KR20110074949A - A measuring device for osseo-integrated dental implant stability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 골내에 인공치를 식립한 후에, 골내에 식립된 인공치의 안정도를 측정하기 위한 기기에 대한 것이다. The present invention relates to an apparatus for measuring the stability of artificial teeth implanted in bone after implanting artificial teeth in bone.
골유착 인공치 안정도 측정에 관한 문헌Literature on the Measurement of Osteoadhesive Arterial Stability
[문헌 1] US, 5518008, (Cucchiaro et. al), May 21, 1996
[문헌 2] OsstellTM mentor Clinical manualOsstell ™ mentor Clinical manual
인공치 강도에 대한 논문.Paper on Artificial Teeth Strength.
[문헌 3] "임프란트 안정도 평가 장치 개발을 위한 기초 연구", 봉은숙, 권종진, 치과연구, Vol 56, No 1, 2004, pp 41-57.[Document 3] "Basic Study for Development of Implant Stability Evaluation Device", Bong Eun-sook, Jong-Kwon Kwon, Dental Research, Vol 56,
인공치를 골 내에 식립 후, 이 골유착 인공치가 얼마나, 안정적으로 함입되어 있는지, 정량적으로 나타내는 기기, 및 기구는 위 배경기술에서 언급한 문헌 1, 또는 2밖에 없다. 이 두 기기에서 보여주는 수치는 두 기기 사이에, 전혀 연관성이 없으며, 두 기기가 사용하는 측정 기술도 조금씩 다르다. 문헌 1에서 사용하는 방법은 문헌 3에서 언급했듯이 인공치에 물리적인 충격(타격)을 가하여, 인공치가 진동하는 진동수를 측정한다. 진동 계측 공학분야에서 가장 일반적으로 사용하는 방법(논문 3에 언급)으로써, 광대역 진동 충격을 가함으로써, 물체 내부에서 공진하는 주파수를 측정하는 방법인데, 문헌 1의 발명의 문제점은 측정하는 센서부분을 인공치 부분에 접촉을 하여, 주파수를 측정하므로, 접촉하는 기기의 진동 값이 인공치 내부 공명 진동수를 변하게 한다. 따라서, 정확한 값이 측정되지 않는다. 문헌 2에서 사용하는 방법은 (주)오스텔에서 개발한 것으로써, 진동 값을 정확하게 측정하기 위하여, 센서부분을 트랜스듀서(Transducer)에 근접하여, 소형 마이크를 사용하여 주파수를 측정한다. 마이크를 사용하면, 공기 중의 잡음(노이즈)이 아주 많이 포함된다. 사용하는 트랜스듀서는 아주 정밀한 물성(자기적인)으로 이루어져 있다. 원리는, 측정기기가 일정한 자기장을 트랜스듀서에 형성한다. 그러면, 트랜스듀서가 한쪽으로 휘어진다. 그 후에, 자기장을 급속히 제거하면(측정기기), 휘어진 트랜스듀서가 원상회복되며 진동한다. 그러면, 그 진동이 주파수를 형성하고, 이 형성된 주파수를 마이크가 휙득하여, 마이크에 연결된 charge amplifier가 신호 를 증폭한 후에, 가장 우세한(Dominant) 주파수를 기기에 보여준다. 이 기기의 문제점은, 트랜스듀서를 인공치에 정밀하게, 또한 균일하게 연결하는 것이 쉽지 않다. 너무 힘을 주게 되면, 골유착 상태를 파괴하거나, 인공치 내부 나사산의 형태 변화 내지는 트랜스듀서 자체의 변형을 초래할 수도 있으며, 너무 약하게 되면, 정확한 진동을 하지 않게 된다. 또한, 공중에 흩어진(잡음이 쉽게 첨가됨) 주파수를 획득하기 때문에 노이즈가 많이 첨가되어, 정확한 고유 진동수를 찾기가 힘들다. 또한 트랜스듀서는 항상 일정한 정도로 휘게 되어서, 광대역의 충격을 주지않게 되고, 더구나, 사용하는 사람에 따라, 측정시에, 측정기기와 트랜스듀서사이의 거리가 다 다르게 된다. 이 경우, 트랜스듀서의 휘는 정도가 다르게 되어서, 같은 인공치를 대상으로 하더라도, 측정되는 주파수 값이 다르게 된다. After implanting the artificial tooth in the bone, there are only
이 두 가지 특허 모두, 익히 알려진 기본적인 방법(즉, 타진, 또는 자기장의 영향으로 물체가 휘게 함)을 사용한다. Both of these patents use well-known basic methods (ie, warping or bending the object under the influence of a magnetic field).
