口腔醫(yī)學(xué)機(jī)器人的研究及應(yīng)用

郭駿

摘要：成功地將機(jī)器人應(yīng)用在臨床醫(yī)學(xué)，激發(fā)了學(xué)者們對應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域機(jī)器人的熱情，將機(jī)器人引入這一領(lǐng)域，會(huì)突破舊的診療模式，促使新的一輪口腔診療變革，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人開始普及，它們依靠高精度、高穩(wěn)定性、高工作效率等優(yōu)點(diǎn)在醫(yī)學(xué)方面被逐漸應(yīng)用，筆者將綜述機(jī)器人在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；口腔醫(yī)學(xué)

1口腔種植領(lǐng)域

將植體準(zhǔn)確地植入頜骨是口腔種植手術(shù)成功的關(guān)鍵，和人工手術(shù)相比較，在機(jī)器人精確位姿的基礎(chǔ)上進(jìn)行手術(shù)顯然是能提高安全性和準(zhǔn)確性的。鉆孔導(dǎo)向機(jī)器人在手術(shù)中的應(yīng)用便是一個(gè)好的實(shí)例，Boesecke就利用它的高安全性和碰撞報(bào)警功能精確地制出種植洞。為了靈活地在頜骨上進(jìn)行手術(shù)，Sun以三維醫(yī)學(xué)圖像作為向?qū)В瑢⒆鴺?biāo)測量機(jī)作為種植機(jī)器人，不僅大大地提高了精度，還實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人手術(shù)的高安全性。

2口腔修復(fù)領(lǐng)域

牙體制備對于精確的口腔修復(fù)效果有重要影響，由于口腔空間狹小以及醫(yī)生的技術(shù)限制，預(yù)備的牙體往往達(dá)不到理想的標(biāo)準(zhǔn)。一些學(xué)者為了將這一問題解決，利用機(jī)器人的精確控制進(jìn)行三維牙體的激光切割。研究實(shí)驗(yàn)表明：此機(jī)器人能替代醫(yī)生進(jìn)行自動(dòng)的牙體制備，其精確度同樣能達(dá)到臨床要求。

3口腔正畸領(lǐng)域

弓絲的精確彎制是矯治治療的關(guān)鍵，和人工彎制相比較，在機(jī)器人的精確位置下操作，顯然是具有高精度和高效率的。有些學(xué)者設(shè)計(jì)出了一種擁有雙手爪的弓絲彎制機(jī)器人，其通過和Sure Smile配合，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、精確的弓絲彎制。另外有一些學(xué)者搭建一套由弓絲彎制執(zhí)行器、MotomanUP6機(jī)器人以及相關(guān)軟件組成的機(jī)器人正畸彎制系統(tǒng)，對彎制過程等方面進(jìn)行優(yōu)化，終于實(shí)現(xiàn)對4種弓絲的彎制。

4口腔頜面領(lǐng)域

結(jié)構(gòu)復(fù)雜的口腔頜面解剖，美觀要求高，對此，在進(jìn)行正頜整復(fù)手術(shù)時(shí)，要以非常小的創(chuàng)傷完成手術(shù)。Gui把手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)械臂整合到一起，形成一種可以進(jìn)行整合截骨術(shù)的機(jī)器人，它可以自動(dòng)地完成截骨操作。Burgner搭建以短脈沖激光截骨的機(jī)器人系統(tǒng)，又在豬的下頜骨進(jìn)行特定形狀截骨術(shù)，結(jié)果偏差小于0.5mm。

