心軸線，yc，向內(nèi)迫壓，以允許著陸探針180的第二端180b以可移除且可重復(fù)的方式滑到剛性著陸構(gòu)件200的接收孔222(圖4)內(nèi)。

使用剛性著陸構(gòu)件200將機(jī)器人系統(tǒng)100登記到患者10的嘴12

參考圖4，剛性著陸構(gòu)件200被示出為包括本體205和聯(lián)接柱220。本體205包括第一腿部207a和第二腿部207b，它們通過(guò)之間的基部209聯(lián)接到一起?；烤哂猩媳砻?09a和底表面209b。從基部209的上表面209a大致向上突伸的是聯(lián)接柱220。本體205和聯(lián)接柱220可以是附接在一起的兩個(gè)單獨(dú)且不同的零件，或者它們可被一體地形成為單體部件。聯(lián)接柱220在其中包括接收孔222，當(dāng)將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160著陸式連接(ground)到患者10的嘴12(例如，當(dāng)剛性著陸構(gòu)件200被安裝在患者10的嘴12中)時(shí)，接收孔222接收穿過(guò)的著陸探針(groundingprobe)180的第二端180b。接收孔222具有中心軸線xc，用于機(jī)器人系統(tǒng)100和/或患者10嘴12的原點(diǎn)o可沿所述中心軸線建立。在一些實(shí)施方式中，原點(diǎn)o被沿著中心軸線xc建立在接收孔的中心處。在一些替代性實(shí)施方式中，原點(diǎn)o建立在沿著中心軸線xc的任一點(diǎn)處，例如，在接收孔222的任一端開(kāi)口處。

第一腿部207a包括接收緊固件230(例如，外科牙螺絲，牙螺栓等)的帶螺紋通孔208。雖未示出，第二腿部207b也可以包括與帶螺紋通孔208相同或類似的帶螺紋通孔，用于在其中接收緊固件230和/或另一緊固件(未示出)。雖然剛性著陸構(gòu)件200被示出為具有特殊形狀和大小，但還設(shè)想用于剛性著陸構(gòu)件200的各種其它形狀、大小和布置，使得剛性著陸構(gòu)件200可被附接到患者10的嘴12并且提供用于將著陸探針180以可移除且可重復(fù)的方式聯(lián)接于其上的裝置。

根據(jù)一些實(shí)施方式，為了將機(jī)器人系統(tǒng)100登記到患者10的嘴12并且建立用于在使用機(jī)器人系統(tǒng)100的手術(shù)過(guò)程中使用的原點(diǎn)o，剛性著陸構(gòu)件200被安裝到患者10的嘴12內(nèi)。如圖5中所示，患者10的嘴12包括牙齒14，下頜骨16，和軟組織18(例如，齒齦組織)，牙齒14a被選擇為與剛性著陸構(gòu)件200聯(lián)接。如圖6中所示，嘴12還包括手術(shù)部位20(例如，用于接收牙種植體、永久性基臺(tái)、和永久性牙冠的部位)，其中牙齒14b和14c與手術(shù)部位20相鄰地定位。

雖然剛性著陸構(gòu)件200被附接到牙齒14a，但剛性著陸構(gòu)件200也可以被附接到嘴12中的任何其它牙齒14和/或附接到患者10的下頜骨16。為了將剛性著陸構(gòu)件200附接到牙齒14a，剛性著陸構(gòu)件200被放置在牙齒14a上。具體地，例如，剛性著陸構(gòu)件200被定位于患者10的嘴12中，使得(i)基部209的底表面209b被大致定位成與牙齒14a的咬合面相鄰，(ii)第一腿部207a被大致定位成與牙齒14a的舌側(cè)表面相鄰，并且(iii)第二腿部207b被大致定位成與牙齒14a的頰面相鄰，如圖5中所示。剛性著陸構(gòu)件200被如此定位之后，緊固件230被螺紋旋入第一腿部207a的帶螺紋通孔208內(nèi)，以將剛性著陸構(gòu)件200抵靠著牙齒14a剛性地鎖定在位。在一些實(shí)施方式中，緊固件230被擰緊使得緊固件230不刺穿牙齒14a，軟組織18，和/或下頜骨16。然而，在一些替代性實(shí)施方式中，緊固件230刺穿牙齒14a，軟組織18，下頜骨16，或它們的任何組合。

剛性著陸構(gòu)件200附接到牙齒14a之后，利用掃描儀/相機(jī)300對(duì)患者10的嘴12進(jìn)行掃描，如圖5中所示。根據(jù)正在計(jì)劃使用機(jī)器人系統(tǒng)100實(shí)施的手術(shù)類型，對(duì)嘴12的掃描可以是使用口內(nèi)掃描儀的口內(nèi)表面掃描，使用ct掃描儀的ct掃描(比如，錐形束計(jì)算機(jī)斷層(cbct)掃描儀，也已知為牙科cbct掃描儀)，或它們的組合。在剛性著陸構(gòu)件200存在的情況下對(duì)嘴12進(jìn)行掃描允許生成患者10的嘴12的術(shù)前三維虛擬模型325(圖1)。此虛擬模型可用于制定手術(shù)計(jì)劃和/或用于設(shè)計(jì)將要配合到安裝在患者10嘴12中的牙種植體的部件。特別地，虛擬模型325包括虛擬的剛性著陸構(gòu)件200'(圖1)，其被用于建立在進(jìn)行手術(shù)時(shí)由機(jī)器人系統(tǒng)100使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)o。

掃描嘴12之后，機(jī)器人系統(tǒng)100被著陸式連接到患者10的嘴12。具體地，通過(guò)將著陸探針180的第二端180b定位和/或滑動(dòng)到剛性著陸構(gòu)件200的聯(lián)接柱220的接收孔222內(nèi)，著陸探針180的第二端180b被與剛性著陸構(gòu)件200配合。第二端180b被滑動(dòng)直到鎖定支撐件182a，b滑動(dòng)穿過(guò)接收孔222并且超出接收孔222并且被遠(yuǎn)離中心軸線yc向外偏壓(圖3)，使得著陸探針180不能輕易從接收孔222移除。在一些實(shí)施方式中，觸覺(jué)反饋被使用用來(lái)指示著陸探針180與剛性著陸構(gòu)件200完全接合并且被正確地定位于其內(nèi)。例如，當(dāng)著陸探針180完全接合時(shí)，鎖定支撐件182a，b可卡接入位，制造出聽(tīng)得到的聲音和/或振動(dòng)喀嚓聲。

通過(guò)輕易地移除，意思是使著陸探針180從其與剛性著陸構(gòu)件200的接合中移離，鎖定支撐件182a，b需要通過(guò)被朝向中心軸線yc向內(nèi)壓而致動(dòng)，以允許著陸探針180滑出接收孔222。替代性地，著陸探針180可通過(guò)下述從其與剛性著陸構(gòu)件200的接合中移離：通過(guò)以足以克服鎖定支撐件182a，b的偏壓力的力拉動(dòng)著陸探針180，致使鎖定支撐件182a，b被朝向中心軸線yc向內(nèi)迫移，并且允許著陸探針180從與剛性著陸構(gòu)件200的接合中移離。

如圖6中最佳示出的，著陸探針180的第二端180b的長(zhǎng)度，l180b，被設(shè)計(jì)為使得，一旦著陸探針180被與剛性著陸構(gòu)件200的聯(lián)接柱220正確地接合，著陸探針180就不再具有任何或具有非常小的平移游隙。這意味著當(dāng)著陸探針180與剛性著陸構(gòu)件200接合時(shí)著陸探針180不能沿著中心軸線yc側(cè)向地滑動(dòng)和/或移動(dòng)(例如，平移)。然而，著陸探針180被允許在接收孔222內(nèi)圍繞著中心軸線yc旋轉(zhuǎn)?；趧傂灾憳?gòu)件200在患者10嘴12中的位置，著陸探針180和剛性著陸構(gòu)件200之間的這種連接幫助機(jī)器人系統(tǒng)100保持在已知的原點(diǎn)，o。

機(jī)器人系統(tǒng)100被經(jīng)由剛性著陸構(gòu)件200和著陸探針180(被聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160)著陸式連接到患者10的嘴12之后，機(jī)器人系統(tǒng)100即準(zhǔn)備好自動(dòng)地實(shí)施預(yù)先計(jì)劃的過(guò)程和/或允許操作者400執(zhí)行由機(jī)器人系統(tǒng)100跟蹤/追蹤的手動(dòng)和/或半手動(dòng)的過(guò)程。在使用機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)實(shí)施/執(zhí)行預(yù)先計(jì)劃的過(guò)程的實(shí)例中，此預(yù)先計(jì)劃的過(guò)程必須首先進(jìn)行計(jì)劃，例如，使用牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序，如在下面的部分中描述的。

計(jì)劃由機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)實(shí)施的手術(shù)計(jì)劃

如上面討論的，在其中存在剛性著陸構(gòu)件200的情況下對(duì)患者10的嘴12進(jìn)行掃描。由該掃描(例如，口內(nèi)表面掃描，ct掃描，牙科cbct掃描，x射線掃描，它們的組合等)產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)被輸入和/或發(fā)送至執(zhí)行和/或運(yùn)行牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序的計(jì)算機(jī)121，或另一計(jì)算機(jī)。如圖1中所示，手術(shù)計(jì)劃軟件程序被設(shè)計(jì)為在顯示裝置122上顯示患者10嘴12的至少一部分的術(shù)前三維虛擬模型325。虛擬嘴12'的術(shù)前三維虛擬模型包括虛擬牙齒14'，虛擬軟組織18'，虛擬手術(shù)部位20'，虛擬剛性著陸構(gòu)件200'，并且在進(jìn)行牙科cbct掃描和/或x-射線掃描的一些實(shí)施方式中還有虛擬骨頭16'(例如，下頜骨)，這些與真實(shí)的患者10嘴12中的牙齒14，軟組織18，手術(shù)部位20，剛性著陸構(gòu)件200，和骨頭16對(duì)應(yīng)。

根據(jù)將在患者10的嘴12中進(jìn)行的手術(shù)類型，牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序被設(shè)計(jì)用于，自動(dòng)地和/或利用來(lái)自操作者的某一輸入(例如，圖7中示出的操作者400)地，制定使用被附接到機(jī)器人系統(tǒng)100工作臂140的工具155上的手術(shù)工具刀頭132中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)執(zhí)行預(yù)期過(guò)程的手術(shù)計(jì)劃。特別地，牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序被設(shè)計(jì)用于開(kāi)發(fā)使工作臂140相對(duì)于著陸臂160(例如，相對(duì)于著陸探針180的第二端180b)進(jìn)行的指令和/或運(yùn)動(dòng)集，其中著陸臂160被定位在相對(duì)于患者10嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200的已知位置(例如，在圖4中示出的沿著中心軸線xc建立的原點(diǎn)o)。所開(kāi)發(fā)的指令集包括在手術(shù)過(guò)程中使用的一個(gè)工具或多個(gè)工具的類型和/或大小的說(shuō)明。所開(kāi)發(fā)的指令集還包括當(dāng)使用多個(gè)工具時(shí)使用這些工具的順序。例如，如果預(yù)期的手術(shù)是截骨創(chuàng)建，則所開(kāi)發(fā)的指令包括使用哪個(gè)或哪些手術(shù)鉆頭工具132。特別是，在示例性截骨創(chuàng)建中，指令可引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)100首先使用具有第一直徑和第一長(zhǎng)度的第一手術(shù)鉆頭工具132來(lái)開(kāi)始該手術(shù)(例如，在下頜骨中制造初始凹口/開(kāi)口)，然后是使機(jī)器人系統(tǒng)100切換到具有第二(例如，相對(duì)較大)直徑和第二長(zhǎng)度(例如，與第一長(zhǎng)度相同或不同)的第二手術(shù)鉆頭工具132的指令，以繼續(xù)該手術(shù)(例如，擴(kuò)大在下頜骨中制造的凹口/開(kāi)口的直徑)等。隨后的指令可包括使機(jī)器人系統(tǒng)100切換到手術(shù)攻絲工具132，在先前于下頜骨中制造的凹口/開(kāi)口中攻螺紋(例如，制造螺紋)。在一些實(shí)施方式中，外科手術(shù)系統(tǒng)100自動(dòng)地并且不需要操作者輸入地將手術(shù)工具刀頭132切換到工具155；并且在一些替代性實(shí)施方式中，從手術(shù)工具刀頭132到工具155，操作者手動(dòng)地進(jìn)行附接和拆卸。

