跟踪颌部运动的装置、方法及其传感器组件与流程

本发明涉及一种跟踪颌部运动的装置、方法及其传感器组件。

背景技术：

1、牙齿的咬合是指上颌和下颌的衔接，在牙齿的矫正或修复上，实现正确的咬合非常重要。下颌的运动是由颌关节和受咬合神经支配的咀嚼肌的作用等复合而成，情况非常复杂。这种下颌的运动可以在运动平面上三维地呈现，可分为围绕有限轴发生的旋转运动(rotation movement)和出现转移的翻译运动(translation movement)等。

2、颞下颌关节(temporomandibular joint；tmj)可以起到使下颌骨(下颌；mandible)运动的功能，是身体中运动最频繁的关节。颞下颌关节又名“球窝”关节，将其圆端或“球”部分称为下颌髁突(condyle)，窝部分称为关节窝(articular fossa)。下颌髁突和关节窝之间有软骨组成的关节圆盘(disc)，起到吸收压力的缓冲作用。另外，关节圆盘在张嘴或闭嘴时，使下颌髁突的运动变得容易。

3、基于颞下颌关节运动的牙齿的咬合可通过多种方式诊断或掌握。举例来说，有咬合器(dental articulator)，是将上/下颌牙齿模型固定为与人体相同的三维位置关系，再现/模仿下颌运动的机器。牙科咬合器用于在患者状态下保持上颌及下颌的石膏(矫正)或模拟下巴运动并诊断自然齿及人工齿的咬合状态，或者基于自然齿和人工齿之间的齿列关系进行矫正等。

4、人的上颌骨(maxilla)和下颌骨(mandible)没有彼此分离，而通过头骨的颞下颌关节相连。部分患者具有翘起的颞下颌关节，随着颞下颌关节移动到稳定的位置，门牙出现缝隙。

5、为防止齿列散乱，矫正医师需要在矫正治疗前预测颞下颌关节变化及向中心上方的移动，并进行评估。矫正诊断时，为了确认颞下颌关节位置而使用咬合器。

6、为了掌握颞下颌关节障碍诊断过程和治疗后的结果，还使用咬合器检查下颌运动范围。作为检查下颌运动范围的方法，提出了利用光学扫描动态可视化3d模型位移并结合切齿间点或过突(dondyle)等特征点的图像分析结果，或者用超声波测定下颌运动的方法等。但是，前者会受到死角地带的影响或为了克服这些而增加标志的使用，后者需要复杂的准备过程且患者需要佩戴巨大的装置而有碍便利性。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、本发明的目的在于，提供一种跟踪颌部运动的装置及方法，以附接到上颌和下颌的牙齿上的小型传感器单元形态构成用于检测电磁场的传感器，从而简单地构成装置，可以准确地分析下颌的自然运动而不受死角地带的影响。

3、本发明的另一目的在于，通过从上颌和下颌咬合时的咬合面的准确位置和形状的导出结果生成牙冠而提高装置的利用率。

4、本发明的又一目的在于，提供一种传感器组件，能够在准确检测患者下颌运动的同时，使由连接传感器的电缆引起的不便最小化。将利用这种传感器组件感测电磁场的传感器以小型托盘的形态附接到上颌和下颌的牙齿上，从而简单地构成装置，并且可以准确地分析下颌的自然运动而不受死角地带的影响。

5、本发明的技术问题并不局限于以上提及的内容，与其不同的其他技术问题可通过下面的记载而被本领域技术人员所明确理解。

6、解决问题的手段

7、本发明的跟踪颌部运动的装置包括：基部，能够产生电磁场；第一传感器单元，包括附接到患者上颌的牙齿而感测由所述基部产生的电磁场的第一传感器；第二传感器单元，包括附接到所述患者下颌的牙齿而感测由所述基部产生的电磁场的第二传感器；及控制部，分别接收所述第一传感器的感测信号和所述第二传感器的感测信号，计算所述下颌的相对所述上颌的运动的跟踪结果而提供。

8、作为涉及本发明的一例，所述第一传感器单元包括附接到所述上颌的牙齿的第一固定部及相对于所述第一固定部可拆卸地形成的第一传感器部；所述第二传感器单元包括附接到所述下颌的牙齿的第二固定部及相对于所述第二固定部可拆卸地形成的第二传感器部。

9、作为涉及本发明的一例，所述第一固定部包括第一粘接面而通过矫正用粘合剂附接到所述上颌的牙齿，所述第二固定部包括第二粘接面而通过矫正用粘合剂附接到所述下颌的牙齿。

10、作为涉及本发明的一例，所述第一传感器部包括可通过滑动方式插入到所述第一固定部的第一滑动槽，所述第二传感器部包括可通过滑动方式插入到所述第二固定部的第二滑动槽。

