中科院深圳先进装备技术研究所的“精密正畸医疗机器人技术与系统:pg电子

本文摘要:据介绍:2018全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)在深圳举行,由中国计算机联合会(CCF)、香港中文大学(深圳)主办,得到深圳宝安区政府的大力指导。在机器人行业应用专题会议的第二天,中科院深圳先进装备技术研究所的夏泽洋博士公开发表了主题为“精密正畸医疗机器人技术与系统”的精彩演讲。

医疗机器人

据介绍:2018全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)在深圳举行,由中国计算机联合会(CCF)、香港中文大学(深圳)主办,得到深圳宝安区政府的大力指导。是国内人工智能与机器人学学术界、工业界、投资界三大领域的顶级交流盛会,旨在打造国内人工智能领域最不强大的跨境交流合作平台。

在机器人行业应用专题会议的第二天,中科院深圳先进装备技术研究所的夏泽洋博士公开发表了主题为“精密正畸医疗机器人技术与系统”的精彩演讲。展示了正畸医疗机器人的最新研究成果。夏泽洋博士是中国科学院深圳先进装备技术研究所研究员、博士生导师。

他是广东省杰出青年科学基金获得者,吴文俊人工智能自然科学奖获得者,“国家重点R&D计划”国际合作重点专项带头人,广东省基础科学技术专项带头人,中国科学院青年创新主席广州分会副会长,深圳市“孔雀工程”人才。在报告中,夏泽洋博士首先解释了实验室的情况。

夏博士于2012年从美国回到深圳,在中国科学院深圳先进装备技术研究所成立了医学机器人学与生物力学实验室。实验室主要研究医疗机器人与生物力学交叉方向的共性关键技术,包括创新的机器人系统设计、相似环境下的机器人运动规划与控制、医疗机器人的一些生物力学问题,积极开展智能服务与操作机器人、精密口腔医疗机器人、软件医疗与康复机器人等方面的研究工作。明确适用于世界,实验室积极开展了以下三个方面的研究。

一是积极开展目标识别定位、感官控制、状态监测等关键理论和技术研究。其次,积极开展了计算生物力学、正畸机器人制造等关键理论和技术的研究。再次,开展了软件医疗康复机器人系统的设计与控制等关键理论和技术的研究。夏博士在说明了实验室基本情况和重点关注领域后,重点介绍了精密正畸医疗机器人技术和系统的研究进展,并回应称主要技术研发工作已基本完成,前期主要工作为临床模型应用和商业开发。

夏医生首先展示了传统正畸临床化疗的基本流程。首先要取牙模,手工制作石膏模型,测量,用蜡模排牙,最后设计弯曲矫治器。整个过程是通过试错进行的,不存在化疗效果好、周期长、综合成本高等问题。记录传统正畸临床化疗的:个典型流程(图片来自网络)。

针对上述问题,夏博士的团队积极开展了精密正畸医疗机器人的研究。本研究以正畸为临床机制,以计算生物力学为医学方法,最后通过机器人技术进行临床实践,从基于组织生物力学的精确临床和预测、个性化矫治器的自动化制造等多方面提高正畸化疗效果,降低综合化疗成本。记录:精准正畸医疗机器人系统(图片来自中科院/SIAT医疗机器人与生物力学实验室)以上工作的基础工作是组织重建。

不同于目前商用的CT采集软件和其他基于骨密度重建的商用软件,组织重建得到的牙齿、牙周膜和牙槽骨可以由国家自主操作,为后期的辅助医疗工作奠定了基础。记录:基于“牙齿-牙周膜-牙槽骨”复杂模型的组织重建(图片来自中国科学院/SIAT医疗机器人与生物力学实验室),创建可视化辅助医疗系统,并基于计算的生物力学进行化疗模拟
夏博士在NIH R01项目的支持下,积极开展了基于大规模临床实验的正畸生物力学机制和化疗策略比较的早期研究工作。

本课题系统地研究了控制正畸牙齿移动模式的机理、可行性和模型。基于以上研究结果,实验室建立了计算正畸牙齿移动的生物力学模型,并在此基础上构建了正畸力和牙齿移动的仿真模型。

根据仿真结果,可以优化化疗方案,也可以优化器械的设计。(微信官方账号:)记录:“矫治器-正畸力-牙齿移动”多阶段化疗模拟方法示意图(图片来自中科院/SIAT医疗机器人与生物力学实验室)左:“矫治器-TPBC”生物力学建模模型;中:正畸力建模示意图;右图:牙齿运动建模示意图矫治器设计完成后,下一步就是制作矫治器。目前实验室已经研发出一套自动制作矫治器的机器人系统,只需要几分钟就可以制作出一套弓丝矫治器,然后就可以洗手送到临床应用单位。

记录:个性化弓丝矫治器机器人自动弯曲(图片来自中科院/SIAT医学机器人与生物力学实验室)最后,夏博士开发了未来正畸医疗场景:以深圳为例,一个大城市每个区建一个制造中心就够了。当患者回到医院或医院后,扫描CT图像,终端自动完成组织重建和化疗规划。医生花几分钟时间向病人介绍结果。

如果患者同意积极进行化疗,医生可以让患者在旁边喝杯咖啡,然后将数据发送给机器人准备中心。很快,机器人制造中心就可以慢慢把器械送到医院。如果患者不必进行手术等预处理,可以在喝完一杯咖啡后安装第一个器具。

在此基础上,夏博士希望通过上述基础理论和关键技术,推动临床正畸治疗从目前基于试错的经验医学模式向可预测、精确的医学模式转变,最终在合理的时间内为患者构建个性化、可预测的正畸化疗。允许禁止发表的原创文章。以下是发布通知。

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