通過(guò)牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序進(jìn)行的手術(shù)計(jì)劃的制定可在接收掃描數(shù)據(jù)(例如，術(shù)前虛擬三維模型325)之后完全自發(fā)地進(jìn)行，或者此制定可以包括來(lái)自操作者的某一輸入。例如，牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序可要求來(lái)自操作者的輸入，比如所計(jì)劃的手術(shù)的類型(例如，截骨創(chuàng)建，種植體植入，骨剔除等)，待植入種植體的預(yù)期中心軸線的位置和定向(例如，用于避開(kāi)嘴12中的神經(jīng)和/或避開(kāi)嘴12中的低密度骨頭區(qū)域)，待植入種植體的制造商，待植入種植體的大小等。

一旦手術(shù)計(jì)劃利用牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序制定出來(lái)，機(jī)器人系統(tǒng)100準(zhǔn)備好使用手術(shù)工具刀頭132中的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行/實(shí)施手術(shù)計(jì)劃了。在一些實(shí)施方式中，控制工作臂140和著陸臂160的計(jì)算機(jī)121還執(zhí)行和運(yùn)行手術(shù)計(jì)劃軟件程序。在這樣的實(shí)施方式中，制定的手術(shù)計(jì)劃被自動(dòng)載入并且準(zhǔn)備好被機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)實(shí)施，例如，響應(yīng)于操作者按下顯示裝置122上的開(kāi)始按鈕。在不同的計(jì)算機(jī)執(zhí)行/運(yùn)行牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序的替代性實(shí)施方式中，所制定的手術(shù)計(jì)劃需要被發(fā)送到和/或載入到機(jī)器人系統(tǒng)100內(nèi)。

如圖7中所示，手術(shù)計(jì)劃開(kāi)始之后，工作臂140相對(duì)于著陸臂160移動(dòng)到位(例如，至少部分地移動(dòng)到患者10的嘴12內(nèi))并且開(kāi)始在手術(shù)部位20處使用手術(shù)工具刀頭132中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)地執(zhí)行該過(guò)程。

定義用于限制機(jī)器人系統(tǒng)100的運(yùn)動(dòng)的無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450

如這里討論的，不同于使機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)執(zhí)行手術(shù)過(guò)程，機(jī)器人系統(tǒng)100可被手動(dòng)地使用，使得操作者400(圖7，8a，8b)致使工作臂140和所附接的手術(shù)工具刀頭132相對(duì)于患者10移動(dòng)。在這樣的實(shí)施方式中，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450可在進(jìn)行該過(guò)程之前建立。如圖8a中所示，出于示意性目的，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450在沒(méi)有患者10嘴12的情況下被示出，而圖8b示意出覆蓋在患者10的嘴12上的同一無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450。

作為手術(shù)計(jì)劃的一部分，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450可使用在這里描述的手術(shù)計(jì)劃軟件程序建立和/或生成。在這樣的實(shí)施方式中，對(duì)于由操作者使用(例如，手動(dòng)地操縱)機(jī)器人系統(tǒng)100來(lái)執(zhí)行的半手動(dòng)程序來(lái)說(shuō)，當(dāng)手術(shù)工具刀頭132位于患者10附近和/或被定位在患者10的嘴12內(nèi)時(shí)，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450建立了用于工作臂140、特別是用于聯(lián)接于其上的手術(shù)工具刀頭132的邊界。這樣，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450可幫助防止操作者(例如，口腔科醫(yī)生)將工具155移動(dòng)至致使手術(shù)工具刀頭132和/或工作臂140的任何部分(例如，包括工具155)與患者10的嘴12干涉。

通過(guò)干涉，例如，意思是工作臂140撞到正在執(zhí)行的程序涉及不到的患者10牙齒14。對(duì)于另一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，通過(guò)干涉，意思是手術(shù)工具刀頭132被移動(dòng)(例如，豎直地上和/或下，側(cè)向等)到患者10的下頜骨16內(nèi)太遠(yuǎn)，例如使用機(jī)器人系統(tǒng)100執(zhí)行半手動(dòng)程序、比如截骨創(chuàng)建時(shí)。這樣，當(dāng)操作者400通過(guò)手動(dòng)地移動(dòng)工作臂140而手動(dòng)地進(jìn)行截骨創(chuàng)建時(shí)，提供有無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的機(jī)器人系統(tǒng)100允許操作者400在無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的邊界內(nèi)根據(jù)需要移動(dòng)手術(shù)工具刀頭132(例如，豎直地上和/或下，側(cè)向等)，但是，如果操作者400試圖將手術(shù)工具刀頭132移動(dòng)到無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450外面和/或穿過(guò)它，機(jī)器人系統(tǒng)100主動(dòng)防止此運(yùn)動(dòng)，例如，利用柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的電機(jī)。例如，如圖8a和8b中所示，操作者400正在試圖使手術(shù)工具刀頭132在箭頭方向a(例如，相對(duì)于圖8b的定向向下)上移動(dòng)穿過(guò)無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450。然而，因?yàn)橥饪剖中g(shù)系統(tǒng)100主動(dòng)地實(shí)施(enforce)了無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450，所以外科手術(shù)系統(tǒng)100致使工作臂140、工具155、手術(shù)工具刀頭132、或它們的任何組合振動(dòng)(例如，觸覺(jué)反饋)，提示操作者正在試圖使手術(shù)工具132移動(dòng)經(jīng)過(guò)無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450，這是不允許的。使用此無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450可用于例如允許操作者(例如，牙外科醫(yī)生)執(zhí)行自由形式的(free-form-shaped)骨切開(kāi)術(shù)，其中操作者被允許雕刻(sculpt)(例如，豎直地上和/或下以及側(cè)向地移動(dòng)外殼旋轉(zhuǎn)銑削工具132)截骨-與使用僅沿著單一中心軸線豎直移動(dòng)的一套階梯式鉆頭不同。這樣，操作者可根據(jù)所接收的觸覺(jué)反饋和/或其它信息(例如，在手術(shù)過(guò)程中用于保持預(yù)期的或預(yù)設(shè)的鉆削速度所需的力矩水平，在手術(shù)過(guò)程中用于推進(jìn)手術(shù)工具刀頭132所需的力水平等)來(lái)實(shí)時(shí)地手動(dòng)修改/更新手術(shù)計(jì)劃。

雖然無(wú)形的(看不到的)障礙壁/區(qū)域450被示出為具有開(kāi)放的頂部，但替代性的無(wú)形的障礙壁/區(qū)域可在所有側(cè)面上具有無(wú)形的壁/無(wú)形的表面，使得工作臂140的至少一部分(例如，手術(shù)工具刀頭132的末端)在使用機(jī)器人系統(tǒng)100執(zhí)行的整個(gè)手術(shù)過(guò)程中被完全包圍在無(wú)形的障礙壁/區(qū)域中。這樣，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域可以延伸到患者10的嘴12外面。其中，此無(wú)形的障礙壁/區(qū)域可以幫助防止工作臂140的一部分撞到患者10的臉或頭或胸。

無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450在圖8a和8b中以虛線示出了，用于表示在手術(shù)過(guò)程中所述無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)100的操作者來(lái)說(shuō)實(shí)際上是在患者10的嘴12中看不到的。然而，在一些實(shí)施方式中，在手術(shù)過(guò)程中，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的虛擬展現(xiàn)可以顯示在顯示裝置122和/或另一顯示裝置上。例如，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的虛擬展現(xiàn)可以相對(duì)于患者嘴12的虛擬模型(例如，術(shù)前三維虛擬模型325)顯示。對(duì)于另一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的虛擬展現(xiàn)可以相對(duì)于患者10的嘴12的視頻直播顯示。對(duì)于又另一例子，無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的虛擬展現(xiàn)可以相對(duì)于患者10的嘴12的圖片顯示。無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450的虛擬展現(xiàn)的顯示允許操作者相對(duì)于患者10的嘴12看到無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450，這可以幫助操作者執(zhí)行和/或監(jiān)控/監(jiān)督該過(guò)程。

使用機(jī)器人系統(tǒng)100監(jiān)控/追蹤半手動(dòng)程序

機(jī)器人系統(tǒng)100可用于執(zhí)行半手動(dòng)程序。通過(guò)半手動(dòng)意思是指機(jī)器人系統(tǒng)100允許機(jī)器人系統(tǒng)100的操作者400(圖7，8a，8b)相對(duì)于患者10的嘴12手動(dòng)地操縱/移動(dòng)工作臂140來(lái)執(zhí)行一過(guò)程，同時(shí)保持一定水平的控制。例如，機(jī)器人系統(tǒng)100通過(guò)支撐其自身的重量和/或監(jiān)控/感測(cè)工作臂140和著陸臂160相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o(圖8b)的位置而保持對(duì)工作臂140和著陸臂160的控制。

如這里討論的，工作臂140包括多個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150并且著陸臂160包括多個(gè)柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件170，其中柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，170中的每一個(gè)包括在確定工作臂140的至少一部分(例如，手術(shù)工具刀頭132的末端，等)和/或著陸臂160(例如，著陸探針180的末端)的位置時(shí)使用的一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如，當(dāng)操作者400移動(dòng)工具155(圖8b)時(shí)，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，170中的傳感器記錄數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被傳輸?shù)赜?jì)算機(jī)121以進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)121運(yùn)行/執(zhí)行機(jī)器人控制軟件，該軟件接收來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)并且處理該數(shù)據(jù)，以確定工作臂140的至少一部分(例如，手術(shù)工具刀頭132的末端)相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o(圖8b)的位置。

例如，如圖8b中所示，用于機(jī)器人系統(tǒng)100的原點(diǎn)o被建立為沿著聯(lián)接柱220的接收孔222的中心軸線xc并且沿著著陸探針180第二端180b的中心軸線yc的中心點(diǎn)。替代性地，原點(diǎn)o可建立在相對(duì)于剛性著陸構(gòu)件200的任何位置，因?yàn)椋?dāng)剛性著陸構(gòu)件200被安裝在嘴12中時(shí)，以已知的并且被記錄(例如，如這里描述的，在剛性著陸構(gòu)件200存在的情況下對(duì)嘴12進(jìn)行掃描的過(guò)程中知曉并記錄的)的方式剛性著陸構(gòu)件200相對(duì)于患者10嘴12的剩余部分是固定的。

