КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРТОДОНТИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ВЫДАЧИ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A61C3/00 

Область техники
Изобретение относится к устройству, диагностирующему различные ортодонтические проблемы, рекомендующему или не рекомендующему лечение, и при необходимости измеряющему размеры зубов и выдающему лечебное приспособление с инструкциями для пациента.

Уровень техники
Во многих частях мира ортодонтическая коррекция зубов с неправильным расположением с целью их правильной ориентации не применяется, а если применяется, то требует диагностики квалифицированным, специально обученным дантистом, обычно такое лечение является для большинства пациентов слишком дорогим. Правильное расположение зубов, однако, является чрезвычайно важным для предотвращения проблем височно-нижнечелюстного сустава, болезней десен, кариеса, а также расшатывания и выпадения зубов.

Готовые приспособления для выравнивания зубов различных типов и размеров, запатентованные автором настоящего устройства для ортодонтического диагностирования и выдачи приспособления, могут выравнивать зубы в большинстве случаев их неправильного расположения, если указанное приспособление носить должным образом. Эти приспособления доказали свою эффективность при корректировке многих типов состояний неровно расположенных зубов, особенно для детей от 6 лет и старше до взрослого возраста. Использование этих приспособлений также существенно снижает стоимость ортодонтического лечения, которое традиционно требует многократного посещения врача для подгонки сложных приспособлений, устанавливаемых в полости рта пациента.

Сущность изобретения
Несмотря на то, что указанные приспособления существуют и являются эффективными, проблема состоит в том, что они требуют тщательного диагностирования для применимости к конкретному виду неправильного расположения зубов и для определения правильных размеров приспособления для конкретного пациента. Во многих частях мира такая диагностика не делается и она даже невозможна, так как имеется слишком мало пунктов стоматологической помощи. Другая проблема состоит в том, что в удаленных частях мира процедуры выставления счета за лечение и оплаты лечения могут быть в лучшем случае затруднены. Устройство, которое могло бы обеспечить полное диагностирование, при необходимости выдачу корректирующего приспособления с инструкциями на соответствующем языке, и могло бы обеспечить эффективный способ оплаты для пациента за обслуживание с соответствующей компенсацией провайдеру сервиса, имело бы преимущества.

В настоящем изобретении предложены способ и устройство диагностирования и выдачи стандартизированных ортодонтических приспособлений.

Устройство, выполненное согласно настоящему изобретению, содержит внешний защитный корпус, содержащий пользовательский интерфейс для получения информации от пользователя устройства и для передачи информации пользователю. Устройство также содержит одну или большее количество цифровых камер, например, телекамеру на приборах с зарядовой связью, цифровую камеру со сверхвысоким разрешением. Телекамеры с зарядовой связью выпускаются Panasonic Industries Camera Division, Chori America, Inc., Data Cell Image Manufacturing Co. , JVC, Sony Electronic и Eastman Kodak Co. Аналогично видеоаппаратура со сверхвысоким разрешением выпускается Eastman Kodak, Data Cell, Toshiba America и Carl Zeiss. Эти камеры предпочтительно могут перемещаться для получения изображения лица пациента в двух или трех видах и пяти видов зубов внутри полости рта. Другой, менее желательный способ предполагает наличие неподвижных камер и требует изменения положения пациента для получения нужных видов. Камеры могут давать как движущиеся цифровые изображения лица и полости рта пациента, так и неподвижные изображения, несущие такую же информацию.

Цифровая информация обрабатывается для получения следующей информации: наличие либо отсутствие молочных или постоянных зубов, степень скученности и смещения зубов, состояние ткани десен, наклон передних и задних зубов, наличие серьезного кариеса и потеря длины зубной дуги, размеры всех зубов, основываясь на размере верхних и нижних центральных резцов, вертикальное и горизонтальное чрезмерное резцовое перекрытие, открытый прикус, взаиморасположение челюстей, взаиморасположение моляров, промежутки между зубами, наличие лишних зубов, наличие перекрестного прикуса, совмещение по средней линии, обнажение десен при улыбке, высота лица, максимальное открытие челюстей, величина зубной дуги с учетом скученности, обесцвечивание передних зубов, длина клинической коронки резцов и "слепок" профиля лица, включающий губы, нос, прогнатизм верхней и нижней челюсти, или рецессивность относительно других частей лица.

