СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НА ГИПСОВЫХ МОДЕЛЯХ ЧЕЛЮСТЕЙ, НАПРИМЕР, НЕБНОГО СВОДА Российский патент 1998 года по МПК A61C19/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для антронометрических измерений зубочелюстной системы, в частности для конструирования мостовых и съемных протезов.

Известен способ измерения высоты неба, заключающийся в том, что на бугры клыков, премоляров и моляров гипсовой модели укладывают линейку, посередине которой выполнен паз. В паз вставлен стержень со шкалой. Смещая этот стержень так, чтобы он совместился с сагиттальной плоскостью, фиксируют значение неба [1]. Недостатком данного способа является то, что он позволяет измерить только один размер неба - высоту.

Известен способ измерения на моделях зубочелюстной системы при помощи симметрографа Korkhaus. Для измерения модель крепится на плоском горизонтальном столе и подводится под срезающую решетку, состоящую из большого количества прутьев, которые одним концом касаются поверхности неба, другим изобретают его рельеф. Изобретение переносят на миллиметровую бумагу, далее измеряют и анализируют.

Данный способ трудоемок, неточен и использует примитивное оборудование.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения профилей продольного и поперечного сечения неба, который выбран за прототип. Он заключается в следующем. Диагностическую модель устанавливают и закрепляют на горизонтальном основании. Средством для снятия информации служит щуп, который перемещают по рельефу неба в сагиттальном или трансверсальном направлении. Щуп кинематически связан с пишущим элементом, который повторяя траекторию щупа, рисует профиль неба на миллиметровой бумаге. Ввиду большой трудоемкости с каждой диагностической модели, согласно прототипа, получают четыре симметрограммы контуров твердого неба:три поперечных и одна продольная. Далее полученные симметрограммы обрабатывают путем геометрических построений и измерений их элементов, по которым вычисляют значения параметров рельефа неба. Этот способ позволяет измерить высоту, длину и ширину небного свода.

Однако он обладает рядом существенных недостатков. Он трудоемок, неточен, поскольку о сложном рельефе небного свода судят косвенным путем на основе четырех сечений. Он обладает низкой информативностью, не позволяет смоделировать рельеф твердого неба. Между тем, на практике часто возникает необходимость в непосредственном измерении того или иного участка небного свода, например, при моделировании протезов, или раннего определения аномалийно прорезывающегося зуба при недостатке места. Кроме того, примитивно применяемое оборудование, которое само вносит погрешности в результаты измерений из-за сложной кинематики.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: повышение точности, надежности, информативности способа, снижение его трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения на гипсовых моделях, например небного свода, включающем установку и закрепление гипсовой модели на горизонтальном столе, перемещение средства для снятия информации по рельефу неба в сагиттальном или трансверсальном направлениях, передачу полученной информации на средство отображения и ее обработку, в отличие от прототипа в качестве средства для снятия информации используют бесконтактный способ, например тонкий лазерный луч, которым сканируют поверхность твердого неба в сагиттальном или трансверсальном направлениях по всему его рельефу, далее диффузную составляющую пятна лазерного луча на измеряемой поверхности с другого углового направления направляют на фотоприемник оптоэлектронной приемной головки, полученный с фотоприемника видеосигнал обрабатывают для определения положения центра проекции пятна лазерного луча на фотоприемнике, по которому судят о высоте рельефа (неба) в данной точке, полученную информацию регистрируют, отображают и запоминают в блоке обработки, причем шаг дискретности при движении модели вдоль сагиттальной линии не должен превышать для молочных зубов 1,4 мм, для постоянных - 1,2 мм; а при движении модели вдоль трансверсальной линии для молочных зубов - 1,08 мм, а для постоянных - 1,2 мм.

