CN1237096A - 适应齿桥结构的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在适应带有多个连接件(23)的齿桥结构(22)以使齿桥结构将固定件安装在病人颚部中的方法中,确定了用于齿桥结构的一参考平面(27)及用于病人颚部的模型(20)的一参考平面(21)。此外,伸出件(30)安装在模型中的每个固定件(24)上。在实际适应之前,安装齿桥结构和模型以使其参考平面在一预定平面中延伸。控制一刀具以缩短每个伸出部和每个连接件以在缩短后使其端面平行此预定平面。缩短连接件使其端面与预定平面相距等于a－b的c距离,a是垂直于参考平面的模型和齿桥结构的所需的全部高度。还公开了一种实施此方法的装置。

Description

适应齿桥结构的方法和装置

本发明涉及一种用于适应齿桥结构以将固定件安装在一病人颚部的方法和装置，所述齿桥结构包括多个连接件，当齿桥结构连在一病人的颚部中时每个连接件适于连至一个固定件上，以及一在连接件之间延伸的牙齿支撑件。

由于疾病或事故的原因，人们会在一个或两个颚部中失去几个牙齿。这些牙齿必须用以假牙形式的人造牙代替。假牙要么可取下要么固定在由外科手术已插入颚骨中的夹具中。

申请人以前的申请WO90/05499公开了一种制造用于支撑人造牙的装置的方法，此装置以下称为齿桥结构。齿桥结构适于安装到固定件上，固定件完全或部分嵌入颚骨中。固定件可以是夹具或安装有伸出件的夹具。齿桥结构由一模具模制成一整块，此模具单独为每个病人准备。它具有一用于每个安装齿桥结构的固定件的管状连接件以及一在连接件之间延伸并在形成的假牙中支撑人造牙的牙齿支撑装置。当模制齿桥结构时，发生尺寸变化，这使得齿桥结构不能最好地安装固定件。

根据上述的WO90/05499，此问题可由以下方式解决。伸出件用螺栓固定在病人颚部的一模型中的固定件中。此后确定一个或多个通过伸出件的平面。这些平面确定成使得齿桥结构相对于颚部位于所需平面中。接着缩短伸出件使它们的端面位于一预定平面中。最后，齿桥结构连接件的端面处理成当齿桥结构安装到固定件上时连接件位于预定平面中。

对伸出件和连接件端面的处理以高精度加工是很重要的，这样一伸出件的端面和连接件相应的端面会真正位于一公共平面中。公共平面线一致，当齿桥结构安装到固定件上的应力会越小。

WO90/05499描述这些平面可以当伸出件安装在一人造颚部连接件中时模型以及由通过伸出件标记出的一个或多个所需要的平面形成。接着带有伸出件的模型通过一电火花加工机床，在其中伸出件在指定平面中切割。接着连接件以相应方式在电火花加工机床中切割。当所有伸出件和所有连接件在同一个平面中切割时作用最佳。如果某人想在不同高度切割伸出件，必须进行精确的人工测量和平面标记并精确地设置电火花加工机床。

因此本发明的一个目的是提供一改进的方法和一种改进的装置，用于适应一齿桥结构以最优地将固定件安装到病人的颚部中。

另一个目的是提供这样一种方法和这样一种装置，它们能高精确地合理地适应齿桥结构。

还一个目的是提供这样一种方法和这样一种装置，它们可以在适应中减少人工操作，从而减少误差的危险。

上述目的是由具有权利要求中所述特征的方法和装置实现。

根据本发明的方法，一种齿桥结构适于非常精确地将固定件安装到病人的颚部中。通过为模型和齿桥结构确定平行的参考平面，它们可以在适应过程中以限定好的位置安装。通过使刀具垂直参考平面操作，在缩短连接件和伸出件时还可以取得很好的精确度。刀具在缩短操作中与朝预定位置的移动也对高精度有作用，因为可以消除所有的平面位置的人工确定。

在本发明方法中，一齿桥结构于是适于将固定件安装到病人的颚部中。这些固定件可以包括例如插入病人颚部的夹具，或带有有螺栓固定的分隔件。

齿桥结构具有一牙齿支撑装置和多个连接件。当齿桥结构完全适应后每一个都连在病人颚部中的一固定件上。但连接件在适应过程中会缩短并设有伸出件。不适应的齿桥结构的连接面的端面则不会直接连到固定件上。

