CN112351750A - 用于获取牙科信息的电子印模托盘 - Google Patents

Abstract

本申请涉及可用于在牙科中获取三维和暂存测量的电子印模托盘(1)，所述电子印模托盘(1)包括设备，所述设备包含光学测量传感器系统(C)；电子系统，所述电子系统包括中央管理单元，所述中央管理单元能够收集、存储以及排序由所述传感器获取的数据，所述传感器分布在全部或部分所述印模托盘上，以便通过单次或多次印模获取全部或部分牙弓的光学印模。本申请包括具有全部或部分牙弓形状的部件(2、21)，所述部件(2、21)具有设计，所述设计可以变化，其变化根据其变形能力和/或由多个元件彼此铰接和/或可逆地组装和彼此固定的结构，比如以提供最佳形状。

Description

用于获取牙科信息的电子印模托盘

技术领域

本发明涉及一种电子印模系统，该电子印模系统用于获取全部或部分牙弓的三维视图，以获取牙齿信息。

背景技术

本发明的目的尤其是提出一种可用于在牙科中获取三维及暂存测量的电子印模托盘，所述电子印模托盘包括设备，所述设备包含光学测量传感器系统，所述光学测量传感器系统可能与超声波传感器和/或相干层析光学(coherent tomographic optics，OCT)相关联；电子系统，所述电子系统包括中央管理单元，所述中央管理单元能够收集、存储以及排序由所述传感器获取的数据，所述传感器分布在全部或部分所述印模托盘上，以便通过单次或多次印模获取全部或部分牙弓的光学印模。

本发明人已经提出了使用光学或超声波测量来对患者的口腔内进行诊断和(修护)义齿的手段，并且，结合计算机手段，使得能够设计和遵循临床行为的不同阶段，以引导在机器上的义齿的生产或通过与同事沟通进行诊断检索(diagnostic search)。

发明人的大量工作使他实现了专利中描述的众多发明例如，尤其是但不限于，EP0040165和EP0091876，涉及通过光学手段获取印模，最近(的发明)在新专利WO2011154656中。

是否这些文件实际上符合现代牙科的需求，尤其是如文件WO2011154656中描述，事实证明，在使用中，这些发明的实现需要额外的研究以便于其操作。

此外，已知文件中提出了其他解决方案。

试举一例，例如，文献US2017100219中，所述文献提出了一种印模托盘，所述印模托盘包括能够获取至少一部分牙齿或一组牙齿的印模的传感器装置，所述传感器装置与模制材料相关联，其通常用于获取印模，使得这样的托盘不令人满意。

从文件US2015118638中我们已知一种印模托盘，所述印模托盘由托盘或斜沟(chute)组成，并配备有传感器装置，所述传感器装置使得能够获取图像，这些图像相结合，旨在确定无牙颌个体的龈沟深度以使其匹配。这样的印模托盘不允许捕获牙科信息。

从文件US2017128173还已知一种扫描装置，所述扫描装置包括旨在由操作者握持的手柄和包括3D扫描仪的咬嘴件(mouthpiece)以及用于在所述咬嘴件内移动所述3D扫描仪的装置。如果能够将这种设备视为简单使用，则其使用受到限制。确实，无论该3D扫描仪在所述咬嘴件中移动的可能性如何，不是所有表面都能达到同样的精度，如果可以到达所有表面。

这证明，与光学印模相关联的骨骼轮廓知识需要复杂的操作和重要知识，这导致需要设计一种全局印模系统以响应规格。

根据这些规格，首先，所述电子印模托盘必须易于执业医生使用，并且其在口腔中的放置必须自发、短且快速。对于患者来说，其应该不会造成创伤。

尤其是，其形状必须适用于不同的(牙)弓形或者，再次，所使用的灯一定不能使选定的传感器眩目，因为它们的体积特别小。

由于要测量的区域受到脸颊和牙龈的限制，因此传感器的数量必须足够高，以使目标表面完全被读数覆盖。所述尺寸也要减小到最严格的最小值，这将立即排除使用结构化光投射的任何系统。无源系统(如立体镜和OCT)因此必须被使用，或系统地使用非常少的或合并的发射器和传感器，如超声。

还有必要增强口腔中的光学印模，通过同时或在非常接近的时间内收集牙齿表面的形状以及其阴影、牙龈表面、牙弓相对彼此的移动，如果时间允许，(以及)骨骼轮廓，这对患者仍然是一种惩罚行为。

