口腔種植機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀與研究進(jìn)展

摘 要 種植修復(fù)是目前牙列缺損、缺失的首選治療手段。由于口腔種植機(jī)器人具有高精度、高穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，可為口腔種植術(shù)提供關(guān)鍵的技術(shù)支持，其開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有良好的發(fā)展前景，但目前國(guó)內(nèi)口腔種植機(jī)器人的研究還相對(duì)較少，本研究對(duì)口腔種植機(jī)器人的開(kāi)發(fā)歷程、主要類型、信息數(shù)據(jù)采集方式、術(shù)中規(guī)劃與注冊(cè)、術(shù)中操作、優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)以及新近研究進(jìn)展等進(jìn)行綜述，以期為口腔種植醫(yī)師提供參考。

關(guān)鍵詞 口腔種植手術(shù)；機(jī)器人輔助手術(shù)；人工智能；種植牙；數(shù)字化；自動(dòng)化

中圖分類號(hào) R473.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2024）04-0727-07

Application status and research progress of dental implant robot

ZHAO Mengyu1， ZHANG Yanping1， ZHOU Ruli1， ZHU Wanchun1， 2

（1.Department of Stomatology， Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Nanchong 637000， China; 2.School of Stomatology， North Sichuan Medical College， Nanchong 637000， China）

Abstract Dental implant restoration is the preferred procedure of replacing defect and missing teeth. Due to the excellent performance such as high precision and reliable stability， dental implant robot can provide key technical support for dental implant surgery， and its development and application have been shown to be promising. However， at present， there are relatively few studies on dental implant robots in China. In this paper， the development history， main types， information data collection methods， intraoperative planning and registration， intraoperative operation， advantages and disadvantages， and recent research progress of dental implant robots are reviewed， with the purpose of providing references for dentists.

Key words Oral Implantation; Robot-assisted Surgery; Artificial Intelligence; Dental Implant; Digitalization; Automation

種植修復(fù)是目前牙列缺損、缺失的首選治療手段[1]，可為患者提供接近于天然牙功能及形態(tài)的修復(fù)效果，而且治療過(guò)程中不損傷鄰牙，種植后穩(wěn)定性好，舒適美觀[2]。種植體植入位置的精確性是確保修復(fù)效果的關(guān)鍵[3-4]。但臨床中患者的差異性、手術(shù)技術(shù)的敏感性等均可影響種植體的精準(zhǔn)植入。隨著人工智能的發(fā)展，目前口腔機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于修復(fù)、正畸、牙體牙髓治療等口腔外科領(lǐng)域[5-8]，也為口腔種植術(shù)提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。已有研究表明，人工智能技術(shù)輔助下，種植修復(fù)手術(shù)更加精準(zhǔn)與安全，可確保種植體置于理想的三維位置[6-7]。由于機(jī)器人具有高精度、高穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，口腔種植機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有良好的發(fā)展前景，但目前國(guó)內(nèi)口腔種植機(jī)器人的研究還相對(duì)較少，本研究對(duì)口腔種植機(jī)器人的開(kāi)發(fā)歷程、臨床應(yīng)用現(xiàn)狀及新近研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為口腔種植醫(yī)師提供參考。

1 口腔種植機(jī)器人的研發(fā)歷程

計(jì)算機(jī)輔助下的種植體植入（Computer-aided Implant Surgery，CAIS）是精準(zhǔn)定位種植牙植入位點(diǎn)的必要措施[8]。在臨床工作中，其他兩種CAIS技術(shù)（導(dǎo)板系統(tǒng)與導(dǎo)航系統(tǒng)）仍存在無(wú)法完全克服人為誤差的缺點(diǎn)。為獲得更精準(zhǔn)的效果，基于導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)用6自由度機(jī)械臂的口腔種植機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生[9-14]。

2001年Boesecke R等人[15]最先開(kāi)發(fā)了輔助口腔種植時(shí)進(jìn)行截骨備洞的機(jī)器人，其工作區(qū)域范圍僅為70 cm。2006年P(guān)ires J N等人[16]在綜合分析種植體著床方向、位移以及對(duì)頜骨的應(yīng)力大小等因素的情況下，開(kāi)發(fā)了口腔種植機(jī)器人，該裝置具有機(jī)械臂，且包含能夠測(cè)量應(yīng)力、力矩等指標(biāo)的儀器，能夠更好地輔助植入修復(fù)設(shè)計(jì)。2008年Wilmes B等人[17]在德國(guó)的RX60機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一款正畸支抗釘植入機(jī)器人，該機(jī)器人具有6自由度，可用于分析植入扭矩與植體直徑之間的關(guān)聯(lián)性。2012年另一款具有體積分解計(jì)算功能的機(jī)器人問(wèn)世，主要用于在下頜模型中放置根狀種植體[18]。接著，配備立體攝像機(jī)的機(jī)器人開(kāi)始被應(yīng)用于定位種植體植入位置[19]。2017年美國(guó)的Neocis Yomi機(jī)器人成為首例獲得FDA批準(zhǔn)的口腔種植機(jī)器人[20]。該口腔種植機(jī)器人系統(tǒng)具有可視化界面、多感官振動(dòng)反饋等先進(jìn)功能，但成本高昂，限制了其應(yīng)用。2017年世界首臺(tái)“完全自主式”口腔種植機(jī)器人由趙銥民教授等人研發(fā)，其優(yōu)勢(shì)是具有高度自主權(quán)，甚至可在無(wú)牙科醫(yī)生干預(yù)后執(zhí)行手術(shù)。2021年我國(guó)開(kāi)發(fā)的瑞醫(yī)博口腔手術(shù)機(jī)器人成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得醫(yī)療許可證的口腔種植機(jī)器人產(chǎn)品，可大幅降低醫(yī)生學(xué)習(xí)曲線，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化種植。