在本发明方法中，为齿桥结构确定一第一参考平面而为其中设有固定件的病人的颚部模型确定一第二参考平面，当齿桥结构安装到模型中的连接件上时这些参考平面平行。这可以由齿桥结构可松开地连至模型上而简单地实现，然后齿桥结构和模型的组件安装到两个平行的板之间，齿桥结构连到一个板上而模型连到另一个板上。接着板形成用于齿桥结构和模型的参考平面。这些参考平面可以使齿桥结构和模型在彼此间限定好的位置中安装。

此外，一伸出件安装在模型中的每个固定件上。伸出件应构成固定件的实际延伸部并与其具有相同的纵轴。

在实际适应之前，齿桥结构和模型单独或同时安装，使其参考平面在一预定平面中。结果，模型和齿桥结构在适应过程中彼此具有限定好的位置。

根据本发明，控制一刀具以缩短每个连接件和每个伸出件，在缩短后使其各端面平行于预定平面，这具有控制简单且因此精度较高的优点。

缩短连接件使其端面与预定平面间距b距离，同时缩短伸出件使其端面与预定平面间距等于a-b的距离，a是垂直于参考平面的模型和齿桥结构的所需的全部高度。距离c和b对不同的伸出件和不同的连接件可以不同。但对一对相连的一个伸出件和一连接件，c+b总是等于a。

在一优选实施例中，用于每个连接件端面的垂直于预定平面的位置在缩短之前确定，而且在每个连接件上去除x的距离。在缩短后刀具将与预定平面间距b的距离。与预定平面间距c的伸出件缩短的最终距离可在此情况中容易地确定。

最后，齿桥结构永久性地安装到伸出件上，例如通过焊接，而带有伸出件的齿桥结构从模型上取下。

下面将参照附图根据一实施例详细描述本发明，其中：

图1是本发明装置的一示意图；

图2示意性地示出其中组装有一齿桥结构和一模型的一组件装置；而

图3a-b示意性地示出一齿桥结构及一颚部的模型上的伸出件如何适应。

在图1所示本发明的一个实施例中，此装置基本包括一刀具1，一定位装置2和一用于刀具1和定位装置2的控制单元3。

刀具1和定位装置2设在一公共基座4上。刀具1包括一铣刀5，铣刀5由一高速驱进电机6驱动，而电机6位于一固定支座7中。固定支座7在一轨道导向装置8上由一丝杠9可以移动，而丝杠9由一第一步进电机10驱动。固定支座7以及铣刀5的移动沿第一轴线x进行。

一测量销11安装在固定支座7的一侧上。测量销11相对于铣刀5有一预定已知的位置关系。

定位装置2包括一磁性支架12，支架12具有一设成垂直于轴线r的支撑平面。磁性支架12设在一第二步进电机13的外轴上。磁性支架12可绕一轴线p转动，此轴线p垂直于支撑平面并平行于轴线r。第二步进电机13设在第二固定支座14中，同第一支座7一样第二固定支座14可借助于由一第三步进电机17驱动的丝杠16在一轨道导向装置15上移动。此定位装置的固定支座14的移动沿轴线y进行，轴线y垂直于轴线r和p并平行于所述支撑平面。

控制单元3包括一PLC18,PLC18同四个电机相连并具有一键板形式的输入装置19，通过它数据可以输入PLC中而刀具的电机6、10以及定位装置的电机13、17可以得到控制。

下面将描述一齿桥架结构如何由图1中的装置适应的例子。

当一病人要装有人工牙时，通过外科手术将夹具插入颚骨中。接着制成带有插入的夹具的颚部的模型并铸成钛制的齿桥结构。颚部模型和齿桥结构的加工不属于本发明的内容而将不在下面详细描述。对此可参见上述的WO90/05499，其中描述了如何完成这种加工。