Кроме того, с целью повышения диагностической информативности при сканировании захватывают дополнительно зубной ряд, сопоставляют количество и размер зубов в ряду с рельефом прилегающего к челюсти неба и в случае наличия на нем асимметричного выбухания делают предварительный вывод о возможности аномалийного прорезывания зуба, причем в случае наличия всех зубов в ряду делают вывод о прорезывании некомплектного зуба.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что горизонтальный стол выполнен двухкоординатным, а гипсовую модель закрепляют на нем таким образом, чтобы сагиттальный небный шов совпал с продольной координатной, а линия проведения за первыми молярами - с поперечной координатой. Это делается с целью стандартизации исследования для наблюдения изменений в динамике лечения.

Поставленная цель достигается также тем, что во время того, как луч лазера осуществляет возвратно-поступательное движение в трансверсальной плоскости, диагностическая модель движется вдоль сагиттальной линии с заданным шагом дискретности, а во время того, как луч лазера осуществляет возвратно-поступательное движение в сагиттальной плоскости, диагностическая модель движется вдоль трансверсальной линии.

Это позволяет повысить точность измерения, упростить конструкцию, поскольку кинематически сложную траекторию движения лазерного луча - сканирование и продвижение по диагностической модели - разложили на два простых движения: возвратно-поступательное лазерного луча и дискретно-поступательное модели.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из горизонтального плоского двухкоординатного стола 1, оптоэлектронной системы 2, включающей в себя источник лазерного излучения 3, и оптоэлектронную приемную головку 4 с фотоприемниками (не показаны), блок обработки сигнала 5, включающий в себя ПЭВМ 6. На столе укладывается гипсовая модель 7.

Способ осуществляется следующим образом. Измеряемую гипсовую модель 7 устанавливают на двухкоординатном столе 1 таким образом, чтобы сагиттальный небный шов совпал с продольной координатой X, а линия, проведенная за первыми молярами, - с поперечной координатой Y. Направляют лазерный луч на модель 7 и начинают сканировать им небную поверхность и зубной ряд, передвигая модель в сагиттальном или трансверсальном направлении. Диффузная составляющая пятна лазерного луча на объект измерений направляется с другого углового направления (отличного от угла падения) на фотоприемники оптоэлектронной приемной головки 4, далее полученный с фотоприемников видеосигнал направляют в блок обработки сигнала 5, где определяют положение центра проекции пятна лазерного луча на фотоприемник, по которому cудят о высоте рельефа (неба) в данной точке. Полученную информацию регистрируют, отображают и запоминают, например, в ПЭВМ 6 блока обработки 5. Путем движения луча по всей поверхности небного свода и, определяя расстояние до измеряемой поверхности на каждой заданной точке, получают изображение измеряемого рельефа на дисплее.

Процесс измерения бесконтактный высокоточный, полностью автоматизирован и может быть выполнен за 1-2 мин. Благодаря разработанной специальной программе имеется возможность дополнительного анализа изучаемого объекта с получением линейных и угловых размеров, получения графического изображения и табличного протокола измерения параметров в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, сохранения данных в памяти машины и в дальнейшем произвести сравнительный анализ в процессе активного лечения. Это позволяет также сократить число примерок при протезировании, при одновременном повышении точности изготовления протеза.

Оптимальный шаг дискретности при сканировании выбран из следующих соображений. Полученный рельеф должен максимально совпадать с моделью. Поэтому увеличение шага дискретности может привести к тому, что какой-то незначительный по размерам, но важный с диагностической точки зрения дефект не попадает в поле зрения и будет упущен. Опытным путем установлено, что шаг дискретности не должен превышать 1/5 часть ширины коронки самого узкого зуба. Так, при движении модели вдоль сагиттальной линии луч лазерного пересекает клыки, премоляры и моляры. Самым узким из них является клык, который для молочных зубов имеет ширину 7,1 (Wetzel), а для постоянных - вторые премоляры 6 мм. Определение шага дискретности при движении модели вдоль трансвереальной линии сделано аналогичным образом. Увеличение числа сечений,т.е. уменьшение шага дискретности ведет к увеличению времени изменений и трудоемкости, поэтому целесообразно лишь в случае осложненной аномалии для уточнения диагноза.