2 口腔種植機(jī)器人的技術(shù)原理

2.1 精準(zhǔn)定位與機(jī)械臂自動(dòng)操作 口腔種植機(jī)器人通過(guò)三維重建、個(gè)性化手術(shù)導(dǎo)板設(shè)計(jì)、光學(xué)跟蹤定位儀、導(dǎo)板配準(zhǔn)以及醫(yī)生的監(jiān)控和指令，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)定位，結(jié)合機(jī)械臂的自動(dòng)操作，確保種植體能夠按照預(yù)定的位置和角度準(zhǔn)確植入，保證手術(shù)的精準(zhǔn)度。

2.2 光學(xué)追蹤定位引導(dǎo)系統(tǒng)與電子化反饋機(jī)制 口腔種植機(jī)器人采用光學(xué)追蹤定位引導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由紅外線發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）、紅外線立體攝像機(jī)以及動(dòng)態(tài)參考架等關(guān)鍵組件構(gòu)成，LED被安裝在動(dòng)態(tài)參考架上，發(fā)出紅外線信號(hào)，當(dāng)紅外線信號(hào)被反射回立體攝像機(jī)后，系統(tǒng)會(huì)將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為口腔結(jié)構(gòu)與組織的位置信息，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。同時(shí)，電子化反饋機(jī)制能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)手術(shù)過(guò)程，及時(shí)調(diào)整口腔種植機(jī)器人的操作，確保手術(shù)的順利進(jìn)行。

2.3 術(shù)前規(guī)劃與數(shù)字化模擬 在手術(shù)前，醫(yī)生通過(guò)錐形束X線計(jì)算機(jī)體層成像（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）獲取患者口腔內(nèi)的詳細(xì)三維數(shù)據(jù)，使用3D軟件進(jìn)行三維重建，得到患者口腔內(nèi)的牙齒、牙槽骨、神經(jīng)管等結(jié)構(gòu)的真實(shí)三維模型。利用普蘭梅卡Romexis等3D軟件，醫(yī)生可以在電腦上進(jìn)行虛擬種植計(jì)劃，并使用軟件中的多種評(píng)估工具對(duì)計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)虛擬種植計(jì)劃和評(píng)估結(jié)果，醫(yī)生可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)種植導(dǎo)板。口腔種植機(jī)器人能夠根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)操作，確保手術(shù)結(jié)果與術(shù)前規(guī)劃一致。

2.4 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航與人機(jī)隨動(dòng) 口腔種植機(jī)器人在術(shù)中能夠?qū)崟r(shí)獲取患者的影像學(xué)數(shù)據(jù)，并通過(guò)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)確保種植體的植入位置和角度的精準(zhǔn)度。同時(shí)，人機(jī)隨動(dòng)功能使得口腔種植機(jī)器人能夠根據(jù)醫(yī)生的操作指令進(jìn)行靈活調(diào)整，確保手術(shù)的順利進(jìn)行。

3 口腔種植機(jī)器人的主要類型

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，口腔種植機(jī)器人可分為不同類型。按照控制方式的差異，可分為被動(dòng)式與自主式兩種[21]。前者是由醫(yī)生操控機(jī)械臂完成手術(shù)，其又可分為主從式（由醫(yī)生遠(yuǎn)程操控）與協(xié)作式（由醫(yī)生直接操控，共同協(xié)作）。按照口腔種植機(jī)器人在手術(shù)過(guò)程中對(duì)患者進(jìn)行感知方式的差異，又可分為物理感知與光學(xué)感知兩類[22]。其中后者可采用不同的感光元件，因此又分為主動(dòng)與被動(dòng)光學(xué)感知兩種，主動(dòng)光學(xué)感知具有不易受外部環(huán)境光線條件影響的優(yōu)勢(shì)[10]。