适应由齿桥结构和模型安装在一组件装置中开始。完成的组件和组件装置如图2所示，下面对此进行描述。在组件中，首先颚部模型20安装在一金属板21上。接着齿桥结构22的连接件23由粘结蜡固定在颚部模型中的固定件24上。组装成的颚部20和齿桥结构22放置在组件装置中，组件装置包括两个平行的板25、26，板25、26可以彼此面对或背离地移动。颚部模型的金属板21由石膏固定在组件装置中的上板25的下侧上。在此位置中，齿桥结构22嵌入石膏中并位于金属板27上，组件装置中的下板26抵住金属板27移动以便金属板27平直地坐落在组件装置中的下板26上。由此步骤，在其上安装有颚部模型20和齿桥结构22的两个金属板21、27将平行。此外它们形成颚部模型20和齿桥装置22的参考平面。这些参考平面用来在适应过程中将颚部模型和齿桥结构设置在一限定好的位置中。在下面的步骤中，测量出两个金属板之间的距离a。此距离表示垂直于板25、26的齿桥结构和颚部模型的组件的所需高度，将此距离由输入装置输入PLC。或者，a可以是固定值，贮存在PLC中。不管怎样，在实际操作中PLC必须获得此值。

在组装阶段后，对齿桥结构进行定位编程。为此，齿桥结构22与颚部模型20分开并放置在磁性支架12上，以使其金属板27位于磁性支架的平面中。在测量销11上设置一套筒。通常，磁性支架12通过PLC的键板19由第二和第三步步电机13、17操纵，以便第一连接件23位于同测量销11的套相对处。此操纵通过转动磁性支架并使其在Y方向移动而进行。通过在磁性支架12的方向中移动第一固定支座7，以便套筒紧靠磁性支架12或经过它可以检查是否连接件正确定位。当取得正确定位时，操纵者通过键板19向PLC18发出一信号，PLC18自动记下第一、第二和第三步进电机10、13、17的位置。对每个连接件23重复此步骤。当此定位编程完成时，连有齿桥结构的磁性支架12在Y方向移动一预定距离，此预定距离相应于在Y方向中测量销11和铣刀5之间的距离。铣刀进给至在定位编程中获得的第一步进电机的位置。在此适应开始的位置中，铣刀位于紧邻近第一连接件23的端面。PLC18控制铣刀5垂直磁性支架12的平面从连接件去除一x距离的材料。尺寸x与位置编程相关由键板19输入PLC中。尺寸x可以对所有连接件23都相同或对各个连接件单独预定。或者，x可以对每种夹具预定，x表示应该保留在伸出件上的距离。图3示意性地表示如何去除齿桥结构上一连接件的材料。

当完成对第一连接件23上的材料去除时，连接件的端面将平行于磁性支架12的平面并位于与磁性支架的平面相距b的距离，此距离b由在定位编程中预定的开始位置及x决定。

当第一连接件的适应完成时，PLC调整第二和第三步进电机13、17，以使第二连接件位于同铣刀5相对的位置上。在此使用记录在定位编程中的第二连接件的那些数据。当正确定位时，材料以与第一连接件所述相同的方式从第二连接件上去除。接着对其余的连接件重复此适应。

当齿桥22的适应完成时，将其从磁性支架12上取下并换上颚部模型20，其金属板21将位于磁性支架12的平面中。在颚部模型安装在磁性支架上之前，管状伸出件拧装在固定件24上。

颚部模型20的适应也由定位编程阶段开始，定位编程与上述齿桥结构的同样方式进行。在定位编程后，磁性支架12在y方向移动预定距离。

当适应第一伸出件时，通过使第一步进电机10朝向第一伸出件的位置前进而使铣刀5由第一步进电机10进给至伸出件的端面，这在定位编程中确定。随后，PLC18控制铣刀以去除材料直到它到达由a-b决定的一最终位置c上，a是颚部模型和齿桥装置的上述全部高度的尺寸，而b是在第一连接件适应过程中从磁性支架12的平面至铣刀5最终位置间的距离，如上所述，b由从第一连接件去除的材料开始位置和x决定。当完成从第一伸出件去除材料时，伸出件的端面将平行磁性支座的平面并位于与平面相距c的距离。材料的去除由图3示意性地示出，一伸出件由30表示。

当完成第一伸出件30的适应时，PLC调整第二和第三步进电机13、17以使第二伸出件同铣刀5相对。当正确定位时，材料以与第一伸出件相同的方式从第二伸出件上去除。接着对其余伸出件重复适应。

