牙医下岗？种牙机器人实现患者“植牙自由”

在普通种植牙手术中，医生需要切开患者牙龈，放入种植体后缝合，种植力度主要取决于“手感”，因此十分考验种植医生的行业经验。近年来，口腔种植机器人广泛应用，因其种植精度高、切口小、出血量少和恢复速度快的特点，大幅提升中国口腔种植技术的整体水平。

牙齿人工种植，是将以兼容性强的生物材料制成的种植体植入牙槽骨中，替代牙根，愈合后安装牙冠，是口腔医学公认的缺牙首选修复方式。我国种植牙市场空间广阔，但一直受牙科专业人才紧缺的制约，因此，口腔诊疗数字化一直是口腔医学装备行业努力的方向。

国家重视口腔数字化发展进程，支持种植牙自动化设备的研发制造。2023年，有四款国产口腔种植手术导航系统获得国家药品监督管理局第三类医疗器械注册证，有几十家公立口腔医院和连锁口腔机构完成区域性首例口腔种植机器人手术。

图1 机器人设计和制造即时修复组件

早在2013年，我国著名口腔修复专家赵铱民院士带领课题组就开启了种植牙机器人的研制。2017年9月16日上午，在第四军医大学口腔医院，由该团队研制出的第一台自主式种植牙手术机器人成功为一名患者完成两颗缺牙的种植修复术。这也是世界首例自主式种植牙机器人种植手术，标志着口腔种植正式迈入机器人时代。

这台自主式种植牙手术机器人，正是之后“口腔种植手术导航定位设备”的雏形。雅客智慧（北京）科技有限公司（以下简称“雅客智慧”）是一家从事手术机器人研发、生产的高新技术企业，经过赵铱民院士科研成果的转化，创新研发了“口腔种植手术导航定位设备”，并于2021年9月取得国家药品监督管理局批准的三类医疗器械注册证。

种植牙市场需求与

行业技术水准的矛盾

据全国口腔流行病学调查结果显示，我国达到牙齿健康标准的人不足1%，牙齿缺失、缺损是影响健康和生活质量的重要疾病之一。我国约有4亿缺牙患者，缺牙人群不再是单一的老年人，35~44岁的中青年人缺牙率高达36.4%。目前，我国口腔种植体消耗量突破400万，我国口腔种植行业将迎来发展的黄金时期。

随着我国经济发展和人民整体消费水平的提高，人们日益重视口腔健康，以往被视为高消费的种植牙手术被更多人所接受，这意味着种植牙市场正在不断扩容。同时，我国人口老龄化正在加剧，牙齿种植手术需求将持续保持快速增长的趋势。此外，近年国产种植体生产工艺有所提升，且部分已经被纳入区域医保范围，种植牙市场的潜在存量正在飞速提升。然而，我国受过专业培训的牙科种植医师较少，其中有5000颗实操经验的医师数量更少，而高端口腔种植设备在一定程度上弥补了我国种植医师整体经验不足的情况，以全套数字解决方案惠及更多患者。

图2 机器人放置种植体

雅客智慧口腔种植机器人

使用口腔种植机器人实施手术，一般需要一名口腔种植医师主刀和两名护士在旁辅助。结合术前三维影像，种植医师制定出一套种植计划和技术参数，机器人根据这套治疗方案精确种植。传统人工牙齿种植手术难以实现多颗牙齿的同时即刻修复，而在口腔种植机器人的辅助下，一次手术可以覆盖多颗牙齿，进行多颗牙齿的种植，也可以支持各种复杂的种植案例，如无牙颌种植，设计更加规范、科学的种植方式。

已获得国家药品监督管理局批准的口腔种植手术机器人，大多都涉及以下几个技术：医学影像处理、基于人工智能的手术自动规划、术中实时三维导航、机器人精准定位、重要组织部位的运动约束及避障策略等。雅客智慧研发的口腔种植机器人，尤其表现出操作精度高的特点。“口腔种植手术导航定位设备”主要由四部分构成：视觉台车、显示器台车、设备台车和机械臂，采用“双目相机+二维棋盘格”法进行配准和定位。

图3 雅客智慧“口腔种植手术导航定位设备”

配准是指空间配准，通过立体定位跟踪系统，在患者实际临床位置和屏幕上的模型位置之间建立一种实时的转换关系，并与术前的CT模型整合显示在一起，还可以实现手术器械的可视化与实时跟踪，实现不同坐标系的统一。配准能够有效指导手术计划，实时引导手术进行。

为实现更高精度的种植操作，雅客智慧通过三种定位方式保证“口腔种植手术导航定位设备”的稳定可靠性。手术前，利用配准技术将术前获取的患者三维影像与术中患者的空间位置进行匹配，主要功能是辅助医生定位种植部位；通过定位技术在手术过程中实时跟踪种植器械与患者的位置关系，并在三维影像中显示出来；利用导航技术，通过机械臂带动手术器械，辅助医生精准定位种植部位。

机器人提升

口腔种植行业整体水平

赵铱民院士曾说：“现在正在或需要种植牙的人群非常多，但不知道的是，不停种牙的背后，还有大量的患者在不停地拆掉种植牙。”这段话反映出我国种植牙行业水平参差不齐，而一次种植的失误，可能对口腔骨组织造成不可逆的伤害，导致第二次植入困难，将给患者带来疼痛感、容貌焦虑和经济损失。

以雅客智慧研发的“口腔种植手术导航定位设备”为例，口腔种植机器人能大大提升种植牙手术的准确率和患者的手术体验，其优越性主要体现以下几个方面。

一是红外光学定位精度高达0.09mm，数据延迟低。种植体植入精度是种植牙手术的痛点，精度高低将直接影响手术效果。雅客智慧研发的口腔种植手术机器人有一双看得准的“眼睛”，红外线的定位方式，能极大减小其他光线的扰乱。

二是力传感器精准。种植机械臂末端受力及时补偿，医生能随时感知到末端阻力，还能根据阻力自动提拉，应对复杂的骨质也游刃有余。此外，机器人采用微创的术式，进一步缩小了种植牙的切口。

三是术前规划设计精准，为患者量身定做最理想的治疗方案。术前三维影像，方便术中操作避开重要组织结构，避免口腔损伤造成感染等风险，降低附加外科手术的可能性，进一步缩短传统口腔种植手术时长，减轻患者痛苦。

四是机器人能支持导板模式、被动机器人模式、动态导航模式和自主机器人四种模式，并能自由切换。

五是降低人为手术风险。口腔种植手术导航定位设备设置有一个脚踏，能通过脚踏操作自动进出口，机器人将依据术前规划自动运行种植马达，极大解放医师双手，还能避免因“手感”失误造成手术失败。

机器人在口腔医学的应用不止表现为口腔种植机器人，还有颅颌面手术导航机器人、检验口腔修复材料的咀嚼机器人等，广泛应用于修复、正畸、种植、牙体牙髓，以及口腔外科等领域中，口腔医疗数字化将迎来广阔的发展前景。

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