阅读说明：本技术 一种基于多轴电动机械臂的牙科x射线机系统 (Dental X-ray machine system based on multi-axis electric mechanical arm ) 是由 韩愚 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统,属于医疗器械技术领域。包括患者座位、运行轨道、X射线主机、显示器、传感器、机械手臂、球管头、摄像机和传感器拍摄支架；X射线主机上连接有对应于患者座位的机械手臂,机械手臂末段设有球管头,球管头上方连接有摄像机；机械手臂末端设有传感器拍摄支架,传感器拍摄支架设有球管头对位器和传感器,传感器和摄像机与显示器连接。本发明将牙科X射线机系统的支架改为机械臂,摆脱了手动对位的问题；简化了操作流程。可以让牙医更便捷,准确的拍摄牙齿部位的影像,方便牙医了解牙齿情况,提供更多的治疗方案。(The invention relates to a dental X-ray machine system based on a multi-axis electric mechanical arm, and belongs to the technical field of medical instruments. The X-ray examination equipment comprises a patient seat, a running rail, an X-ray host, a display, a sensor, a mechanical arm, a ball tube head, a camera and a sensor shooting support; the X-ray host is connected with a mechanical arm corresponding to a patient seat, the tail end of the mechanical arm is provided with a ball tube head, and a camera is connected above the ball tube head; the terminal sensor that is equipped with of robotic arm shoots the support, and the sensor shoots the support and is equipped with bulb head aligner and sensor, and sensor and camera are connected with the display. The bracket of the dental X-ray machine system is changed into the mechanical arm, so that the problem of manual alignment is solved; the operation flow is simplified. Can make the dentist more convenient, the accurate image of shooing the tooth position makes things convenient for the dentist to know the tooth condition, provides more treatment scheme.)

一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统

技术领域

本发明涉及一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前市场上使用的牙科X射线系统操作流程十分复杂，牙医使用X射线拍摄患者牙齿情况的时候，根据要拍摄的牙齿，需要先手动调整机械臂进行对位，不能实现自动化对位，而且机械臂性能良莠不齐，对位效果不一样，有的容易对位，有的很难对位；然后根据患者牙位输入所要拍摄部位需要的X射线的剂量，而在拍摄其他位置的牙齿时，还需要人工再次调整牙科X射线机要拍摄的位置，输入所要拍摄部位需要的X射线的剂量；整个流程十分繁琐；由于需要依赖手动调整机械臂进行对位，特别对于亚太地区的牙医由于习惯使用角平分线拍照法，很容易造成拍摄的位置偏差大，成像失败率高；另外目前使用的牙科X射线系统功能较单一，无法获取牙齿的断层放射治疗系统(TOMO)照片。

发明内容

本发明的目的是为解决目前市场上使用的牙科X射线系统操作流程十分复杂，需要手动调整机械臂进行对位，根据不同操作人员的熟练程度会出现效果不一致的成像结果，目前还没有一台可以自动进行对位的牙科X射线机的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统，包括患者座位、运行轨道、牙科X射线机(以下简称X射线主机)、显示器、口腔数字X射线成像系统(以下简称传感器)、电动机械手臂、球管头、摄像机和传感器拍摄支架；所述运行轨道上设有X射线主机，X射线主机上连接有对应于患者座位的电动机械手臂，电动机械手臂远离X射线主机的末段设有球管头，球管头上方固定有摄像机；所述电动机械手臂远离X射线主机末端设有传感器拍摄支架，传感器拍摄支架设有球管头对位器和传感器，传感器与X射线主机设有的电脑显示器连接；所述摄像机与X射线主机设有的电脑连接。

优选地，所述电动机械手臂设为至少4轴。

优选地，所述患者座位包括座椅、座椅高度调整手闸和头部定位凹槽；所述座椅设有座椅高度调整手闸，座椅上方设有固定患者头部位置的头部定位凹槽。

优选地，所述运行轨道设于地面上或者设于天花板上。

优选地，所述X射线主机设有驱动主机在运行轨道上移动的电动驱动马达。

优选地，所述摄像机设为3D扫描摄像机。

优选地，所述传感器拍摄支架包括牙齿咬合位置、传感器、球管头对位器和支架中心对位标记；传感器拍摄支架靠近电动机械手臂的一端设有中空环形的球管头对位器，球管头对位器设有用于X射线进入的球管头对位孔；所述传感器拍摄支架远离电动机械手臂的另一端设有对应于球管头对位孔的用于接受X射线的传感器；所述球管头对位器的中空环形外周上设有用于影像聚焦定位的支架中心对位标记；所述球管头对位器和传感器之间设有牙齿咬合位置。

