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世界首例！AI机器人做牙科手术，8倍速诊疗比人类医生更精准

Perceptive初创公司发明的全自动AI机器人牙医，执行了世界上首次人类临床牙科手术，诊疗速度是人类医生8倍。如果有人向你推销机器人牙医，是挥挥手根本不信，还是会立刻有种冰冷高速钻头直戳牙龈的恐怖感？波士顿公司Perceptive很快就让你心服口服，让人工智能控制的自主机器人，首次对人类患者进行了全过程的牙科手术，速度大约是人类牙医的8倍。有视频为证，机器人牙医正在对牙齿进行局部精细的冲水清洗，绕牙齿一周，看起来驾轻就熟。值得注意的是，Perceptive声称，「即使患者频频移动头部，该机器也能安全处理，并且对移动患者的试运行测试均取得了成功。」Perceptive宣布了两项新技术，希望机器人诊疗在未来能够为每个人带来更好的牙科体验。 OCT 3D成像系统这款手持式成像仪设计可以在口腔内操作，使用光学相干断层扫描 (OCT)生成牙齿内部的3D图像，甚至可以一直深入到牙龈线下方并进入骨骼。无论是在分辨率还是位置精度方面，这都比牙医通常使用的2D或3D X射线要好得多。大量临床实操证明，X射线在检测蛀牙方面实际上非常糟糕。Perceptive首席执行官Chris Ciriello告诉我们，利用X射线成像确定蛀牙位置和程度的准确度约为30%。实际上，X射线仅仅起到辅助医生诊疗的作用，因为牙医会开始在你的牙齿上钻孔，然后继续钻，直到找到蛀牙的精确位置和范围深度。但这种方法显然不适用于机器人，因为机器人需要事先获取所有数据，这就是OCT的用武之地。可以将OCT视为类似于超声波，因为它使用反射能量来构建图像，但OCT使用光而不是声音来获得更高的分辨率。也就是说，OCT不仅可以避免有害的X射线辐射，而且和X射线成像相比，具有高分辨率和高准确率。以前OCT没有用于牙齿诊疗的原因是，传统的OCT获得详细图像所需的曝光时间为几秒钟，如果在曝光过程中移动，图像就会模糊。Perceptive使用的是运动结构方法（structure from motion approach），更短的曝光时间导致数据点少得多，然后移动扫描仪并收集更多数据来逐渐构建并生成出完整的3D图像。Ciriello表示，这种方法可以将病理定位在大约20微米的范围内，准确率超过 90%。而且，这种方法非常易于牙医上手操作，因为他们只需在牙齿周围向不同的方向移动工具，直到扫描完成。Perceptive临床顾问委员会成员和专业牙医Karim Zaklama表示，「Perceptive 的人工智能驱动机器人系统将彻底改变牙科行业。简化了程序并提高了患者的舒适度，患者的诊疗体验将会更好。」「先进的成像功能，特别是口腔内扫描仪，提供了无与伦比的细节，这将使我们能够更早、更准确地诊断问题，并使我们能够更有效地与患者联系。」「效率的提高让我们能够更加专注于个性化患者护理并减少就诊时间，从而使我们能够有效地治疗更多患者。」Ciriello也再次强调，这不仅仅是收集数据以便机器人可以对患者的牙齿进行操作，这是一个更好的成像技术，可以帮助牙医识别和治疗患者可能遇到的问题。「我们认为这是一个根本性的改变，」Ciriello 说。「我们为牙医提供了更好地发现问题的有力工具。」机器人牙医诊疗初体验 Ciriello之前也是加拿大不列颠哥伦比亚省一个山区小镇的执业牙医。这些社区的人们可能很难有专业牙齿护理的机会，他表示，「没有太多牙医愿意在农村社区工作。」「患者有时可能要拖几个月的时间才能得到治疗，如果感到非常疼痛还得不到治疗，那就真的不好了。