當(dāng)操作者400執(zhí)行半手動(dòng)程序時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)100利用柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，170中的傳感器跟蹤/追蹤工作臂140的每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)(例如，特別是追蹤手術(shù)工具刀頭132末端的每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng))，從而產(chǎn)生與工作臂140(和手術(shù)工具刀頭132)的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且此數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)121或另一計(jì)算機(jī)和/或存儲(chǔ)器裝置中。計(jì)算機(jī)121可執(zhí)行和/或運(yùn)行三維建模軟件(例如，與在這里其它地方描述的牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序相同或不同的軟件程序)，所述三維建模軟件被編程以生成患者10嘴12的至少一部分的被修改的或術(shù)后虛擬三維模型326(圖9)。術(shù)后虛擬三維模型326基于(i)嘴12的術(shù)前三維虛擬模型325(圖1)和(ii)在手術(shù)過(guò)程中收集的與工作臂140的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)。特別地，三維建模軟件被設(shè)計(jì)成使用患者10嘴12的術(shù)前三維虛擬模型325并且基于使用機(jī)器人系統(tǒng)100所執(zhí)行的程序而修改術(shù)前三維虛擬模型325。這樣，虛擬嘴12'的所述至少一部分的術(shù)后三維虛擬模型326包括虛擬牙齒14'，虛擬軟組織18'，虛擬手術(shù)部位20'，虛擬剛性著陸構(gòu)件200'，并且在進(jìn)行了ct掃描(例如，牙科cbct掃描)的一些實(shí)施方式中還包括虛擬骨頭16'(例如，下頜骨)，它們都存在于術(shù)前三維虛擬模型325中。然而，根據(jù)該過(guò)程以及在同一過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)，術(shù)后三維虛擬模型326還包括手術(shù)部位20'處的修改。

例如，如圖9中所示，如果操作者400使用手術(shù)鉆頭工具132創(chuàng)建截骨，同時(shí)機(jī)器人系統(tǒng)100跟蹤該過(guò)程，那么對(duì)工作臂140的位置的跟蹤生成表示在手術(shù)過(guò)程中使用的手術(shù)鉆頭工具132相對(duì)于患者10嘴12中的軟組織18和下頜骨16相對(duì)于剛性著陸構(gòu)件200(以及所建立的原點(diǎn)o)的位置的數(shù)據(jù)。這樣，三維建模軟件能夠確定出手術(shù)鉆頭工具132如何與術(shù)前三維虛擬模型325干涉，以及如何基于該干涉通過(guò)去除其一些部分來(lái)更新術(shù)前三維虛擬模型325，以生成在軟組織18'中和/或在骨頭16'中包括虛擬開(kāi)口或凹口25'的術(shù)后三維虛擬模型326。也就是說(shuō)，手術(shù)鉆頭工具132的干涉表示將用手術(shù)鉆頭工具132鉆削和/或去除材料而生成圖示的虛擬開(kāi)口或凹口25'。這樣，三維建模軟件能夠通過(guò)去除與在手術(shù)過(guò)程中實(shí)際上從患者10嘴12去除的材料對(duì)應(yīng)的材料而修改術(shù)前三維虛擬模型325。結(jié)果生成的是患者10嘴12的被修改的三維虛擬模型或術(shù)后三維虛擬模型326，其繪示了患者10嘴12中的術(shù)后情形(例如，具有被去除的軟組織和/或下頜骨材料)。因此，操作者400不必須對(duì)患者10的嘴12進(jìn)行術(shù)后掃描來(lái)獲取術(shù)后患者情形?；颊?0被免于此額外掃描步驟。

此外，對(duì)于另一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，如圖9中所示，如果操作者400使用種植體驅(qū)動(dòng)工具132植入牙種植體，同時(shí)機(jī)器人系統(tǒng)100追蹤該過(guò)程，那么對(duì)工作臂140的位置的追蹤生成表示種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于剛性著陸構(gòu)件200(以及所建立的原點(diǎn)o)的位置(以及因此聯(lián)接于其上的牙種植體的位置)的數(shù)據(jù)。這樣，三維建模軟件能夠確定出種植體驅(qū)動(dòng)工具(以及聯(lián)接于其上的牙種植體)如何與術(shù)前三維虛擬模型325干涉和/或是如何相對(duì)于其移動(dòng)的，并且基于此干涉更新術(shù)前三維虛擬模型325，以生成術(shù)后三維虛擬模型326，該術(shù)后三維虛擬模型326包括以下述位置和定向植入在虛擬開(kāi)口或凹口25'中的虛擬牙種植體30'，所述位置和定向與使用機(jī)器人系統(tǒng)100安裝在患者10嘴12中的實(shí)際牙種植體的位置和定向相對(duì)應(yīng)。因此，操作者400不必須進(jìn)行患者10嘴12的術(shù)后掃描以獲取包括安裝于其中的牙種植體的位置和定向的術(shù)后患者情形?；颊?0被免于此額外掃描步驟。

在使用機(jī)器人系統(tǒng)100進(jìn)行的半手動(dòng)和/或手動(dòng)程序(過(guò)程)中追蹤/監(jiān)控工作臂140和/或著陸臂160的位置可被用于生成患者10嘴12的至少一部分的各種被修改的虛擬三維模型或術(shù)后虛擬三維模型，除在這里描述的以及在圖9中示出的那些之外。例如，被修改的虛擬三維模型或術(shù)后虛擬三維模型可在使用機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的牙科牙齒準(zhǔn)備之后、在使用機(jī)器人系統(tǒng)100成形臨時(shí)性假體之后、在使用機(jī)器人系統(tǒng)100修改假牙之后等自動(dòng)地生成，例如，通過(guò)運(yùn)行三維建模軟件的計(jì)算機(jī)121生成。各種其它手動(dòng)/半手動(dòng)程序、比如在這里其他地方描述的程序可如上所述進(jìn)行追蹤/監(jiān)控，用于生成位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)在生成被修改的虛擬三維模型或術(shù)后虛擬三維模型時(shí)使用以避免術(shù)后掃描(例如，術(shù)后口內(nèi)表面掃描，術(shù)后牙科cbct掃描等)。

機(jī)器人系統(tǒng)100的示例性用法

本公開(kāi)的機(jī)器人系統(tǒng)100可被用于自動(dòng)地、手動(dòng)地、或自動(dòng)手動(dòng)組合地執(zhí)行各種過(guò)程。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的一個(gè)例子是截骨創(chuàng)建。截骨的創(chuàng)建使用聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)手術(shù)鉆頭工具132執(zhí)行，用于在患者10下頜骨16中形成適于在其中接收牙種植體的凹口和/或開(kāi)口。另外，在一些實(shí)施方式中，截骨的創(chuàng)建還使用聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)外科攻絲工具132在先前于患者10下頜骨16中形成的適于在其中接收牙種植體的凹口/開(kāi)口中制造螺紋。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第二例子是安裝牙種植體。安裝牙種植體使用聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的種植體驅(qū)動(dòng)工具132執(zhí)行，用于將牙種植體安裝在患者10下頜骨16上的開(kāi)口中。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第三例子是執(zhí)行牙槽骨切除術(shù)。牙槽骨切除術(shù)使用聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的骨剔除/去除工具132執(zhí)行，用于從患者10的下頜骨16去除骨頭材料。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第四例子是執(zhí)行牙槽骨整形術(shù)。牙槽骨整形術(shù)被如下進(jìn)行：使用聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的外科骨整形工具(bonecontouringtool)132整形患者10下頜骨16的一部分的輪廓。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第五例子是進(jìn)行牙冠制備。牙冠制備的進(jìn)行被如下進(jìn)行：使用一個(gè)或多個(gè)外科牙鉆頭工具132和/或牙科剔除工具鉆頭132去除牙齒的一些部分(例如，咬合側(cè)部分)，使牙齒適于在其上接收定制牙冠。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第六例子是修改假牙以用作混合型假體的一部分。混合型假體包括與一個(gè)或多個(gè)基臺(tái)或柱體結(jié)合的被修改的假牙。典型地，被修改的假牙經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)基臺(tái)或柱體聯(lián)接到牙種植體，基臺(tái)或柱體附接到相應(yīng)的牙種植體中。機(jī)器人系統(tǒng)100可被用于通過(guò)在假牙中、在與安裝在患者10嘴中的牙種植體的中心軸線直接對(duì)應(yīng)的位置處精確地鉆孔來(lái)幫助被修改的假牙的制造，所述牙種植體使用機(jī)器人系統(tǒng)100進(jìn)行安裝。這樣，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)基臺(tái)或柱體被附接到牙種植體時(shí)，在假牙上鉆的孔與基臺(tái)或柱體配合(即，對(duì)齊)并且可被結(jié)合于其上以制造混合型假體。機(jī)器人系統(tǒng)100可執(zhí)行的過(guò)程的第七例子是制造暫時(shí)性修復(fù)體。暫時(shí)性修復(fù)體的制造通過(guò)如下進(jìn)行：使用一個(gè)或多個(gè)剔刀和/或雕刻工具刀頭132去除牙齒坯體的一些部分，使牙齒坯體被雕刻成具有用于附接到被安裝的牙種植體的解剖齒形狀。

設(shè)想上述七個(gè)例子中的任一個(gè)和下面公開(kāi)的實(shí)施方式中的任一個(gè)可以在沒(méi)有或具有很少來(lái)自操作者的輸入(例如，除了選擇開(kāi)始過(guò)程按鈕)的情況下通過(guò)載入了手術(shù)計(jì)劃的機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)地執(zhí)行，或通過(guò)操作者400手動(dòng)地和/或半手動(dòng)地執(zhí)行，操作者400手動(dòng)操縱機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140，工作臂140被無(wú)形的障礙壁/區(qū)域450約束或不受其約束。還設(shè)想來(lái)自下述實(shí)施方式中的任一個(gè)的任何元件和/或步驟可被去掉和/或用在其它公開(kāi)的實(shí)施方式中的任一個(gè)中的任何其它公開(kāi)的元件代替。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第一實(shí)施方式，機(jī)器人系統(tǒng)100被用于將牙種植體安裝在患者10嘴12中。機(jī)器人系統(tǒng)100包括基部120，著陸臂160，工作臂140，和一個(gè)或多個(gè)傳感器。著陸臂160具有第一端161a和第二端161b。著陸臂160的第一端161a被聯(lián)接到基部120并且著陸臂160的第二端161b被配置用于聯(lián)接到患者10嘴12中的固定結(jié)構(gòu)，用于相對(duì)于患者10嘴12建立用于機(jī)器人系統(tǒng)100的原點(diǎn)o。在這樣的實(shí)施方式中，著陸臂160的第二端161b相對(duì)于基部120具有至少六個(gè)自由度。工作臂140具有第一端141a和第二端l41b。工作臂140的第一端141a從基部120延伸并且工作臂140的第二端141b被配置用于與手術(shù)工具132中的一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接以在患者10嘴12中安裝牙種植體的過(guò)程中使用。工作臂140的一部分相對(duì)于基部120具有至少六個(gè)自由度并且是可移動(dòng)的，以(i)在患者10嘴12中的骨頭16上形成開(kāi)口，并且(ii)在形成的開(kāi)口中安裝牙種植體。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，170中的傳感器)監(jiān)控著陸臂160和工作臂140的位置并且產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)被用于建立患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維種植體水平模型(例如，圖9的模型326)。

