测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统及方法，通过三维位移传感器采集咬合运动轨迹，通过坐标定位和面部识别照相机进行咬合运动轨迹测量；牙列三维模型进行模型重建，去除噪声后进行光滑以及局部修复处理，得到用于工程计算的上下牙列整体模型；测量牙列的啮合应力分布后处理显示，对测量牙列数据结果进行数据重构与匹配；对牙列啮合应力分布进行计算仿真；咬合运动的三维运动轨迹后处理显示，进行咬合过程运动学分析；将三维牙列模型以及运动学分析数据化以及参数化，作为基本条件采用数值分析方法进行牙列咬合应力分布仿真与验证，从而为不同的咬合功能提供个性化评估。

【技术实现步骤摘要】
测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统及方法
本专利技术属于牙列啮合检测
，特别涉及测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统及方法。
技术介绍
目前咬合功能关乎整个口颌系统：颞下颌关节、牙齿咬合、口颌系统肌肉。各部分协调配合时，才能保证口颌系统的健康。开发一种评估咬合功能的装置及系统显得至关重要。实际上临床上采用激光扫描、咬合应力检测仪、肌电仪、下颌运动轨迹描记等方法，检测咬合功能，各设备具备独立性和不同程度的联合使用特征，但目前只能作为医生评估咬合功能时的参考，还没有能够实现牙列啮合应力指数以及咬合功能预评估的方法。目前临床上咬合功能评估基本依靠医生个人经验，尚无用于评估牙齿咬合功能的装置和系统，长期以来一直用较为单一的咬合应力测试仪进行咬合力大小的评估，缺乏定量指标，且其敏感性、特异性都距临床需求相差很远，属于经验性很强的操作。一些电子检测设备，只能对咬合运动过程进行一定的分析，咬合时颌面运动轨迹信息存在一定偏差，影响判断咬合接触的所需准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统及方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，包括牙列模型采集单元、牙列啮合应力采集单元和咬合功能测量单元；牙列模型采集单元用于确定牙列三维模型及模型重建；牙列啮合应力采集单元用于采集牙列啮合应力分布；咬合功能测量单元用于测量各种咬合运动全过程，测量得到的运动学分析数据用于咬合功能预评估。进一步的，牙列模型采集单元通过牙列扫描装置，提取牙列模型中的牙列三维扫描图像，计算牙列的三维模型；牙列啮合应力采集单元包括牙列定位装置、牙齿咬合传感器和牙齿应力传输线；牙齿咬合传感器设置在牙列定位装置上，牙齿咬合传感器通过传输数据线与工作站相连进行数据传输到工作站后直接映射到所测量的压力模型上进行显示；咬合功能测量单元包括颌面固定装置、咬合运动三维位移传感器、咬合运动面部识别照相机和三维坐标定位装置；咬合运动三维位移传感器设置在颌面固定装置上，咬合运动面部识别照相机位于面部前方，咬合运动三维位移传感器和咬合运动面部识别照相机通过传输线与工作站相连，将颌面牙列运动规律及相关参数输入工作站。进一步的，测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统的方法，包括以下步骤：S01：采集牙列模型：牙列模型采集单元通过牙列扫描装置，提取牙列模型中的牙列三维扫描图像，计算牙列的三维模型；S02：采集牙列啮合应力分布：连接牙齿咬合传感器，将传感器膜片贴在牙列定位装置上，选取基准点定位牙列模型，牙齿咬合，牙齿应力数据传输到工作站；S03：测量咬合运动参数：使用颌面固定装置固定颌面，通过三维位移传感器采集咬合运动轨迹，通过坐标定位和面部识别照相机进行咬合运动轨迹测量；S04：咬合啮合测量数据重构：测量牙列的啮合应力分布后处理显示，对测量牙列数据结果进行数据重构与匹配；S05：咬合啮合应力指数计算：基于提取的三维数字模型修复后得到的工程模型，对牙列啮合应力分布进行计算仿真；S06：咬合运动学分析：咬合运动的三维运动轨迹后处理显示，确定咬合运动过程中的基点，通过基点定位不同咬合过程中的中心点运动规律，进行咬合过程运动学分析；S07：咬合功能预评估：将三维牙列模型以及运动学分析数据参数化，做为基本条件采用数值分析方法进行牙列咬合应力分布仿真与验证，从而根据不同数据精准分析咬合功能。进一步的，步骤S01具体包括：根据不同的测量个体，获得若干基本的口腔尺寸，通过激光或者CT扫描装置采集牙列模型；牙列模型采集单元通过传输数据线与工作站相连进行数据传输，提取牙列的三维点云数据。进一步的，步骤S03中，包括以下步骤：S31：通过定装置定位测量的颌面范围，确定颌面运动的检测基点；S32：使用高分辨率相机采集进行颌面的前面、侧面以及下面的咬合运动轨迹；S33：以基点为参考点，将颌面三个方向咬合运动轨迹进行合成输入工作站中。进一步的，步骤S05中，包括以下步骤：S51：去除噪声后进行光滑以及局部修复处理，得到用于工程计算的上下牙列整体模型；S52：对于上下牙列整体模型设置种子点并进行网格划分；S53：定义材料属性，并确定静态载荷边界计算条件进行仿真。进一步的，步骤S07中，结合步骤S06中测量咬合过程运动规律，从而根据不同咬合运动进行咬合功能的评估。进一步的，S07中的仿真包括以下方法：牛顿迭代法、拉格朗日插值法、Hermite算法、Runge-Kutta算法、Euler算法、有限单元法、有限体积法、有限差分法或边界单元法。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术通过牙列采集模块通过牙列扫描装置，提取所述牙列模型中的牙列三维模型；连接牙列应力测试传感器，提取牙齿咬合时应力数据；通过三维位移传感器采集咬合运动轨迹，通过坐标定位和面部识别照相机进行咬合运动轨迹测量；牙列三维模型进行模型重建，去除噪声后进行光滑以及局部修复处理，得到用于工程计算的上下牙列整体模型；测量牙列的啮合应力分布后处理显示，对测量牙列数据结果进行数据重构与匹配；对牙列啮合应力分布进行计算仿真；咬合运动的三维运动轨迹后处理显示，进行咬合过程运动学分析；将三维牙列模型以及运动学分析数据化以及参数化，作为基本条件采用数值分析方法进行牙列咬合应力分布仿真与验证，从而为不同的咬合功能提供个性化评估。本专利技术利用牙列三维测量建模技术及应力咬合测试结果，结合运动轨迹测量曲线进行数值分析，从而综合性的评估不同咬合运动姿态下的咬合功能的健全性。本专利技术将为牙列正颌、修复、正畸、牙体充填、牙周等有关咬合功能评估，提供便利、有效的咬合功能评估装置和系统。附图说明图1是本专利技术的方法流程图图2是本专利技术的牙列三维数字模型图3是本专利技术的牙列应力咬合检测结果。图4是本专利技术的咬合运动轨迹测量示意图图5是本专利技术的应力咬合指数仿真示意图。图6是本专利技术的不同咬合运动功能评估示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明：请参阅图1至图6，测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，包括牙列模型采集单元、牙列啮合应力采集单元和咬合功能测量单元；牙列模型采集单元用于确定牙列三维模型及模型重建；牙列啮合应力采集单元用于采集牙列啮合应力分布；咬合功能测量单元用于测量各种咬合运动全过程；牙列模型采集单元通过牙列扫描装置，提取牙列模型中的牙列三维扫描图像，计算牙列的三维模型；牙列啮合应力采集单元包括牙列定位装置、牙齿咬合传感器和牙齿应力传输线；牙齿咬合传感器设置在牙列定位装置上，牙齿咬合传感器通过传输数据线与工作站相连进行数据传输到工作站后直接映射到所测量的压力模型上进行显示；咬合功能测量单元包括颌面固定装置、咬合运动三维位移传感器、咬合运动面部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，其特征在于，包括牙列模型采集单元、牙列啮合应力采集单元和咬合功能测量单元；牙列模型采集单元用于确定牙列三维模型及模型重建；牙列啮合应力采集单元用于采集牙列啮合应力分布；咬合功能测量单元用于测量各种咬合运动全过程，测量得到的运动学分析数据用于咬合功能预评估。/n