Компьютер также задает пациенту несколько вопросов по поводу имени, адреса, возраста, пола, роста, а также роста старших братьев, сестер и родителей, и других относящихся к делу данных о семье. Устройство обрабатывает эту информацию в соответствии с одним из двух различных вариантов. В соответствии с первым вариантом вычислительное устройство проходит через логическую последовательность решений, связанных с вышеуказанными данными о параметрах лица и стоматологическими данными пациента вместе с возрастом, полом, ростом и другими семейными особенностями, для того чтобы рассматривать или не рассматривать пациента в качестве реального кандидата для предложения ему приспособления. В соответствии со вторым вариантом компьютер анализирует и сравнивает различные виды цифровых изображений лица пациента и полости рта и сравнивает их с сотнями изображений лица других пациентов с изображением этапов назначения или не назначения лечения, с которыми компьютер в состоянии провести сравнение. Каждое измерение имеет известные уровни назначения или не назначения определенных корректирующих приспособлений. В упорядоченной последовательности каждая характеристика принимается или отклоняется до тех пор, пока не будет принято окончательное решение, независимо от того, является ли пациент реальным кандидатом или нет с точки зрения определенной технологии.

Если пациенту показано использование приспособления, камеры измеряют его зубы, и приспособления различных размеров примеряются на компьютерных изображениях для определения нужного типа приспособления и его размера. Тип приспособления определяется посредством того, какие зубы имеются во рту, и размеры зависят от измерения верхних и нижних постоянных резцов. Приспособление автоматически выдается, и печатаются специальные инструкции для пациента, в соответствии с тем, каким образом его носить ежедневно, как долго должно продолжаться активное лечение, как такое приспособление нужно носить для достижения коррекции и как долго. Могут быть напечатаны картинки того, как должны выглядеть зубы, когда использование приспособления может быть уменьшено и в конце концов прекращено. Эта информация выводится вместе с возрастом пациента, количеством прорезавшихся постоянных зубов во время ношения приспособления, и степени серьезности неправильного расположения зубов, применительно к изначальному неправильному прикусу и уровню скученности расположения зубов.

Перечень фигур
Фиг. 1 - это перспективное изображение ортодонтического приспособления, которое используется способом и устройством, предложенными согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 - это перспективное изображение устройства ортодонтического диагностирования и назначения лечения, выполненного согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 иллюстрирует упрощенную схему работы устройства, выполненного согласно изобретению.

Фиг.4-11 представляют собой блок-схемы процедуры диагностирования, применяемой в устройстве, для пациентов в возрасте примерно от 5 до 8 лет.

Фиг. 12-22 представляют собой блок-схемы процедуры диагностирования, применяемой в устройстве, для пациентов в возрасте примерно от 7 лет и старше.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На Фиг. 1 изображено ортодонтическое приспособление 10, подробности которого описаны во многих патентах, принадлежащих автору настоящей заявки, включая в качестве примера патенты США 3898736, 3939598, 4073061 и 5037295. Такие приспособления выпускаются различных стандартных размеров в зависимости от конкретного размера зубов пациента, расстояний между зубами и от того, насколько ровно расположены зубы. Приспособления также поставляются в различных стилях в зависимости от количества задних зубов, имеющихся у пациента. Приспособления главным образом разработаны для детей от 5 до 7 лет и от 8 до 12 лет, а также для взрослых. Каждый тип имеет несколько градуированных размеров, для того чтобы подходить большинству пациентов в любом регионе мира. Настоящее изобретение предлагает способ и устройство для диагностирования ортодонтических состояний у конкретного пациента, выбора нужного приспособления и его размеров для коррекции ортодонтического состояния и выдачи выбранного приспособления.