在第一實(shí)施方式中，術(shù)后虛擬三維種植體水平模型是在不使用聯(lián)接到安裝于患者10嘴12中的牙種植體的掃描基臺(tái)的情況下建立的。此外，工作臂140的可移動(dòng)部分(i)是通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)100的操作者400可手動(dòng)移動(dòng)的，(ii)是可通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)(例如，柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150，170中的電機(jī))自動(dòng)移動(dòng)的，或(iii)兩者。在患者10的嘴12中的固定結(jié)構(gòu)是一個(gè)或多個(gè)牙齒，下頜骨，剛性著陸構(gòu)件200，或它們的任何組合。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第二實(shí)施方式，建立患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型326(圖9)的方法包括將剛性著陸構(gòu)件200附接到患者10嘴12內(nèi)的固定位置處，其中嘴12包括在牙外科手術(shù)過(guò)程中使用機(jī)器人系統(tǒng)100安裝的牙種植體。本方法還包括獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件200的患者10嘴12的術(shù)前虛擬三維模型325(圖1)。本方法還包括將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200，從而建立用于患者10嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。本方法還包括，作為牙外科手術(shù)的一部分，移動(dòng)(例如，自動(dòng)地或手動(dòng)地，或自動(dòng)手動(dòng)組合式地)被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具132的機(jī)器人系統(tǒng)100工作臂140的至少一部分，以將牙種植體安裝到患者10的嘴12中。本方法還包括在牙外科手術(shù)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和工作臂140的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具132相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)，并且基于獲得的術(shù)前虛擬三維模型325(圖1)和所生成的位置數(shù)據(jù)建立患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型326(圖9)。

在第二實(shí)施方式中，建立術(shù)后虛擬三維模型326(圖9)是在不使用被聯(lián)接到所安裝的牙種植體的掃描基臺(tái)的情況下進(jìn)行的。此外，此建立包括將患者10的嘴12的術(shù)前虛擬三維模型325修改成包括安裝在患者10嘴12中的牙種植體的虛擬模型的至少一部分(例如，圖9中示出的虛擬牙種植體30')。在第二實(shí)施方式的一些形式中，本方法還包括在移動(dòng)之前確定無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450(圖8a和8b)被建立用于將被安裝在患者10嘴12中的牙種植體的預(yù)定位置(例如，圖6和7中示出的手術(shù)部位20)周圍，并且在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)防止機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140移動(dòng)至致使牙種植體安裝到所確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450外面而自動(dòng)地實(shí)施該確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第三實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)剔除患者10嘴12中的牙槽骨的方法包括將剛性著陸構(gòu)件200附接到患者10嘴12內(nèi)的固定位置(例如，圖6中示出的牙齒14a)。本方法還包括獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件200的患者10嘴12的剔除前虛擬模型(例如，與圖1中示出的術(shù)前三維虛擬模型325相同或類似)。本方法還包括將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200，以建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。本方法還包括制定相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o自動(dòng)地移動(dòng)骨切割工具132以剔除患者10嘴12中的牙槽骨的一部分的計(jì)劃。本方法還包括將骨切割工具132附接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140并且通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140自動(dòng)移動(dòng)骨切割工具132來(lái)執(zhí)行所制定的計(jì)劃，從而根據(jù)所制定的計(jì)劃剔除患者10的嘴12中的牙槽骨，使患者10的嘴12中的牙槽骨的暴露脊部被充分加寬以進(jìn)行鉆削并且將牙種植體接收于其中。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第四實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100在患者10的嘴12中安裝牙種植體的方法包括制定在患者10的嘴12中安裝牙種植體的計(jì)劃。所制定的計(jì)劃包括(i)第一子計(jì)劃，用第一工具132(例如，外科剔骨刀)剔除嘴12中的骨頭的暴露部分，從而制造骨頭的被充分加寬的部分，以便將牙種植體接收于其中，(ii)第二子計(jì)劃，用第二工具132(例如，外科鉆頭工具)在骨頭的被充分加寬的部分中形成開(kāi)口或凹口，以便接收牙種植體，和(iii)第三子計(jì)劃，用第三工具132(例如，種植體驅(qū)動(dòng)工具)將牙種植體安裝在開(kāi)口內(nèi)。本方法還包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200來(lái)建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。此計(jì)劃通過(guò)下述執(zhí)行：(1)按照第一子計(jì)劃，將第一工具132聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂140的至少一部分(例如，通過(guò)移動(dòng)圖2中示出的工具155)剔除患者10的嘴12中骨頭的暴露部分，(2)按照第二子計(jì)劃，將第二工具132聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂140的至少一部分在患者10的嘴12中的骨頭16上形成開(kāi)口(圖7)，以及(3)按照第三子計(jì)劃，將第三工具132和牙種植體聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂140的至少一部分將牙種植體安裝到患者10嘴12中的骨頭16上的開(kāi)口內(nèi)。

在第四實(shí)施方式中，本方法可還包括在安裝牙種植體的過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和工作臂140的位置，以生成與下述有關(guān)的位置數(shù)據(jù)：(i)牙種植體相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置(ii)第三工具132相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置，或(iii)(i)和(ii)兩者。此外，本方法可還包括基于獲得的術(shù)前虛擬模型325和所生成的位置數(shù)據(jù)建立患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型(例如，與圖9中示出的被修改的虛擬三維模型或術(shù)后虛擬三維模型326相同或類似)，其中所述嘴12的至少一部分包括牙種植體。在第四實(shí)施方式中，建立術(shù)后虛擬三維模型在不使用被聯(lián)接到安裝的牙種植體的掃描基臺(tái)的情況下進(jìn)行。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第五實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100剔除患者10的嘴12中的牙槽骨的方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200來(lái)建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。本方法還包括確定無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450被建立在患者10嘴12中的預(yù)定位置(例如，圖6和7中示出的手術(shù)部位20)周圍。本方法還包括將骨切割工具132聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140，并且移動(dòng)(例如，手動(dòng)地移動(dòng))機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140的至少一部分以剔除患者10的嘴12中的牙槽骨。在移動(dòng)過(guò)程中，本方法還包括通過(guò)防止機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140移動(dòng)至致使骨切割工具132被移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450來(lái)自動(dòng)實(shí)施所述確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450。本方法還包括在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和/或工作臂140的位置，以生成與骨切割工具132相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第六實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100自動(dòng)地準(zhǔn)備患者10嘴12中的牙齒以接收定制牙冠的方法包括將剛性著陸構(gòu)件200附接到在患者10的嘴12內(nèi)的固定位置(例如，圖5中示出的牙齒14a)，并且獲得帶有剛性著陸構(gòu)件200的患者10嘴12的成形前虛擬三維模型(例如，與術(shù)前三維虛擬模型325相同或相似)。本方法還包括將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200，以建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。本方法還包括制定下述計(jì)劃：相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o自動(dòng)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)工具132以成形患者10的嘴12中的牙齒，以便接收定制牙冠。響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140與所述一個(gè)或多個(gè)工具132中的至少一個(gè)相聯(lián)接，本方法還包括通過(guò)按照所制定的計(jì)劃自動(dòng)地移動(dòng)工作臂140的至少一部分(例如，圖2中最佳示出的工具155)來(lái)實(shí)施所制定的計(jì)劃，從而成形患者10的嘴12中的牙齒使牙齒基本上按照所制定的計(jì)劃成形。

在第六實(shí)施方式中，本方法可還包括基于所制定的計(jì)劃設(shè)計(jì)所述定制牙冠，使用制造機(jī)制造所設(shè)計(jì)的定制牙冠，和將制造的定制牙冠附接到準(zhǔn)備的牙齒。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第七實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100準(zhǔn)備患者10的嘴12中的牙齒以接收定制牙冠的方法包括將剛性著陸構(gòu)件200附接到患者10的嘴12內(nèi)的固定位置(例如，圖5中示出的牙齒14a)，并且獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件200的患者10嘴12的成形前虛擬三維模型(例如，與術(shù)前三維虛擬模型325相同或類似)。本方法還包括確定無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450被建立在嘴12中將要成形的牙齒的周圍。本方法還包括將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的剛性著陸構(gòu)件200，因而建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o。響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140與成形工具132相聯(lián)接，本方法還包括手動(dòng)移動(dòng)工作臂140的至少一部分(例如，在圖2中最佳示出的工具155)，以成形患者10的嘴12中的牙齒。本方法還包括通過(guò)防止工作臂140移動(dòng)至致使成形工具132的切割部分移動(dòng)到所確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450外面來(lái)自動(dòng)實(shí)施所確定的可見(jiàn)邊界壁/區(qū)域450。本方法還包括在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和/或工作臂140的位置，以生成與成形工具132的切割部分相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。本方法還包括基于獲得的成形前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者10嘴12的至少一部分的術(shù)后虛擬三維模型(例如，類似于圖9中示出的術(shù)后虛擬三維模型326)，其中所述嘴12的至少一部分包括被成形的牙齒。

