本发明专利技术提供一种体内牙齿位移的测量装置，属于口腔正畸技术领域。本发明专利技术装置包括体内加力组件、体外摄影测量组件、含有图像采集程序以及图像处理程序的计算机以及被测位移的两颗牙齿，微距摄像机呈直线或者一定角度排列，微距摄像机以门字型框架间隙为中心对焦，微距摄像机通过数据线与电脑连接。该装置通过无接触测量，获得加力组件测量端的位移，然后计算出牙齿的实际位移。该测量装置能够高精度测量出口内牙齿在加载下的位移，消除头部活动对测量带来的影响；测量过程可以通过数值仿真准确再现，为口腔正畸的理论研究和临床操作提供数据。该装置也可以用于测量牙齿的松动，以及其它高精度三维微测量场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于口腔正畸
，具体涉及一种体内牙齿位移的测量装置，可用于口腔临床正畸以及牙齿的刚度实验。
技术介绍
口腔研究和临床中需要进行病人牙齿刚度实验，即对牙齿加载并测量出加载位移。该测量对于口腔正畸临床中确定矫治力的大小、判断牙齿的松动情况，以及研究口腔正畸的机理具有重要的作用。口腔研究中牙齿刚度实验中位移测量的要求是微米精度三维测量；测量次数每秒在10次以上；测量点的载荷和位移的大小和方向都能够准确确定。当前实现病人口内牙齿刚度实验的装置虽有报道，但不能满足要求。文献“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 通过在人牙安装一个铝框，让牙齿保持竖直方向，使用铅块水平加载，使用附加在牙齿上的磁强计口内测量了牙齿位移。文献“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.)”提出在人的下颌前磨牙上体外施加转矩，通过使用邻近牙齿上的一套光学系统口内测量了牙齿的转角。文献“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.)”公布了一套口内加载测量装置(通过磁场变化测量位移)，从体外加载，测量了牙齿的受力位移。上述口内测量方法从体外加力，力的大小受到头部和加力装置相对运动的影响，加载力的方向难以准确确定，也难以对实验精确建模仿真来验证牙周膜的生物力学模型，加力方法需要改进。牙齿刚度测量中，如果用接触式方法测量牙齿位移会改变加载的大小，无接触方法比较理想。上述文献中的无接触位移测量装置需要放在口内，受仪器体积限制精度难以保证，造价高、不适合临床使用。当前已有的国内外无接触测量装置为三维扫描仪和位置跟踪仪，两者精度在20微米以下，而牙齿的弹性位移的测量需要保证微米精度；三维扫描仪单幅扫描时间IOs以上，不能满足测量速度的要求；位置跟踪仪的追踪头(标靶)尺寸较大，无法安装于口内。基于双目视觉的立体摄影测量装置在国内外已经得到较多的应用，但大多数为大视场测量，测量精度较低；少数小视场测量装置只能用于小物体的静态形貌测量。对于牙齿这种尺度在厘米级、测量精度要求微米级、需要动态测量的对象上尚未有合适的仪器来实现。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的技术问题，提供一种体内牙齿位移的测量装置，该装置实现对体内牙齿加载和位移测量，本专利技术所提供的一种体内牙齿位移的测量装置包括体内加力组件、体外摄影测量组件、含有图像采集程序以及图像处理程序的计算机以及被测位移的两颗牙齿；所述体内加力组件由粘接在所述两颗牙齿7上的门字形框架6和体内加力部件3构成，所述体内加力部件3安装在门字形框架6上；所述体外摄影测量组件由两个或以上微距摄像机9构成，所述微距摄像机9呈直线或者一定角度排列，安装在万向台架5上，所述微距摄像机9以门字型框架间隙为中心对焦；所述微距摄像机9通过数据线10与电脑8连接。所述的门字形框架6是由门字型框架左杆件I以及门字型框架右杆件2组成的门字型，所述门字型框架左杆件I和门字型框架右杆件2分别粘接到待测的两颗牙齿7上，所述杆件为矩形截面杆，杆件材料为轻质合金杆构成，杆件截面宽度小于2mm，厚度小于1mm，装配时在两杆末段留有O. 5_以内间隙d，该间隙d视测量需要调整，杆件经过精密加工，表面经过研磨，粗糙度Ra O. I以下，尺寸精度达到1、2级精度。所述体内加力部件加力部件3安装在门字形框架6上，体内加力部件3为弹簧或橡皮条或者其机械、液压电气元件，其重量不超过两牛顿。加力装置在门字形框架上的安装位置要求保证足够的精度，如必须保证弹簧在框架上的连接点的位置精度等。所述体外摄影测量组件由两台或两台以上的微距摄像机组成，所述微距摄像机是带微距镜头的摄像机或者带摄像头的显微镜，所述微距摄像机成像放大倍数O. 75-3倍，所述微距摄像机为长焦距镜头的微距摄像机，所述微距摄像机按直线或者一定角度安装在万向台架5上，组成双目或者多目视觉系统。