4 口腔種植機(jī)器人的臨床應(yīng)用

4.1 術(shù)前信息數(shù)據(jù)采集 使用口腔種植機(jī)器人實(shí)施種植手術(shù)，必須在術(shù)前采集患者頜骨資料。將放射標(biāo)記點(diǎn)配準(zhǔn)裝置置于患者口腔中，再行CBCT拍攝[23]。此外，口腔種植機(jī)器人也能夠識(shí)別口腔中天然牙的解剖標(biāo)志點(diǎn)，并據(jù)此進(jìn)行配準(zhǔn)。目前在術(shù)前信息數(shù)據(jù)采集中，可使用適合患者的個(gè)性化定位導(dǎo)板，以提高解剖標(biāo)志點(diǎn)識(shí)別的準(zhǔn)確性，防止手動(dòng)配準(zhǔn)過(guò)程中出現(xiàn)誤差[24]。口腔種植機(jī)器人術(shù)前精度校對(duì)操作如圖1。

4.2 術(shù)前規(guī)劃 口腔種植機(jī)器人裝配有設(shè)計(jì)軟件，在導(dǎo)入CBCT數(shù)據(jù)后，可以根據(jù)修復(fù)為導(dǎo)向的原則，規(guī)劃理想的種植體植入位置[25]。此外，還必須為患者設(shè)計(jì)個(gè)性化的口內(nèi)定位導(dǎo)板[26]。對(duì)于手術(shù)中鉆針下鉆要達(dá)到的深度、轉(zhuǎn)速，以及術(shù)中機(jī)械臂末端應(yīng)采用哪種入口角度，也必須在術(shù)前進(jìn)行規(guī)劃，從而順利指導(dǎo)術(shù)中的操作。

4.3 術(shù)前注冊(cè) 口腔種植手術(shù)如何應(yīng)用機(jī)器人，應(yīng)在術(shù)前進(jìn)行機(jī)械臂與患者位置的注冊(cè)。其中光學(xué)感知類口腔種植機(jī)器人的注冊(cè)流程中，不僅要對(duì)患者頜骨定位裝置進(jìn)行識(shí)別，還要對(duì)機(jī)械臂以及處植手機(jī)末端的定位板均進(jìn)行有效識(shí)別，從而提高種植的精準(zhǔn)程度[25]?；颊呶恢玫淖?cè)方法與術(shù)前信息數(shù)據(jù)采集中的配準(zhǔn)方法有關(guān)，如果在拍攝CBCT時(shí)應(yīng)用了放射標(biāo)記點(diǎn)配準(zhǔn)裝置，可采用類似于動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的方法進(jìn)行注冊(cè)[27]。如果在術(shù)前信息數(shù)據(jù)采集時(shí)采用天然牙解剖標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)，那么患者術(shù)前注冊(cè)的方法是將配準(zhǔn)導(dǎo)板置入患者口中，并應(yīng)用專門的配準(zhǔn)探針對(duì)各個(gè)解剖標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行擊導(dǎo)[25]。

4.4 術(shù)中操作 術(shù)中麻醉生效與翻瓣后，先將機(jī)械臂引導(dǎo)進(jìn)口腔中。拖拽入口式的機(jī)械臂必須依靠醫(yī)生用手將機(jī)械臂拖拽到術(shù)區(qū)[28]；另一種自動(dòng)入口式的機(jī)械臂同樣應(yīng)先依靠醫(yī)生用手將機(jī)械臂拖拽到術(shù)區(qū)，并隨即拖拽出口，機(jī)械臂的入口—出口移動(dòng)過(guò)程會(huì)被機(jī)器人自動(dòng)登記，并以此作為手術(shù)操作中自動(dòng)入口的移動(dòng)路徑[25]。此后，手術(shù)醫(yī)生只需踩腳踏，便可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂自動(dòng)入口。在進(jìn)行鉆針預(yù)備操作過(guò)程中，鉆針鉆速、受力程度等指標(biāo)均可由機(jī)器人準(zhǔn)確顯示，從而為操作醫(yī)生提供類似于親自進(jìn)行鉆針操作所獲得的觸覺(jué)反饋?？谇环N植機(jī)器人自主備洞如圖2。

5 口腔種植機(jī)器人的研究進(jìn)展

5.1 口腔種植機(jī)器人的操作精準(zhǔn)性 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于口腔種植機(jī)器人的操作精準(zhǔn)性與可靠性均進(jìn)行了研究。YANG S等人[29]報(bào)道口腔種植機(jī)器人的根部、頸部及角度誤差僅為0.73 mm、0.74mm、1.11°。Rawal S等人[30]研究報(bào)道的根部、頸部稍大，分別為0.85 mm、0.90 mm，但角度誤差更小，僅為0.53°。Bolding S L等[31]應(yīng)用Yomi為5例患者實(shí)施種植手術(shù)，結(jié)果根尖、頸部誤差均值為0.95mm、1.04mm，角度誤差均值為2.56°，所有患者均未出現(xiàn)不良事件，但其指出，作為半自動(dòng)化口腔種植機(jī)器人，手術(shù)操作過(guò)程中對(duì)于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)要求較高。白石柱等人[32]