На Фиг.2 изображен общий вид устройства 20, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Устройство содержит наружный защитный корпус 21, который может иметь любое количество конфигураций и вариантов конструктивного исполнения; он имеет относительно прочную и надежную конструкцию для предотвращения взлома устройства. Например, корпус 21 может быть выполнен из стали сварным или скрепленным с помощью болтов и служит для помещения остальных элементов внутри корпуса.

Пользовательский интерфейс 22 расположен на наружной поверхности корпуса 21, чтобы быть доступным пользователю устройства 20. Пользовательский интерфейс 22 содержит поверхность 24 ввода данных, с помощью которой пользователь может вводить информацию, необходимую для правильной работы устройства. Пользовательский интерфейс 22 может также содержать дисплей 26, например, светодиодный или жидкокристаллический дисплей для передачи информации от устройства к пользователю. Поверхность 24 ввода данных может содержать буквенные или цифровые клавиши ввода для ручного ввода данных, или может быть выполнена в виде экрана с сенсорным вводом, или в виде другого подходящего устройства.

Устройство 20 также содержит диагностическую аппаратную часть 40, расположенную внутри корпуса 21. Аппаратная часть 40 выполнена с возможностью сбора данных, относящихся к полости рта пациента, и передачи данных к внутренним электронным блокам устройства 20. В одном варианте выполнения диагностическая аппаратная часть 40 содержит видео- или цифровую неподвижную камеру 42, установленную в корпусе 21 для получения серии изображений или фотографий лица и полости рта пациента. Камера 42 предпочтительно жестко связана с внутренним электронным блоком устройства 20 для передачи к нему информации в виде видеоизображений для диагностирования конкретных ортодонтических потребностей пациента.

Элемент 44 для опоры подбородка и элемент 45 для упора лба расположены рядом с камерой 42 корпуса 21 и служат для правильного позиционирования и удержания головы пациента в неподвижном положении во время использования устройства 20 для получения точного диагноза. Корпус 21 может также быть снабжен сиденьем 46, на котором может сидеть пациент при пользовании устройством.

Необходимо, чтобы камера 42 получала различные цифровые изображения под несколькими углами или различные непрерывные цифровые видеоизображения лица и зубов пациента. Изображения должны содержать окклюзионные виды, а также виды губной поверхности и поверхности полости рта зубов. Предпочтительно, чтобы полученные изображения также позволяли устройству определить лицевую симметрию, длину лица, профиль и контур губ, контур подбородка и носа и потенциально другие необходимые данные, относящиеся к лицу пациента, и мезиодистальную ширину резцов для обеспечения правильной и полной диагностики.

В одном варианте выполнения устройство 20 может выдавать пациенту специальную калиброванную бумагу или ее источник может быть расположен рядом с устройством. Такая бумага увлажняется и затем прижимается к верхним передним зубам. Это может позволить устройству 20 вычислить правильные размеры приспособления. В другом варианте выполнения наличие автоматической фокусировки цифровой камеры может обеспечить вычисление размера зубов без калиброванной бумаги.

Устройство 20 также содержит внутри корпуса 21 складской контейнер (не показан) для хранения необходимого количества готовых приспособлений 10 различных размеров. Устройство 20 может также содержать механизм выдачи (не показан) и окно 54 выдачи в корпусе 21 для выдачи пациенту нужного приспособления.

В другом варианте выполнения устройство 20, выполненное согласно изобретению, может быть просто использовано для диагностики ортодонтических проблем и требований пациентов и, таким образом, не содержит ни складской контейнер с приспособлениями 10, ни механизм выдачи или окно 54.

В другом варианте выполнения устройство 20 содержит также устройство 60 платежа, к которому есть доступ для пациента снаружи корпуса 21. Устройство 60 платежа предпочтительно выполнено с возможностью приема, с использованием известной технологии, кредитных или дебетовых карт, имеющих магнитную полоску.