本发明的目的是以较低的成本满足患者的需求，通过满足患者的舒适性和速度，同时又不需要执业医生进行太复杂或太长时间的培训，同时又保持合理的投资。

发明内容

因此，根据本发明的电子印模托盘，可用于在牙科中获取三维及暂存测量，所述电子印模托盘包括设备，所述设备包含光学测量传感器系统；电子系统，所述电子系统包括中央管理单元，所述中央管理单元能够收集、存储以及排序由所述传感器获取的数据，所述传感器分布在全部或部分所述印模托盘上，以便通过单次或多次印模获取全部或部分牙弓的光学印模，其特征在于，包括具有全部或部分牙弓形状的部件，所述部件具有设计，所述设计可以变化，其变化根据其变形能力和/或由多个元件彼此铰接和/或可逆地组装和彼此固定的结构，比如以提供最佳形状。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述光学测量传感器与超声波和/或相干层析光学(coherent tomographic optics，OCT)传感器相关联。

根据电子印模托盘的附加特征，根据本发明，所述电子印模托盘由例如热塑性材料或柔性树脂之类的可变形材料制造，在适应患者的口腔后不恢复到原始形状。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，其活动部件配备有传感器，具有适用的形状或通过变形而适用于咬合的特殊性。

根据依据本发明的电子载体的附加特征，由至少两个整体元件制造，每个整体元件适于获取牙弓的至少一部分的印模，所述至少两个整体元件被配置成使得所述至少两个整体元件中的至少一个的传感器与另一元件的传感器相关联，使得所述至少部分牙弓的光学印模由所述至少两个元件的传感器生成。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述至少两个可互锁的元件被成形为通过互锁可逆地连接。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述至少两个可互锁的元件被成形为磁性地连接。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述电子印模托盘包括用于调节深度的装置，所述装置包括用于在牙齿上支撑的装置。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述牙齿上的支撑装置包括在传感器之间突出的至少一个刀片、杆或其他。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，用于在牙齿上支撑的装置包括至少一个透明壁，所述透明壁延伸至所述传感器上方。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述透明壁具有标记。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述透明壁是可变形的。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述透明壁与另一透明壁滑动接触，所述另一透明壁与电动或非电动的装置配合，所述装置能够在所述透明壁之间产生摩擦运动。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，包括外围和/或中央抽吸系统和/或喷水和/或喷气系统。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述电子印模托盘包括用于投射非结构化的无源的光以照亮口腔内部的装置。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，所述电子印模托盘是黑色的，以便不妨碍信息的获取。

