本發明專利技術提供一種體內牙齒位移的測量裝置，屬于口腔正畸技術領域。本發明專利技術裝置包括體內加力組件、體外攝影測量組件、含有圖像采集程序以及圖像處理程序的計算機以及被測位移的兩顆牙齒，微距攝像機呈直線或者一定角度排列，微距攝像機以門字型框架間隙為中心對焦，微距攝像機通過數據線與電腦連接。該裝置通過無接觸測量，獲得加力組件測量端的位移，然后計算出牙齒的實際位移。該測量裝置能夠高精度測量出口內牙齒在加載下的位移，消除頭部活動對測量帶來的影響；測量過程可以通過數值仿真準確再現，為口腔正畸的理論研究和臨床操作提供數據。該裝置也可以用于測量牙齒的松動，以及其它高精度三維微測量場合。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于口腔正畸
，具體涉及一種體內牙齒位移的測量裝置，可用于口腔臨床正畸以及牙齒的剛度實驗。
技術介紹
口腔研究和臨床中需要進行病人牙齒剛度實驗，即對牙齒加載并測量出加載位移。該測量對于口腔正畸臨床中確定矯治力的大小、判斷牙齒的松動情況，以及研究口腔正畸的機理具有重要的作用。口腔研究中牙齒剛度實驗中位移測量的要求是微米精度三維測量；測量次數每秒在10次以上；測量點的載荷和位移的大小和方向都能夠準確確定。當前實現病人口內牙齒剛度實驗的裝置雖有報道，但不能滿足要求。文獻“Invivo measurement of the elastic modulus of the human periodontal ligament(Yoshida N，Koga Y，Peng C L， et al. (J) Medical Engineering & Physics.2001,23(8): 567-572)”公布了 通過在人牙安裝一個鋁框，讓牙齒保持豎直方向，使用鉛塊水平加載，使用附加在牙齒上的磁強計口內測量了牙齒位移。文獻“Biomechanicalfeatures of the periodontium:An experimental pilot study in vivo (Cronau M,Ihlow D, Kubein-Messenburg D, et al. [J]. Am J rthop. 2006, 129: 599.el3_599.e21.)”提出在人的下頜前磨牙上體外施加轉矩，通過使用鄰近牙齒上的一套光學系統口內測量了牙齒的轉角。文獻“Development of a novel intraoral measurement device todetermine the biomechanical characteristics of the human periodontal ligament(Drolshagen M, Keilig L, Hasan I, et al. [J]. Journal of Biomechanics, 2011,44(11) :2136 - 2143.)”公布了一套口內加載測量裝置(通過磁場變化測量位移)，從體外加載，測量了牙齒的受力位移。上述口內測量方法從體外加力，力的大小受到頭部和加力裝置相對運動的影響，加載力的方向難以準確確定，也難以對實驗精確建模仿真來驗證牙周膜的生物力學模型，加力方法需要改進。牙齒剛度測量中，如果用接觸式方法測量牙齒位移會改變加載的大小，無接觸方法比較理想。上述文獻中的無接觸位移測量裝置需要放在口內，受儀器體積限制精度難以保證，造價高、不適合臨床使用。當前已有的國內外無接觸測量裝置為三維掃描儀和位置跟蹤儀，兩者精度在20微米以下，而牙齒的彈性位移的測量需要保證微米精度；三維掃描儀單幅掃描時間IOs以上，不能滿足測量速度的要求；位置跟蹤儀的追蹤頭(標靶)尺寸較大，無法安裝于口內。基于雙目視覺的立體攝影測量裝置在國內外已經得到較多的應用，但大多數為大視場測量，測量精度較低；少數小視場測量裝置只能用于小物體的靜態形貌測量。對于牙齒這種尺度在厘米級、測量精度要求微米級、需要動態測量的對象上尚未有合適的儀器來實現。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的技術問題，提供一種體內牙齒位移的測量裝置，該裝置實現對體內牙齒加載和位移測量，本專利技術所提供的一種體內牙齒位移的測量裝置包括體內加力組件、體外攝影測量組件、含有圖像采集程序以及圖像處理程序的計算機以及被測位移的兩顆牙齒；所述體內加力組件由粘接在所述兩顆牙齒7上的門字形框架6和體內加力部件3構成，所述體內加力部件3安裝在門字形框架6上；所述體外攝影測量組件由兩個或以上微距攝像機9構成，所述微距攝像機9呈直線或者一定角度排列，安裝在萬向臺架5上，所述微距攝像機9以門字型框架間隙為中心對焦；所述微距攝像機9通過數據線10與電腦8連接。所述的門字形框架6是由門字型框架左桿件I以及門字型框架右桿件2組成的門字型，所述門字型框架左桿件I和門字型框架右桿件2分別粘接到待測的兩顆牙齒7上，所述桿件為矩形截面桿，桿件材料為輕質合金桿構成，桿件截面寬度小于2mm，厚度小于1mm，裝配時在兩桿末段留有O. 5_以內間隙d，該間隙d視測量需要調整，桿件經過精密加工，表面經過研磨，粗糙度Ra O. I以下，尺寸精度達到1、2級精度。