應(yīng)用雅客智慧機(jī)器人進(jìn)行種植手術(shù)并與數(shù)字化導(dǎo)板進(jìn)行比較，結(jié)果顯示雅客智慧機(jī)器人的精度優(yōu)于導(dǎo)板，誤差均不足0.3 mm，這是目前臨床研究報(bào)道的誤差最小的研究。吳煜等人[33]研究應(yīng)用瑞醫(yī)博機(jī)器人，其誤差水平為0.65mm與2.23°。YANG S等人[28]研究報(bào)道，全口無(wú)牙頜患者治療中，應(yīng)用口腔種植機(jī)器人可獲得準(zhǔn)確的溫度反饋[34-35]。

通過(guò)使用基于圖像引導(dǎo)的用于牙種植手術(shù)的混合機(jī)器人（Hybrid Robotic System for Dental Implant surgery，HRS-DIS），F(xiàn)ENG Y等人[36-38]采用一種稱為混合機(jī)器人的（HRS-DIS）口腔種植輔助裝置，這種機(jī)器人應(yīng)用圖像引導(dǎo)能夠保持高度穩(wěn)定性，應(yīng)用于樹(shù)脂模型，可完全避免鉆針序列的誤差。而且與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航比較其穩(wěn)定性更強(qiáng)[38]。Jin X等人[39]研究測(cè)量了口腔種植機(jī)器人的精度，結(jié)果證實(shí)誤差（0.61mm、0.50mm、2.38°）與數(shù)字化導(dǎo)板基本相同。

對(duì)于上頜骨重度萎縮的患者，實(shí)施種植手術(shù)難度顯著增大且治療結(jié)果難以預(yù)測(cè)。為應(yīng)對(duì)此種難度更大的手術(shù)，必須提高口腔種植機(jī)器人的智能化程度。CAO Z G等人[40]通過(guò)集成UR機(jī)械臂與導(dǎo)航系統(tǒng)，并將這種機(jī)器人應(yīng)用于頭顱模型，結(jié)果顯示，該口腔種植機(jī)器人能夠準(zhǔn)確植入顴種植體，精度大大優(yōu)于自由手手術(shù)的精度，但該機(jī)器人目前還處于測(cè)試階段。

目前已進(jìn)入臨床應(yīng)用的口腔種植機(jī)器人較少，部分臨床應(yīng)用的機(jī)器人與精準(zhǔn)度見(jiàn)表1。雖然上述研究報(bào)道其精度較高，但由于臨床研究數(shù)量較少，樣本量也較小[43]。許多口腔種植機(jī)器人還處于臨床前的測(cè)試階段，未來(lái)進(jìn)行臨床應(yīng)用仍需更大量的研究數(shù)據(jù)支持。

5.2 口腔種植機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展 光源追蹤是口腔種植機(jī)器人進(jìn)行定位的關(guān)鍵技術(shù)。加拿大 NDI 公司的 Polaris 光學(xué)定位系統(tǒng)，攝像機(jī)能夠消除環(huán)境導(dǎo)致的噪聲影響，通過(guò)光源或反射點(diǎn)探測(cè)固定在手術(shù)器械上的標(biāo)記點(diǎn)，再利用攝像機(jī)的成像模型計(jì)算手術(shù)器械在三維空間的位置[12]，從而達(dá)到亞毫米的定位精度和最高４kHz以上的采集速率[44]。機(jī)器人世界標(biāo)定（Robot-world Calibration）是光學(xué)導(dǎo)航手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)提高手術(shù)精度的重要步驟，用于精確確定光學(xué)跟蹤器與機(jī)器人之間的空間關(guān)系。LI Y等人[45]提出一種全自動(dòng)機(jī)器人世界標(biāo)定方法，通過(guò)利用串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性，采用最小二乘擬合算法計(jì)算機(jī)器人刀具中心點(diǎn)與機(jī)器人參考系的關(guān)系，得到機(jī)器人世界標(biāo)定矩陣。應(yīng)用這種標(biāo)定矩陣的口腔種植機(jī)器人保持了較高的精度，平均距離偏差為1.11 mm，平均角度偏差為0.99°。此外，手術(shù)工具的操作范圍不再受光學(xué)跟蹤裝置視覺(jué)范圍的限制，不再需要將規(guī)劃的植入物軌跡的光學(xué)跟蹤裝置調(diào)整到不同的位置和方向。

為增加口腔種植機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性，研究者開(kāi)發(fā)了6自由度機(jī)械臂。Yilmaz S等人[46]使用一個(gè)目標(biāo)函數(shù)加大觸覺(jué)裝置的透明度，并計(jì)算效應(yīng)器末端的扭矩以實(shí)施約束運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化了 6 自由度觸覺(jué)機(jī)械臂的連接桿長(zhǎng)度，平衡了桿的質(zhì)量和慣性問(wèn)題。通過(guò)使用6自由度機(jī)械臂，Sun X Y等人[18]基于體積分解的程序機(jī)器人可以在頜骨模型中制備天然牙根的形態(tài)，證明了機(jī)械臂的可預(yù)測(cè)性。