본 발명은, 이미 식립된 인공치에, The present invention is already placed in artificial teeth,
1. 트랜스듀서를 일정한 강도로 연결하기 위하여, 트랜스듀서를 장착하고, 탈착하기 위하여, 지정된 힘만큼 만 자동으로 작동하는 토크렌치(Torque Wrench)를 사용한다. 이 경우, 인공치와 트랜스듀서의 연결강도가 항상 일정하기 때문에, 이 연결에 의한 주파수 변동은 없다. 1. To connect the transducer with constant strength, use a torque wrench that automatically operates only with the specified force to mount and remove the transducer. In this case, since the connection strength of the artificial tooth and the transducer is always constant, there is no frequency variation by this connection.
2. 트랜스듀서의 정확한 연결을 위하여, 소형 디지털카메라를 사용하여, 인공치 내의 트랜스듀서의 연결부위를 확인하면서 기기를 조작한다.2. For correct connection of the transducer, use a small digital camera to operate the instrument while checking the connection of the transducer in the artificial tooth.
3. 정확한 파라메터 (주파수, Damping factor 등)을 측정하기 위하여, 연결된 트랜스듀서를 타격할 때에, 항상 일정한 방향으로, 일정한 힘(직접 타격을 하기 때문에, 광대역)을 가하며, 또한 트랜스듀서의 위치가 흔들리지 않게 위하여, 타격 직전까지, 토크렌치가 트랜스듀서를 고정하고 있다가, 타격시에는 놓게 한다.3. In order to measure accurate parameters (frequency, damping factor, etc.), always strike a connected transducer in a constant direction, applying a constant force (broadband because it is a direct hit) and also the position of the transducer is unstable. To avoid this, the torque wrench holds the transducer up until immediately before the strike and then releases it when the strike is made.
4. "오스텔" 제품처럼, 마이크를 사용하여, 주파수를 휙득하면, 잡음이 포함되기 때문에, 트랜스듀서의 표면에 접촉된 센서를 사용하여, 직접 데이터를 취득한다.4. As with "Ostel" products, when a frequency is acquired using a microphone, noise is included, so data is acquired directly using a sensor in contact with the transducer's surface.
이 기기를 사용하면, If you use this device,
1. 자동화된 정밀한 토크렌치를 사용하여, 일정한 힘으로 트랜스듀서를 장착하거나, 탈착하기 때문에, 식립된 인공치 내부 나사부분이 상하지 않으며, 1. By using an automated precise torque wrench, the transducer is mounted or detached with a constant force, so that the internal thread of the implanted artificial tooth is not damaged.
2. 트랜스듀서를 연결하는 부위를, 모니터에 실시간 확인하면서 작업하기 때문에 쉽게 트랜스듀서를 연결한다.2. Connect the transducer easily because you are working while checking the part connecting the transducer in real time.
3. 타격은, 순간적으로, 자동적으로, 그리고 일정한 힘으로 가하기 때문에, 획득 데이터가 안정적이다. 3. The hitting data is stable because the hit is applied instantaneously, automatically, and with a constant force.
4. 데이터는, 트랜스듀서의 표면에 연결된 센서를 통하여 획득되므로, 외부 잡음이 개입될 여지가 없다.4. Since the data is obtained via a sensor connected to the surface of the transducer, there is no room for external noise.
따라서, 누가 사용하든지, 식립된 인공치에 대해서, 안정적으로 데이터 획득이 가능하며, 그 방법이 모두 자동화되므로, 데이터 획득이 정밀하고, 사용이 아주 간편하다.Therefore, regardless of who uses the implanted artificial teeth, it is possible to acquire the data stably, and the methods are all automated, so the data acquisition is precise and very simple to use.