11、作为涉及本发明的一例，所述第一固定部上形成朝所述第一滑动槽突出的第一突出部，所述第二固定部上形成朝所述第二滑动槽突出的第二突出部。

12、作为涉及本发明的一例，在所述第一突起部的后方形成第一贯通孔，在所述第二突起部的后方形成第二贯通孔。

13、作为涉及本发明的一例，在所述第一突起部的两侧形成与所述第一贯通孔连通的一双第一开口，在所述第二突起部的两侧形成与所述第二贯通孔连通的一双第二开口。

14、作为涉及本发明的一例，所述第一滑动槽上形成所述第一突起部以卡扣配合式卡接的第一卡接槽，所述第二滑动槽上形成所述第二突起部以卡扣配合式卡接的第二卡接槽。

15、作为涉及本发明的一例，具有磁性的多个第一磁珠以相互隔开地设置到所述第一传感器部，具有磁性的多个第二磁珠以相互隔开地设置到所述第二传感器部。

16、作为涉及本发明的一例，具有磁性的多个第三磁珠以相互隔开地设置到所述第一固定部，具有磁性的多个第四磁珠以相互隔开地设置到所述第二固定部。这种情况下，可通过影像装置拍摄所述多个第三磁珠和所述多个第四磁珠，所述控制部基于由所述影像装置拍摄的所述多个第三磁珠和所述多个第四磁珠生成基准位置。

17、作为涉及本发明的一例，将所述第一传感器部插入所述第一固定部时，所述多个第三磁珠相对所述多个第一磁珠，正面图上的位置将重叠，将所述第二传感器部插入所述第二固定部时，所述多个第四磁珠相对所述多个第二磁珠，正面图上的位置将重叠。

18、作为涉及本发明的一例，构成所述第一固定部及所述第二固定部的各个主体由非磁性体形成，支撑所述第一传感器部及所述第二传感器部所包括的部件的各个外壳由非磁性体形成。

19、涉及本发明的跟踪颌部运动的方法包括如下步骤：设置能够产生电磁场的基部；将感测由所述基部产生的电磁场的第一传感器附接到患者的上颌的牙齿；将感测由所述基部产生的电磁场的第二传感器附接到所述患者的下颌的牙齿；及分别接收所述第一传感器的感测信号和所述第二传感器的感测信号，计算所述下颌的相对所述上颌的运动的跟踪结果而提供。

20、作为涉及本发明的一例，所述跟踪颌部运动的方法还可以包括如下步骤：根据所述上颌和所述下颌咬合时的咬合面的位置和形状的得出结果，自动地生成牙冠。

21、并且，本发明还提供一种用于跟踪颌部运动的传感器组件，包括：第一传感器单元，附接到患者的上颌的牙齿，感测由基部产生的电磁场；第一电缆，用于传送所述第一传感器单元的感测信号；第二传感器单元，附接到所述患者的下颌的牙齿，感测由所述基部产生的电磁场；第二电缆，用于传送所述第二传感器单元的感测信号；颈带，能够挂在所述患者的颈部，承载所述第一电缆及所述第二电缆；及界面部，位于所述颈带的一个部位，使得所述电缆连接到外部处理装置。

22、作为涉及本发明的一例，所述颈带以能够缠绕到所述患者的后颈而被支撑的‘c’字形态形成，前方具有连接所述第一电缆的第一端部及连接所述第二电缆的第二端部。

23、作为涉及本发明的一例，所述颈带形成为所述第一电缆及所述第二电缆从前方的所述第一端部及所述第二端部分别跟随所述颈带或分别设置在所述颈带的内部。

24、作为涉及本发明的一例，所述第一传感器单元及所述第二传感器单元以可拆卸方式分别与附接到患者牙齿的固定部结合。

25、发明的效果

26、根据本发明的跟踪颌部运动的装置及方法，将感测基部的磁场或电磁场的传感器单元分别附接到上颌的牙齿和下颌的牙齿而不受死角地带影响地实时感测上颌和下颌的位置，准确地分析下颌相对上颌的运动。感测磁场的小型化传感器单元与光学方式不同，不需要另外的标记，可以简化装置，最大限度地减少口腔活动的影响，患者的关节运动变得自由。并且，除了将小型传感器单元附接到牙齿上外，所需的准备过程较少，便利性得到改善，而且无需按每个患者分别构成复杂的系统。

27、作为涉及本发明的一例，传感器单元所包括的传感器部采用以可拆卸型(滑动或鸠尾接合方式、卡扣配合方式等)紧固到已附接在牙齿上的固定部的形态，将固定部小型化为托架形态，容易将传感器部设计成能够最小化对患者口腔活动的影响或干扰而被紧固的形态。

28、作为涉及本发明的一例，利用附接到上颌的磁或电磁方式的第一传感器单元和附接到下颌的磁或电磁方式的第二传感器单元，可以得出上颌和下颌咬合时的咬合面的准确的位置和形状，并且基于该结果生成牙冠，最大化装置的利用率。

29、并且，根据本发明的传感器组件采用连接传感器单元的电缆被挂在患者颈部上的颈带承载且通过界面部连接到外部处理装置的结构，可以干净整齐地整理传感器单元的电缆，不会给患者或医生带来不便，并且允许患者移动身体，从而能够提高便利性。