RU2153861C1 - Device for measurement of dental arch parameters on stone models - Google Patents

Abstract

FIELD: stomatology and legal medicine. SUBSTANCE: device includes horizontal table for location of model and optical system with vertical direction of light flux. Table has window closed with transparent plate mounted flush with table surface. Flexible spacer installed in window from below is designed for pressing stone model to plate. Optical system is installed for motion over two mutually perpendicular guides in horizontal plane and provided with displacement transducers connected to input of measurement module, and the latter is connected to computer input. EFFECT: provided automatic measurement with reduced subjective factor. 2 dwg

Description

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. The invention relates to medicine, namely to dentistry and forensic science, and is intended to obtain linear and angular parameters of the upper and lower dental arch (width, sagittal and total length, length of the chord, the distance between any two points of the dental arch, including the size of individual teeth , the values of the angles formed by any three points) on gypsum models.

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. A device for measuring on orthodontic models is known (USSR author's certificate N 1364332 class A 61 C 19/04, 1988, NF Cheremnov, P. A. Kuznetsov, V. A. Klimov). The device comprises a base, a table, a rack with a telescopic sliding rod, a measuring mechanism with horizontal and vertical measuring rulers and a drive mechanism. The device does not allow measurements in automatic mode, insufficiently objective and productive.

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. A device is also known for a control test or measurement of a dental impression or model of the jaw (EPO patent UDC IPC A 61 C 19/04, 1990). The device allows, illuminating the tooth with a light beam having a circular cross section and a vertical direction of the rays relative to the impression plane, to measure the metric parameters of the impression or model of the jaw. However, this device has the same disadvantages as the above, and does not allow measurements of large arrays of the studied material.

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. The objective of the invention is to provide the possibility of measurement in automatic mode, reducing the influence of the subjective factor, increasing productivity and thereby ensuring the possibility of processing significant arrays of the studied material.

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. The problem is solved due to the fact that the table has a window closed by a transparent plate mounted flush with the surface of the table, and an elastic gasket is installed at the bottom of the window, designed to press the gypsum model to the plate. The optical system is installed with the ability to move in two mutually perpendicular directions in the horizontal plane and is equipped with displacement sensors. The image of the dental arch (the studied point) is projected onto a small moving screen, and the actual coordinates of the screen relative to the table are measured. The signals from the displacement sensors are fed to the input of the measuring module, which converts the analog signals into their digital equivalents, which in turn are transmitted to the computer.

На фигуре 1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фигуре 2 - его оптическая система. Figure 1 schematically shows the proposed device, figure 2 - its optical system.

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. The device consists of the following parts: a table (1) with a window (2), size 100 x 100, closed by a transparent plate (3), an elastic gasket (4), designed to press the plaster model (5) to the lower surface of the transparent plate (3) to be investigated; an optical system (6) located above the window and equipped with displacement sensors, made in the form of reochords (7), with current collectors (8) connected to the input of a measuring module made in the ISA standard converting analog signals to their digital equivalents; An IBM / PC compatible computer with a class not lower than 286/16 MHz / 1/40 of a software package executed on IBM / PC and providing control of the entire process of measurement, preliminary processing, storage, accumulation and final statistical processing of results.

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). The optical system, made in such a way as to ensure a sufficient increase on the one hand, and on the other hand, so that the depth of field is not too small, contains a lens (9), a illuminator made in the form of a reflector (10), with miniature radially mounted lamps (11), mirrors (12) and (13) and the screen (14), screen displacement sensors made in the form of rechords (7), with current collectors (8) connected to the measuring module with an analog converter connected to the input of the computer ( not shown).

Точность измерения координат, обеспечиваемая устройством, - не менее 0.1 мм. The accuracy of coordinate measurement provided by the device is at least 0.1 mm.

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). Miniature incandescent lamps (11) are radially mounted in the reflector (10) so as to obtain uniform illumination on the surface of the transparent plate. Sharpness is adjusted by vertical movement of the lens (9). In the center of the screen (14) there is a crosshair, which during measurement must be combined with the measured point. The screen (14), combined with the illuminator and the lens, with the help of perpendicular guides (15) and (16) has the ability to move along two horizontal coordinates in the working area. Rheochords (7) are fixed on the guides, and current collectors (8) on the moving parts. To take measurements, the sample (5) is pressed to the plate (3) using a gasket (4) so that the highest points of the dental arch are supported on the plate, which ensures the projection of all points of the object on one plane, and thereby eliminates the ambiguities that inevitably arise, if you measure the distance between points in space without regard to their height. The lens (9) of the optical system is brought to the studied point of the dental arch, the image of which is projected onto the mirrors (12-13) and from them onto the screen (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. The voltages removed from the movable current collectors depend on the screen coordinates linearly (in a first approximation, if we assume that the diameter of the rechord is the same). In order to take into account the errors arising due to changes in the resistance of the rechords with temperature, due to instabilities of the supply voltages, etc., the voltages taken from the ends of both rechords are also transferred to the measuring module. Thus, to obtain information about the coordinates of the screen, it is necessary to measure 6 voltages. Rheochords are connected to special current stabilizers to reduce the voltage drift associated with changes in the temperature of the rechords.

Claims (1)

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. A device for measuring the parameters of dental arches on gypsum models, including a horizontal table for placing the model and an optical system with a vertical direction of the light flux, characterized in that the table has a window closed by a transparent plate mounted flush with the table surface, and an elastic gasket is installed below the window designed for pressing the gypsum model to the plate, and the optical system is mounted with the ability to move in two mutually perpendicular directions horizontally th plane and is equipped with displacement sensors connected to the input of the measuring module, in turn, connected to the input of the computer.

Images