由于串行機(jī)器人剛度低，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解非唯一，可能降低機(jī)器人輔助手術(shù)的成功率和安全性。而并聯(lián)機(jī)器人具有更大的剛度和獨(dú)特的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，但其工作空間很小，可能無(wú)法滿足手術(shù)要求。針對(duì)此問(wèn)題FENG Y等人[37]提出一種新型的混合動(dòng)力種植牙機(jī)器人，由三個(gè)平移關(guān)節(jié)、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成。Stewart用于進(jìn)行外科手術(shù)，關(guān)節(jié)用于擴(kuò)大Stewart的工作空間。同時(shí)應(yīng)用基于變導(dǎo)納控制器的物理人機(jī)交互，以確保安全性?？紤]到Stewart工作空間小的特點(diǎn)，采用幻影實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)20次迭代，得到了最小化Stewart關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)模型。

6 口腔種植機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)與不足

口腔種植機(jī)器人具有多種優(yōu)勢(shì)：①降低手術(shù)過(guò)程中張口度的要求，突破手術(shù)視野不足引起的操作局限，增加術(shù)中能見(jiàn)度，清晰顯示術(shù)區(qū)微環(huán)境，特別是對(duì)于后牙區(qū)的操作，以及不翻瓣手術(shù)時(shí)能夠從顯示器實(shí)時(shí)觀察手術(shù)過(guò)程，操作更加便利[31]。②能夠不間斷連續(xù)工作，僅靠腳踏就能完成手術(shù)，降低醫(yī)生的工作強(qiáng)度，減少醫(yī)生的職業(yè)暴露風(fēng)險(xiǎn)[38]。③為實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)提供可能性，對(duì)于種植手術(shù)在基層醫(yī)院的推廣提供了便利。④能夠智能選擇鉆針工作方式與速度，避免醫(yī)生手部震顫導(dǎo)致的誤差，提高治療精準(zhǔn)度[31]。⑤其穩(wěn)定性與精準(zhǔn)度，可縮短醫(yī)生的學(xué)習(xí)曲線[38，47]。

口腔種植機(jī)器人的不足：①目前口腔種植機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的手術(shù)部件較多，需要專業(yè)的知識(shí)才能正確進(jìn)行設(shè)備檢查、維護(hù)及應(yīng)用[27]。②手術(shù)前必須進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)配準(zhǔn)，手術(shù)過(guò)程中口腔必須佩戴標(biāo)記物，可能延長(zhǎng)椅旁時(shí)間，影響治療舒適度，降低患者耐受性[10，12]。③機(jī)械臂移動(dòng)速度較慢，必須延長(zhǎng)患者術(shù)中張口時(shí)間，對(duì)于部分特殊患者，例如咽反射過(guò)于敏感，或者存在肌張力障礙的患者，可能難以耐受手術(shù)[38]。

7 口腔種植機(jī)器人應(yīng)用的倫理與法規(guī)問(wèn)題

在推動(dòng)口腔機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也需要重視口腔機(jī)器人使用涉及的倫理與法規(guī)問(wèn)題。

倫理方面主要涉及：①信息安全和隱私保護(hù)?？谇粰C(jī)器人在診斷和治療過(guò)程中可能涉及患者的大量個(gè)人信息和敏感數(shù)據(jù)。醫(yī)療機(jī)構(gòu)和研究團(tuán)隊(duì)需要制定嚴(yán)格的數(shù)據(jù)管理政策，確保這些信息不會(huì)被濫用或泄露，保障患者的隱私權(quán)。②決策透明性和責(zé)任問(wèn)題?？谇粰C(jī)器人在決策過(guò)程中可能存在“黑盒子”現(xiàn)象，即其決策邏輯和推理過(guò)程不透明。這給醫(yī)生和患者帶來(lái)了信任和責(zé)任的問(wèn)題，需要明確機(jī)器人的決策邏輯，并建立透明的決策機(jī)制。醫(yī)生和患者應(yīng)當(dāng)能夠理解和參與到?jīng)Q策過(guò)程中，確保決策的合理性與可接受性。③人際關(guān)系和情感需求。口腔機(jī)器人的廣泛應(yīng)用可能改變傳統(tǒng)的醫(yī)患互動(dòng)方式，使得醫(yī)患關(guān)系變得更加機(jī)械化和冷漠。這可能對(duì)患者的心理和情感需求造成影響，需要關(guān)注患者在使用口腔機(jī)器人過(guò)程中的情感體驗(yàn)。

法規(guī)方面主要涉及：①注冊(cè)和備案。根據(jù)《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》，進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的口腔機(jī)器人需要獲得相應(yīng)的注冊(cè)或備案證書(shū)方可上市使用。這需要企業(yè)提交相應(yīng)的申請(qǐng)資料，包括產(chǎn)品的安全性、有效性等方面的證明文件。

