ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2284750

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ ЧЕЛОВЕКА

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ ЧЕЛОВЕКА

Имя изобретателя: Литвиненко Александр Михайлович (RU); Каливраджиян Эдуард Саркисович (RU); Семынин Александр Александрович 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-кт, 14, ГОУВПО "ВГТУ", патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.01.31

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ортопедической стоматологии для получения объективной информации о функциональном состоянии зубочелюстной системы, автоматизации процесса обработки результатов измерений и получения достоверной информации для постановки диагноза. Сущность изобретения состоит в том, что координаты объемной поверхности определяют с помощью автоматизированного бесконтактного измерения с использованием стереотелевизионной системы технического зрения. Согласно изобретению предварительно на лицо пациента наносят белой краской реперные точки, вводят первую жевательную пробу, устойчивую к воздействию слюны, при съемке фиксируют перемещение реперных точек в процессе пережевывания пробы и по полученным изображениям определяют их координаты, после чего пациенту вводят вторую и третью жевательные пробы, не устойчивые к воздействию слюны, и для каждой из них процесс съемки и определения координат реперных точек повторяют, после чего по полученным координатам строят графики затухающих гармонических колебаний и их экспоненциальные составляющие, координаты реперных точек на которых подают на автоматический ортопедический артикулятор для воспроизведения движений нижней челюсти. Особенностью данного способа является то, что координаты определяют с помощью автоматизированного измерения с использованием стереотелевизионной системы технического зрения, значительно облегчающей процесс обработки изображения, определения координат точек объемной поверхности нижней челюсти человека, увеличивающей точность определения координат точек объемной поверхности, уменьшающей время на обработку изображения.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ортопедической стоматологии для получения объективной информации о функциональном состоянии зубочелюстной системы, автоматизации процесса обработки результатов измерений и получения достоверной информации для постановки диагноза.

Известен способ [1], реализуемый в человеко-машинном измерительном комплексе, основу которого составляет система технического зрения, включающая телевизионный стереоблок, сопряженный с персональным компьютером (ПК), и пульт управления перемещением курсора. Недостатками данного способа являются малая точность и супервизорное управление.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существующих признаков является способ [2], при котором ортодонтические параметры полости рта пациента определяются с помощью устройства, включающего, по меньшей мере, одну цифровую камеру, выполненного с возможностью получения изображений зубов и полости рта пациента.

Недостатком данного способа [2] является использование одной камеры, низкая точность получаемых данных, необходимость перемещения пациента, фиксация головы пациента с помощью опоры для подбородка и упора для лба.

Изобретение направлено на повышение точности измерения параметров объемной поверхности нижней челюсти человека.

Это достигается тем, что в способе измерения параметров объемной поверхности нижней челюсти человека координаты определяют с помощью автоматизированного измерения с использованием стереотелевизионной системы технического зрения, согласно изобретению предварительно на лицо пациента наносят белой краской реперные точки, вводят первую жевательную пробу, устойчивую к воздействию слюны, при съемке фиксируют перемещение реперных точек в процессе пережевывания пробы и по полученным изображениям определяют их координаты, после чего пациенту вводят вторую и третью жевательные пробы, не устойчивые к воздействию слюны, и для каждой из них процесс съемки и определения координат реперных точек повторяют, после чего по полученным координатам строят графики затухающих гармонических колебаний и их экспоненциальные составляющие, координаты реперных точек на которых подают на автоматический ортопедический артикулятор для воспроизведения движений нижней челюсти.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показано лицо пациента с нанесенными реперными точками, на фиг.2 показан комплекс устройств, реализующих данный способ, на фиг.3 изображены незатухающие гармонические колебания, построенные в координатах зависимости амплитуды движения челюсти в вертикальной плоскости (у, мм) от номера кадра съемки (№ кадра), полученные в результате введения пациенту первой жевательной пробы, представляющие собой развернутые траектории движения реперных точек, нанесенных на кожный покров пациента и определенные с помощью программного обеспечения, обрабатывающего сигнал с видеокамер, на фиг.4 показаны реперная точка 6 экспоненциальной составляющей процесса жевания 7 и затухающие гармонические колебания 8, построенные в координатах зависимости амплитуды движения челюсти в вертикальной плоскости (у, мм) от номера кадра съемки (№ кадра), полученные в результате введения пациенту второй жевательной пробы, представляющие собой развернутые траектории движения реперных точек, на фиг.5 - реперная точка 6 экспоненциальной составляющей 7 процесса жевания и затухающие гармонические колебания 8 процесса жевания, построенные в координатах зависимости амплитуды движения челюсти в вертикальной плоскости (у, мм) от номера кадра съемки (№ кадра), характеризующие введение пациенту третьей жевательной пробы, представляющие собой развернутые траектории движения реперных точек, на фиг.6 показан график зависимости между объемом жевательной пробы (V, см 3) и амплитудой движения челюсти (А, мм), на фиг.7 показан автоматический ортопедический артикулятор, предназначенный для воспроизведения движений нижней челюсти.

