CN103327927A - 牙齿附连质量的测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试附连到牙（14；17）表面上的牙冠（11）之间的附连质量的方法和设备。所述方法包括：探测与所述牙冠（11）接触的元件（16、20、21、31）的至少一个共振频率；并且将所探测到的共振频率解释成所述牙冠至牙的附连程度。

Description

牙齿附连质量的测试设备

技术领域

本发明涉及一种用于测试附连在人或者动物受检者的牙上的牙冠，特别是牙桥的冠部的附连质量的方法和设备。

背景技术

牙桥是可用于更换脱牙的牙修复部。它们是假牙和牙齿植入体的良好替代方案；它们提供了比假牙更高的稳定性，并且其过程比放置牙齿植入体侵入性更小。牙桥是一种牙科医生用来填补由脱牙（或者多颗脱牙）所形成间隙的方法。附连过程和成本依据牙桥类型而变化。

现在参见图1，通常，牙桥10是由间隙12两侧的牙齿的两个牙冠11和其中间的假牙或者补换牙13所组成的。可以使用正常牙14与15、牙齿植入体或者正常牙和牙齿植入体的组合来支承桥部10。

在初步处理期间，牙科医生可以向下雕刻由脱牙留下的间隙任一侧的牙。一旦已经充分准备好牙齿，则取出模具或者印模，并且制造出定制的桥部和牙冠。最后，将放置临时牙冠和桥部来保护患者的牙并防止进一步损坏齿龈。

大部分患者可能在其与牙科医生初次约诊大约一周后回到牙科医生那里以放置永久性的修复齿。牙科医生可能使用粘固粉或者固结溶液来将牙冠和桥部保持在适当位置并且然后磨光修复齿的牙尖以为患者提供舒适的咬合。

虽然牙桥处理对于脱落某些牙的患者来说是一种有效解决方案，但是存在某些与所述处理有关的风险和限制。

一个主要风险是牙冠至周围牙的附连。如果在牙冠和牙之间存在松动接触，则龋齿的风险增加了。对于固定桥置换最常见的原因是龋齿或者下层牙结构的腐烂。一旦桥部的任一桥基牙显现出龋齿（腐烂），则必须更换至少为三个牙冠的整个桥部。桥基牙通常还必须进行例如牙髓覆盖、髓部堵塞、牙冠延长或者根管治疗的更多处理。

例如，通过US5,392,779和WO2004/110272已知了植入体质量测试设备。然而，这些发明涉及植入体插入骨头中的稳定性并没有考虑到测量牙冠和牙之间的附连质量。

发明内容

因此，存在探测牙冠（特别是，牙桥冠）与牙之间的附连是否存在问题的需求。

因此，存在一种用于临床观察牙冠与牙表面之间的附连质量的方法和配置的需求。一种非破坏性测试有助于探测并减少该类破损，并且还能够在桥部附连上进行周期测试，该周期测试被使用来确保桥部附连仍然是满意的。

因此，本发明的目的是提供一种非破坏性测试，其能够给出牙冠与牙冠附连至其上的牙之间的附连质量和/或程度的可靠指示。

因此，提供了一种测试牙冠附连到牙表面（和/或附连到植入体上的牙）上的附连质量的方法。所述方法包括：探测与牙冠接触的元件的至少一个共振频率；并且根据牙冠与牙之间的附连程度来解释所探测到的共振频率。该方法可能包括将所述元件可释放地附连到牙冠或者连接于其的部件上的步骤。所述元件可能包括悬臂梁。所述梁通过螺纹孔附连到牙冠或者连接至牙冠的部件上。该梁可能还借助于粘合剂附连到牙冠或者连接至牙冠的部件上。该梁可以结合到牙冠或者附连至其上的部件中。

该方法可能包括将所探测到的共振频率与来自早先测量的相同或类似元件的共振频率的一个或多个值进行比较的步骤。该方法可能包括利用交流信号来激励元件、探测元件对交流信号的响应并且改变交流信号的频率直到所探测到的元件的响应处于极大值的步骤。该方法可能包括导出输出，该输出是响应信号的电压与激励信号的电压的比值。该方法还意味着产生元件的脉冲激励并探测响应值，并且进行响应信号的频率分析。优选是，测量是不接触的。

