способ измерения параметров объемной поверхности нижней челюсти человека

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.

Описание изобретения к патенту

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.