專利名稱：三維正畸力檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種口腔固定矯治器的正畸力檢測裝置。
背景技術：
口腔固定正畸是針對牙齒排列畸形或錯牙合(牙合為一個字，下同)，利用弓絲、托槽等組成的矯治器械，對牙齒施加機械矯治力和力矩，調(diào)整顏面骨骼、牙齒和頜面肌肉三者間的平衡和協(xié)調(diào)，經(jīng)過一段時間的矯治后改善面型、排齊牙列并提高咀嚼效能。在正畸中，無論方絲弓矯治器還是直絲弓矯治器，都是通過弓絲的變形將持續(xù)載荷實施在牙齒上，實現(xiàn)牙齒的移動。因此矯治器提供給牙齒的三維正畸力和力矩將決定牙齒的移動過程和移動量，正畸治療過程中要實現(xiàn)牙齒精確的按需要移動必須先清楚地知道正畸系統(tǒng)所提供的力和力矩。許多不希望的牙齒移動正是因為對正畸力的認識和控制不清晰造成的。不正確的力和力矩會導致牙齒移動過量或不足，此時需要根據(jù)實際情況調(diào)整弓絲以加力或減力，這樣將大為延長矯治的時間，同時可能造成牙周組織的吸收，增加矯治失敗的風險，出現(xiàn)較大的不確定性。目前正畸力的測量存在的問題:目前國內(nèi)關于正畸力檢測的報道一種是用四根彈簧作為測力元件來換算矯治器的力，這種方法需要復雜換算，而且無法得到牙齒所受的力矩值，也無法同時進行多牙測量。還有一種是用基于力傳感器的測量裝置進行測量，聲稱直接可以用于口內(nèi)測量，但由于需要在托槽與和牙齒之間插入插拔墊片，在臨床實際使用中是不可能實現(xiàn)的，因為現(xiàn)有的正畸矯治器械都是根據(jù)人體口腔尺寸設計成標準尺寸的元件，不允許插入多余輔件，否則會影響病人戴上器械后舒適性和治療效果，而且也會大大增加臨床醫(yī)生的工作量，無法得到真正的實施；更為重要的是測量的力學數(shù)據(jù)是已經(jīng)佩戴了矯治器后的數(shù)據(jù)，無法用于臨床實施前的正畸治療方案的設計中，即使測量的力學數(shù)據(jù)不滿意，也無法對正畸治 療方案進行根本的修改了。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有正畸力的測量方式的換算復雜、無法應用于臨床、不能修正正畸方案的不足，本實用新型提供一種直接測量、便于應用到臨床、并及時修正正畸方案的三維正畸力檢測裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種三維正畸力檢測裝置，包括力傳感器、測量桿和固定桿，所述測量桿的一端與待檢測牙模固定連接，所述測量桿的另一端與固定桿的上端連接，所述固定桿的下端與所述力傳感器連接，所述力傳感器安裝在力傳感器滑動座上，所述力傳感器滑動座與用以帶動力傳感器遠離或靠近移動以及以牙模中心為圓心的圓弧移動的導軌機構上，所述導軌機構固定在底座上。進一步，所述導軌機構為弧形導軌，所述弧形導軌以所述牙模中心為圓心。再進一步，所述弧形導軌、直線導軌通過固定螺釘與底座連接，所述底座上設有供固定螺釘安裝的調(diào)節(jié)孔。所述固定桿的下端可轉(zhuǎn)動地安裝在所述力傳感器上。所述固定桿的上端開第一槽口，所述測量桿的另一端開有第二槽口，固定螺栓分別穿過所述第一槽口和第二槽口。所述第二槽口為直槽，所述固定螺栓可滑動地套裝在第二槽口內(nèi)。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:簡化換算、便于應用到臨床、并及時修正正畸方案。


圖1是二維正崎力檢測裝置的不意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖2的A-A示意圖。圖4是牙模的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1 圖4, 一種三維正畸力檢測裝置,包括力傳感器4、測量桿6和固定桿5,所述測量桿6的一端與待檢測牙模8固定連接，所述測量桿6的另一端與固定桿5的上端連接，所述固定桿5的下端與所述力傳感器4連接，所述力傳感器4安裝在力傳感器滑動座3上，所述力傳感器滑動座3與用以帶動力傳感器遠離或靠近移動以及以牙模中心為圓心的圓弧移動的導軌機構2上，所述導軌機構2固定在底座I上，通過三顆固定螺栓10固定。進一步，所述導軌機構2為弧形導軌，所述弧形導軌以所述牙模中心為圓心。再進一步，所述弧形導軌、直線導軌通過固定螺釘與底座I連接，所述底座I上設有供固定螺釘安裝的調(diào)節(jié)孔。所述固定桿5的下端可轉(zhuǎn)動地安裝在所述力傳感器4上。所述固定桿5的上端開第一槽口，所述測量桿6的另一端開有第二槽口，固定螺栓分別穿過所述第一槽口和第二槽口。所述第二槽口為直槽，所述固定螺栓可滑動地套裝在第二槽口內(nèi)。本實施例中，預測出正畸矯治器提供給患者牙齒的三個方向的正畸矯治力和力矩，需要根據(jù)患者自身的口腔數(shù)據(jù)，設計治療方案，并制作該方案的模型，在模型上測量出真實的矯治力和力矩，然后在一些輔助導航工具的支持下，將該方案轉(zhuǎn)移到患者的牙齒上。因此，個性化的精確正畸治療需要專門的正畸力檢測裝置的支持。導軌機構2通過固定螺釘固定在底座I上，松動固定螺栓10后通過導軌機構2上的固定槽可以調(diào)節(jié)導軌在底座I上的位置，進而實現(xiàn)牙模8與測量桿6在縱向的相對位置。