(구조)(rescue)
이 기기는 전체적으로 두 부분으로 이루어져 있다. 그림 1의 (1)에 해당하는 컨트롤 박스와 이에 연결되어 있는 측정기기(타진봉이라 하자, 도 1의 2)로 이루어져 있다. 컨트롤 박스는 컴퓨터와 USB로 연결되어 있다. 타진봉은 컨트롤 박스로부터 전원을 직접 받고, 컨트롤 박스와 여러 필요한 신호와 데이터들을 주고 받을 수 있게 연결되어 있다. 컨트롤 박스가 타진봉으로 부터 수집한 여러 가지 자료들은 컴퓨터에 연결된 USB를 통하여 컴퓨터로 전송된다. 또한 컨트롤 박스는 외부 전원을 받는다.The device consists of two parts as a whole. It consists of a control box corresponding to (1) of Figure 1 and a measuring device connected thereto (referred to as percussion rod, 2 of FIG. 1). The control box is connected to your computer via USB. The tagin rod is directly connected to the control box and is able to send and receive various necessary signals and data with the control box. The various data collected by the control box from the percussion rod are transferred to the computer via a USB connection to the computer. The control box also receives external power.
컨트롤 박스는 도 2에 보듯이, 한 개의 큰 화면(LED, 14), 세 개의 LED(Light Emitted Diode)(12, 13, 19), 3개의 스위치(15, 16, 17), 두 개의 연결 포트(10,11)로 되어 있다. 이 화면은, 타진봉 몸체(도 3의 21번)에 트랜스듀서를 연결하는 입구 근처(도 4의 211)에 설치된 카메라를 통하여, 트랜스듀서의 나사부분이 향하고 있는 대상을 화면에 보여주는 역할을 한다. 정확한 대상 위치를 보여 주기 위하여, 화면의 복판에 항상 "+" 모양을 나타내어 준다(그림 2의 18).As shown in Fig. 2, the control box includes one large screen (LED, 14), three light-emitting diodes (12, 13, 19), three switches (15, 16, 17), and two connection ports. (10,11). This screen serves to show the object to which the screw part of the transducer is facing through the camera installed near the inlet (211 in FIG. 4) connecting the transducer to the percussion rod body (No. 21 in FIG. 3). . To show the exact target position, always display a "+" on the screen's middle (Figure 18).
컨트롤 박스의 (12), (13)은 각각 타진봉 몸체에 결합 된 트랜스듀서의 시작부분(나사 시작부분)의 위치부터, 인공치 내부 나사 시작부분까지 거리를 나타내어 주는 것과 트랜스듀서의 삽입 방향과 인공치의 방향 사이의 기울기(각도)를 표시해 주는 LED이다. 즉, 거리를 나타내어 주는 LED는 거리가 멀 경우 붉은색을, 근처일 경우는 노란색을, 그리고 거의 근접했을 경우는 초록색을 나타내어 준다, 각도를 나타 내어 주는 LED도 마찬가지 역할을 한다. 즉 결합각도가 정확하면, 초록색으로, 틀릴 경우는 붉은색으로 표시한다. 이 거리와 각도를 나타내어주는 LED와 함께, 스피커를 추가하여, 소리로써 표현할 수도 있다. 즉, 대상과 거리가 멀면, 약간 높은 소리를 내어 주다가, 가까와 질수록 낮은 저음의 소리를 내어 내게 한다. 각도도 마찬가지 방식을 적용한다. 두 가지 LED의 위치는 중요하지 않고, 사용자가 보기에 편한 위치에 놓을 수 있다. 다른 실시 예로써, 이 두 가지 LED를 없애고, 이 역할을 화면(14번)의 상단에 나타내어도 무방하다. LED (19)는 트랜스듀서가 타진봉 몸체(추후 설명)에 정확히 삽입되면, "초록색", 그렇지 않으면 "붉은색"으로 표시하는 역할을 한다.(12) and (13) of the control box indicate the distance from the position of the beginning (screw start) of the transducer coupled to the percussion rod body, to the beginning of the internal thread of the artificial tooth, the direction of insertion of the transducer and the artificial teeth The LED displays the slope (angle) between directions. That is, the distance indicating LED shows red when the distance is far, yellow when near, and green when near, and the angle indicating LED also plays a role. In other words, if the coupling angle is correct, it is displayed in green color. Along with the LEDs for this distance and angle, speakers can be added to represent the sound. That is, if the distance from the object is far away, the sound is slightly higher, and the closer it is, the lower bass sound is made. The same applies to angles. The location of the two LEDs is not critical and can be placed in a location that is comfortable for the user to see. In another embodiment, these two LEDs may be removed and this role may be shown at the top of the screen (14). The
스위치 (15)는 트랜스듀서를 인공치 내부 나사에 장착하기 위한, 토크렌치의 작동 시작을 지시하는 스위치이다. 트랜스듀서가 인공치 내부 나사에 장작되고 나서, 스위치 (16)을 작동시키면, 타진이 시작된다. 타진이 끝난 후에 스위치(17)을 작동시키면, 인공치 내부 나사에 연결되어 있는 트랜스듀서가 연결될때와는 반대 방향으로 회전을 한다. 따라서, 연결되어 있는 트랜스듀서가 풀리게 된다.The
스위치들은 타진봉의 몸체에 있지 않고, 컨트롤 박스에 위치한다. 스위치가 타진봉 몸체에 있을 경우, 사용자의 손이 스위치를 접촉하는 순간, 타진봉 몸체가 흔들릴 수가 있으나, 컨트롤 박스에 있을 경우, 타진봉 샤프트를 잡지 않은 다른 손으로 스위치를 조작하기 때문에, 타진봉 몸체가 흔들리지 않는다.The switches are not in the body of the percussion rod but in the control box. If the switch is in the percussion rod body, the percussion rod body may shake as soon as the user's hand touches the switch, but in the control box, the percussion rod is operated by another hand not holding the percussion rod shaft. The body does not shake.