Система, реализующая данный способ, включает в себя: три видеокамеры 1, плату видеозахвата 2, видеомонитор 3, компьютер 4 программное обеспечение (программу выделения контуров и определения координат реперных точек), принтер 5, ортопедический автоматический артикулятор.

Способ реализуется следующим образом: на лицо пациента белой краской наносят реперные точки, как показано на фиг.1, после чего пациенту вводят жевательные пробы трех видов. Первая жевательная проба, устойчивая к воздействию слюны (тест-продукт в виде жевательной резинки), которую пациент пережевывает не менее 30 секунд, вторая жевательная проба, не устойчивая к воздействию слюны, линейные размеры которой 1×1×1 см, которую пациент пережевывает до ее полного растворения, третья жевательная проба, не устойчивая к воздействию слюны, линейные размеры которой увеличены не менее чем в два раза относительно размеров второй пробы, так как именно при таком увеличении размеров становятся заметны отличия в траекториях движения реперных точек. Данную пробу пациент пережевывает также до ее полного растворения. Перемещение реперных точек в процессе пережевывания первой пробы фиксируется камерами 1, изображенными на фиг.2, изображение с которых через плату сопряжения 2 поступает на компьютер 4. Затем изображение обрабатывается, и определяют координаты движения реперных точек, по которым строят и выводят на монитор 3 график незатухающих гармонических колебаний, приведенный на фиг.3, после чего пациенту вводят вторую и третью жевательные пробы, не устойчивые к воздействию слюны, и процесс съемки и определения координат реперных точек повторяют для каждой из них. Далее по полученным координатам строят графики затухающих гармонических колебаний и их экспоненциальные составляющие. Координаты реперных точек 6 экспоненциальных составляющих процесса жевания 7 и затухающие гармонические колебания 8, полученные в результате введения пациенту второй и третьей жевательных проб, показаны на фиг.4 для второй пробы и фиг.5 для третьей пробы.

На фиг.6 показан график зависимости между объемом жевательной пробы (V, см3 ) и амплитудой движения челюсти (А, мм), который строится по точкам 6 фиг.4 и 5, объем жевательных проб известен заранее.

Полученные координаты далее подают на автоматический ортопедический артикулятор, показанный на фиг.7, состоящий из основания 9, электроприводов 10, прикрепленных шарнирными соединениями 11 к подвижной платформе 12, на которой закреплен слепок пациента 13. Более подробно данное устройство описано в [3]. При подаче координат данный артикулятор воспроизводит движения нижней челюсти пациента. Также полученные координаты и графики, изображенные на фиг.3, фиг.4 и фиг.5, выводят на печать.

По сравнению с известными способами данный способ повышает точность измерения параметров объемной поверхности нижней челюсти человека на порядок и приводит к уменьшению затрат времени на обработку изображения. Воспроизведение движений нижней челюсти пациента артикулятором и распечатанные графики помогают врачу с высокой степенью достоверности выявить недостатки зубочелюстной системы пациента и определить пути их скорейшего устранения.

Источники информации

1. Патент РФ №2065133 / Васильев В.Ф., Иванюгин В.М., Петухов С.В. - Способ автоматизированного измерения координат точек внешней среды для построения ее трехмерной модели в стереотелевизионной системе технического зрения / опубл. 10.08.1996, заявка №93033305/28 от 28.06.1993, G 01 С 11/26.

2. Патент РФ №2204959 / Бергерсен Эрл О. - Компьютеризированное устройство для ортодонтического диагностирования и выдачи корректирующего приспособления / опубл. 27.05.2003, заявка №2000113851/14 от 28.10.1998, А 61 С 3/00.

3. Патент РФ №2263571 / Литвиненко A.M. - Промышленный робот / опубл. 10.11.2005, заявка №2004107075/02 от 09.03.2004, МПК7 В 25 J 11/00; А 61 C 11/00.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ измерения параметров объемной поверхности нижней челюсти человека, включающий съемки лица человека с помощью видеокамер и измерение параметров челюсти с последующей обработкой полученных изображений с помощью компьютера, отличающийся тем, что предварительно на лицо пациента наносят белой краской реперные точки, вводят первую жевательную пробу, устойчивую к воздействию слюны, при съемке фиксируют перемещение реперных точек в процессе пережевывания пробы и по полученным изображениям определяют их координаты, после чего пациенту вводят вторую и третью жевательные пробы, не устойчивые к воздействию слюны, и для каждой из них процесс съемки и определения координат реперных точек повторяют, после чего по полученным координатам строят графики затухающих гармонических колебаний и их экспоненциальные составляющие, координаты реперных точек на которых подают на автоматический ортопедический артикулятор для воспроизведения движений нижней челюсти.

Версия для печати
Дата публикации 03.06.2007гг


вверх