力傳感器4通過力傳感器滑動座3可以在導軌機構2上滑動，實現(xiàn)不同牙位的力測量。滑動座3與導軌機構2之間通過如圖2的A-A剖視圖所示的結構保證滑動中的位置，并用兩個固定螺釘9固定力傳感4的位置。力傳感器4上連接有固定桿5，固定桿5可繞本身軸線旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)水平面內(nèi)的測量角度，并用固定螺釘固定；固定桿5上端開槽放置測量桿6，通過固位螺栓固定，測量桿6放置在固定桿5的槽內(nèi)尾端部分同樣有槽，這樣可以調(diào)節(jié)測量桿6伸出的長度，同時可繞固位螺栓旋轉(zhuǎn)，測量桿在高度方向的位置也可調(diào)節(jié)，使測量桿6的另一端可以方便地與需要測量的牙齒部位接觸。為了節(jié)省測量空間，使更多的牙齒能夠同時被測量，力傳感器盡量選用外形尺寸足夠小的微型傳感器(如美國ATI公司的Nanol7)，其所能測量的最大力不小于50N，最大力矩不小于0.5N.m，測量點到傳感器中心的最大距離不小于50毫米。微型力傳感器提供與電腦連接的配套接口和接口函數(shù)，用計算機編程實現(xiàn)電腦界面對傳感器的標定、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)保存。用于正畸力測量的患者牙模的設計和制作:制作測量牙模需要根據(jù)患者的CT數(shù)據(jù)，進行三維重建，得到每顆牙齒(包括牙根)、骨骼和牙周膜的三維模型，牙周膜可以通過牙根表面往外擴大一定的距離如0.25毫米后與骨骼模型進行布爾運算得到。對于需要測量的牙位，在電腦三維模型中需要先將其與周圍的牙槽骨進行初步分離，分離面通過1-2個圓柱連接，在實際測量時當分離牙位的牙及牙槽骨與測量桿固定后再通過切割工具將連接圓柱切斷后分離，如圖4所示。患者牙模三維模型可以通過三維立體打印設備如以色列Objet公司的Connex 500系列一次性成形出來，該類設備可以同時使用軟材料和硬材料打印軟硬復合模型，使牙齒、牙周膜和牙槽骨的復合模型一次成形。用測量設備進行力和力矩測量的過程:1.將牙模用螺栓固定在牙模底座7上；2.牙醫(yī)根據(jù)患者CT數(shù)據(jù)和三維重建模型設計治療方案，并在牙模上粘接托槽并固定弓絲；3.將微型力傳感器調(diào)整到合適的位置并固定，使測量桿與需要測量的牙及牙槽骨接觸并用強力粘膠粘 接固定；4.將需要測量牙位的牙齒及牙槽骨上的連接圓柱切斷后分離，使弓絲力加載到牙齒上；5.用電腦上的測量界面將力傳感器標定，使測量的力和力矩自動換算到牙齒中心；6.測量讀數(shù)，得到牙上的力及力矩；7.將測量結果用于調(diào)節(jié)牙模上的正畸方案，并將最終方案通過間接粘接托槽轉(zhuǎn)移到臨床上。
權利要求1.一種三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述檢測裝置包括力傳感器、測量桿和固定桿，所述測量桿的一端與待檢測牙模固定連接，所述測量桿的另一端與固定桿的上端連接，所述固定桿的下端與所述力傳感器連接，所述力傳感器安裝在力傳感器滑動座上，所述力傳感器滑動座與用以帶動力傳感器遠離或靠近移動以及以牙模中心為圓心的圓弧移動的導軌機構上，所述導軌機構固定在底座上。
2.如權利要求1所述的三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述導軌機構為弧形導軌，所述弧形導軌以所述牙模中心為圓心。
3.如權利要求2所述的三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述弧形導軌通過固定螺釘與底座連接，所述底座上設有供固定螺釘安裝的調(diào)節(jié)孔。
4.如權利要求1 3之一所述的三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述固定桿的下端可轉(zhuǎn)動地安裝在所述力傳感器上。
5.如權利要求1 3之一所述的三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述固定桿的上端開第一槽口，所述測量桿的另一端開有第二槽口，固定螺栓分別穿過所述第一槽口和第二槽口。
6.如權利要求5所述的三維正畸力檢測裝置，其特征在于:所述第二槽口為直槽，所述固定螺栓可滑 動地套裝在第二槽口內(nèi)。
專利摘要一種三維正畸力檢測裝置，包括力傳感器、測量桿和固定桿，所述測量桿的一端與待檢測牙模固定連接，所述測量桿的另一端與固定桿的上端連接，所述固定桿的下端與所述力傳感器連接，所述力傳感器安裝在力傳感器滑動座上，所述力傳感器滑動座與用以帶動力傳感器遠離或靠近移動以及以牙模圓心為圓心的圓弧移動的導軌機構上，所述導軌機構固定在底座上。本實用新型提供一種直接測量、便于應用到臨床、并及時修正正畸方案的三維正畸力檢測裝置。
文檔編號A61C19/04GK203089441SQ201220703028
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者劉云峰, 董星濤, 姜獻峰, 彭偉 申請人:浙江工業(yè)大學