所述计算机中含有的图像采集程序的功能是控制多台微距摄像机按一定周期同步摄像，将同一时刻拍摄的图像分成一组编号，一组内图片根据拍摄相机也分别编号，并记录各组图片拍摄时刻直接保存到存储介质中，测量过程中不对图像做任何处理，每秒可实现拍摄并保存图片10组以上。所述的计算机中含有的图像处理程序是基于双目视觉原理计算测量点的三维坐标，由测量点坐标和框架的尺寸计算牙齿相对移动位移，该程序功能模块包括图像过滤降噪、二值化处理、边缘识别、特征匹配技术图片测量部分或全部功能外，还包括门字框架两杆件的相对位移到牙齿相对位移的转化计算程序。测量流程如图3所示几台微距摄像机由图像采集程序控制按一定周期同步拍摄，将拍摄图片按时间分组保存并记录拍摄时刻和照片对应的相机，测量完毕后，由图像处理程序进行计算，算出测量点的位移。本专利技术装置实现了牙齿口内加载和加载位移的三维动态测量，牙齿位移测量精度为微米级，测量装置使用现场能高精度仿真，能够直接测量人体牙齿在矫治力幅度作用下的三维空间位移，为确定牙周膜的力学特性奠定基础。本专利技术装置具有以下特点(O 口内加载，头部的活动不影响测量的精度。(2)将牙齿位移首先通过测量框架放大，然后使用无接触光测方法测量，位移测量不影响力的加载，测量速度快，可以扑捉到较短时间的牙齿位移变化。(3)测量方法简单，能够通过数值仿真准确再现，可靠的验证牙周膜等模型的合理性。附图说明图I :本专利技术结构组成示意图2 :体内加力组件结构示意图3 :本专利技术装置工作流程示意图。图中1 :门字型框架左杆件；2 门字型框架右杆件；3 :体内加力部件；4 :框架底面；5 :万向台架；6 :门字型框架；7 :有间歇的两颗牙齿；8 :计算机；9 :微距摄像机；10 数据线。具体实施例方式选择一名临床患者，选择排牙出现间隙或者使用分牙圈进行分牙，测量的两颗牙之间的牙被拔除的情况最好，测量牙与其他周边牙齿应有2mm以上间隙。将门字型框架的左杆件I和右杆件2放置于一个平面内，并保证顶部间隙d合乎测量要求，使用夹具固定两者相对位置，然后将门字型框架的左杆件I和右杆件2末端4分别牢固粘接到两颗牙上，然后去掉夹具。使用硅胶对测量的两颗牙齿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种体内牙齿位移的测量装置，其特征在于所述测量装置包括：体内加力组件、体外摄影测量组件、含有图像采集程序以及图像处理程序的计算机以及被测位移的两颗牙齿；所述体内加力组件由粘接在所述两颗牙齿（7）上的门字形框架（6）和体内加力部件（3）构成，所述体内加力部件（3）安装在门字形框架（6）上；所述体外摄影测量组件由两个或以上微距摄像机（9）构成，所述两台或两台以上的微距摄像机（9）呈直线或者一定角度排列，安装在所述万向台架（5）上，所述微距摄像机（9）以门字型框架（6）的间隙为中心对焦；所述微距摄像机（9）通过数据线（10）与计算机（8）连接。
【技术特征摘要】
1.一种体内牙齿位移的测量装置，其特征在于所述测量装置包括体内加力组件、体外摄影测量组件、含有图像采集程序以及图像处理程序的计算机以及被测位移的两颗牙齿；所述体内加力组件由粘接在所述两颗牙齿(7)上的门字形框架(6)和体内加力部件(3)构成，所述体内加力部件(3)安装在门字形框架(6)上；所述体外摄影测量组件由两个或以上微距摄像机(9)构成，所述两台或两台以上的微距摄像机(9)呈直线或者一定角度排列，安装在所述万向台架(5)上，所述微距摄像机(9)以门字型框架(6)的间隙为中心对焦；所述微距摄像机(9 )通过数据线(10 )与计算机(8 )连接。2.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于所述的门字形框架)(6)是由门字型框架左杆件(I)以及门字型框架右杆件(2)组成的门字型，所述门字型框架左杆件(I)和门字型框架右杆件(2)分别粘接到待测的两颗牙齿(7)上，所述杆件为矩形截面杆，杆件材料为轻质合金杆构成，杆件截面宽度小于2mm,厚度小于Imm,装配时在两杆末段留有O. 5mm以内间隙d，该间隙d视测量需要调整，杆件经过精密加工，表面经过研磨，粗糙度Ra 0.1以下，尺寸精度达到1、2级精度。3.根据权利要求I所述的测量装置，其特征在于所述的体内...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏志刚，文国，余晓流，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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