当模型和齿桥结构的适应完成时，齿桥结构的连接件焊接到模型的伸出件上。接着松开螺栓，通过它伸出件安装到模型的固定件上，以使形成的齿桥结构可以从模型上取下并安装到病人颚中的固定件上。

以上描述了材料首先从齿桥结构接着从模型上去除。但这种去除也可以以相反的顺序进行。而且，模型和齿桥结构可以同时组装在磁性支架上而且定位编程可以在材料去除前对这两个部件进行。

有益的是，定位编程还可以自动由传感器进行，传感器可以安装在测量销或铣刀上。

以上描述了齿桥结构是一种铸造结构，但本发明可用于以其它方式制成但需要适应以安装固定件的齿桥结构。

从齿桥结构和模型上去除材料可以如上所述由铣制完成，但也可想出其它方法如钻制。

Claims (10)

1．一种适应一齿桥结构以将固定件安装在病人颚内的方法，其中所述齿桥结构包括多个连接件，当齿桥结构连到病人颚中时每个连接件适于连接到一个固定件上，以及一在连接件间延伸的牙支撑装置，所述方法包括以下步骤：

a)为齿桥结构确定一第一参考平面而为其中设有固定件的病人颚的一模型确定一第二参考平面，当齿桥结构安装在模型上时所述参考平面相互平行；

b)将一伸出件安装在模型中的每个固定件上；

c)将齿桥结构安装成第一参考平面位于一预定平面中；

d)控制一可垂直于所述预定平面移动的刀具以缩短每个连接件，使在缩短后使每个连接件的端面平行预定平面并与预定平面间隔b的距离；

e)将模型安装成其参考平面位于预定平面中；

f)控制刀具以缩短每个伸出件，以在缩短后使端面平行预定平面并与预定平面间隔c的距离，c等于a-b，其中a是垂直于参考平面的模型和齿桥结构的所需的全部高度；而

g)永久地将齿桥结构固定到伸出件上并松开齿桥结构使伸出件从模型上脱离。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制刀具以缩短每个连接件以使每个连接件的端面与预定平面相隔一b间距的步骤在缩短之前包括为每个连接件的端面确定垂直于预定平面的位置，以及在每个连接件上去除一x的间距。

3．如权利要求1或2的方法，其特征在于，步骤c)和d)用于模型而不用于齿桥结构，而且步骤e)和f)用于齿桥结构而不用于模型。

4．如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，缩短步骤通过垂直于预定平面铣去材料而进行。

5．如上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，确定第一和第二参考平面的步骤包括可松开地将齿桥结构连到模型上；以及将齿桥结构和模型的组件安装在两个平行板之间，齿桥结构固定到一个板上而模具安装到另一个上，以及所述板确定所述参考平面。

6．用于适应一齿桥结构(22)以将固定件安装在一病人的颚部中的装置，所述齿桥结构包括多个连接件(23)，当齿桥结构固定到病人的颚部中时每个连接件适于连至一个固定件上，以及一个在连接件之间延伸的牙齿支撑装置，其特征在于包括：

限定一平面的支架(12)，其中齿桥结构和其中设有固定件的病人颚部的模型(20)适于在适应过程中安装，一伸出件(30)安装到每个固定件上；

一可垂直于所述平面移动的刀具(5)；

一控制装置(3)，连至刀具上并适于控制刀具以缩短每个连接件(23)，在缩短后使每个连接件的端面平行所述平面并与此平面相距b的间距，并缩短每个伸出件(30)，在缩短后使端面平行此平面并与此平面间距等于a-b的距离c,a为输入至控制装置的一尺寸并表示齿桥结构和模型的全部高度。

7．如权利要求6所述的装置，其特征在于，控制装置(3)适于为每个连接件的端面将刀具(5)移向在缩短之前确定的垂直于此平面的一位置，以及从所述位置在每个连接件上去除一x距离的材料。

8．如权利要求6所述的装置，其特征在于，控制装置(3)适于为每个连接件的端面将刀具(5)移向在缩短之前确定的垂直于此平面的一位置，以及从所述位置在每个连接件上去除一x距离的材料。

9．如权利要求6、7或8所述的装置，其特征在于，支架(12)平行于此平面可转动和可移动，用于操纵每个连接件和伸出件至与刀具相对的位置。

10．如权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，刀具是一铣刀。

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