На Фиг.3 показана упрощенная схема работы устройства 20. Пациент вводит информацию через пользовательский интерфейс 22 (см. Фиг.1). Интерфейс может содержать клавиатуру 24, передающую данные к запрограммированным схемам и электронному блоку 51. Электронный блок 51 содержит дополнительно данные и инструкции для дисплея 26 пользовательского интерфейса 22 для связи с пациентом, как только будет получена вся необходимая информация от пациента. Таким образом, электронный блок 51 передает информацию к камерам 42 для получения цифровых изображений полости рта, зубов и лица пациента. При необходимости электронный блок может непрерывно задавать вопросы пациенту или инструктировать его, как передвинуться для получения всех нужных видеоизображений.

Камеры 42 затем передают цифровые сигналы, представляющие изображения полости рта и лица пациента, к запрограммированному электронному блоку 51. Электронный блок выполняет необходимые вычисления и ставит диагноз на базе цифровых изображений, запрограммированной информации и информации, введенной пользователем. Как только постановка диагноза завершается, электронный блок инструктирует пациента, является ли он кандидатом на лечение с помощью приспособления или нет. Инструкции для пользователя передаются либо виде твердой копии, например напечатанными на бумаге, либо через дисплей 26. Электронный блок также передает сигнал для выдачи соответствующего приспособления через окно 54 и снятия соответствующей суммы с дебетовой карты или выставления счета к оплате через кредитную карту.

Как будет очевидно для специалистов, на Фиг.3 изображена лишь базовая схема того, как различные компоненты и части устройства 20 связаны друг с другом. Конкретная конструкция и конфигурация структуры устройства, аппаратная и программная части для диагностирования ортодонтических проблем и для работы устройства 20 могут существенно варьироваться в рамках настоящего изобретения.

Для ортодонтического диагностирования используются две части компьютерного программного обеспечения: пepвaя (представленная на фиг.4-11) пpеднaзнaчeнa для диагностирования детей от примерно 5 до 8 лет, в зависимости от того, прорезались ли полностью или нет постоянные нижние и некоторые из верхних постоянных резцов; вторая (представленная на фиг.12-22) предназначена для диагностирования пациентов от примерно 7 или 8 лет до взрослого периода, охватывающая пациентов, у которых полностью прорезались большинство верхних и нижних резцов.

Прежде чем начинать диагностический анализ пациента, устройство запрограммировано на задавание вопросов и получение информации от пациента и на выдачу информации пациенту перед диагностикой относительно возможных трудностей и ограничений этой формы диагностирования и лечения. Устройство может быть запрограммировано для проведения диагностики и выдачи приспособления только после принятия условий взрослым человеком. При выполнении диагностирования могут быть заданы определенные вопросы, требующие подтверждения, хотят ли родители или нет проведения диагностирования в зависимости от наличия определенной сомнительной диагностической информации, полученной от цифровых изображений. Определенная информация может быть дана пациенту, например, возможный кариес или потеря длины зубной дуги, вместе с рекомендациями о том, что прежде следует устранить эти проблемы и затем прийти снова. Устройство может даже дать направление пациенту к дантисту, расположенному в этом районе, для оказания помощи, если необходимо.

Параметры полученных измерений, например высота лица, взаиморасположение челюстей, степень вертикального и горизонтального чрезмерного резцового перекрытия или скученности расположения зубов, вместе с данными о поле и возрасте пациента, а также измерения молочных моляров могут быть использованы в программном обеспечении для оказания помощи в правильном диагностировании и направлении пациента на лечение и для определения примерной длительности лечения, степени успеха и длительности сохранения достигнутого результата.

