口腔医学实验教学的应用进展论文（共2篇）(2)

　　2017年赵铱民教授及其团队首次成功应用自主式口腔种植手术机器人为1名女性完成了2颗缺牙的种植即刻修复，该手术过程在1h内完成，牙冠戴入顺利，咬合、美观及稳定性均达到预期效果。

　　3正畸领域

　　目前正畸领域的机器人可用来进行临床诊断、拟定治疗计划、定制矫正设备等，但应用最多的方面还是弓丝弯制。如Suresmile弓丝弯曲机器人利用一种全新的成像系统，通过三维成像和计算机技术进行诊断，给出治疗计划，并定制牙齿矫正装置，该系统可以预先模拟治疗过程，预览不同的治疗方案；吉尔伯特建立了多种设备辅助正畸治疗，如一种舌侧弓线制造和辅助设计系统（LAMDA），但该系统只能在XY平面上实现运动而不能用于闭环弯曲弓丝；还有一种是笛卡尔式弓丝弯曲机器人，由弓丝的基座、旋转式机器、供给系统和支撑结构、弯曲模具和弓丝弯曲机构组成[15]。

　　Deng等[16]也设计了一种多功能正畸弓丝弯曲机器人系统，该系统可以自主拟定弓丝参数的方案，并采用弯曲控制策略消除弯曲过程中弓丝的回弹效应和弯曲点偏移。

　　Xia等[17]开发的具有ROS集成控制系统的新型正畸弓丝弯曲机器人，因其硬件和软件系统进行了模块化设计，所以在用于自动弓丝弯曲时更灵活和便利。

　　但是上述机器人仍然处于模拟和物理实验验证阶段，尚未应用于临床中。

　　4在口腔颌面外科领域

　　在进行骨性游离皮瓣重建的手术中，为减少源于临床医生的人为误差，Chao等[18]发起了一项研究，在计算机辅助设计（computeraideddesign，CAD）平台上设计了游离腓骨瓣的制取方案，然后将这种虚拟手术计划数据传输到库卡轻量级机器人中，借助动态立体定位导航在3D打印的腓骨瓣上执行截骨术，这项临床前研究证明了预编程机器人用于游离腓骨瓣制备和下颌骨重建的可行性，初步证实该方法具有高度的线性和角度精度，可能在进一步提高手术准确性方面具有实用性。

　　Woo等[19]开发了一种用于正颌手术的机器人辅助系统，用于颌骨重新定位，将其与正颌外科手术导航系统结合，以克服一些术者的人体局限性，如灵活性有限、震颤和疲劳等。未来的研究方向是优化该机器人系统的软件和增强硬件安全性，并且将其应用于需要正颌手术的患者。

　　5牙体牙髓领域

　　根管治疗是牙体牙髓病中治疗感染牙齿最常用的治疗方法，但根管治疗过程费时，且治疗效果大部分依赖于医生的临床技能。在根管治疗过程中，可能会有人为因素导致的侧穿、过度预备等情况发生。为了提高牙髓治疗的质量和效率，有学者研发建立了牙髓微型机器人治疗系统，以实现传统治疗的现代化。

　　Endomicrorobo系统可减少医生的误差并且保证了根管治疗的可靠性。其首先通过计算机图像和牙齿模型、CAD程序来评估牙齿状况；再使用研发的智能多功能微机器，执行机器控制根管治疗的过程；最后启用超声波清洗装置，去除根管内碎屑[20]。

　　美国哥伦比亚大学Hong教授开发了一个能够自动进行牙髓治疗的智能微型机器人，操作时将这台机器固定在患者口腔内的几颗牙齿上，通过在线监测和智能控制，微型机器人将自动执行根管治疗的所有步骤，牙医可以通过评估治疗期间3D牙齿模型显示的几何形状来检查根管预备进展[21]。虽然牙髓微型机器人的发展将改变传统的根管治疗方式，并带来诸多益处，但它的价格非常昂贵，需要降低成本实现市场化和临床应用。

　　为了使学习者能有效学习根管治疗程序，且不会对患者造成伤害，Toosi等[22]研制了一种用于根管治疗程序的触觉虚拟现实模拟器，该模拟器允许操作员使用Phantom触觉机器人对釉质和牙本质进行钻孔直至到达髓腔，然后使用模拟K锉清洁根管内壁。

　　6牙科机器人患者

　　牙科治疗的疗效通常取决于临床医生的操作技能，仿真头模能辅助训练口腔医学生的临床操作能力，但是目前的仿真头模只是由简单的功能性头部区域和牙齿排列组成，与真实患者有差距。因此，提出了牙科机器人患者的概念。Simroid系统由日本齿科大学研发，基于机器人的交互式牙科培训患者模拟系统，由具有真实的外观和反应的人形机器人组成。Abe等[23]通过临床试验验证了Simroid系统的临床效应，结果显示Simroid系统在模拟医患沟通和评估治疗态度和临床技能等方面都具有优势。

　　7其他方面

　　7.1仿生咀嚼机器人

　　为了模拟咀嚼功能，完成治疗和修复后牙齿咀嚼效率的测试，有学者[24]开发了咀嚼机器人来执行某些确定的咀嚼功能。Wen等[25]研发了冗余驱动的仿生咀嚼机器人，能够重现人类下颌骨的运动，它在牙科组件和材料的性能测试领域中具有潜在的应用价值。

　　7.2体外刷牙机器人

　　对于不同的手动和电动牙刷来说，体外牙齿清洁效能的评估已成为临床试验的一个真正的替代方法。Lang等[26]研发的六轴机器人可以用来评估在不同设计的牙刷和刷牙动作下牙菌斑控制和清洁功效的不同。

　　7.3自动牙齿清洁机器人

　　由于上肢残疾或肌肉无力，许多老年人或残疾人不能独立完成刷牙。为了解决这些老人和残疾人的口腔清洁问题，Sakaeda等[27]设计研发了一种自动牙齿清洁机器人，该系统包含偏心凸轮机构、刮水器导向装置和带力传感器的安全系统，在测试过程中，机器人系统能够正常运行。

　　7.4口腔康复机器人

　　早稻田和朝日大学联合研发了一种口腔康复机器人，旨在为颌面部损伤的患者和老年人提供适当的按摩治疗，研究[28]证实了用口腔康复机器人进行按摩治疗的安全性，但该机器人只能按摩双侧咬肌和颞肌，在未来的研究中还有待优化。

　　7.5纳米机器人

　　纳米机器人是以纳米尺寸组件或分子组件构建的纳米尺寸的微型器件，并根据计算机的指导执行任务，应用可能包括局部麻醉、牙列重建、超敏反应的永久治愈、一次性完成矫正调整及使用机械洁牙机持续维护口腔健康，牙科纳米机器人还可用来去除龋齿的腐质，或修复因龋坏导致的牙体缺损[29]。

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