本发明还涉及一种牙冠附连质量的测试设备。该设备包括检测器，该检测器用于当元件附连到牙冠上时探测该元件的至少一个共振频率。用于探测该元件的至少一个共振频率的检测器可能包括利用交流信号激励该元件的器件和探测该元件对交流信号的响应的换能器，所述配置是如此的，即，改变交流信号的频率，并且换能器探测何时该元件的响应处于极大值。激励器件和/或检测器可能包括压电构件，所述压电构件包括由可变频率振荡器驱动的激励器件。该元件包括可探测部分，并且检测器部分包括用于不接触地探测所述可检测部分的检测器。

根据一个实施例，该元件可能包括磁性部分，并且检测器可能包括线圈。

根据一个实施例，该元件可能包括标记物，并且检测器包括照明检测器。

根据一个实施例，元件可能由铁磁材料组成，并且检测器可能包括用于探测外部磁场中的干扰的线圈。

该设备可能还包括放大器、处理器和数据存储器。处理单元进一步被配置来改变振荡器的频率输出，并且将结果存储在数据存储配置中。至少一个线圈可以被配置成向附连到该元件上的元件输出磁脉冲，并且探测来自元件的与磁脉冲对应的响应。

附图说明

现在参见附图、仅通过举例来进一步描述本发明，其中：

图1是牙桥的示意图；

图2是根据本发明的设备的第二实施例的示意图；

图3是根据本发明的设备的第二实施例的示意图；

图4是根据本发明的设备的第三实施例的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的牙桥的示意图；

图6是用来获得共振频率的粗(coarse)扫描的简图；

图7是示出一特殊桥部的随时间而变的共振频率的示意图；以及

图8是示出用于获得图3的设备的共振频率的扫描数据的简图。

具体实施方式

参见图2，其显示了本发明的第一方面，该设备包括悬臂梁20形式的元件，该悬臂梁20借助于例如螺纹区段或者粘合剂附连到桥部10（在该情况中为假牙）的适当位置处的固定件上。桥部可以是许多已知类型中的任何一种。两个换能器，例如压电构件或者应变计量器21和22附连（例如，粘结）到悬臂梁20的相反侧，计量器21是激励器计量器，并且计量器22是接收器计量器。

如本文使用的、用于限定可测量部分与牙冠/桥部之间的连接的术语“附连”将被概括地解释为包括结合在牙冠/桥部内部或者附连到牙冠桥的表面上。

激励器计量器21可以由可变频率振荡器来驱动，例如正弦激励电压形式的信号经由放大器从该可变频率振荡器输送至计量器21。振荡器和放大器可以结合到频率响应分析器28中。

由接收器计量器22探测到的信号被电荷放大器27放大并且作为输入施加给分析器28。表示响应电压与激励电压之间比值的输出从分析器输送至例如微处理器26的处理器，其用来改变分析器28的振荡器的频率输出并且将结果存储在数据存储器29中。所述结果可以打印出和/或显示在示波器25和/或交流电压表等上。

在使用中，梁20可以固定（螺接）到桥部10上。然后将例如1伏特的等幅交流激励信号经由计量器21应用至梁20。交流激励信号的频率被改变，直到显示在示波器25上的信号的振幅处于极大值。共振频率是如此的频率，即，在该频率下，响应电压与激励电压的比值的振幅处于极大值。

图6显示出来自用于粗略地获得共振频率的粗扫描的数据。然后围绕该区域使用精细扫描来确定该频率，一般更精确地确定出第一或者基本频率。记录下该频率并且例如与其他桥部/牙冠在类似的粘结阶段的数据进行比较。

对于特殊的桥部附连可能预计到，共振频率将如图7中所描绘的那样随时间而变化。因此，通过将所探测的共振频率与类似的先前测量的预先编辑的数据进行比较，可以获得牙冠至牙的附连程度的指示。

基于共振频率变化（而不是振幅变化）的探测和比较的所述技术对确定牙冠（多个牙冠）与牙（多颗牙）之间、作为其刚度的功能的附连质量是有效的。

如图2所示的悬臂梁20优选可能是例如铝、不锈钢或者钛的金属，其被定尺寸成提供1到20kHz的级别、更具体地说5到15kHz的级别的共振频率范围，并且优选在大约10kHz的区域中。

例如，可以在悬臂梁的侧部上与所示换能器或者计量器21和22成90°地安装另一对激励/探测换能器或者计量器，以便在无需将该梁重新定向在桥部上的情况下提供与后种换能器成直角的读数。另外或者替代地，可以相对于牙桥或者牙冠适当地转动该梁和/或换能器系统。