5牙體牙髓領(lǐng)域

手握牙鉆長時(shí)間進(jìn)行口腔治療難免會(huì)引起醫(yī)生的疲勞，這樣一來手部會(huì)不自覺的震顫，從而引起備洞的精度下降，進(jìn)而引起一些不必要的傷害。Ortiz Simon研發(fā)出了一種能協(xié)助醫(yī)生手持牙鉆的機(jī)器人，研究實(shí)驗(yàn)證明：它能有效地過濾震顫，幫助醫(yī)生以精確平穩(wěn)的姿態(tài)操作牙鉆，降低不必要的損傷。在進(jìn)行根管治療時(shí)需要繁多的器械，使用時(shí)不僅占用臺(tái)面空間，也讓醫(yī)生在使用時(shí)對器械選擇的準(zhǔn)確性降低，從而導(dǎo)致治療時(shí)間的延長。Nelson研制出了一種能夠進(jìn)行器械自動(dòng)傳遞的機(jī)器人，它能依據(jù)預(yù)先編排的指令執(zhí)行，自動(dòng)地選擇并傳遞給醫(yī)生所需要的器械，研究實(shí)驗(yàn)表明：它能夠減少4.4%的治療時(shí)間。

6口腔醫(yī)學(xué)的其他領(lǐng)域

進(jìn)行口腔手術(shù)時(shí)需要好的術(shù)區(qū)照明，這就需要醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)時(shí)需要根據(jù)患者位姿變化來不斷地調(diào)整光源位置和角度。Moon研究顯示可把臉部識(shí)別技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)整合到一起，減少治療的時(shí)間，大大提高了效率。兒童在手術(shù)時(shí)往往產(chǎn)生焦慮，在這方面Yasemin研制出了一種能夠緩解焦慮的機(jī)器人，在牙科治療中通過與兒童互動(dòng)來盡量減少疼痛引起的焦慮，進(jìn)而改善治療環(huán)境，使手術(shù)治療能夠順利展開。

7法律對于機(jī)器人在口腔診療中的規(guī)范

對于機(jī)器人的行為規(guī)范，早在Isaac Asimov的科幻小說中的“機(jī)器人三定律”就出現(xiàn)了：（1）機(jī)器人不能傷害以及不作為而致使人類受到傷害；（2）機(jī)器人要服從人類指令，除非與第一條的定律相沖突；（3）除非與前兩條定律相互沖突，機(jī)器人就一定要保護(hù)自己?，F(xiàn)階段的機(jī)器人智能化水平還不算高，若是有一天機(jī)器人的智能化使其具有自己的“大腦”，出現(xiàn)傷人事件，那么我們能否將其定義為犯罪？如果出現(xiàn)在患者治療中將會(huì)產(chǎn)生不可估量的傷害，同時(shí)也會(huì)對醫(yī)療機(jī)器人這一行業(yè)造成毀滅性的打擊。筆者認(rèn)為有必要對其立法，在法律層面以原始代碼的形式編入到機(jī)器人的系統(tǒng)，用以預(yù)防其犯罪。在現(xiàn)階段并沒有特別明確的法律依據(jù)可循，所以在其診療過程中會(huì)存在很多一系列的人員成為事故的承擔(dān)者。對此有必要建立法律條目，讓事故追究有法可依。

8小結(jié)與展望

具有精確操作、穩(wěn)定性高和智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的醫(yī)療機(jī)器人，把其引入口腔醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域，將會(huì)促使著現(xiàn)代口腔診療向著精確化、高效化的方向發(fā)展，所以，口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的機(jī)器人已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，除上述外，還有許多口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的機(jī)器人研究取得了巨大的進(jìn)展，但仍有不足之處：1）智能化的水平普遍不高，特別是口腔診療機(jī)器人只能是輔助醫(yī)生進(jìn)行操作，卻無法將醫(yī)生從臨床工作中徹底解放出來；2）功能單一，只能在某一方面或步驟上進(jìn)行操作，無法應(yīng)對多變的口腔疾?。?）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，醫(yī)生與機(jī)器人之間的交互性能不太友好。隨著人工智能的技術(shù)、納米機(jī)器人的技術(shù)以及機(jī)器人控制理論的發(fā)展越來越完善，在未來，這些問題一定會(huì)迎刃而解的，會(huì)讓機(jī)器人在口腔醫(yī)療這一領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為口腔診療變革增添活力。

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