本发明还一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：患者就坐，通过座椅高度调整手闸调整患者的高度，并用头部定位凹槽固定患者头部，主机传送电动机械手臂到达患者的口腔高度；

步骤2：牙医在X射线主机上根据患者的情况，根据患者的性别与年龄来选择小孩，女人和男人；再输入要拍摄的牙位；

步骤3：电动机械手臂根据电脑传输过来的信息，通过电动驱动马达驱动，在地面或者天花板的轨道上移动，根据要拍摄的牙位，定位到患者的左边、右边或中间位置；

步骤4：根据需求确认牙齿的具体牙位，电动机械手臂进行自动角度定位，通过初始点的高度信息，把电动机械臂抬升到牙齿左上，右下，右上，左下等各个角度的位置；

步骤5：寻找和捕捉牙齿的准确位置；患者咬合传感器拍摄支架上的牙齿咬合位置；通过3D扫描摄像机机器视觉寻找传感器拍摄支架上设置的对位标记并进行空间位置确认，通过3D扫描摄像机把支架上的标记相对于球管头x、y与z轴位置传递给电脑，根据预设的正常可用的X\Y\Z轴位进行自动调整电动机械臂的相对位置。最终达到对位到距离支架2-4cm的位置；球管头根据拍摄的牙位放射出指定剂量的X射线，牙医在电脑软件里发出拍照的指示，图像传输到电脑显示器上。

本发明主要针对目前市场上的牙科X射线机系统，牙医为患者拍摄口腔内部情况时，对位不准而引起的拍片不完全或失败，以及操作流程比较复杂等的问题。将机械臂与牙科的X射线机系统通过合理的设计结合在一起，利用电动机械臂的灵活性，可以更好的控制拍照的位置，避免出现拍照过程中对位不准的问题。减少医生护士繁琐的机器操作流程；只需要牙医在电脑上输入病人信息，电动机械臂就可以完成自动对位。同时自动化对位拍照有利于减少对具备专业放射操作经验的医生和护士的依赖，减少了X射线对人体健康的伤害，在本发明系统中还增加了TOMO体积的拍照功能，达到一机多用的效果，可以节约支出成本。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过合理的设计，将传统的牙科X射线机系统的支架改为至少4轴以上电动机械臂，摆脱了手动调整机械臂进行对位的问题。

2.本发明简化了操作流程。牙医通过电脑软件上提示，输入患者性别，要拍照的牙齿位置，电动机械臂会根据软件上传来的位置移动到指定的位置。对准要拍摄的牙位。然后系统会根据信息放射出指定计量的射线，让拍摄图片的效果达到最佳。牙医只需要按动按钮，就可以拍摄到口内牙齿的详细情况。增加的TOMO拍照的功能，可以让牙医更深一步了解到患者的牙齿情况，提供更多的治疗方案。

3.本发明可以实现对于患者口腔牙齿部位待摄片部位自动对焦，拍照的工作，简化方便了牙医的操作流程。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明显示器操作台结构示意图；

图3为本发明传感器拍摄支架结构示意图；

图4为本发明传感器拍摄支架的牙齿咬合位置位于口腔时的示意图；

图5为本发明传感器拍摄支架的球管头对位器结构示意图；

附图标记：1.座椅2.座椅高度调整手闸3.头部定位凹槽4.X射线主机5.运行轨道6.机械手臂7.球管头8.3D扫描摄像机9.传感器拍摄支架10.传感器11.牙齿咬合位置12.支架中心对位标记13.球管头对位孔14.显示器15.电动驱动马达16.球管头对位器；