可以例如利用风干的丙烯酸类材料来包覆换能器或者计量器及选择性地还包覆该梁，以在设备的灭菌期间保护换能器。连接到换能器上的电连接或者电线设置成或者适合于使它们在共振结构上的阻尼效应最小。所述元件可以采用不同于悬臂梁的形式，和/或可以通过其他接收器／发射器构件来代替压电换能器，例如，应用声波共振。代替是基本上直边的，该梁可能是大致U形的，并且通过其基底连接到桥部或者牙冠上。换能器或者等同物可以安装在相同或者相反的边缘（limbs）上。

根据本发明的第二方面，不接触地执行测量。

参见图3，该系统包括附连到桥部10上的悬臂梁形式的元件30。元件30设有磁性元件31。磁性元件31可以设置在梁30的一个端部处，例如，设置在自由端上或者结合到该梁内部。

该系统的第二部分包括测试设备35，其包括探测器351和响应分析仪单元352。探测器351包括用于探测磁性元件31的振荡的线圈353。

在该情况中，牙冠11中的一个附连至牙17，该牙17连接到代替真正的牙齿的植入体上。植入体借助于螺纹部分18锚固到骨头上。

为了在该梁中产生振荡，必须激励它。这可以手动地或者借助于电激励器在该梁上施加作用力F来进行。

由探测器350探测到的信号被放大器354放大并且作为输入施加至分析器。表示响应电压与激励之间比值的输出从分析器输送至例如微处理器355的处理器，其用来改变分析器的振荡器的频率输出并且将结果存储在数据存储器356中。所述结果可以打印出和/或在显示器等上显示出。

现在参见图4，示出了本发明的第三实施例，根据本发明的配置的第一部分包括如在先前实施例中附连至牙桥10的悬臂梁31形式的元件。在该情况中，该梁31具有设置在梁21的一端处的标记，例如，线。

该配置的第二部分包括测试设备450，其包括探测器451和响应分析器单元452。探测器450包括光源453a（优选然而并非排他地为激光器）和光检测器453b，该光检测器453b用于探测来自该梁的反射并且从而探测该梁的振荡。光源优选是激光二极管。该梁设有一个或几个标记物，例如更暗（或者更亮）区段，其起到反射光的作用。

手动地或者例如借助于电激励器在该梁上施加力F来激励该梁。

探测器末端上的光源照亮该梁并且光检测器453b探测反射光。所探测到的光信号被检测器转换为电信号，并且由探测器451探测到的信号被放大器454放大并作为输入应用至分析器。表示响应电压与激励的比值的输出从分析器输送至例如微处理器455的处理器，其用来改变分析器的振荡器的频率输出并且将结果存储在数据存储器456中。所述结果可以打印出和/或在显示器等上显示出。

在使用中，悬臂梁31被固定到牙桥10上。优选但并非必定是，根据本发明的该梁是一次性的，这意味着其可以被拆下并处置掉，以提供卫生的测试配置。

图8显示了来自粗扫描的数据，其用于大致获得图3的设备中的共振频率。然后围绕该区域使用精细扫描来确定该频率，一般更精确地确定出第一或者基本频率。记录该频率，并且例如与先前测量（例如，当安装桥部时）的数据进行比较。

对于特殊的桥部，可预期到，共振频率将随牙冠在牙上的附连程度而变化。因此，通过将所探测到的共振频率与相同桥部的先前的编辑数据进行比较，可以获得所述桥部的附连程度的指示。

基于共振频率变化（而不是振幅变化）的探测和比较的技术对确定附连质量是有效的。

该梁可能优选是例如钛或者铝的金属材料，该梁被定尺寸成提供在大约1到20kHz的级别、更具体地说1到10kHz的级别的（放置桥部和梁的）系统的共振频率范围，并且优选在大约8KHz的区域中。例如，在图2和3的实施例中，直立的梁可能为大约1厘米高。

在又一实施例中，悬臂梁可以由铁磁材料制成并且可以借助于由场发生器产生的外部磁场而达到激励。场发生器可能是用于产生直流磁场的永磁体或者是用于产生交流磁场的线圈。探测器可能也设置在外面。