在第七實(shí)施方式中，建立成形后虛擬模型是在手動(dòng)移動(dòng)后不掃描嘴的情況下進(jìn)行的。此外，所確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域450允許手動(dòng)移動(dòng)工作臂140的至少一部分以成形牙齒，同時(shí)保持牙齒的會(huì)聚式軸壁成角度設(shè)置(convergentaxialwallangulation)并且允許沿牙齒長(zhǎng)軸的手動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)，以允許制造遵循著患者10嘴12中牙齦緣輪廓的牙冠緣。此外，成形前虛擬三維模型可從下述得來(lái)：ct掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，口內(nèi)表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，對(duì)患者嘴的至少一部分的印模的表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，對(duì)患者10嘴12的至少一部分的物理模型的表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，或它們的任何組合。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第八實(shí)施方式，使用機(jī)器人系統(tǒng)100修改作為混合型假體的、將與患者10嘴12中的多個(gè)牙種植體聯(lián)接(例如，經(jīng)由被結(jié)合到修改過(guò)的假牙的基臺(tái)或柱體)的假牙的方法包括獲得其中具有假牙的患者10嘴12的第一虛擬模型。本方法還包括從患者10的嘴12去除假牙并且將第一剛性著陸構(gòu)件(例如，剛性著陸構(gòu)件200)附接到患者10的嘴12內(nèi)的固定位置(例如，圖5中示出的牙齒14c)。該方法還包括獲得在其中具有第一剛性著陸構(gòu)件的患者10嘴12的第二虛擬模型，以及在患者10的嘴12外面將第二剛性著陸構(gòu)件附接到假牙。該方法還包括獲得上面附接著第二剛性著陸構(gòu)件的假牙的第三虛擬模型。本方法還包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到患者10的嘴12中的第一剛性著陸構(gòu)件(例如，剛性著陸構(gòu)件200)來(lái)建立用于患者10的嘴12的原點(diǎn)o(圖8b)。本方法還包括使用被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具132的機(jī)器人系統(tǒng)100工作臂140將所述多個(gè)牙種植體安裝在患者10的嘴12中，并且在該安裝過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和/或工作臂140的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具132相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。本方法還包括基于獲得的第二虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者10嘴12的至少一部分的第四虛擬模型。至少部分地基于第一、第三、和第四虛擬模型，本方法包括制定自動(dòng)修改假牙使假牙能夠與所安裝的所述多個(gè)牙種植體聯(lián)接(例如，經(jīng)由多個(gè)基臺(tái)或柱體，所述多個(gè)基臺(tái)或柱體被結(jié)合到與所安裝的牙種植體配合的修改過(guò)的假牙)的計(jì)劃。本方法還包括將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160聯(lián)接到附接在假牙上的第二剛性著陸構(gòu)件。本方法還包括使用被聯(lián)接到鉆頭工具132的機(jī)器人系統(tǒng)100工作臂140、通過(guò)在假牙中制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙。孔被制造在假牙中的特定位置處，使得被附接到牙種植體的基臺(tái)或柱體與這些孔對(duì)齊，從而被修改的假牙可結(jié)合到所述基臺(tái)或柱體并且形成混合型假體?；旌鲜郊袤w的其它細(xì)節(jié)、假牙、和對(duì)在混合型假體中使用/作為混合型假體使用的假牙的修改可在公布的美國(guó)專利文獻(xiàn)no.2014-0272797中找到，該專利被整體以引用方式并入本文。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第九實(shí)施方式，在制造用于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的永久性假體過(guò)程中使用的患者特異性臨時(shí)性假體(pstp)的制造方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)100的著陸臂160經(jīng)由固定結(jié)構(gòu)聯(lián)接到pstp坯體來(lái)建立用于pstp坯體的原點(diǎn)。本方法還包括使用被聯(lián)接到雕刻工具132的機(jī)器人系統(tǒng)100工作臂140來(lái)修改pstp坯體，使pstp坯體變成具有適于附接到安裝在患者10嘴12中的牙種植體的類似齒形狀的pstp。該方法還包括在修改過(guò)程中監(jiān)控著陸臂160和/或工作臂140的位置，以生成與雕刻工具132相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)，本方法還包括建立pstp的至少一部分的虛擬三維模型并且將pstp附接到患者10嘴12中的牙種植體。該方法還包括允許pstp周圍的齒齦組織(例如，圖6和7中示出的軟組織18)在患者10的嘴12中愈合。響應(yīng)于在患者10嘴12中包圍pstp的愈合的齒齦組織滿足臨界值，本方法還包括利用建立的虛擬模型制造永久性假體，作為pstp的復(fù)制。然而，響應(yīng)于在患者10的嘴12中包圍pstp的愈合的齒齦組織不滿足臨界值，本方法還包括(i)物理地修改pstp，(ii)掃描被修改的pstp，以獲得被修改的pstp的至少一部分的被修改的虛擬模型，以及(iii)利用獲得的被修改的虛擬模型制造永久性假體，作為被修改的pstp的復(fù)制。pstp的其它細(xì)節(jié)、固定裝置、和pstp用于制造和/或設(shè)計(jì)永久性部件的用法可在公開(kāi)的美國(guó)專利文獻(xiàn)no.2014-0080095和2014-0080092中找到，這兩者都被整體以引用方式并入本文。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第十實(shí)施方式，機(jī)器人系統(tǒng)100被用于切開(kāi)(例如，去除和/或切割)患者10的嘴12中的軟組織(例如，齒齦組織)。此切開(kāi)包括將切割工具132(例如，外科手術(shù)刀工具)聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140。使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)切開(kāi)軟組織18可導(dǎo)致軟組織修改，這與使用例如組織環(huán)切刀或徒手雕刻手術(shù)刀(freehandscalpel)進(jìn)行徒手(free-hand)切割相比更加可預(yù)測(cè)和/或更加可靠。此外，與徒手切割相比，使用被聯(lián)接到外科手術(shù)刀工具132的機(jī)器人系統(tǒng)100切開(kāi)軟組織可以加快軟組織的愈合和/或更加美學(xué)地愈合軟組織。在一些實(shí)施方式中，軟組織可使用機(jī)器人系統(tǒng)100切開(kāi)以建立放置牙種植體的位置。在一些實(shí)施方式中，軟組織可使用機(jī)器人系統(tǒng)100切離出來(lái)以在嘴內(nèi)的其它區(qū)域(例如，在組織移植時(shí)使用)中使用。

根據(jù)本文公開(kāi)的思想的第十一實(shí)施方式，如這里描述地，在利用剛性著陸構(gòu)件將機(jī)器人系統(tǒng)100登記到患者的嘴之后，機(jī)器人系統(tǒng)100被用于跟蹤在下頜骨16(圖5)中鉆削的凹口/開(kāi)口(例如，在截骨創(chuàng)建過(guò)程中)的位置，此凹口/開(kāi)口隨后被用理想化骨移植材料填充。此移植材料被允許與下頜骨材料融合并且患者被允許進(jìn)行康復(fù)愈合(例如，持續(xù)六個(gè)月)。在進(jìn)行了充分量的恢復(fù)愈合之后，患者可以返回來(lái)在移植材料的位置處安裝牙種植體。例如通過(guò)將剛性著陸構(gòu)件重新附接到患者的嘴、與先前安裝的相同的精確位置處，機(jī)器人系統(tǒng)100被重新登記到患者的嘴。替代性地，在恢復(fù)愈合階段期間剛性著陸構(gòu)件被留在患者的嘴中。在這種替代性實(shí)施方式中，剛性著陸構(gòu)件可具有使剛性著陸構(gòu)件不與患者的咀嚼功能相干涉的大小和形狀。例如，此剛性著陸構(gòu)件可以是從患者的下頜骨部分地突伸出來(lái)而不顯著影響患者的咀嚼功能的外科手術(shù)螺絲。當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)100被用于制造用移植材料填充的凹口/開(kāi)口時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)100知曉理想化骨移植材料的位置(例如，通過(guò)在初始鉆削的過(guò)程中追蹤工作臂140相對(duì)于在患者嘴中建立的原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng))，并且可被預(yù)先編程以自動(dòng)地鉆削理想化骨移植材料的位置，以便將牙種植體植入其中。因?yàn)槠谕氖菍⒀婪N植體安裝到理想化骨移植材料內(nèi)、而非周圍相對(duì)較軟的下頜骨材料內(nèi)，所以此第十一實(shí)施方式幫助操作者進(jìn)行牙種植體的植入，同時(shí)在進(jìn)行骨移植后不必須對(duì)患者的嘴進(jìn)行ct掃描。

本公開(kāi)的一些部分描述了患者嘴的一部分的術(shù)后虛擬模型可在不對(duì)患者的嘴進(jìn)行術(shù)后掃描的情況下進(jìn)行。然而，在一些替代性實(shí)施方式中，可以進(jìn)行術(shù)后口內(nèi)表面掃描以捕捉軟組織信息，但不使用被附接到安裝的種植體的掃描構(gòu)件(例如，可掃描的愈合基臺(tái)，掃描蓋帽等)。此表面掃描可與已經(jīng)被在手術(shù)跟蹤過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)修改了的、患者嘴的術(shù)前ct掃描結(jié)合，來(lái)建立術(shù)后虛擬模型。也就是說(shuō)，這里描述的術(shù)后虛擬模型可進(jìn)一步通過(guò)與術(shù)后的口內(nèi)表面掃描相結(jié)合而進(jìn)行修改，例如用于提高術(shù)后虛擬模型中的軟組織的精確度。利用骨頭/硬組織信息和軟組織信息建立虛擬模型的其它細(xì)節(jié)可在美國(guó)專利no.8,651,858中找到，該專利被整體以引用方式并入本文。

本公開(kāi)的一些部分描述了使用機(jī)器人系統(tǒng)100剔除或雕刻患者10的嘴12中的下頜骨16的一些部分。重要的是請(qǐng)注意此雕刻是在三維上進(jìn)行的，因?yàn)楣穷^可以在x-y平面中和/或在z-軸方向上去除。骨頭可以被去除的非限制性例子是在預(yù)期植入牙種植體的地方去除骨頭的窄脊部。此骨頭的去除將產(chǎn)生更寬的脊部(例如，足夠量的修復(fù)體空間)，其與窄脊部相比更有利于鉆孔以接收牙種植體。此外，對(duì)骨頭的剔除或雕刻可用于操縱患者10嘴12中的咬合垂直高度(vdo)，用于根據(jù)所設(shè)計(jì)/預(yù)期的將要安裝在患者嘴中的修復(fù)體部件(例如，牙種植體，基臺(tái)，牙冠等)的堆疊高度來(lái)提供足夠量的修復(fù)體空間。因此，在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人系統(tǒng)100被用于剔除骨頭(例如，牙槽嵴骨)，使得vdo被操控為使所安裝的部件(例如，牙種植體，基臺(tái)，牙冠等)正確地適配在患者10的嘴12內(nèi)。特別地，使所安裝的牙冠的咬合面與患者10嘴12中的對(duì)置牙齒/牙齒的咬合面配合。

本公開(kāi)的一些部分描述了各種手術(shù)工具132。除所描述的工具132之外，各種各樣的其它工具132可與機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140聯(lián)接并且以與在這里描述的方式相同或類似的方式使用。例如，探針工具132(例如，具有金屬球部或鉤部的工具)可被聯(lián)接到工作臂140，用于在檢查牙齒和齒齦組織之間的凹坑時(shí)使用。機(jī)器人系統(tǒng)100可使用探針工具132確定此凹坑的長(zhǎng)度和/或深度。此外，探針工具132可被用作機(jī)械感測(cè)探針來(lái)尋找患者10的嘴12中的結(jié)構(gòu)(例如，剛性著陸構(gòu)件200，牙齒，齒齦組織，腭等)的位置。例如，機(jī)器人系統(tǒng)100的這種用法可以在下述情況下使用：口腔外科醫(yī)生不使用機(jī)器人系統(tǒng)100的工作臂140而執(zhí)行手動(dòng)程序、然后想要用機(jī)器人系統(tǒng)100數(shù)字化地捕獲對(duì)患者10的嘴12進(jìn)行的任何修改時(shí)使用。在這種情景下，操作者(例如，口腔外科醫(yī)生)可以使用具有被聯(lián)接到工作臂140的機(jī)械感測(cè)探針的機(jī)器人系統(tǒng)100來(lái)感測(cè)嘴12中的任何變化。此外，機(jī)械感測(cè)可被用于確定嘴12中的硬結(jié)構(gòu)、比如牙齒和骨頭，和/或機(jī)械感測(cè)可被用于確定軟組織輪廓和/或特殊部位處軟組織的深度。