Пример клинических испытаний. Больной Х-ов С. обратился в клинику по поводу скученности передних зубов и с жалобой на эстетическую неудовлетворенность. При осмотре лицо узкое, симметричное. В полости рта наблюдается скученное положение передних зубов верхней челюсти, сужение зубной дуги седловидной формы с обеих сторон, небное положение всех верхних премоляров, блокирующий прикус. Диагностика и исследование известным способом показали необходимость лечения методом аппаратурного расширения. Для уточнения диагноза и выбора плана лечения проведено изучение диагностической модели челюсти больного заявляемым способом. Установив модель на двухкоординатном столе соответственно сагиттальной и трансверсальным плоскостям, направили лазерный луч на небную поверхность модели, движением которого в трансверсальной плоскости при одновременном дискретно-поступательном движении модели вдоль сагиттальной линии спереди назад, получили рельеф неба в натуральную величину, изображение которого на дисплее подвергли дополнительному анализу, измеряя ширину, высоту и длину небного свода по известным точкам. Время исследования небного свода заняло всего 2 мин, тогда как исследование вручную, применяемое в широкой практике длилось в 10 раз дольше, т.е. 20 мин. Результаты исследования показали сужение свода второй степени и необходимость лечения методом аппаратурного расширения верхней челюсти в сочетании с удалением двух первых премоляров.

Использование: изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для антронеметрических измерений моделей зубочелюстной системы, в частности для измерения небного свода, а также для конструирования мостовых и съемных протезов. Сущность: гипсовую модель устанавливают на горизонтальном двухкоординатном столе и тонким лазерным лучем сканируют поверхность небного свода в сагиттальном или трансверсальном направлении с определенным шагом дискретности, диффузную составляющую пятна лазерного луча направляют на фотоприемник оптоэлектронной приемной головки и далее в блок обработки для регистрации отображения и запоминания. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измерения на гипсовых моделях челюстей, например, небного свода, заключающийся в установке и закреплении гипсовой модели на горизонтальном столе, перемещении средства для снятия информации по рельефу неба в сагиттальном или трансверсальном направлении, передаче полученной информации на средстве отображения и ее обработке, отличающийся тем, что в качестве средства для снятия информации используют тонкий луч, например лазерный, которым сканируют поверхность небного свода по всему рельефу в сагиттальном или трасверсальном направлении, с другого углового направления, отличного от угла падения луча, направляют на фотоприемник ситоэлектронной приемной головки диффузную составляющую пятна лазерного луча на измеряемую поверхность, далее видеосигнал, полученный с фотоприемника, обрабатывают для определения положения центра проекции пятна лазерного луча на фотоприемнике, по которому судят о высоте рельефа неба в данной точке, полученную информацию регистрируют, отображают и запоминают в блоке обработки, причем шаг дискретности при сканировании в сагиттальном направлении не должен превышать для молочных зубов 1,4 мм, для постоянных 1,2 мм, а при сканировании в трансверсальном направлении для молочных зубов 1,08 мм, для постоянных 1,2 мм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сканирование в сагиттальном направлении осуществляют возвратно-поступательным движением лазерного луча в трансверсальной плоскости и одновременным движением гипсовой модели вдоль сагиттальной линии с заданным шагом дискретности, а сканирование в трансверсальном направлении осуществляют возвратно-поступательным движением лазерного луча в плоскости, параллельной сагиттальной плоскости, и одновременным движением гипсовой модели вдоль трансверсальной линии с заданным шагом дискретности. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при сканировании захватывают дополнительно зубной ряд, сопоставляют количество и размер зубов в ряду с рельефом прилегающего к челюсти неба и в случае наличия на небе асимметричного выбухания делают вывод о возможности аномалийного прорезывания зуба, в случае наличия всех зубов в ряду делают вывод о прорезывании некомплектного зуба. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что горизонтальный стол выполнен двухкоординатным, а гипсовую модель закрепляют на основании таким образом, чтобы сагиттальный небный шов совпал с продольной координатой, а линия, проведенная за первыми молярами, с поперечной.