В то время как изобретение было описано и показано в конкретном варианте выполнения, модификации, изменения или добавления к принципам диагностики и другие изменения в эффективности и полноте диагностики и программ, которые могут быть очевидны для специалистов, также будут находиться в рамках изобретения. Также возможна выдача пациенту приспособлений единственного размера или универсальных по размеру приспособлений таким же образом, как описано выше. Подразумевается, что такие модификации и изменения охвачены прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к медицине, а именно к средствам для диагностирования ортодонтических состояний пациента. Устройство (20) содержит наружный корпус (21) и пользовательский интерфейс (22) для связи с пациентом, расположенный на наружном корпусе (21). Устройство (20) содержит дополнительно диагностическую аппаратуру (40), включающую, по меньшей мере, одну цифровую камеру (42), установленную в корпусе (21) и выполненную с возможностью получения множества изображений зубов и полости рта пациента. Устройство содержит дополнительно электронный блок (51), запрограммированный путем ввода статистических данных для сравнения с фактическими данными, собранными диагностической аппаратурой (40) и переданными электронному блоку (51). Блок дополнительно выполнен с возможностью выдачи инструкций пациентам для получения надлежащего ортодонтического лечения. Приведен способ ортодонтического диагностирования с использованием указанного устройства. Изобретение позволяет расширить область применения средств для ортодонтического диагностирования. 2 c. и 25 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Устройство для диагностирования ортодонтических параметров в полости рта пациента, содержащее корпус, расположенные внутри корпуса электронный блок и диагностическую аппаратную часть, выполненную с возможностью сбора фактических данных, представляющих ортодонтические состояния пациента, и передачи этих данных к указанному электронному блоку, причем электронный блок запрограммирован с использованием статистических данных, представляющих образцы ортодонтических состояний для сравнения с переданными фактическими данными, отличающееся тем, что электронный блок выполнен с возможностью диагностирования того, поддаются ли коррекции ортодонтические состояния пациента, а устройство также снабжено пользовательским интерфейсом, расположенным на наружной поверхности корпуса и выполненным с возможностью получения информации от пациента и снабжения информацией диагностической аппаратной части, включающей, по меньшей мере, одну цифровую камеру, выполненную с возможностью получения изображений зубов и полости рта пациента под множеством углов, и средствами для выдачи инструкций через пользовательский интерфейс пациенту для информирования его о результатах диагностирования и для инструктирования о том, как скорректировать ортодонтические состояния. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна цифровая камера установлена на корпусе и выполнена передвижной до заранее запрограммированных положений относительно корпуса для получения множества изображений. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна цифровая камера установлена неподвижно относительно корпуса, и пациент перемещается для получения множества углов съемки. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пользовательский интерфейс содержит экран дисплея для передачи информации пациенту. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что экран дисплея выполнен в виде экрана с сенсорным управлением, с возможностью передачи информации пациенту и получения информации от пациента. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пользовательский интерфейс содержит клавиатуру, расположенную на корпусе и служащую для получения информации от пациента. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что пользовательский интерфейс содержит дополнительно экран дисплея, расположенный на корпусе для отображения информации для пациента. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что статистические данные представляют множество ортодонтических состояний из выборки данных пациентов различных возрастов, пола и ортодонтических состояний. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что статистические данные представляют верхний и нижний пределы для каждого из множества ортодонтических состояний, диагностированных устройством. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что статистические данные содержат фактические цифровые модели, представляющие множество ортодонтических условий от выборки данных пациентов различных возрастов, пола и ортодонтических состояний. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит расположенный внутри корпуса складской контейнер, в котором хранятся готовые ортодонтические корректирующие приспособления различных размеров. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство выдачи приспособлений, выполненное с возможностью выбора одного готового ортодонтического корректирующего приспособления на основе выявленного ортодонтического состояния пациента и выдачи выбранного готового приспособления пациенту. 13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит складской контейнер, расположенный внутри корпуса, в котором хранятся готовые ортодонтические универсальные по размеру корректирующие приспособления, и устройство выдачи, выполненное с возможностью выдачи приспособлений. 