本公開(kāi)的一些部分描述了使用機(jī)器人系統(tǒng)100在患者10的下頜骨16中進(jìn)行截骨的創(chuàng)建。重要的是請(qǐng)注意由機(jī)器人系統(tǒng)100實(shí)施的、用于執(zhí)行截骨創(chuàng)建過(guò)程的手術(shù)計(jì)劃至少部分地基于與在手術(shù)部位20處、患者10的下頜骨16的質(zhì)量(例如，密度)相關(guān)的信息進(jìn)行，該信息典型地得自ct掃描(例如，牙科cbct掃描)和/或x-射線掃描。其確定可通過(guò)牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序自動(dòng)執(zhí)行和/或由操作者手動(dòng)執(zhí)行并且輸入到牙外科手術(shù)計(jì)劃軟件程序中。手術(shù)部位20處的骨質(zhì)典型地被歸結(jié)為四類骨頭中的一類或多類，這四類包括類型i、類型ii、類型iii、或類型iv，其中類型i最致密，類型iv最不致密。因此，被確定為在具有類型i骨頭的手術(shù)部位20中需要牙種植體的患者10中，手術(shù)計(jì)劃可包括使機(jī)器人系統(tǒng)100在下頜骨16中制造正好尺寸(right-size)的凹口/開(kāi)口然后用手術(shù)攻絲工具132攻絲該凹口/開(kāi)口的指令。通過(guò)正好尺寸的凹口/開(kāi)口，意思是所制造的凹口/開(kāi)口的直徑和/或用于進(jìn)行截骨創(chuàng)建的最終鉆頭工具132的直徑約等于將安裝于其中的牙種植體的最小直徑。對(duì)于另一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，被確定為在具有類型iv骨頭的手術(shù)部位20中需要牙種植體的患者10中，手術(shù)計(jì)劃可包括使機(jī)器人系統(tǒng)100在下頜骨16中制造過(guò)小尺寸(under-size)的凹口/開(kāi)口而不攻絲該凹口/開(kāi)口的指令。通過(guò)過(guò)小尺寸的凹口/開(kāi)口，意思是所制造的凹口/開(kāi)口的直徑和/或用于進(jìn)行截骨創(chuàng)建的最終鉆頭工具132的直徑小于將安裝于其中的牙種植體的最小直徑。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人系統(tǒng)100包括在預(yù)期手術(shù)(例如，截骨創(chuàng)建)的執(zhí)行過(guò)程中生成數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述數(shù)據(jù)在實(shí)時(shí)地(例如，在手術(shù)已經(jīng)在進(jìn)行過(guò)程中-已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施)修改/更新手術(shù)計(jì)劃時(shí)使用。傳感器可包括本文中其它地方描述的傳感器(例如，被聯(lián)接到剛性臂構(gòu)件145的柔性關(guān)節(jié)構(gòu)件150中的傳感器)，被聯(lián)接到工具155的一個(gè)或多個(gè)力矩傳感器，被聯(lián)接到工具155的一個(gè)或多個(gè)力傳感器，被聯(lián)接到工具155的一個(gè)或多個(gè)速度傳感器等。當(dāng)執(zhí)行用于截骨創(chuàng)建的手術(shù)計(jì)劃時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)100初始使用具有第一直徑的第一手術(shù)鉆頭工具132在下頜骨16中開(kāi)始制造凹口/開(kāi)口。機(jī)器人系統(tǒng)100，當(dāng)它利用第一手術(shù)工具鉆頭工具132鉆削下頜骨16時(shí)，監(jiān)控傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，來(lái)確定下頜骨16比初始確定的更致密還是更不致密?；谠撌中g(shù)過(guò)程中的所述數(shù)據(jù)和/或所述確定(例如，在使用第一手術(shù)鉆頭工具132鉆削的過(guò)程中)，手術(shù)計(jì)劃可被機(jī)器人系統(tǒng)100實(shí)時(shí)地自動(dòng)修改/更新，和/或可提示操作者允許所建議的修改。例如，如果機(jī)器人系統(tǒng)100確定來(lái)自傳感器(例如，力矩傳感器，力傳感器等)的數(shù)據(jù)表示以所計(jì)劃的速率(例如，2000rpm)旋轉(zhuǎn)第一手術(shù)鉆頭工具132所需的力矩和/或?qū)⒌谝皇中g(shù)鉆頭工具132推進(jìn)到下頜骨16內(nèi)所需的力小于預(yù)期的(例如，基于先前確定的類型i骨頭)，機(jī)器人系統(tǒng)100則可改變或建議改變手術(shù)計(jì)劃，因?yàn)閷?shí)際的牙齒情況顯示與初始確定的不同。也就是說(shuō)，需要的小于預(yù)期的力矩/力表示正在被鉆削的下頜骨16不是類型i骨頭，而是類型ii骨頭。在那種情況下，手術(shù)計(jì)劃可被改變，例如通過(guò)不攻絲被制造的凹口/開(kāi)口和/或通過(guò)改變最終手術(shù)鉆頭工具132以制造過(guò)小尺寸的凹口/開(kāi)口，而不是如初始對(duì)于類型i的下頜骨所計(jì)劃的正好尺寸的凹口/開(kāi)口。手術(shù)計(jì)劃的修改可還包括在截骨創(chuàng)建過(guò)程中使用的階梯狀手術(shù)鉆頭工具132的數(shù)量的變化。例如，如果初始的手術(shù)計(jì)劃命令調(diào)來(lái)三個(gè)單獨(dú)的階梯型手術(shù)鉆頭工具132用于鉆削類型iv骨頭，而在手術(shù)過(guò)程中機(jī)器人系統(tǒng)100確定患者實(shí)際上具有類型ii骨頭(例如，基于來(lái)自力矩和力傳感器的數(shù)據(jù)等)，外科手術(shù)系統(tǒng)100可自動(dòng)地在進(jìn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)修改/更新手術(shù)計(jì)劃，以增加第四中級(jí)手術(shù)鉆頭工具132。可以基于所監(jiān)控到的來(lái)自力矩和力傳感器和/或其它傳感器的數(shù)據(jù)對(duì)手術(shù)計(jì)劃進(jìn)行各種其它修改?？偠灾?，機(jī)器人系統(tǒng)100可以基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在具有或不具有操作者輸入的情況下修改/更新預(yù)先計(jì)劃的手術(shù)計(jì)劃。這些修改的例子包括(1)改變?cè)趫?zhí)行所制定的計(jì)劃時(shí)被機(jī)器人系統(tǒng)使用的力矩(例如，被施加于手術(shù)鉆頭工具、手術(shù)攻絲工具，等)的預(yù)先計(jì)劃值；(2)改變?cè)趫?zhí)行所制定的計(jì)劃時(shí)被機(jī)器人系統(tǒng)使用(例如，被施加于手術(shù)鉆頭工具、手術(shù)攻絲工具等)的轉(zhuǎn)速的預(yù)先計(jì)劃值；(3)改變?cè)趫?zhí)行所制定的計(jì)劃時(shí)被機(jī)器人系統(tǒng)使用(例如，被施加于手術(shù)鉆頭工具、手術(shù)攻絲工具等)的力的預(yù)先計(jì)劃值；(4)改變?cè)趫?zhí)行所制定的計(jì)劃時(shí)被機(jī)器人系統(tǒng)使用的所述多個(gè)手術(shù)工具的預(yù)先計(jì)劃數(shù)量(例如，四個(gè)手術(shù)鉆頭工具，而不是兩個(gè)手術(shù)鉆頭工具)。這些修改意于增加所安裝的牙種植體的相對(duì)初始穩(wěn)定性(例如，抵抗由咀嚼力引起的運(yùn)動(dòng))，并且這對(duì)于牙種植體和種植體假體來(lái)說(shuō)可以提升增加的可靠性以及整體耐受性。

雖然本公開(kāi)已經(jīng)參考一個(gè)或多個(gè)特殊的實(shí)施例和實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的那些技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不偏離本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可以對(duì)其進(jìn)行許多修改。這些實(shí)施例和實(shí)施方式以及它們的顯而易見(jiàn)的變異中的每一者都被設(shè)想成落在由下面的權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)。

替代性實(shí)施方式

實(shí)施方式1.一種機(jī)器人系統(tǒng)，在包括于患者嘴中安裝牙種植體的牙外科手術(shù)過(guò)程中使用，所述機(jī)器人系統(tǒng)包括：基部；具有第一端和第二端的著陸臂，著陸臂的第一端被聯(lián)接到基部，著陸臂的第二端被配置用于聯(lián)接到患者嘴內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)，用于建立所述機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)于患者嘴的原點(diǎn)，著陸臂的第二端相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度；具有第一端和第二端的工作臂，工作臂的第一端從基部延伸，工作臂的第二端被配置用于與一個(gè)或多個(gè)工具聯(lián)接以在牙外科手術(shù)過(guò)程中使用，工作臂的一部分相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度并且是可移動(dòng)的用于(i)在患者嘴內(nèi)的骨頭上形成開(kāi)口和(ii)在所形成的開(kāi)口中安裝牙種植體；以及用于監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)被用于建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬三維種植體水平模型。

實(shí)施方式2.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述術(shù)后虛擬三維種植體水平模型是在不使用掃描基臺(tái)的情況下建立的，所述掃描基臺(tái)被聯(lián)接到安裝于患者嘴中的牙種植體。

實(shí)施方式3.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所生成的位置數(shù)據(jù)被用于將患者嘴的術(shù)前虛擬模型修改為包括在牙外科手術(shù)過(guò)程中安裝在患者嘴中的牙種植體的虛擬三維模型的至少一部分。

實(shí)施方式4.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)工具包括鉆頭工具，牙種植體驅(qū)動(dòng)工具，旋轉(zhuǎn)銑削工具，鋸工具，探針工具，外科手術(shù)刀工具，或它們的任何組合。

實(shí)施方式5.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)傳感被電地聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器并且被物理地安裝到著陸臂，工作臂，或兩者。

實(shí)施方式6.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述工作臂的可移動(dòng)部分是(i)可由機(jī)器人系統(tǒng)的操作者手動(dòng)移動(dòng)的，(ii)可通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)自動(dòng)移動(dòng)的，或(iii)兩者。

實(shí)施方式7.實(shí)施方式1的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述患者嘴內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)是一個(gè)或多個(gè)牙齒，下頜骨，或兩者。

實(shí)施方式8.一種在于患者嘴中安裝牙種植體的過(guò)程中使用的機(jī)器人系統(tǒng)，所述機(jī)器人系統(tǒng)包括：基部；著陸臂，其從基部延伸并且被配置用于聯(lián)接到患者嘴內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)，以建立所述機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)于患者嘴的原點(diǎn)；工作臂，其從基部延伸并且被配置用于與一個(gè)或多個(gè)工具聯(lián)接以在安裝牙種植體的過(guò)程中使用，工作臂的至少一部分是可移動(dòng)的以在患者嘴中安裝牙種植體；以及用于監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)被用于建立患者嘴的至少一部分的虛擬模型。

實(shí)施方式9.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述虛擬模型是在不使用掃描基臺(tái)的情況下建立的，所述掃描基臺(tái)被聯(lián)接到安裝于患者嘴中的牙種植體。

實(shí)施方式10.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所生成的位置數(shù)據(jù)被一個(gè)或多個(gè)處理器用來(lái)將患者嘴的虛擬模型修改為包括所安裝的牙種植體的虛擬模型的至少一部分。

實(shí)施方式11.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于工作臂與鉆頭工具相聯(lián)接，工作臂的所述至少一部分能夠進(jìn)一步移動(dòng)以在患者嘴內(nèi)的骨頭上形成用于在其中接收牙種植體的開(kāi)口。

實(shí)施方式12.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器被配置用于按照預(yù)先計(jì)劃的安裝過(guò)程控制工作臂的運(yùn)動(dòng)以自動(dòng)地將牙種植體安裝在患者嘴中，其中在自動(dòng)安裝過(guò)程中工作臂被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具。