根据依据本发明的电子印模托盘的附加特征，包括传感器的部件,所述部件从所述印模托盘的其余部分分离出并且所述部件通过有线装置或无线通信系统连接至所述传感器。

从下面的描述中，根据本发明的电子印模托盘的优点和特征将变得更加清楚，所述描述与代表几个非限制性实施例的附图有关。

附图说明

图1a、1b、1c以及1d示出了根据本发明的电子印模托盘的不同实施例的平面示意图。

图2a、2b以及2c示出了在不同配置下的根据本发明的电子托盘的另一实施例的透视示意图。

图3a、3b以及4示出了在不同配置下的根据本发明的电子印模托盘的剖示图。

图5示出了根据本发明的电子印模托盘的特定实施例的透视示意图和分解示意图。

图6a、6b以及6c示出了在不同配置下的根据本发明的电子印模托盘的另一实施例的平面示意图。

图7a示出了根据构造变形的根据本发明的电子印模托盘的局部平面示意图。

图7b示出了图7a的截面示意图。

图8a示出了根据构造变形的根据本发明的电子印模托盘的局部平面示意图。

图8b示出了图8a的剖面示意图。

图9a、9b、9c、10a以及10b示出了根据不同替代实施例的根据本发明的电子印模托盘的平面示意图。

图11a示出了根据本发明的电子印模托盘的另一实施例的平面示意图。

图11b和11c示出了不同使用配置的相同印模托盘。

图12a和12b示出了根据本发明的电子印模托盘的变型的平面示意图。

图13a和13b示出了在特定布置下根据本发明的电子印模托盘的各部分的透视示意图。

图14a、14b以及14c示出了根据本发明的电子印模托盘的另一实施例的示意图。

图15示出了图14a、14b以及14c的电子印模托盘的元件的局部透视示意图。

图16a和16b示出了图14a、14b以及14c的光学印模托盘的实施例的变型的局部示意图和透视图。

图17a和17b示出了图14a、14b以及14c的电子印模托盘的实施例的变型中的变化的局部示意图和透视图。

图18示出了根据图14a、14b以及14c的电子印模托盘的剖面示意图。

图19示出了配备有选件的根据本发明的电子印模托盘的透视示意图。

图20示出了用于执业医生获取的电子印模的整体设备的透视图。

图21a和21b示出了根据本发明的电子印模托盘的实施的两种模式。

具体实施方式

本发明由一个印模托盘组成，所述印模托盘包括照相机和光投射装置(lightprojection means)，旨在面向牙弓或(牙)弓的一部分布置。

参考图1a、1b、1c以及1d，可以看到的是，根据本发明的不同类型的电子印模托盘1，其包括配备有一系列光学测量传感器C的部件2，所述传感器根据所述印模托盘的预期用途布置，由此在这些图中示出的不同类型的印模托盘1各自允许获取牙弓的限定部分的印模。

所述部件2基本上具有两个部件，一个部件20构成用于执业医生抓握的手柄，一个活动部件21包括传感器C。

因此，图1a和1b示出了用于半弓的印模的印模托盘1，并且图1c和1d示出了用于获取弓的一部分的印模托盘1c和1d。

可以注意到的是，所述部件优选地包括装置，未示出，所述装置布置在一系列传感器C之间，用于投射由简单的LED或激光或卤素产生的无源的、非结构化的光，以简单地照亮口腔内部但不用作为测量向量。

参照图2a、2b以及2c，可以看到的是，旨在获取完整(牙)弓的印模的印模托盘1，所述活动部件21为圆弧形。这样的印模托盘1可以适于获取上牙弓和下牙弓的印模。

有利地，所述部件2可以但不限于由例如热塑性或柔性树脂之类的可变形材料制造，并且优选地在适应患者的口腔之后不恢复到原始形状。

在这种情况下，在调整病人口腔变形期间，所述传感器和光投射装置被设置(provided)为能够单独地或成组地移动，从而不会(从)已知的和校准的空间位置移动得太远。

如图3a和3b所示，所述传感器可以但不限于成对地放置在所述印模托盘上，未示出，并且例如在每对中彼此连接(articulate)，以围绕一个或多个牙齿D，最优先地，同时保持在同一平面。

因此，图4示出了两个印模托盘，其中一个印模托盘通过例如一个连接点R显示在不同的位置，而另一个则保持静止。

现在参照图5，我们可以看到的是，根据本发明的印模托盘1的模块化的另一种可能性，尤其是整个传感器C系列是可移除的，以便能够或不能够捕获测量(capturemeasures)。

在这种情况下，所述部件2的活动部件21具有完整的(牙)弓形，包括但不限于，在传感器C的圆上的一个弧上的两个平行的系列，一个元件22从属于所述活动部件21，该元件22包括传感器第三系列，从而提高了精度、分辨率和/或测量表面。

参考图6a、6b以及6c，可以看到的是，由两个可连接部分23和24制造的印模托盘2，各自在其活动部分的高度上对应于半(牙)弓形，使得可以单独使用，或者为了获取(牙)弓的印模而一起使用，所述连接通过装置N实施，包括但不限于，机械或磁性(连接)。可以注意到的是，可以提供两个以上的可组装部件。

由于左上半(牙)弓形的印模托盘23对应于右下半(牙)弓形的印模托盘，因此该构造使得可以简化和减少印模托盘的数量，从而两个印模托盘23和24使得有可能制造四个半(牙)弓形，也可以通过将它们组合在一起来制造两个完整的高低(牙)弓。

参照图7a和7b，和，8a和8b，根据其他构造，可以看到的是，印模托盘也由两个元件25和26，和，27和28制造，只有在两个元件组装之后，元件的其中一个的C传感器与另一个元件的C传感器结合，从而实现获取的两个半(牙)弓形的印模的完美融合，因为它们的测量基于同一对象的一部分(一个或更多牙齿的面)不可变形并且在不同的印模托盘中通用。例如，可能对于一个印模托盘的传感器，是前庭侧，而对于另一个印模托盘的传感器，它将是相同牙齿的咬合面和舌面。