②使用期限和追溯性。根據(jù)《有源醫(yī)療器械使用期限注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》，口腔機(jī)器人也有其使用期限。醫(yī)療器械使用單位應(yīng)當(dāng)確保信息具有可追溯性，對(duì)使用期限長(zhǎng)的大型醫(yī)療器械，應(yīng)當(dāng)逐臺(tái)建立使用檔案，記錄其使用、維護(hù)、轉(zhuǎn)讓、實(shí)際使用時(shí)間等事項(xiàng)。③責(zé)任和法律后果。如果由于口腔機(jī)器人技術(shù)錯(cuò)誤或算法偏差導(dǎo)致了錯(cuò)誤診斷或不當(dāng)治療，需要明確責(zé)任歸屬和法律后果。這需要建立相關(guān)的法律框架與規(guī)定，明確技術(shù)使用的范圍和限制，以及可能的法律后果。

8 展望

隨著口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化的發(fā)展，機(jī)器人輔助口腔手術(shù)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)?？谇环N植機(jī)器人正在改變傳統(tǒng)口腔種植的手術(shù)方式，將“精準(zhǔn)種植”推進(jìn)到一個(gè)新的高度。這一巨大的技術(shù)突破無(wú)疑具有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景?？谇环N植機(jī)器人在牙齒種植領(lǐng)域應(yīng)用的重要性和潛力體現(xiàn)在：①提高手術(shù)效率和準(zhǔn)確性?？谇环N植機(jī)器人技術(shù)能夠精確地完成種植手術(shù)，避免了傳統(tǒng)手術(shù)中可能出現(xiàn)的誤差和并發(fā)癥，提高了手術(shù)效率和準(zhǔn)確性。②減輕患者痛苦。通過(guò)微創(chuàng)術(shù)式，口腔種植機(jī)器人技術(shù)能夠減輕患者的手術(shù)痛苦和術(shù)后恢復(fù)時(shí)間，提高患者的滿意度和生活質(zhì)量。③拓展應(yīng)用領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，口腔種植機(jī)器人技術(shù)有望在口腔其他疾病的治療中發(fā)揮作用，如正畸、牙周病等。

可以預(yù)期未來(lái)口腔種植機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新的主要方向是：①精準(zhǔn)化與個(gè)性化。通過(guò)數(shù)字化模擬技術(shù)，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)能夠基于患者的口腔數(shù)據(jù)和種植專家的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出更加精確與個(gè)性化的種植方案，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)種植。②微創(chuàng)化。為了減少手術(shù)創(chuàng)傷和術(shù)后恢復(fù)時(shí)間，口腔種植機(jī)器人技術(shù)正致力于開(kāi)發(fā)無(wú)切口、無(wú)翻瓣等微創(chuàng)術(shù)式，使手術(shù)更加簡(jiǎn)便、舒適。

③自動(dòng)化與智能化。隨著口腔醫(yī)學(xué)機(jī)器人研究與應(yīng)用深度的不斷增加，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)口腔種植手術(shù)的全自動(dòng)化技術(shù)，提高手術(shù)效率和準(zhǔn)確性。④多學(xué)科或跨學(xué)科的可能性?？谇环N植機(jī)器人技術(shù)涉及醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，這種跨學(xué)科的合作使得手術(shù)機(jī)器人技術(shù)在口腔種植領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛和深入。

目前口腔種植機(jī)器人的應(yīng)用仍存在某些障礙，一是技術(shù)費(fèi)用極其昂貴；二是醫(yī)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握仍不夠深入，臨床接受度仍未達(dá)到預(yù)期。臨床需求是創(chuàng)新的源動(dòng)力，口腔種植機(jī)器人在臨床應(yīng)用中的推廣一方面要提高可操控性，另一方面要加強(qiáng)臨床醫(yī)生的數(shù)字化技能培訓(xùn)，加強(qiáng)智能機(jī)器人工程師與臨床醫(yī)生的合作交流。工作空間與手術(shù)視野受限是口腔手術(shù)的一大障礙，未來(lái)口腔種植機(jī)器人的開(kāi)發(fā)將朝著構(gòu)造更加小巧、節(jié)能，配備更加靈敏的術(shù)野顯示與誤差監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，注冊(cè)方式更加便捷等方向發(fā)展。雖然目前口腔種植機(jī)器人的臨床應(yīng)用還較少，但是隨著人工智能技術(shù)的日益完善，口腔種植機(jī)器人的應(yīng)用將會(huì)促使現(xiàn)代口腔診療更加精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化，惠及更多患者。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：趙夢(mèng)雨負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)論文框架，起草論文，撰寫論文并最后定稿；張艷萍、周如麗負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)；朱萬(wàn)春負(fù)責(zé)論文修改。

參考文獻(xiàn)

[1] Buser D， Sennerby L， Bruyn H D. Modern implant dentistry based on osseointegration： 50 years of progress， current trends and open questions[J]. Periodontol 2000， 2017， 73（1）： 7-21.