可以利用磁脉冲来激励附连到智能栓柱（peg）（梁）上的磁体。每个脉冲之后，由测量探测器中的线圈所收集的栓柱的自振动结果产生了交变磁场。可以由同一探测器（或者另一探测器）中的另一线圈产生磁脉冲。

金属栓柱具有比换能器简化的机械设计并且不需要单独校准。不可能将任何校准参数都存储到它们中，因为它们未被电气地连接到仪器上。而是，通过仔细地控制制造过程，使栓柱之间的个体差异减到最小。

当栓柱以其共振频率振动时，它们还具有更简单的机械特征。其更敏感并且具有降至非常低的附连稳定性的可预测特性。

测量可能由许多脉冲，例如4个或30个脉冲组成。在30个脉冲的情况中，这些脉冲覆盖了从1到10kHz的频谱。因为脉冲的频带更窄，所以30个脉冲包含更多能量。这使得响应信号更强，并且提高了信噪比，使得本发明的测量设备对周围的电磁噪声不敏感。本领域的技术人员意识到，脉冲的数量不限于4个或30个。

图5中示出了牙桥10的一实施例。在所述实施例中，将例如磁性或者光学部分16的可探测部分结合到牙冠11或者假牙3中。该实施例允许使用相同的测试点。

很清楚，可以在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种改进。

可以例如利用风干丙烯酸类材料来包覆换能器或者计量器及选择性地还包覆该梁，以在设备的灭菌期间保护换能器。所述元件可以采用不同于悬臂梁的形式。代替基本上直边的，该梁可能是大致U形的，并且通过其基底连接到桥部上。此外，还可以使用例如紫外线、声音等替换的检测器。

本发明不限于桥部并且可以被应用到牙冠或者附连至牙的其他配置上。

Claims (23)

1.一种探测附连到牙（14；17）的表面上的牙冠（11）之间的附连质量的方法，所述方法包括步骤：探测与所述牙冠（11）接触的元件（16、20、21、31）的至少一个共振频率，并且根据牙冠至牙的附连程度来解释所探测到的共振频率。

2.根据权利要求1所述的方法，包括可释放地将所述元件附连到所述牙冠或者连接至所述牙冠的部件上的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述元件包括悬臂梁。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述梁通过螺纹孔附连到所述牙冠或者连接至所述牙冠的部件上。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述梁借助于粘合剂附连到所述牙冠或者连接至所述牙冠的部件上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述元件被结合到所述牙冠或者附连到其上的部件中。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，包括将所探测到的共振频率与来自早先测量的相同或类似元件的共振频率的一个或多个值进行比较的步骤。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，包括利用交流信号来激励所述元件、探测所述元件对所述交流信号的响应并且改变所述交流信号的频率直到所探测到的元件的响应值处于最大值的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括导出输出信号，所述输出信号是所述响应信号的电压与所述激励信号的电压的比。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量是不接触的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括脉冲激励所述元件，并且探测来自所述元件的响应，并且分析所述响应信号的频率。

12.牙冠（11）附连质量的测试设备，其特征在于，所述设备包括检测器（27、351、451），该检测器用于探测附连至所述牙冠（11）的元件（16、20、21、31）的至少一个共振频率。

13.根据权利要求12所述的设备，包括用于以交流信号来激励所述元件的器件和用于探测所述元件对所述交流信号的响应的检测器，从而当所述元件的响应处于最大值时所述交流信号的频率发生变化并且所述检测器进行探测。

14.根据权利要求12所述的设备，包括压电构件，该压电构件设置成所述激励器件，所述激励器件配置成由可变频率振荡器驱动。

15.根据权利要求12所述的设备，其中所述元件包括磁性部分。

16.根据权利要求12所述的设备，其中所述检测器包括线圈。

17.根据权利要求12所述的设备，其中所述元件包括标记物。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述检测器包括照明检测器。

19.根据权利要求12所述的设备，其中所述元件包括铁磁材料。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述检测器包括用于探测外部磁场中的干扰的线圈。

21.根据权利要求12-20中任一项所述的设备，还包括放大器、处理器和数据存储器。

22.根据权利要求21所述的设备，其中所述处理器还被配置成改变振荡器的频率输出，并且将结果存储在所述数据存储布置中。

23.根据权利要求22所述的设备，包括至少一个线圈，所述线圈配置成向附连到牙冠或者附连至其的部件上的元件输出磁脉冲并且探测与来自所述元件的所述磁脉冲相应的响应。

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