参考图9a、9b以及9c和图10a和10b，可以看到的是，可以提供可在事先移除另一部件的一部分的情况下彼此组装的元件。

参照图11a，可以看到的是，所述活动部分21可以是具有特定形状的板的形式，例如弯曲的，可能适用于咬合的特殊性，以便允许在咬合状态下拍摄上牙弓和下牙弓。

在图11b中，所述活动部件21的形状是与牙齿相对的凹形，在图11c中，所述活动部件具有凹部，以测量分离程度(disengagement)、咬合运动的基本值，并使得能够限定咬合面的动态模型且不借助复杂的机械或电子面部电弧(facial arcs)系统。

应当注意的是，通过将光学传感器与超声传感器系统和/或相干层析光学(coherent tomographic optics，OCT)系统结合，这允许包括骨表面且还包括牙齿的珐琅质部分的侧视图，以限制在某些治疗过程中(例如与冠或牙根有关的治疗)暴露于X射线。

参照图12a和12b，可以看到的是，根据本发明的印模托盘装置，可以在其光学传感器C上，可选地添加传感器、超声系统U和/或相干层析光学(coherent tomographicoptics，OCT)系统T。这些不同的系统可以是可移动的，如图12a所示，也可以是永久性的，如图12b所示，并有可能激活一个和/或另一个系统。

因此，可以选择一个人希望的测量类型，具有能够选择哪种测量必须是主导的优点。

现在参照图13，我们可以看到的是，存在一个校准系统，所述校准系统允许在印模托盘的使用寿命内随时检查传感器和不同分析方法的传感器的正确位置，尤其是用于光学部件C和T的控制位置，还可以重新平衡传感器的位置，并使图像处理系统在临床医生对患者口腔进行变形和适应后知道传感器的位置。此校准系统(system calibration，SC)可以具有平坦或弯曲的形状，以便能够装入印模托盘。

现在参照图14，可以看到的是，为了能够将测量的表面理想地定位在作为高精度区域的焦平面中，计划将其放置在牙齿上或不放置在牙齿上。在咬合传感器的情况下，此支点(fulcrum)如图14a所示在咬合面上(bearing on)，和/或如图14b所示在前庭或舌表面上。

在牙齿D上的支撑可以通过几种方式来实现，例如通过在图14c中可见的诸如杆、尖端、球或刀片(blade)30的间隔件3，或者诸如玻璃片的透明壁31，在图14a和14b中可见。

所述透明壁31可以部分或完全覆盖咬合表面和/或前庭和/或舌表面，如图15所示。

可以注意到的是，在使用所述透明壁31的情况下，有利地是，后者可以带有如图16a和图16b所示的雕刻(engraving)或目标G，在计算机屏幕上可见并且在查阅之前允许将印模托盘正确地定位在期望的区域中，还要跟随查阅过程中获取印模的进度。

同样有利地是，在动态立体拍摄的某些情况下，该校准和标度需要在印模开始时轻微移动。为了便于所述移动，增加了第二透明壁32，所述第二透明壁32在可接受的移动限度内在第一(透明壁)31上滑动，如图17a和17b所示，在图17b上示出了电机M，所述电机M使得能够产生摩擦运动。

所述照明系统优选在一个或多个透明壁31、32的外围，以避免表面上的反射，该反射可能妨碍良好的查阅。

然而，参照图18，在一个或多个透明壁31的后面可以具有例如LED类型的照明系统4，然后将玻璃选择为尽可能不反射的，并且光的投射将被制造以使其光轴和反射(如果存在)尽可能少地到达测量区域。

为了避免这种类型的反射，所述引导进行光扫描的光投射(light projection)必须始终远离并且尽量逐步减小。并且在闪光扫描期间，如果第一闪光在印模托盘的初始区域中，则第2(闪光)优选在相反的位置，因此，端部区域、在顶盒的第三闪光以及在端部区域的第四(闪光)等。

在拍摄过程中，可以添加唾液抽吸系统和/或水和空气投射，以保持测量区域尽可能干净，没有唾液、血液或薄雾。这些系统、流体源、抽吸源或能量源一直存在于牙科单元，将适用于印模托盘的全部或部分(例如外围)，如图19所示。

