深圳卡尔文科技有限公司梁腾龙获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳卡尔文科技有限公司申请的专利一种口腔手术定位导航方法、系统和存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120788766B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511307986.1,技术领域涉及:A61C8/00;该发明授权一种口腔手术定位导航方法、系统和存储介质是由梁腾龙设计研发完成,并于2025-09-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种口腔手术定位导航方法、系统和存储介质在说明书摘要公布了:本发明提供了一种口腔手术定位导航方法、系统和存储介质,通过对种植手机进行标定得到光学三维坐标系下钻头的旋转轴的单位向量和钻头尖端的三维坐标值,扫描得到患者CT三维模型并分割得到牙齿CT模型和牙槽骨CT模型,根据散斑结构光在患者牙齿上的实时图案生成牙齿三维点云并获取CT三维坐标系和光学三维坐标系之间的矩阵变换关系后,根据钻头的实时点位偏差和实时角度偏差对种植手机进行实时导航。本技术方案通过牙齿CT特征点和牙齿点云特征点计算得到CT三维坐标系和光学三维坐标系之间的矩阵变换关系,通过对比种植体的目标位置和钻头尖端的实时位姿、种植路径的方向向量和钻头旋转轴的单位向量进行辅助导航,具有操作方便、定位精度高等优点。
本发明授权一种口腔手术定位导航方法、系统和存储介质在权利要求书中公布了:1.一种口腔手术定位导航方法,其特征在于,所述口腔手术定位导航方法基于口腔手术定位导航装置实施,所述口腔手术定位导航装置包括双目定位导航仪、CT扫描设备、种植手机和标定板;所述双目定位导航仪包括第一摄像头和第二摄像头,所述第一摄像头和所述第二摄像头固定设置于所述种植手机上,所述第一摄像头和所述第二摄像头内各设置有一个散斑发射器,所述标定板上设置有标定杆和标定特征点; 所述口腔手术定位导航方法包括: S1.控制种植手机将其上的钻头安装套筒套接于标定板上的标定杆上,控制双目定位导航仪采集标定板上标定特征点的实时图像,根据标定板的三维数据模型和双目定位导航仪的光学三维坐标系,计算得到标定板在光学三维坐标系下的位姿CHM; S2.根据标定板在光学三维坐标系下的位姿CHM获取标定杆的根部点在光学三维坐标系下的三维坐标P1和标定杆的顶部点在光学三维坐标系下的三维坐标P2,根据P1和P2计算得到种植手机中钻头的旋转轴在光学三维坐标系下的单位向量Vn,其中, S3.获取种植手机中钻头的旋转轴末端在光学三维坐标系下的三维坐标值Pend和钻头长度L,基于旋转轴末端在光学三维坐标系下的三维坐标值Pend和钻头长度L,结合钻头的旋转轴在光学三维坐标系下的单位向量Vn,计算得到钻头尖端在光学三维坐标系下的三维坐标值Ptip,其中,Ptip=Pend+L*Vn,Pend=P1; S4.控制CT扫描设备扫描患者口腔,得到患者口腔的CT三维模型; S5.将患者口腔的CT三维模型分割得到牙齿CT模型和牙槽骨CT模型; S6.控制双目定位导航仪中的第一摄像头和第二摄像头配合各自散斑发射器发出散斑结构光,捕捉散斑结构光在患者牙齿上形成的实时图案,根据散斑结构光在患者牙齿上的实时图案生成牙齿三维点云; S7.提取牙齿CT模型的牙齿CT特征点和牙齿三维点云的牙齿点云特征点,根据牙齿CT特征点和牙齿点云特征点对牙齿CT模型和牙齿三维点云进行配准,获取CT三维坐标系和光学三维坐标系之间的矩阵变换关系CTHC; S8.在CT三维模型内植入种植体目标姿态,获取种植体在CT三维坐标系下目标位置Ttarget和种植路径的方向向量θtarget; S9.根据钻头尖端在光学三维坐标系下的三维坐标值Ptip,结合CT三维坐标系和光学三维坐标系的矩阵变换关系CTHC进行坐标转换,获取钻头尖端在CT三维坐标系下的三维坐标值P'tip,其中,P'tip=Ptip*CTHC; S10.根据种植手机中钻头的旋转轴在光学三维坐标系下的单位向量Vn计算得到钻头的旋转轴在CT三维坐标系下的单位向量V'n; S11.对比分析CT三维坐标系下种植体的目标位置Ttarget和钻头尖端在CT三维坐标系下的三维坐标值P'tip,对比分析CT三维坐标系下种植路径的方向向量θtarget和钻头旋转轴在CT三维坐标系下的单位向量V'n,根据对比分析结果计算得到钻头的实时点位偏差和实时角度偏差; S12.输出钻头的实时点位偏差和实时角度偏差,根据钻头的实时点位偏差和实时角度偏差对种植手机进行实时导航; 所述步骤S6具体包括: S601.基于第一摄像头和第二摄像头的相机参数对双目定位导航仪进行标定,得到双目定位导航仪的等效焦距f和基线长度B,并得到第二摄像头相对于第一摄像头的旋转矩阵R1和平移向量T1; S602.对散斑发射器进行标定,得到散斑发射器相对于第一摄像头的旋转矩阵R2和平移向量T2; S603.控制第一摄像头采集第一原始图像I1,控制第二摄像头采集第二原始图像I2,基于第二摄像头相对于第一摄像头的旋转矩阵R1和平移向量T1、散斑发射器相对于第一摄像头的旋转矩阵R2和平移向量T2,对I1和I2进行极线校正处理,得到极线校正后的第一校正图像和第二校正图像; S604.在第一校正图像中选取第一匹配点中心和以第一匹配点中心为中心点的第一匹配范围,将第一校正图像中的第一匹配点中心和第一匹配范围映射至第二校正图像中得到第二校正图像中的第二匹配点中心和第二匹配范围,根据第二匹配点中心和第二匹配范围在第二校正图像中定义搜索范围; S605.根据第一校正图像中的第一匹配范围对第二校正图像中的第二匹配范围进行零均值归一化互相关运算,确定第一校正图像上每个像素点在第二校正图像上对应的最佳匹配点p和最佳匹配点所对应的视差d;零均值归一化互相关运算过程为当ZNCC取值最大时,对应第二校正图像上的像素点为最佳匹配点P;其中,Ti,j为第一校正图像上像素点的像素值,为第一校正图像中第一匹配范围上像素点的像素值的平均值,Ci,j为第二校正图像上像素点的像素值,为第二校正图像中搜索范围上像素点的像素值的平均值;i,j代表像素点在第一校正图像或者第二校正图像的坐标; S606.根据第一校正图像上每个像素点对应的最佳匹配点和最佳匹配点所对应的视差d进行三维重建,计算像素点在三维点云模型中的三维数据,其中,像素点在三维点云模型中Z轴的坐标值为像素点在三维点云模型中X轴的坐标值为像素点在三维点云模型中Y轴的坐标值为f为第一摄像头和第二摄像头的等效焦距,B为第一摄像头和第二摄像头的基线长度; S607.根据像素点在三维点云模型中X轴、Y轴和Z轴的坐标值生成牙齿三维点云。
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