精准、高效、微创、安全,全球首款种植牙机器人彰显了空军军医大学口腔医院的自主研发实力,将造福更多的缺牙患者。
2021年1月14日上午,在空军军医大学口腔医院数字化口腔医学中心,由赵铱民教授团队研发的自主式种植牙手术机器人,为第100例患者成功实施了种植牙手术。手术仅用时10分钟,机器人根据预先设定的指令,将预先设计、经3D打印出的即刻义齿,顺利戴在种植体上,精准地为一名患者完成了缺失牙的种植体植入,随即恢复了患者牙列的完整性和咬合关系。术后患者表示,体验机器人种牙,整个过程轻松、舒适,完全没有恐惧心理。
空军军医大学口腔医院数字化口腔医学中心主任白石柱告诉《中国医院院长》,中心虽然成立不到一年时间,但团队成员对于数字化医学的探索却持续了20余年,是国内最早一批开展口腔医学数字化研究的单位之一。在颜面缺损系统开发、3D打印、外形修复数字化等领域有着丰富的经验,其数字化产品获得多项荣誉,并在2011年助力医院获得口腔医学领域唯一一个国家科技进步一等奖。多年的探索,为种植牙机器人的研发奠定了好的基础。
谈及研发这款机器人的初衷,白石柱表示,一方面,随着经济社会的发展,近年来人们对于种植牙的需求量激增;另一方面,达芬奇机器人在医疗领域一系列的“神操作”表明,机器人手术时代已经来临。2013年,医院与北京航空航天大学机器人研究所合作,开始了种植牙机器人的研发。
“我们医院从来都是坚持自主研发,不像有的医院和商业公司合作,用现成的软件。所以,在研发初期,遇到了空间映射、精准对位、随动控制等多个难题。”白石柱说道,“就拿随动控制举例,骨科、外科等大手术都是全麻,而口腔种植牙是局麻,局麻患者一般会在手术过程中微微乱动,这就会影响到手术精度。为此,在研发过程中,团队成员经过不断地改进算法,不断地尝试,最终使这款机器人拥有了随动控制功能,大大提高了手术的精准度。”
种植牙机器人。
据介绍,传统的人工种植牙技术虽然相对成熟,但受限于医生的经验和技术,医生个人主观因素很大,且基层医生缺乏培训,对于口腔中难以触及的部位,往往无法规范操作。有些医生单颗牙种植手术没问题,但多颗牙种植就无法达到机器人的精度了,导致手术后临时修复要花费更多精力。白石柱形容:“种植牙就像盖房子打地基,地基打歪了,房子虽然也能盖起来,但却影响美观,以及后期功能。”
种植牙机器人综合应用机器视觉、力学传感和微型模块化机器人等技术设计研制,具有精准、高效、微创、安全等优点,实现了手术区域解剖结构的判读重现、种植方案精准规划、手术实时导航校准、种植手术全程自动精准实施等功能。
在经过一系列动物试验后,2017年9月16日,研发团队顺利完成了世界首例自主式种植牙机器人种植手术。随后,研发团队不断探索创新,将机器人的各种性能进一步提高,操作也更为简化。该研究成果于2018年3月进行产品转化,口腔种植牙手术机器人系统项目于2020年6月顺利取得中国食品药品检定研究院医疗器械型式检验注册检测报告,2020年9月通过国家药品监督管理局创新医疗器械特别审查,并在医疗器械技术审评中心进行创新医疗器械公示,进入注册临床阶段。
白石柱表示,下一步,研发团队将扩大这款机器人的应用范围,使其可以在其他病种乃至其他学科发挥作用,同时积极开展宣传推广工作,提升基层医疗卫生水平。数字化口腔医学中心也将紧跟世界军事科技发展浪潮,加快各种机器人临床应用步伐,研发并孵化更多原创技术成果,造福更多百姓。