實(shí)施方式13.實(shí)施方式12的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器中的至少一個(gè)被配置用于按照預(yù)先計(jì)劃的安裝過(guò)程控制工作臂的運(yùn)動(dòng)以自動(dòng)地去除患者下頜骨的一部分，形成用于接收牙種植體的凹口，其中在去除過(guò)程中工作臂被聯(lián)接到鉆頭工具。

實(shí)施方式14.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，著陸臂的末端相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)工具的被聯(lián)接到工作臂的末端相對(duì)于基部具有至少六個(gè)自由度。

實(shí)施方式15.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，工作臂的所述至少一部分可通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器自動(dòng)移動(dòng)。

實(shí)施方式16.實(shí)施方式8的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)工具包括鉆頭工具，牙種植體驅(qū)動(dòng)工具，旋轉(zhuǎn)銑削工具，鋸工具，探針工具，外科手術(shù)刀工具，或它們的任何組合。

實(shí)施方式17.一種建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型的方法，其中嘴包括在牙外科手術(shù)過(guò)程中使用機(jī)器人系統(tǒng)安裝的牙種植體，所述方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置處；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，從而建立用于患者嘴的原點(diǎn)；作為牙外科手術(shù)的一部分，移動(dòng)被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂的至少一部分，以將牙種植體安裝到患者嘴中；在牙外科手術(shù)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及基于獲得的術(shù)前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型。

實(shí)施方式18.實(shí)施方式17的方法，其中，建立術(shù)后虛擬模型在不使用掃描基臺(tái)的情況下進(jìn)行，所述掃描基臺(tái)被聯(lián)接到安裝的牙種植體。

實(shí)施方式19.實(shí)施方式17的機(jī)器人系統(tǒng)，其中，所述建立包括將患者嘴的術(shù)前虛擬模型修改為包括安裝在患者嘴中的牙種植體的虛擬模型的至少一部分。

實(shí)施方式20.實(shí)施方式17的方法，其中，工作臂被聯(lián)接到著陸臂。

實(shí)施方式21.實(shí)施方式17的方法，其中，工作臂和著陸臂兩者都被電子地聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器。

實(shí)施方式22.實(shí)施方式17的方法，還包括：在移動(dòng)之前確定無(wú)形的邊界壁被建立在用于將要安裝在患者嘴中的牙種植體的預(yù)定位置周圍，并且在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)防止機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂移動(dòng)至致使牙種植體安裝到所確定的無(wú)形的邊界壁外面而自動(dòng)地實(shí)施該確定的無(wú)形的邊界壁/區(qū)域。

實(shí)施方式23.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)剔除患者嘴中的牙槽骨的方法，所述方法包括：將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的剔除前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，以建立用于患者嘴的原點(diǎn)；制定相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)地移動(dòng)骨切割工具以剔除患者嘴中的牙槽骨的一部分的計(jì)劃；將骨切割工具附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；以及通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)移動(dòng)骨切割工具來(lái)執(zhí)行所制定的計(jì)劃，從而根據(jù)所制定的計(jì)劃剔除患者的嘴中的牙槽骨，使患者的嘴中的牙槽骨的暴露脊部被充分加寬以進(jìn)行鉆削并且將牙種植體接收于其中。

實(shí)施方式24.使用機(jī)器人系統(tǒng)在患者嘴中安裝牙種植體的方法，所述方法包括制定在患者嘴中安裝牙種植體的計(jì)劃，所制定的計(jì)劃包括(i)第一子計(jì)劃，用第一工具剔除嘴中的骨頭的暴露部分，從而制造骨頭的被充分加寬的部分，以便將牙種植體接收于其中，(ii)第二子計(jì)劃，用第二工具在骨頭的被充分加寬的部分中形成開(kāi)口，用于接收牙種植體，和(iii)第三子計(jì)劃，用第三工具將牙種植體安裝在開(kāi)口內(nèi)；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；以及通過(guò)下述執(zhí)行計(jì)劃：按照第一子計(jì)劃，將第一工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分剔除患者的嘴中骨頭的暴露部分；按照第二子計(jì)劃，將第二工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分在患者的嘴中的骨頭上形成開(kāi)口；以及按照第三子計(jì)劃，將第三工具和牙種植體聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂，并且通過(guò)移動(dòng)工作臂的至少一部分將牙種植體安裝到患者嘴中的骨頭上的開(kāi)口內(nèi)。

實(shí)施方式25.實(shí)施方式24的方法，還包括在安裝牙種植體的過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與下述有關(guān)的位置數(shù)據(jù)：(i)牙種植體相對(duì)于所建立的原點(diǎn)o的位置(ii)第三工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置，或(iii)(i)和(ii)兩者

實(shí)施方式26.實(shí)施方式25的方法，還包括基于獲得的術(shù)前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)建立患者的嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型，所述嘴的至少一部分包括牙種植體。

實(shí)施方式27.實(shí)施方式26的方法，其中，建立術(shù)后虛擬模型在不使用掃描基臺(tái)的情況下進(jìn)行，所述掃描基臺(tái)被聯(lián)接到安裝的牙種植體。

實(shí)施方式28.實(shí)施方式26的方法，其中，所述建立包括將患者嘴的術(shù)前虛擬模型修改為包括安裝在患者嘴中的牙種植體的虛擬模型的至少一部分。

實(shí)施方式29.實(shí)施方式24的方法，其中，第一工具，第二工具，和第三工具的聯(lián)接不需要操作者介入而通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地執(zhí)行。

實(shí)施方式30.實(shí)施方式24的方法，其中，上述剔除，形成，和安裝不需要操作者介入而通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地執(zhí)行。

實(shí)施方式31.實(shí)施方式24的方法，其中，(i)按照第一子計(jì)劃移動(dòng)工作臂的至少一部分，(ii)按照第二子計(jì)劃移動(dòng)工作臂的至少一部分，和(iii)按照第三子計(jì)劃移動(dòng)工作臂的至少一部分中的一個(gè)或多個(gè)包括手動(dòng)地移動(dòng)工作臂的至少一部分。

實(shí)施方式32.實(shí)施方式24的方法，還包括在進(jìn)行上述制定之前：將剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置并且獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型。

實(shí)施方式33.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)剔除患者嘴中的牙槽骨的方法，所述方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；確定無(wú)形的邊界壁被建立在患者嘴中的預(yù)定位置周圍；將骨切割工具聯(lián)接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂的至少一部分以剔除患者的嘴中的牙槽骨；在移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)防止機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂移動(dòng)至致使骨切割工具被移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述確定的無(wú)形的邊界壁來(lái)自動(dòng)實(shí)施所述確定的無(wú)形的邊界壁；以及在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與骨切割工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。

實(shí)施方式34.實(shí)施方式33的方法，還包括基于產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)建立患者嘴的至少一部分的虛擬模型。

實(shí)施方式35.實(shí)施方式33的方法，其中，牙槽骨被剔除，使患者的嘴中的牙槽骨的暴露脊部被充分加寬以進(jìn)行鉆削并且將牙種植體接收于其中。

實(shí)施方式36.實(shí)施方式33的方法，還包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置。

實(shí)施方式37.實(shí)施方式33的方法，還包括接收在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴第一虛擬模型。

實(shí)施方式38.使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法，所述方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的成形前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件，以建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；制定下述計(jì)劃：相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)工具以成形患者的嘴中的牙齒，以便接收定制牙冠；以及響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與所述一個(gè)或多個(gè)工具中的至少一個(gè)相聯(lián)接，通過(guò)按照所制定的計(jì)劃自動(dòng)地移動(dòng)工作臂的至少一部分來(lái)實(shí)施所制定的計(jì)劃，從而成形患者的嘴中的牙齒使牙齒基本上按照所制定的計(jì)劃成形。

實(shí)施方式39.實(shí)施方式38的方法，還包括基于所制定的計(jì)劃設(shè)計(jì)定制牙冠。

實(shí)施方式40.實(shí)施方式39的方法，還包括使用制造機(jī)制造所設(shè)計(jì)的定制牙冠。

實(shí)施方式41.實(shí)施方式40的方法，還包括將制造的定制牙冠附接到準(zhǔn)備的牙齒。

實(shí)施方式42.實(shí)施方式39的方法，其中，上述設(shè)計(jì)在上述實(shí)施之前發(fā)生。

實(shí)施方式43.實(shí)施方式38的方法，還包括在實(shí)施過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置以生成與所述一個(gè)或多個(gè)工具中的所述至少一個(gè)相對(duì)于建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)。

實(shí)施方式44.實(shí)施方式43的方法，還包括基于獲得的成形前虛擬模型和生成的位置數(shù)據(jù)建立患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型，所述嘴的至少一部分包括成形的牙齒。

實(shí)施方式45.實(shí)施方式44的方法，還包括基于患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型設(shè)計(jì)定制牙冠。

實(shí)施方式46.實(shí)施方式45的方法，還包括使用制造機(jī)制造設(shè)計(jì)的定制牙冠。

實(shí)施方式47.實(shí)施方式46的方法，還包括將制造的定制牙冠附接到所準(zhǔn)備的牙齒。

實(shí)施方式48.實(shí)施方式44的方法，其中，建立成形后虛擬模型是在實(shí)施之后不掃描嘴的情況下進(jìn)行。

實(shí)施方式49.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法，所述方法包括將剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的成形前虛擬模型；確定無(wú)形的邊界壁被建立在嘴中將要成形的牙齒周圍；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的剛性著陸構(gòu)件，因而建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與成形工具相聯(lián)接，手動(dòng)移動(dòng)工作臂的至少一部分，以成形患者嘴中的牙齒；通過(guò)防止工作臂移動(dòng)至致使成形工具的切割部分移動(dòng)到所確定的無(wú)形的邊界壁外面來(lái)自動(dòng)實(shí)施所確定的可見(jiàn)邊界壁；在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與成形工具的切割部分相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；并且基于獲得的成形前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型。所述嘴的至少一部分包括成形的牙齒。

實(shí)施方式50.實(shí)施方式49的方法，其中，建立成形后虛擬模型是在手動(dòng)地移動(dòng)之后不掃描嘴的情況下進(jìn)行。

實(shí)施方式51.實(shí)施方式49的方法，其中，所確定的無(wú)形的邊界壁允許手動(dòng)移動(dòng)工作臂的至少一部分以成形牙齒，同時(shí)保持牙齒的會(huì)聚式軸壁成角度設(shè)置并且允許沿牙齒長(zhǎng)軸的手動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)，以允許制造遵循著患者嘴中牙齦緣輪廓的牙冠緣。

實(shí)施方式52.實(shí)施方式49的方法，其中，成形前虛擬模型從下述得來(lái)：牙科cbct掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，口內(nèi)表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，對(duì)患者嘴的至少一部分的印模的表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，對(duì)患者嘴的至少一部分的物理模型的表面掃描過(guò)程中生成的掃描數(shù)據(jù)，或它們的任何組合。

實(shí)施方式53.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)準(zhǔn)備患者嘴中的牙齒以接收定制牙冠的方法，所述方法包括將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴，因而建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；響應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂與成形工具相聯(lián)接，手動(dòng)移動(dòng)工作臂的至少一部分以成形患者嘴中的牙齒；在移動(dòng)過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與成形工具的切割部分相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型。

實(shí)施方式54.實(shí)施方式53的方法，其中，建立成形后虛擬模型是在手動(dòng)地移動(dòng)之后不掃描嘴的情況下進(jìn)行。

實(shí)施方式55.實(shí)施方式53的方法，還包括接收在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的成形前虛擬模型，患者嘴的至少一部分的成形后虛擬模型也基于接收到的患者嘴的成形前虛擬模型。

