устройство для лечения аномального положения нижней челюсти

Формула изобретения

1. Устройство для лечения аномального положения нижней челюсти, включающее датчик положения нижней челюсти, электронный блок с источником звукового сигнала, быстросъемные средства крепления датчика и электронного блока к голове пациента, причем датчик смонтирован с возможностью поворота на стержневой рамке, охватывающей подбородок с возможностью изменения положения относительно него, отличающееся тем, что датчик является датчиком Холла с магнитным маркером для него, крепящимся на коже подбородка пациента, причем маркер выполнен из материала неодим-железо-бор в форме диска диаметром 8-12 мм и толщиной 1,5-2,5 мм; датчик и электронный блок размещены в общем корпусе, который смонтирован с возможностью поворота на упомянутой рамке; электронный блок содержит интерфейс для подключения персонального компьютера и микропроцессор с запоминающими устройствами и узлом калибровки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рамка представляет собой пространственную конструкцию с несколькими стержнями, соединенными с возможностью изменения конфигурации рамки, на стержнях смонтированы с возможностью изменения их положения лобовая и боковые лицевые накладки из эластичного материала, причем предусмотрено крепление рамки к голове посредством охватывающих стержни лент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, конкретно - к ортодонтическим устройствам.

Известно устройство для лечения аномального положения нижней челюсти, включающее датчик положения нижней челюсти, электронный блок с источником звукового сигнала, быстросъемные средства крепления датчика и электронного блока к голове пациента, причем датчик смонтирован с возможностью поворота на стержневой рамке, охватывающей подбородок с возможностью изменения положения относительно него: авторское свидетельство СССР № 1532019. Это известное устройство является аналогом и прототипом предлагаемого изобретения. Известное устройство удобно в применении, легко монтируется, необременительно при длительном ношении, не мешает разговаривать и принимать пищу. Однако, наряду с перечисленными достоинствами, этому устройству-прототипу присущи существенные недостатки. Ввиду отсутствия в нем четкого маркера для работы датчика перемещений положение челюсти определяется с большой погрешностью, в устройстве отсутствуют средства индивидуальной настройки под конкретного пациента, нет возможности оперативно отслеживать динамику процесса лечения. Ввиду перечисленных недостатков известное устройство-прототип является недостаточно эффективным.

Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности устройства для лечения аномального положения нижней челюсти, наряду с сохранением вышеупомянутых, присущих известному устройству эксплуатационных удобств.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для лечения аномального положения нижней челюсти, включающем датчик положения нижней челюсти, электронный блок с источником звукового сигнала, быстросъемные средства крепления датчика и электронного блока к голове пациента, причем датчик смонтирован с возможностью поворота на стержневой рамке, охватывающей подбородок с возможностью изменения положения относительно него, согласно изобретению датчик является датчиком Холла с магнитным маркером для него, крепящимся на коже подбородка пациента, причем маркер выполнен из материала неодим-железо-бор, в форме диска диаметром 8-12 мм и толщиной 1,5-2,5 мм; датчик и электронный блок размещены в общем корпусе, который смонтирован с возможностью поворота на упомянутой рамке; электронный блок содержит интерфейс для подключения персонального компьютера и микропроцессор с запоминающими устройствами и узлом калибровки.

В частном случае изобретения рамка представляет собой пространственную конструкцию с несколькими стержнями, соединенными с возможностью изменения конфигурации рамки, на стержнях смонтированы с возможностью изменения их положения лобовая и боковые лицевые накладки из эластичного материала, причем предусмотрено крепление рамки к голове посредством охватывающих стержни лент.

Изобретение обеспечивает получение совокупности технических результатов: достижение высокой точности определения положения челюсти, наряду с возможностью индивидуальной настройки устройства под пациента и оперативностью контроля за динамикой процесса лечения.

Существо изобретения иллюстрируют Фиг.1-3, представляющие:

- Фиг.1 - общий вид в рабочем положении предлагаемого устройства для лечения аномального положения нижней челюсти (устройство смонтировано на голове пациента);

- Фиг.2 - часть предлагаемого устройства;

- Фиг.3 - упрощенная электронная блок-схема предлагаемого устройства.

Выполненное согласно изобретению устройство для лечения аномального положения нижней челюсти включает постоянный магнит 1 в форме диска, который закреплен (наклеен) на подбородке пациента и является маркером для магнитного датчика положения нижней челюсти. Этот датчик, а именно датчик Холла, вместе с указанными ниже элементами устройства заключен в корпус 2 в виде круглой коробки, которая подвешена на крепящейся к голове пространственной рамке, состоящей из жестких стержней 3, 4, 5, 6 и гибкой пластины - лобовой накладки 7. Эта лицевая накладка, выполненная обычно из пластмассы, вместе с аналогичными боковыми накладками 8, 9 обеспечивают неизменное положение рамки на лице при закреплении ее на голове посредством охватывающих затылок лент 10, 11. Упомянутый коробчатый корпус смонтирован на рамке с возможностью поворота (вращения в вертикальной плоскости), а стержни соединены между собой и с накладками посредством вращательно-поступательных кинематических звеньев (пар), что позволяет изменять (регулировать) конфигурацию рамки и положение накладок под конкретного пациента. При этом обеспечивается необходимое положение датчика Холла относительно маркера.

