先進牙髓病根管治療專用精密機器人之發展

Abstract

牙髓病科(Endodontics)為牙醫學系的一門專科，俗稱根管治療，其程序為移 除牙腔內部受感染的壞死神經組織後予以封閉，以根除病患的牙齒劇痛，每年造 福了上千萬的病患。然而進行此耗時的手術仰賴執業牙醫經多年培訓的豐富經驗 與靈巧手藝，不只診斷時即須破壞部分牙冠、牙質，也容易產生人為失誤。據美 國牙髓專科醫生協會的統計，一般牙醫的手術成功率只有60-65%，而牙髓專科 醫生的手術成功率也只有90%。台灣受過專業訓練的牙髓病專科醫生卻少得屈指 可數，一般牙醫常過度挖除牙質或失敗後拔除那根牙齒，是台灣牙科病患的悲哀。 本研究計畫結合交通大學工學院、哥倫比亞大學牙醫學院、及辛辛那提大學 應用科學院共同努力，進行跨國、跨校、跨領域的研究，以期開發出世界最先進 的牙髓科治療新技術，從依賴人工技藝的傳統作法，改進成以科技為基礎的自動 療程。在前幾年的努力下，我們已完成的技術創新包括:（1）非破壞性的診斷， 智慧庫輔助的二維X 光影像處理及牙齒根管三維電腦建模型；（2）以醫學及工程 規則主導的電腦輔助根管治療程序安排，自動優化成最小侵入的治療，以保留牙 齒的強度健康。這兩項經電腦軟體的發展已初步實現證明可行，並經牙醫實驗室 的牙齒切片量測比較，誤差範圍在容許範圍內，成果已有多篇期刊及會議論文的 發表。 為期三年的本研究計畫書將進行第三階段的技術發展:根管治療專用智慧型 微型機器人之研發，以機器的精準代替人手的誤差，配以電子根管探測及?銼全 程偵測監控，保證治療手術品質。在國科會的補助下，台灣的團隊自95 年8 月 開始進行在第一年微型機器人的機械設計，包含五個運動軸的液壓製動器系統、 具速換功能的高速動力工具卡匣式組合、及定位裝置機器底座。我們已克服主要 的技術瓶頸，完成細部設計，在96 年6 月前將可順利完成製造組裝及測試。 本計畫書著重在第2 年及第3 年的研發工作，將繼續改良機器人的設計，發 展感測回朔系統，完成電腦CNC 控制，以及根管探測系統及線上監控等人工智慧。 完成後期能提供病人高效、安全、準確、可靠、廉價的先進牙髓病治療技術，又 能縮短牙髓病專科醫師的養成教育、減少牙醫受服務年齡及體能限制。