[2] 時(shí)權(quán)， 王俊成， 劉洪臣. 口腔種植教學(xué)中全科醫(yī)學(xué)思維的培養(yǎng)[J]."口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志， 2019， 20（6）： 347-350.

[3] Chen S T， Buser D. Esthetic outcomes following immediate and early implant placement in the anterior maxilla a systematic review[J]. Int J Oral Maxillofac Implants， 2014， 29 Suppl： 186-215.

[4] Tahmaseb A， Wismeijer D， Coucke W， et al. Computer technology applications in surgical implant dentistry： a systematic review[J]. Int J Oral Maxillofac Implants， 2014， 29 Suppl： 25-42.

[5] 劉丹丹， 趙文迪， 牛菊， 等. 機(jī)器人在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 華西口腔醫(yī)學(xué)雜志， 2020， 38（1）： 90-94.

[6] CHEN S， OU Q M， LIN X F， et al. Comparison between a computer-aided surgical template and the free-hand method： a systematic review and meta-analysis[J]. Implant Dent， 2019， 28（6）： 578-589.

[7] Orban K， Varga E Jr， Windisch P， et al. Accuracy of half-guided implant placement with machine-driven or manual insertion： a prospective， randomized clinical study[J]. Clin Oral Investig， 2022， 26（1）： 1035-1043.

[8] Ahmad P， Alam M K， Aldajani A， et al. Dental robotics： a disruptive technology[J]. Sensors （Basel）， 2021， 21（10）： 3308.

[9] Rao Y， Parimi A M， Rahul D， et al. Robotics in Dental Implantation[J]. Mater Today Proc， 2017， 4（8）： 9327-9332.

[10] Block M S， Emery R W. Static or dynamic navigation for implant placement-choosing the method of guidance[J]. J Oral Maxillofac Surg， 2016， 74（2）： 269-277.

[11] Chackartchi T， Romanos G E， Parkanyi L， et al. Reducing errors in guided implant surgery to optimize treatment outcomes[J]. Periodontol 2000， 2022， 88（1）： 64-72.

[12] Panchal N， Mahmood L， Retana A， et al. Dynamic navigation for dental implant surgery[J]. Oral Maxillofac Surg Clin North Am， 2019， 31（4）： 539-547.

[13] Gargallo-Albiol J， Barootchi S， Salomó-Coll O， et al. Advantages and disadvantages of implant navigation surgery. A systematic review[J]. Ann Anat， 2019， 225： 1-10.

[14] Sun X， McKenzie F D， Bawab S， et al. Automated dental implantation using image-guided robotics： registration results[J]. Int J Comput Assist Radiol Surg， 2011， 6（5）： 627-634.

[15] Boesecke R， Brief J， Raczkowsky J， et al. Robot assistant for dental implantology[J]. Int Poster J Dent Oral Med， 2002， 4（1）： 109.

[16] Pires J N， Caramelo F J， Brito P， et al. Robotics in implant dentistry： stress/strain analysis. system overview and experiments[J]. Industrial Robot： An International Journal， 2006， 33（5）： 373-380.

[17] Wilmes B， Su Y Y， Drescher D. Insertion angle impact on primary stability of orthodontic miniimplants[J]. Angle Orthod， 2008， 78（6）： 1065-1070.

[18] Sun X Y， Yoon Y K， Li J， et al. Automated image-guided surgery for common and complex dental implants[J]. J Med Eng Technol. 2014， 38（5）： 251-259.

[19] Yu K， Uozumi S， Ohnishi K， et al. Stereo vision based robot navigation system using modulated potential field for implant surgery[C].2015 IEEE International Conference on Industrial Technology（ICIT）， 2015 Jun 16， 493-498.

[20] Mozer P S. Accuracy and deviation analysis of static and robotic guided implant surgery： a case study[J]. Int J Oral Maxillofac Implants， 2020 ， 35（5）： e86-e90.

[21] 柯怡芳， 張耀鵬， 王勇， 等. 機(jī)器人在口腔修復(fù)領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中華口腔醫(yī)學(xué)雜志， 2021， 56（9）： 939-944.

[22] WU Y， WANG F， FAN S C， et al. Robotics in dental implantology[J]. Oral Maxillofac Surg Clin North Am， 2019， 31（3）： 513-518.

[23] Widmann G， Stoffner R， Schullian P， et al. Comparison of the accuracy of invasive and noninvasive registration methods for image-guided oral implant surgery[J]. Int J Oral Maxillofac Implants， 2010， 25（3）： 491-498.

[24] 謝瑞， 白石柱， 趙銥民. 自主式口腔種植機(jī)器人在美學(xué)區(qū)種植病例中的應(yīng)用[C]. 2021年中華口腔醫(yī)學(xué)會(huì)口腔頜面修復(fù)專業(yè)委員會(huì)第六次全國(guó)口腔頜面修復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)， 中國(guó)廣州， 2021.

[25] Galanis C C， Sfantsikopoulos M M， Koidis P T， et al. Computer methods for automating preoperative dental implant planning： implant positioning and size assignment[J]. Comput Methods Programs Biomed， 2007， 86（1）： 30-38.