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-5所示，本发明提供一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统，包括患者座位、运行轨道5、X射线主机4、显示器14、传感器10、电动机械手臂6、球管头7、3D扫描摄像机8和传感器拍摄支架9；运行轨道5上设置有X射线主机4，X射线主机4上连接有对应于患者座位的电动机械手臂6，电动机械手臂6远离X射线主机4的末段设置有球管头7，球管头7上方固定连接有3D扫描摄像机8；电动机械手臂6远离X射线主机4末端设置有传感器拍摄支架9，传感器拍摄支架9设置有球管头对位器16和传感器10，传感器10与X射线主机4设有的显示器14连接；摄像机8与X射线主机4设有的显示器14连接。患者座位包括座椅1、座椅高度调整手闸2和头部定位凹槽3；座椅1上设置有座椅高度调整手闸2，座椅1上方设置有固定患者头部位置的头部定位凹槽3。运行轨道5设置于地面上或者设置于天花板上。X射线主机4设置有驱动主机4在运行轨道5上移动的电动驱动马达15。传感器拍摄支架9包括牙齿咬合位置11、传感器10、球管头对位器16和支架中心对位标记12；传感器拍摄支架9靠近机械手臂的一端设置有中空环形的球管头对位器16，球管头对位器16设置有用于X射线进入的球管头对位孔13；传感器拍摄支架9远离机械手臂的另一端设置有对应于球管头对位孔13的用于接受X射线的传感器10；球管头对位器16的中空环形外周上设有用于影像聚焦定位的支架中心对位标记12；球管头对位器16和传感器10之间设置有牙齿咬合位置11。

本发明在现有的设备上，把牙科X射线机系统的支架改为机械手臂，简化了操作流程，利用电脑软件控制电动机械臂的移动位置与角度，在电动机械手臂上增加的3D扫描摄像机，可以进一步精确拍照的角度，将传感器固定到传感器拍摄支架上，启动机械臂电源开关，本发明已经将拍摄角度提前传输到设备中(如表1)，医生只需在门外操作电脑里的软件，输入指示命令(人的性别、年龄、射线剂量、牙齿位置)，电动机械手臂就会带动球管头移动到合适的位置拍摄理想的牙齿图片。电动机械手臂会先根据拍摄患者牙齿的左边、右边或中间位置，来对应的移动电动机械臂是在患者的左边、右边或中间位置。然后3D扫描摄像机的距离感应装置会根据电脑显示的图像的界面，移动到合适的位置，3D扫描摄像机移动到固定传感器拍摄支架的距离为2-4cm的位置，直到显示屏上的图像为理想图像位置，再进行扫描拍摄。

TOMO成像的原理是：首先对准要拍摄的牙齿，以此指定扇形移动中心，水平移动扫描拍摄牙齿，进行拍摄，形成断层的影像。拍摄TOMO影像时，医生需要在软件上输入拍摄的牙位，移动角度(范围在30°-90°)与拍摄图像的张数(范围在5张-20张)，机械臂收到软件的传输过来的数据，通过电动机械手臂移动来捕捉要拍摄的位置，以一设定的距离为半径，进行扇形移动拍摄。

以下为预设的不同牙位的对位角度，按此可以加速系统对位时间和准确度。

一种基于多轴电动机械臂的牙科X射线机系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：患者就坐，通过座椅高度调整手闸调整患者的高度，并用头部定位凹槽固定患者头部，主机传送电动机械手臂到达患者的口腔高度；

步骤2：牙医在X射线主机上根据患者的情况，根据患者的性别与年龄来选择小孩，女人和男人；再输入要拍摄的牙位；

步骤3：电动机械手臂根据电脑传输过来的信息，通过电动驱动马达驱动，在地面或者天花板的轨道上移动，根据要拍摄的牙位，定位到患者的左边、右边或中间位置；

步骤4：根据需求确认牙齿的具体牙位，电动机械手臂进行自动角度定位，通过初始点的高度信息，把电动机械臂抬升到牙齿左上，右下，右上，左下等各个角度的位置；

步骤5：寻找和捕捉牙齿的准确位置；患者咬合传感器拍摄支架上的牙齿咬合位置；通过3D扫描摄像机机器视觉寻找传感器拍摄支架上设置的对位标记并进行空间位置确认，通过3D扫描摄像机把支架上的标记相对于球管头x、y与z轴位置传递给电脑，根据预设的正常可用的X\Y\Z轴位进行自动调整电动机械臂的相对位置；最终达到对位到距离支架2-4cm的位置；球管头根据拍摄的牙位放射出指定剂量的X射线，牙医在电脑软件里发出拍照的指示，图像传输到电脑显示器上。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。