所述體內加力部件加力部件3安裝在門字形框架6上，體內加力部件3為彈簧或橡皮條或者其機械、液壓電氣元件，其重量不超過兩牛頓。加力裝置在門字形框架上的安裝位置要求保證足夠的精度，如必須保證彈簧在框架上的連接點的位置精度等。所述體外攝影測量組件由兩臺或兩臺以上的微距攝像機組成，所述微距攝像機是帶微距鏡頭的攝像機或者帶攝像頭的顯微鏡，所述微距攝像機成像放大倍數O. 75-3倍，所述微距攝像機為長焦距鏡頭的微距攝像機，所述微距攝像機按直線或者一定角度安裝在萬向臺架5上，組成雙目或者多目視覺系統。所述計算機中含有的圖像采集程序的功能是控制多臺微距攝像機按一定周期同步攝像，將同一時刻拍攝的圖像分成一組編號，一組內圖片根據拍攝相機也分別編號，并記錄各組圖片拍攝時刻直接保存到存儲介質中，測量過程中不對圖像做任何處理，每秒可實現拍攝并保存圖片10組以上。所述的計算機中含有的圖像處理程序是基于雙目視覺原理計算測量點的三維坐標，由測量點坐標和框架的尺寸計算牙齒相對移動位移，該程序功能模塊包括圖像過濾降噪、二值化處理、邊緣識別、特征匹配技術圖片測量部分或全部功能外，還包括門字框架兩桿件的相對位移到牙齒相對位移的轉化計算程序。測量流程如圖3所示幾臺微距攝像機由圖像采集程序控制按一定周期同步拍攝，將拍攝圖片按時間分組保存并記錄拍攝時刻和照片對應的相機，測量完畢后，由圖像處理程序進行計算，算出測量點的位移。本專利技術裝置實現了牙齒口內加載和加載位移的三維動態測量，牙齒位移測量精度為微米級，測量裝置使用現場能高精度仿真，能夠直接測量人體牙齒在矯治力幅度作用下的三維空間位移，為確定牙周膜的力學特性奠定基礎。本專利技術裝置具有以下特點(O 口內加載，頭部的活動不影響測量的精度。(2)將牙齒位移首先通過測量框架放大，然后使用無接觸光測方法測量，位移測量不影響力的加載，測量速度快，可以撲捉到較短時間的牙齒位移變化。(3)測量方法簡單，能夠通過數值仿真準確再現，可靠的驗證牙周膜等模型的合理性。附圖說明圖I :本專利技術結構組成示意圖2 :體內加力組件結構示意圖3 :本專利技術裝置工作流程示意圖。圖中1 :門字型框架左桿件；2 門字型框架右桿件；3 :體內加力部件；4 :框架底面；5 :萬向臺架；6 :門字型框架；7 :有間歇的兩顆牙齒；8 :計算機；9 :微距攝像機；10 數據線。具體實施例方式選擇一名臨床患者，選擇排牙出現間隙或者使用分牙圈進行分牙，測量的兩顆牙之間的牙被拔除的情況最好，測量牙與其他周邊牙齒應有2mm以上間隙。將門字型框架的左桿件I和右桿件2放置于一個平面內，并保證頂部間隙d合乎測量要求，使用夾具固定兩者相對位置，然后將門字型框架的左桿件I和右桿件2末端4分別牢固粘接到兩顆牙上，然后去掉夾具。使用硅膠對測量的兩顆牙齒本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種體內牙齒位移的測量裝置，其特征在于所述測量裝置包括：體內加力組件、體外攝影測量組件、含有圖像采集程序以及圖像處理程序的計算機以及被測位移的兩顆牙齒；所述體內加力組件由粘接在所述兩顆牙齒（7）上的門字形框架（6）和體內加力部件（3）構成，所述體內加力部件（3）安裝在門字形框架（6）上；所述體外攝影測量組件由兩個或以上微距攝像機（9）構成，所述兩臺或兩臺以上的微距攝像機（9）呈直線或者一定角度排列，安裝在所述萬向臺架（5）上，所述微距攝像機（9）以門字型框架（6）的間隙為中心對焦；所述微距攝像機（9）通過數據線（10）與計算機（8）連接。
【技術特征摘要】
1.一種體內牙齒位移的測量裝置，其特征在于所述測量裝置包括體內加力組件、體外攝影測量組件、含有圖像采集程序以及圖像處理程序的計算機以及被測位移的兩顆牙齒；所述體內加力組件由粘接在所述兩顆牙齒(7)上的門字形框架(6)和體內加力部件(3)構成，所述體內加力部件(3)安裝在門字形框架(6)上；所述體外攝影測量組件由兩個或以上微距攝像機(9)構成，所述兩臺或兩臺以上的微距攝像機(9)呈直線或者一定角度排列，安裝在所述萬向臺架(5)上，所述微距攝像機(9)以門字型框架(6)的間隙為中心對焦；所述微距攝像機(9 )通過數據線(10 )與計算機(8 )連接。2.根據權利要求I所述的測量裝置，其特征在于所述的門字形框架)(6)是由門字型框架左桿件(I)以及門字型框架右桿件(2)組成的門字型，所述門字型框架左桿件(I)和門字型框架右桿件(2)分別粘接到待測的兩顆牙齒(7)上，所述桿件為矩形截面桿，桿件材料為輕質合金桿構成，桿件截面寬度小于2mm,厚度小于Imm,裝配時在兩桿末段留有O. 5mm以內間隙d，該間隙d視測量需要調整，桿件經過精密加工，表面經過研磨，粗糙度Ra 0.1以下，尺寸精度達到1、2級精度。3.根據權利要求I所述的測量裝置，其特征在于所述的體內...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏志剛，文國，余曉流，
申請(專利權)人：安徽工業大學，
類型：發明
國別省市：
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