[26] 趙雯， 謝瑞， 吳楠， 等. 自主式種植牙手術(shù)機(jī)器人口腔種植體植入術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理流程[J]. 機(jī)器人外科學(xué)雜志（中英文）， 2022， 3（6）： 482-487.

[27] 張凱， 余孟流， 曹聰， 等. 種植手術(shù)機(jī)器人輔助完成種植手術(shù)精度的初步研究[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息， 2021， 27（21）： 25-28， 53.

[28] YANG S， CHEN J H， LI A， et al. Autonomous robotic surgery for immediately loaded implant-supported maxillary full-arch prosthesis： a case report[J]. J Clin Med， 2022， 11（21）： 6594.

[29] YANG S， CHEN J H， LI A， et al. Accuracy of autonomous robotic surgery for single-tooth implant placement： a case series[J]. J Dent， 2023， 132： 104451.

[30] Rawal S， Tillery D E Jr， Brewer P. Robotic-assisted prosthetically driven planning and immediate placement of a dental implant[J]. Compend Contin Educ Dent， 2020， 41（1）： 26-30.

[31] Bolding S L， Reebye U N. Accuracy of haptic robotic guidance of dental implant surgery for completely edentulous arches[J]. J Prosthet Dent， 2022， 128（4）： 639-647.

[32] 白石柱， 任楠， 馮志宏， 等. 自主式口腔種植機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)動(dòng)物體內(nèi)種植精度的研究[J]. 中華口腔醫(yī)學(xué)雜志， 2021， 56（2）： 170-174.

[33] 吳煜， 鄒士琦， 王霄. 口腔種植機(jī)器人在口腔種植手術(shù)中的初步應(yīng)用[J]. 中國(guó)微創(chuàng)外科雜志， 2021， 21（9）： 787-791.

[34] CHENG K J， KAN T S， LIU Y F， et al. Accuracy of dental implant surgery with robotic position feedback and registration algorithm： an in-vitro study[J]. Comput Biol Med， 2021， 129（2208）： 104153.

[35] KAN T S， CHENG K J， LIU Y F， et al. Evaluation of a customdesigned human-robot collaboration control system for dental implant robot[J]. Int J Med Robot， 2022， 18（1）： e2346.

[36] TAO B X， FENG Y， FAN X Q， et al. The accuracy of a novel imageguided hybrid robotic system for dental implant placement： an in vitro study[J]. Int J Med Robot， 2023， 19（1）： e2452.

[37] FENG Y， FAN J C， TAO B X， et al. An image-guided hybrid robot system for dental implant surgery[J]. Int J Comput Assist Radiol Surg， 2022， 17（1）： 15-26.

[38] TAO B X， FENG Y， FAN X Q， et al. Accuracy of dental implant surgery using dynamic navigation and robotic systems： an in vitro study[J]. J Dent， 2022， 123： 104170.

[39] Jin X， Kim R， Park J M， et al. Accuracy of surgical robot system compared to surgical guide for dental implant placement： a pilot study[J]. J Implant Appl Sci， 2022， 26（1）： 27-38.

[40] CAO Z G， QIN C X， FAN S C， et al. Pilot study of a surgical robot system for zygomatic implant placement[J]. Med Eng Phys， 2020， 75： 72-78.

[41] CHEN J P， BAI X L， DING Y D， et al. Comparison the accuracy of a novel implant robot surgery and dynamic navigation system in dental implant surgery： an in vitro pilot study[J]. BMC Oral Health， 2023， 23（1）： 179.

[42] QIAO S C， WU X Y， SHI J Y， et al. Accuracy and safety of a haptic operated and machine vision controlled collaborative robot for dental implant placement： A translational study[J]. Clin Oral Implants Res. 2023， 34（8）： 839-849.

[43] LI Z W， XIE R， BAI S Z， et al. Implant placement with an autonomous dental implant robot： a clinical report[J]. J Prosthet Dent， 2023， S0022-3913（23）00124-5.

[44] Fattori G， Lomax A J， Weber D C， et al. Technical assessment of the NDI Polaris Vega optica tracking system[J]. Radiat Oncol， 2021， 16（1）： 87.

[45] LI Y， HU J L， TAO B X， et al. Automatic robot-world calibration in an optical-navigated surgical robot system and its application for oral implant placement[J]. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2020， 15（10）： 1685-1692.

[46] Yilmaz S， Konukseven E I， Gurocak H. Optimum design of 6R passive haptic robotic arm for implant surgery[C]. International Conference on Human Haptic Sensing and Touch Enabled Computer Applications， 2010， 105-110.

[47] Pellegrino G， Bellini P， Cavallini P F， et al. Dynamic navigation in dental implantology： the influence of surgical experience on implant placement accuracy and operating time. An in vitro study[J]. Int J Environ Res Public Health， 2020， 17（6）： 2153.

編輯：趙敏