【技术特征摘要】
1.测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，其特征在于，包括牙列模型采集单元、牙列啮合应力采集单元和咬合功能测量单元；牙列模型采集单元用于确定牙列三维模型及模型重建；牙列啮合应力采集单元用于采集牙列啮合应力分布；咬合功能测量单元用于测量各种咬合运动全过程，测量得到的运动学分析数据用于咬合功能预评估。


2.根据权利要求1所述的测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，其特征在于，牙列模型采集单元通过牙列扫描装置，提取牙列模型中的牙列三维扫描图像，计算牙列的三维模型；
牙列啮合应力采集单元包括牙列定位装置、牙齿咬合传感器和牙齿应力传输线；牙齿咬合传感器设置在牙列定位装置上，牙齿咬合传感器通过传输数据线与工作站相连进行数据传输到工作站后直接映射到所测量的压力模型上进行显示；
咬合功能测量单元包括颌面固定装置、咬合运动三维位移传感器、咬合运动面部识别照相机和三维坐标定位装置；咬合运动三维位移传感器设置在颌面固定装置上，咬合运动面部识别照相机位于面部前方，咬合运动三维位移传感器和咬合运动面部识别照相机通过传输线与工作站相连，将颌面牙列运动规律及相关参数输入工作站。


3.测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统的方法，其特征在于，基于权利要求1-2任意一项所述的测量牙列啮合应力指数及咬合功能预评估系统，包括以下步骤：
S01：采集牙列模型：牙列模型采集单元通过牙列扫描装置，提取牙列模型中的牙列三维扫描图像，计算牙列的三维模型；
S02：采集牙列啮合应力分布：连接牙齿咬合传感器，将传感器膜片贴在牙列定位装置上，选取基准点定位牙列模型，牙齿咬合，牙齿应力数据传输到工作站；
S03：测量咬合运动参数：使用颌面固定装置固定颌面，通过三维位移传感器采集咬合运动轨迹，通过坐标定位和面部识别照相机进行咬合运动轨迹测量；
S04：咬合啮合测量数据重构：测量牙列的啮合应力分布后处理显示，对测量牙列数据结果进行数据重构与匹配；
S05：咬合啮合应力指数计算：基于提取的三维数字模型修复后得到的工程模型，对牙列啮合应力分布进行计算仿真；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王美青，端木正，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61