實(shí)施方式56.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)修改將與患者嘴中的多個(gè)牙種植體聯(lián)接的假牙的方法，所述方法包括：將第一剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置和將第二剛性著陸構(gòu)件附接到該假牙；獲得在其中具有第一剛性著陸構(gòu)件和假牙的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；從患者嘴移除上面附接著第二剛性著陸構(gòu)件的假牙；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的第一剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂將所述多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在該安裝過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和/或工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；基于獲得的術(shù)前虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型；至少部分地基于該術(shù)后虛擬模型，制定自動(dòng)修改假牙使假牙能夠與所安裝的所述多個(gè)牙種植體聯(lián)接的計(jì)劃；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到附接在假牙上的第二剛性著陸構(gòu)件；以及使用被聯(lián)接到鉆頭工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂通過(guò)在假牙中制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使所述多個(gè)孔中的每一個(gè)與安裝的所述多個(gè)牙種植體中的對(duì)應(yīng)一個(gè)的中心軸線對(duì)準(zhǔn)。

實(shí)施方式57.實(shí)施方式56的方法，還包括將柱體附接到被安裝的牙種植體中的每一個(gè)，柱體從牙種植體延伸，使得響應(yīng)于被修改的假牙被定位于患者的嘴中，每個(gè)柱體的一部分突伸穿過(guò)假牙上的所述多個(gè)孔中的相應(yīng)一個(gè)。

實(shí)施方式58.實(shí)施方式57的方法，還包括將被修改的假牙結(jié)合到柱體，從而建立混合型假體，其中所述多個(gè)孔中的每一個(gè)的直徑被設(shè)計(jì)尺寸成使得，響應(yīng)于被修改的假牙被安裝在患者嘴中，柱體中的每一個(gè)緊密適配在所述多個(gè)孔中的相應(yīng)一個(gè)內(nèi)。

實(shí)施方式59.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)將假牙修改到混合型假體內(nèi)的方法，所述方法包括：獲得在其中具有假牙的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；從患者的嘴去除假牙；使用機(jī)器人系統(tǒng)控制的第一工具將多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在安裝過(guò)程中監(jiān)控第一工具的位置以生成位置數(shù)據(jù)；基于所獲得的術(shù)前虛擬模型和生成的位置數(shù)據(jù)建立患者的嘴的至少一部分的術(shù)后虛擬模型；以及至少部分地基于該術(shù)后虛擬模型，通過(guò)使用機(jī)器人系統(tǒng)控制的第二工具在假牙中制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使假牙能夠作為混合型假體與被安裝的多個(gè)牙種植體聯(lián)接。

實(shí)施方式60.實(shí)施方式59的方法，其中，第一工具是牙種植體驅(qū)動(dòng)工具并且第二工具是鉆頭工具。

實(shí)施方式61.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)修改作為混合型假體的、將與患者嘴中的多個(gè)牙種植體聯(lián)接的假牙的方法，所述方法包括：獲得其中具有假牙的患者嘴的第一虛擬模型；從患者的嘴去除假牙；將第一剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有第一剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的第二虛擬模型；在患者嘴外面將第二剛性著陸構(gòu)件附接到假牙；獲得上面附接著第二剛性著陸構(gòu)件的假牙的第三虛擬模型；通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者的嘴中的第一剛性著陸構(gòu)件來(lái)建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到牙種植體驅(qū)動(dòng)工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂將所述多個(gè)牙種植體安裝在患者的嘴中；在該安裝過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與牙種植體驅(qū)動(dòng)工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；基于獲得的第二虛擬模型和所生成的位置數(shù)據(jù)來(lái)建立患者嘴的至少一部分的第四虛擬模型；至少部分地基于第一、第三、和第四虛擬模型，制定自動(dòng)修改假牙使假牙能夠與所安裝的所述多個(gè)牙種植體聯(lián)接的計(jì)劃；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到附接在假牙上的第二剛性著陸構(gòu)件；以及使用被聯(lián)接到鉆頭工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂通過(guò)制造多個(gè)孔來(lái)修改假牙，使假牙能夠作為混合型假體與被安裝的多個(gè)牙種植體聯(lián)接。

實(shí)施方式62.在制造用于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的永久性假體過(guò)程中使用的患者特異性臨時(shí)性假體(pstp)的制造方法，所述方法包括通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂經(jīng)由固定結(jié)構(gòu)聯(lián)接到pstp坯體來(lái)建立用于pstp坯體的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到雕刻工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂來(lái)修改pstp坯體，使pstp坯體變成具有適于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的類似齒形狀的pstp；在修改過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與雕刻工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)，建立pstp的至少一部分的虛擬模型。

實(shí)施方式63.實(shí)施方式62的方法，還包括至少部分地基于所建立的pstp的至少一部分的虛擬模型來(lái)設(shè)計(jì)永久性假體。

實(shí)施方式64.實(shí)施方式62的方法，其中，固定裝置包括與pstp坯體的對(duì)應(yīng)非旋轉(zhuǎn)特征聯(lián)接的非旋轉(zhuǎn)特征。

實(shí)施方式65.一種在制造用于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的永久性假體過(guò)程中使用的患者特異性臨時(shí)性假體(pstp)的制造方法，所述方法包括：通過(guò)將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂經(jīng)由固定結(jié)構(gòu)聯(lián)接到pstp坯體來(lái)建立用于pstp坯體的原點(diǎn)；使用被聯(lián)接到雕刻工具的機(jī)器人系統(tǒng)工作臂來(lái)修改pstp坯體，使pstp坯體變成具有適于附接到安裝在患者嘴中的牙種植體的類似齒形狀的pstp；在修改過(guò)程中監(jiān)控著陸臂和工作臂的位置，以生成與雕刻工具相對(duì)于所建立的原點(diǎn)的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；至少部分地基于所生成的位置數(shù)據(jù)，建立pstp的至少一部分的虛擬模型；將pstp附接到患者嘴中的牙種植體；允許pstp周圍的齒齦組織在患者的嘴中愈合；響應(yīng)于在患者嘴中包圍pstp的愈合的齒齦組織滿足臨界值，利用所建立的虛擬模型制造永久性假體，作為pstp的復(fù)制；響應(yīng)于在患者嘴中包圍pstp的愈合的齒齦組織不滿足臨界值：(i)物理地修改pstp，(ii)掃描被修改的pstp，以獲得被修改的pstp的至少一部分的被修改的虛擬模型，以及(iii)利用獲得的被修改的虛擬模型制造永久性假體，作為被修改的pstp的復(fù)制。

實(shí)施方式66.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)地在患者的下頜骨中制造凹口用于在其中接收牙種植體的方法，所述方法包括：將剛性著陸構(gòu)件附接到患者嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，由此建立用于患者的嘴的原點(diǎn)；制定相對(duì)于所建立的原點(diǎn)自動(dòng)地移動(dòng)多個(gè)手術(shù)工具中的兩個(gè)或更多個(gè)以在患者的下頜骨中制造凹口的計(jì)劃；將所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)所述多個(gè)手術(shù)工具中的所述第一個(gè)而執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第一部分，由此按照所制定的計(jì)劃開(kāi)始在患者的下頜骨中制造凹口；從機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收表示實(shí)施所制定的計(jì)劃的所述第一部分所需的力矩或力中的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)；基于接收到的數(shù)據(jù)修改所制定的計(jì)劃的第二部分；通過(guò)經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)來(lái)執(zhí)行所制定的計(jì)劃的被修改的第二部分，由此按照被修改的計(jì)劃在患者的下頜骨完成凹口。

實(shí)施方式67.實(shí)施方式66的方法，其中，所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)是具有第一直徑的第一手術(shù)鉆頭工具并且所述多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)是具有大于第一直徑的第二直徑的第二手術(shù)鉆頭工具。

實(shí)施方式68.實(shí)施方式66的方法，其中，所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)是手術(shù)鉆頭工具并且所述多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)是外科攻絲工具。

實(shí)施方式69.一種使用機(jī)器人系統(tǒng)的方法包括：制定計(jì)劃，用于相對(duì)于所建立的用于機(jī)器人系統(tǒng)的原點(diǎn)使多個(gè)手術(shù)工具中的一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)移動(dòng)以在患者嘴中執(zhí)行手術(shù)過(guò)程；將所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)附接到機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂；執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第一部分；在執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第一部分的過(guò)程中，從機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收數(shù)據(jù)；并且基于接收到的數(shù)據(jù)修改所制定的計(jì)劃的第二部分。

實(shí)施方式70.實(shí)施方式69的方法，還包括：將剛性著陸構(gòu)件附接到患者的嘴內(nèi)的固定位置；獲得在其中具有剛性著陸構(gòu)件的患者嘴的術(shù)前虛擬模型；以及將機(jī)器人系統(tǒng)的著陸臂聯(lián)接到患者嘴中的剛性著陸構(gòu)件，以建立用于患者的嘴的原點(diǎn)。

實(shí)施方式71.實(shí)施方式69的方法，其中，執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第一部分包括經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)。

實(shí)施方式72.實(shí)施方式69的方法，其中，接收到的數(shù)據(jù)表示被施加到所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)上的、用于實(shí)施所制定的計(jì)劃的第一部分所需的力矩或力中的至少一個(gè)。

實(shí)施方式73.實(shí)施方式69的方法，還包括執(zhí)行所制定的計(jì)劃的被修改的第二部分。

實(shí)施方式74.實(shí)施方式73的方法，其中，執(zhí)行所制定的計(jì)劃的被修改的第二部分包括經(jīng)由機(jī)器人系統(tǒng)的工作臂自動(dòng)地移動(dòng)所述多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)。

實(shí)施方式75.實(shí)施方式74的方法，其中，所述多個(gè)手術(shù)工具中的第一個(gè)是具有第一直徑的第一手術(shù)鉆頭工具并且所述多個(gè)手術(shù)工具中的第二個(gè)是具有大于第一直徑的第二直徑的第二手術(shù)鉆頭工具。

實(shí)施方式76.實(shí)施方式69的方法，其中，所述修改在所制定的計(jì)劃的執(zhí)行過(guò)程中實(shí)時(shí)地進(jìn)行。

實(shí)施方式77.實(shí)施方式69的方法，其中，所述修改包括當(dāng)執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第二部分時(shí)改變機(jī)器人系統(tǒng)使用的力矩的預(yù)先計(jì)劃值。

實(shí)施方式78.實(shí)施方式69的方法，其中，所述修改包括當(dāng)執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第二部分時(shí)改變機(jī)器人系統(tǒng)使用的所述多個(gè)手術(shù)工具中的一個(gè)的預(yù)先計(jì)劃轉(zhuǎn)速。

實(shí)施方式79.實(shí)施方式69的方法，其中，所述修改包括當(dāng)執(zhí)行所制定的計(jì)劃的第二部分時(shí)改變機(jī)器人系統(tǒng)使用的力的預(yù)先計(jì)劃值。

實(shí)施方式80.實(shí)施方式69的方法，其中，所述修改包括當(dāng)執(zhí)行所制定的計(jì)劃時(shí)改變機(jī)器人系統(tǒng)使用的所述多個(gè)手術(shù)工具的預(yù)先計(jì)劃的數(shù)量。