为了完成对测量区域的调节，可以作出加热印模托盘和/或透明壁的规定。

现在参照图20，我们可以看到的是，作为一个整体的光学印模设备。此设备包括一台配备有显示屏E的用于处理捕获图像的计算机P。它还包括一个或多个根据本发明的印模托盘，在这种情况下，所述印模托盘通过电线连接，可以知道的是，也可以有这种类型的无线，连接通过WIFI、蓝牙或其他任何(方式)。

拍摄的触发可以由医师D通过按钮、声音或使用踏板来实施，或者由患者P通过按钮来实施。

现在，如果参照图21a和21b，我们可以看出，所述印膜托盘2既可以由单独的一部分组成也可以由两部分组成，也就是说所述活动部件21可以是独立的，以减轻与口腔相邻近的部分的负担。为此，进行电器组件的最优分配。在所述印膜托盘由两部分组成的情况下，也就是说，活动部件21是以某种不可见的方式与托盘的其余部分或与计算机相连接的，所述连接可以通过导线F或无线通讯系统得以实现，优选地通过无线通讯系统连接。

Claims (17)

1.一种可用于在牙科中获取三维及暂存测量的电子印模托盘(1)，所述电子印模托盘(1)包括设备，所述设备包含光学测量传感器系统(C)；电子系统，所述电子系统包括中央管理单元，所述中央管理单元能够收集、存储以及排序由所述传感器获取的数据，所述传感器分布在全部或部分所述印模托盘上，以便通过单次或多次印模获取全部或部分牙弓的光学印模，其特征在于，包括具有全部或部分牙弓形状的部件(2、21)，所述部件(2、21)具有设计，所述设计可以变化，其变化根据其变形能力和/或由多个元件(34、24；25、26；27、28)彼此铰接和/或可逆地组装和彼此固定的结构，比如以提供最佳形状。

2.根据权利要求1所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述光学测量传感器与超声波传感器(U)和/或相干层析光学(coherent tomographic optics，OCT)(T)相关联。

3.根据权利要求1或2所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘由诸如热塑性或柔性树脂之类的可变形材料制造，在适应患者的口腔后不恢复到原始形状。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘的活动部件(21)配备有传感器(C)，具有适用的形状或通过变形而适用于咬合的特殊性。

5.根据权利要求1或2所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，由至少两个可互锁的元件(23、24；25、26；27、28)制造，每个可互锁的元件适用于获取牙弓的至少一部分的印模，并且，所述至少两个元件(23、24；25、26；27、28)被配置成使得所述至少两个元件(23、24；25、26；27、28)中的至少一个的传感器(C)与另一元件的传感器相关联，使得所述至少部分牙弓的光学印模由所述至少两个元件(23、24；25、26；27、28)的传感器制成。

6.根据权利要求5所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述至少两个可互锁的元件(23、24；25、26；27、28)被塑造为通过互锁可逆地连接。

7.根据权利要求5所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述至少两个可互锁的元件(23、24；25、26；27、28)被塑造为磁性地连接。

8.根据权利要求1或2所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘包括用于深度调节的装置(3)，所述装置包括用于在牙齿(D)上支撑的装置。

9.根据权利要求8所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，用于在牙齿(D)上支撑的装置(3)包括在所述传感器(C)之间突出的至少一个刀片(30)、杆或其他。

10.根据权利要求8所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，用于在牙齿(D)上支撑的装置(3)包括至少一个透明壁(31；32)，所述透明壁(31；32)延伸到所述传感器(C)上方。

11.根据权利要求10所述的电子印象托盘(1)，其特征在于，所述透明壁(31；32)具有标记(G)。

12.根据权利要求10或11所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述透明壁(31；32)为可变形的。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述透明壁(31)与另一透明壁(32)滑动接触，所述另一透明壁(32)与电动或非电动的装置配合，所述装置能够在所述透明壁(31、32)之间产生摩擦运动。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘(1)包括外围和/或中央抽吸系统(S)和/或喷水和/或喷气系统。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘(1)包括用于投射非结构化的无源光以照亮口腔内部的装置。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘(1)为黑色，以便不妨碍信息获取。

17.根据权利要求1至16中的任一项所述的电子印模托盘(1)，其特征在于，所述电子印模托盘(1)包括传感器(C)的部件(21)，所述部件(21)从所述印模托盘(2)的其余部分分离出并且通过有线装置(F)或无线通信系统连接至所述传感器(C)。

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