Маркер создает направленное перпендикулярно торцевым поверхностям диска сильное магнитное поле с большой неоднородностью. Благодаря этому небольшое смещение маркера относительно начального положения (на 0,5-2,0 мм), происходящее при движении нижней челюсти, приводит к заметному изменению параметров магнитного поля, что регистрируется датчиком Холла. При этом датчик вырабатывает электрический сигнал аналоговой формы, поступающий в электронный блок, упрощенная структура которого представлена на Фиг.3. Вместе с датчиком Холла (Д) 12 электронный блок 13 размещен в упомянутом корпусе 2.

Предусмотренный в электронном блоке аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14 преобразует поступающий от датчика сигнал из аналоговой в цифровую форму, необходимую для последующей обработки микропроцессором (МП) 15. Он содержит запоминающее устройство для регистрируемых данных (ЗУ) 15А и программное запоминающее устройство (ПЗУ) 15Б, где записаны программы для управляемых рабочих процессов. Имеется также узел калибровки УК (15В), где посредством калибровочной подпрограммы МП осуществляет калибровку датчика. Электронный блок снабжен не показанной на схеме батареей питания.

Перед началом лечения с использованием предлагаемого устройства проводят клиническое, функциональное и рентгенологическое обследование пациента с аномалией окклюзии. Затем определяют центральное положение нижней челюсти и фиксируют его посредством изготовленной для этого функциональной каппы. Теперь устанавливают устройство для лечения в рабочее положение и выполняют его автоматическую калибровку, после чего каппу убирают. Лечение достигается благодаря постепенному изменению привычного (аномального) положения нижней челюсти пациента за счет нейромышечной адаптации и направленного роста кости, что позволяет восстановить анатомически нормальные размеры и формы соответствующих частей тела.

Для осуществления этой возможности в электронном блоке предусмотрен узел задержки сигнала (УЗС) 16 с таймером-счетчиком, который отслеживает временные характеристики процесса движения челюсти. УЗС настроен таким образом, что при смещении челюсти на заданное расстояние с фиксацией нового положения в течение заданного времени (порядка 2-3 секунд) запускается генератор низких частот (ГНЧ) 17. От него включается зуммер (3) 18, и раздающийся звуковой сигнал предупреждает пациента о необходимости сделать мышечное усилие и возвратить челюсть в исходное, нормальное, положение.

Наличие такой обратной связи между пациентом и перемещением его челюсти создает возможность биоадаптивного управления, что является важным фактором успешного лечения. В предлагаемом устройстве эффективность биоадаптивного управления существенно повышена благодаря наличию в электронном блоке интерфейса (И) 19 для подключения персонального компьютера (ПК). При этом микропроцессор накапливает и передает на ПК информацию о смещении нижней челюсти пациента с указанием временных меток. Запоминающее устройство микропроцессора записывает данные измерений или выбранную часть их (в соответствии с заложенной в МП программой) в течение заданного временного периода. На мониторе ПК могут также отображаться вызванные данные из памяти. При необходимости к устройству может подключаться принтер. В итоге, находящийся в распоряжении лечащего врача объем данных позволяет осуществлять мониторинг динамики процесса лечения, внося по ходу необходимые коррективы. Обученный пациент (практически каждый грамотный пользователь персонального компьютера) может наблюдать за процессом лечения, корректируя свое поведение с большей точностью, нежели только руководствуясь предупредительным звуковым сигналом. Таким образом, пациент активно способствует процессу лечения, ускоряя его.

Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью определения положения челюсти при перемещении в сагиттальной, трансверзальной и вертикальной плоскостях, что во многом определено применением в устройстве магнитного датчика Холла. Он имеет преимущества в сравнении с типами датчиков, основанными на других физических принципах (оптическими, ультразвуковыми и др.), ввиду сочетания таких характеристик как большая зона реагирования, высокая точность показаний, устойчивость к помехам, простота устройства, дешевизна. Наличие датчика Холла, в сочетании с другими описанными признаками устройства, делают его эргономичным, удобным в применении. Магнитный маркер согласно изобретению выполнен из материала неодим-железо-бор, в форме диска диаметром 8-12 мм и толщиной 1,5-2,5 мм. Отклонение размеров этой «таблетки» относительно указанных сказывается отрицательно на эффективности устройства, ухудшает его характеристики. Слишком маленький маркер не позволяет определять положение челюсти с достаточной точностью, а слишком большую «таблетку» трудно разместить на подбородке, и пациент испытывает неудобства. Расположение маркера подбирается индивидуально, под конкретного пациента. Предлагаемое устройство легко монтируется на голове, необременительно при длительном ношении, не мешает разговаривать и принимать пищу. Наличие микропроцессора в электронном блоке позволяет осуществлять индивидуальную настройку устройства. Оно характеризуется также малым энергопотреблением и может использоваться длительное время без подзарядки батарей питания.

Представленное выше на Фиг.1, 2 конкретное выполнение устройства соответствует как изобретению в целом, так и частным его признакам, которые создают дополнительные удобства для монтирования устройства на голове пациента. В рамках изобретения возможны и другие конкретные выполнения (в частности, корпус 2 и стержни 3, 4, 5, 6 могут иметь другую конфигурацию).

Таким образом, изобретение обеспечивает получение совокупности технических результатов: достижение высокой точности определения положения нижней челюсти, наряду с возможностью индивидуальной настройки устройства под пациента и оперативностью контроля за динамикой процесса лечения.