14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит установленное на корпусе устройство приема платежей для приема информации о платежах от пациента. 15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что устройство приема платежей содержит считыватель магнитной полосы для считывания информации с платежной карты с магнитной полосой. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что электронный блок дополнительно запрограммирован для получения информации о платежах от считывателя магнитной полосы и дополнительно выполнен с возможностью связи с пользовательским интерфейсом для передачи пациенту информации о платежах. 17. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что устройство приема платежей выполнено с возможностью оплаты в кредит с кредитной карты, имеющей магнитную полосу. 18. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что устройство приема платежей выполнено с возможностью оплаты с дебетовой карты, имеющей магнитную полосу. 19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок запрограммирован для диагностирования, по меньшей мере, ортодонтических состояний пациента, например наличия или отсутствия постоянных зубов, наличия или отсутствия молочных зубов, горизонтального и вертикального чрезмерного резцового перекрытия, перекрестного прикуса, открытого прикуса, обнажения десен при улыбке, скученности зубов, поворота зубов и наличия промежутков между зубами. 20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что электронный блок запрограммирован для сравнения статистической информации для каждого из ортодонтических состояний относительно каждого из фактических ортодонтических состояний пациента. 21. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит дополнительно регулируемое сиденье, прикрепленное к корпусу, обеспечивающее такую посадку пациента, при которой полость рта и зубы пациента правильно расположены относительно диагностической аппаратной части. 22. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит дополнительно опорное устройство, прикрепленное к корпусу для правильного позиционирования полости рта и зубов пациента относительно диагностической аппаратной части. 23. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что опорное устройство содержит опору для подбородка и упор для лба. 24. Способ диагностирования ортодонтических состояний полости рта пациента, основанный на использовании устройства, содержащего корпус, расположенных внутри корпуса электронного блока и диагностической аппаратной части, выполненной с возможностью сбора данных, относящихся к полости рта пациента, и передачи данных к электронному блоку, причем электронный блок запрограммирован с использованием статистических данных, представляющих образцы ортодонтических состояний для сравнения с фактическими данными, собранными диагностической аппаратной частью, которые представляют ортодонтические состояния пациента и переданы указанному электронному блоку; и включающий операции: получения изображения полости рта и зубов пациента с помощью диагностической аппаратной части, представляющего фактические данные ортодонтических состояний пациента, и сравнения фактических данных с запрограммированными статистическими данными, отличающийся тем, что дополнительно включает операции: снабжения диагностической аппаратной части устройства, по меньшей мере, одной цифровой камерой, выполненной с возможностью получения множества видеоизображений полости рта и зубов пациента; снабжения устройства пользовательским интерфейсом, расположенным на наружной поверхности корпуса, для отображения информации для пациента и для получения информации от пациента; позиционирования пациента относительно диагностической аппаратной части; получения множества видеоизображений полости рта и зубов пациента с помощью диагностической аппаратной части; диагностирования с помощью устройства ортодонтических состояний пациента и определения, поддаются ли они коррекции; выдачи инструкций от устройства к пациенту для инструктирования его, как скорректировать ортодонтические состояния, обнаруженные этим устройством. 25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что дополнительно включает операции хранения множества готовых ортодонтических приспособлений внутри корпуса устройства, выбора одного из множества готовых ортодонтических приспособлений и выдачи выбранного готового ортодонтического приспособления пациенту вместе с инструкциями для правильного ношения при коррекции ортодонтических состояний, обнаруженных устройством. 26. Способ по п. 24, отличающийся тем, что операция диагностирования дополнительно включает определение возраста пациента через пользовательский интерфейс и затем обработку с помощью диагностических программ электронного блока, в зависимости от возраста пациента. 27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что операция диагностирования ортодонтических состояний пациента включает, по меньшей мере, получение информации о наличии или отсутствии молочных зубов, наличии или отсутствии постоянных зубов, горизонтальном и вертикальном чрезмерном резцовом перекрытии, перекрестном прикусе, открытом прикусе, промежутках между зубами, скученности зубов, повороте зубов, сравнение каждого ортодонтического состояния пациента с соответствующей частью запрограммированных статистических данных для каждого соответствующего ортодонтического состояния и определение того, поддается ли коррекции каждое из ортодонтических состояний пациента.