我意识到我必须做的是开发一项可以提高牙医生产力和推广牙医服务的技术。」通常需要数小时和多次就诊的普通牙科手术，Perceptive机器人只要单次就诊，几分钟内就能迅速完成。机器人牙医的切入点是牙冠安装，即用人工牙冠取代患者的牙齿顶部。这是一个非常常见的过程，通常分两个阶段进行。首先，牙医会用钻头去除牙齿顶部。接下来制作牙齿模具，以便定制适合牙齿的牙冠。然后患者会戴上临时牙冠回家，同时牙医会将模具邮寄出去以定制牙冠。几周后，永久性牙冠到达，患者回到牙医那里，取下临时牙冠并粘上永久性牙冠。使用Perceptive的机器人牙医诊疗系统，情况会是这样的：患者首次就诊时，牙医首先确定患者需要牙冠，然后使用OCT成像仪对牙齿进行扫描。根据这些数据，机器人将规划一条钻孔路径。在患者到达诊所、开始钻孔之前就可以制作牙冠，这只有在预先知道精确的几何形状的情况下才有可能实现。当患者到达手术现场时，机器人可能会在五分钟左右完成实际钻孔，完美贴合的永久牙冠被粘合到位，整个诊疗过程就完成了。显然，安全是这里的一个大问题，因为一个带有高速钻头的机器人手臂，实际上是在你的头骨内部进行工作，Perceptive也很清楚这一点。Perceptive 机器人很重要的一点是，它在工作时与患者身体相连。患者需要将一种名为「咬合块」的东西放入口中并咬住，这样既可以保持嘴巴张开，又可以防止下巴疲劳。机器人的末端执行器通过一系列驱动连杆物理连接到该咬合块，这样即使钻头正在移动，头部的任何运动也会立即被钻头的末端复制。本质上，患者的头骨相当于机器人的底座，患者的牙齿和钻头位于同一参考系中。纯机械耦合意味着不需要视觉系统或编码器或软件，它是直接的物理连接，因此运动补偿是瞬时的。作为患者，可以在手术过程中自由放松并稍微移动头部，因为这对机器人没有影响。人类牙医也有一些方法可以防止在手术过程中移动时钻头刺伤，例如将手指放在患者牙齿上，然后将钻头支撑在牙齿上。Perceptive表示，机器人甚至比人工更安全、更准确，因为刚性连接导致的误差只有几十微米，即使是在移动的病人身上也是如此。Ciriello说，它的移动速度比牙医慢一点，但因为它只在需要的地方精确钻孔，所以总体上可以更快地完成手术。手臂内还有一个物理平衡系统，对于OG机器人技术人员来说，它有点类似于PR2手臂。最后的安全措施是牙医在环中通过脚踏板，必须保持踩下脚踏板，否则机器人将停止移动并关闭钻头。Ciriello声称，机器人不仅能够更快地工作，而且还能产生更好的结果。大多数修复体（例如填充物或牙冠）可持续大约五年，因为牙医要么用了太多材料并削弱了牙齿本身，要么是修复材料太少并且没有完全解决根本问题。Perceptive的机器人能够更加精确，Ciriello表示，机器人可以切割「人类不可能完成」的几何形状，以定制加工零件的精度将修复体安装到牙齿上。虽然人们很容易关注Perceptive系统的技术优势，但牙医Ed Zuckerberg（Perceptive 的投资者）指出，这不仅仅是速度或准确性的问题，还在于让患者感觉更好。目前市场上还有另一种牙科机器人。它被称为Yomi ，为一项牙种植手术提供辅助。但Yomi不是自主的，而是为牙医提供指导，以确保他们钻到正确的深度和角度。虽然Perceptive已成功在人体上测试了他们的第一代系统，但尚未准备好商业化。Perceptive迄今已筹集3000万美元资金，下一步可能是与FDA进行关键临床试验，如果进展顺利，Cirello估计它可能会在几年内向公众开放。参考资料：https://newatlas.com/health-wellbeing/robot-dentist-world-first/