Устройство для измерения параметров зубных дуг на гипсовых моделях

 

Изобретение предназначено для использования в стоматологии и судебной медицине. Устройство включает горизонтальный стол для размещения модели и оптическую систему с вертикальным направлением светового потока. Стол имеет окно, закрытое прозрачной пластиной, смонтированной заподлицо с поверхностью стола. Снизу в окне установлена эластичная прокладка, предназначенная для прижима к пластине гипсовой модели. Оптическая система установлена с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным направляющим в горизонтальной плоскости и снабжена датчиками перемещения, включенными на вход измерительного модуля, в свою очередь включенного на вход ЭВМ. Технический результат - обеспечение возможности измерения в автоматическом режиме, уменьшение влияния субъективного фактора. 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии и судебной медицине, и предназначено для получения линейных и угловых параметров верхней и нижней зубной дуги (ширина, сагиттальная и общая длина, длина хорды, расстояние между любыми двумя точками зубной дуги, включая размеры отдельных зубов, значения углов, образованные любыми тремя точками) по гипсовым моделям.

Известно устройство для измерений на ортодонтических моделях (авторское свидетельство СССР N 1364332 кл. A 61 C 19/04, 1988 г., Н.Ф.Черемнов, П.А. Кузнецов, В.А.Климов). Устройство содержит основание, столик, стойку с телескопической раздвижной штангой, измерительный механизм с горизонтальной и вертикальной мерными линейками и приводной механизм. Устройство не позволяет осуществлять измерения в автоматическом режиме, недостаточно объективно и производительно.

Известно также устройство для контрольного испытания или измерения зубоврачебного оттиска или модели челюсти (патент ЕПВ УДК МПК A 61 C 19/04, 1990 г.). Устройство позволяет, освещая зуб световым пучком, имеющим круговое поперечное сечение и вертикальное относительно плоскости оттиска направление лучей, измерять метрические параметры оттиска или модели челюсти. Однако это устройство обладает теми же недостатками, что вышеупомянутое, и не позволяет производить измерения больших массивов исследуемого материала.

Задачей изобретения является обеспечение возможности измерения в автоматическом режиме, уменьшение влияния субъективного фактора, повышение производительности и тем самым обеспечение возможности обработки значительных массивов исследуемого материала.

Поставленная задача решается благодаря тому, что стол имеет окно, закрытое прозрачной пластиной, смонтированной заподлицо с поверхностью стола, причем снизу в окне установлена эластичная прокладка, предназначенная для прижима к пластине гипсовой модели. Оптическая система установлена с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости и снабжена датчиками перемещения. Изображение зубной дуги (исследуемая точка) проецируется на небольшой перемещающийся экран, а измеряются собственно координаты самого экрана относительно стола. Сигналы с датчиков перемещения подаются на вход измерительного модуля, преобразующего аналоговые сигналы в их цифровые эквиваленты, которые в свою очередь передаются в компьютер.

На фигуре 1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фигуре 2 - его оптическая система.

Устройство состоит из следующих частей: стола (1) с окном (2), размером 100 х 100, закрытого прозрачной пластиной (3), эластичной прокладки (4), предназначенной для прижима к нижней поверхности прозрачной пластины (3) гипсовой модели (5), подлежащей исследованию; оптической системы (6), расположенной над окном и снабженной датчиками перемещения, выполненные в виде реохордов (7), с токосъемниками (8), включенными на вход измерительного модуля, выполненного в стандарте ISA преобразующего аналоговые сигналы в их цифровые эквиваленты; IBM/PC совместимого компьютера классом не ниже 286/16 МГц/1/40 программного комплекса, выполненного на IBM/PC и обеспечивающего управление всем процессом измерения, предварительной обработки, хранения, накопления и окончательной статистической обработки результатов.

Оптическая система, выполненная таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточное увеличение, а с другой стороны, чтобы глубина резкости не оказалась слишком мала, содержит объектив (9), осветитель, выполненный в виде отражателя (10), с радиально установленными миниатюрными лампами (11), зеркала (12) и (13) и экран (14), датчики перемещения экрана, выполненные в виде реохордов (7), с токосъемниками (8), соединенными с измерительным модулем с аналоговым преобразователем, включенным на вход ЭВМ (не изображены).

Точность измерения координат, обеспечиваемая устройством, - не менее 0.1 мм.

Миниатюрные лампы накаливания (11) радиально установлены в отражателе (10) таким образом, чтобы получить равномерное освещение на поверхности прозрачной пластины. Настройка на резкость осуществляется вертикальным перемещением объектива (9). В центре экрана (14) имеется перекрестие, которое при измерении необходимо совместить с измеряемой точкой. Экран (14), объединенный с осветителем и объективом, при помощи перпендикулярных направляющих (15) и (16) имеет возможность перемещаться по двум горизонтальным координатам в рабочей зоне. На направляющих закреплены реохорды (7), а на подвижных частях - токосъемники (8). Для осуществления измерений образец (5) прижимают к пластине (3) с помощью прокладки (4) так, что на пластину опираются наиболее высокие точки зубной дуги, чем обеспечивается проецирование всех точек объекта на одну плоскость, и тем самым устраняются неоднозначности, неизбежно возникающие, если измерять расстояние между точками в пространстве без учета их высоты. Объектив (9) оптической системы подводят к исследуемой точке зубной дуги, изображение которой проецируется на зеркала (12-13) и с них - на экран (14).

Напряжения, снимаемые с подвижных токосъемников, зависят от координат экрана линейно (в первом приближении, если считать диаметр реохорда одинаковым). Для учета погрешностей, возникающих из-за изменения сопротивления реохордов при изменении температуры, из-за нестабильностей питающих напряжений и т. д., в измерительный модуль передаются и напряжения, снимаемые с концов обоих реохордов. Таким образом, для получения информации о координатах экрана необходимо измерить 6 напряжений. Реохорды подключаются к специальным стабилизаторам тока, чтобы уменьшить дрейф напряжений, связанный с изменением температуры реохордов.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров зубных дуг на гипсовых моделях, включающее горизонтальный стол для размещения модели и оптическую систему с вертикальным направлением светового потока, отличающийся тем, что стол имеет окно, закрытое прозрачной пластиной, смонтированной заподлицо с поверхностью стола, причем снизу в окне установлена эластичная прокладка, предназначенная для прижима к пластине гипсовой модели, а оптическая система установлена с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости и снабжена датчиками перемещения, включенными на вход измерительного модуля, в свою очередь, включенного на вход ЭВМ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2