도 2의 (11) 은 컴퓨터에 연결하는 USB를 의미하고, (10)은 타진봉과 연결하는 포트이다. 컴퓨터에 연결되는 USB는 없을 수도 있다. 대신, 무선인터넷을 사용하거나, 블루투스 통신을 사용하여, 이 컨트롤 박스와 컴퓨터 사이에 여러가지 데이터를 교환할 수도 있다.2, 11 denotes a USB connecting to a computer, and 10 denotes a port connecting to a percussion rod. You may not have a USB connection to your computer. Instead, it is possible to exchange various data between the control box and the computer using the wireless Internet or using Bluetooth communication.
이 컨트롤 박스의 내부(도 5)는 일반 컴퓨터의 구조와 동일하다. 단, 컨트롤 박스에는 하드디스크가 없고, 대신 메모리(311)를, 전원이 공급되지 않더라도, 정보가 지워지지 않는 Flash 메모리로 사용한다. 이 구조는, 산업화 현장에서 많이 사용되고 있는 산업용 보드(Controller)와 동일하다. 이 보드 대신에, 특화된 칩(CPU와 메모리, 그리고, I/O가 함께 있는 칩)을 사용하여도 무방하다. 이 컨트롤 박스는, 타진봉으로 부터 전송받은 데이타를 가공하고, 보관하고, 또 컴퓨터로 전송하는 것이 주 역할이다. 추가적인 역할은, 타진봉으로부터 전송받은 여러 가지 신호(동영상 신호, 거리와 각도 센서로 부터 받는 신호)를 약간의 가공을 거쳐, 컨트롤박스의 표시장치들(313, 315, 319)에 표현해 주는 것이다. 또한, 보드는 타진봉에, "시작"(316), '타격"(317), "끝"(318) 같은 신호를 전송한다.The inside of this control box (FIG. 5) is the same as that of a normal computer. However, there is no hard disk in the control box, and instead, the
타진봉의 외형 구조는 도 3에 나와 있는데, 타진봉을 손으로 잡는 샤프트(22)와 인공치에 직접 접촉하여, 신호를 측정하는 여러 가지 장치센서들이 들어있는 타진봉 몸체(21)로 이루어진다. 이 타진봉은 전원과 신호들을 받을 수 있는 묶음(23)으로 컨트롤 박스와 연결되어 있다. 타진봉 샤프트는 유연한( 플렉시블), 속이 비어있는 파이프로 되어있다. 즉, 인공치(임플란트)근처에 타진봉의 몸체를 쉽게 접근하기 위하여, 자유자재로 휘는, 비어있는 빈축으로 되어 있다. 이 비어 있는 공간에 컨트롤박스에 연결되는 신호선과 전원선이 들어 있다. 도 14는 이 후렉시블 유연한 축(Flexible shaft)의 한 예이다. 이 제품은, 치과에서 사용되는데, 흡입기(Suction)의 팁(Tip)이다. 내부에 구리선(구부릴 수 있을 정도)이 포함된 플라스틱 관이다. 한번 구부리면 그 현상대로 유지한다. 유연한 관(Flexible shaft)는 이런 종류의 관으로 구성되어 있다.The outer structure of the percussion rod is shown in FIG. 3, which consists of a
타진봉 몸체는 컨트롤 박스로부터, 전원을 받아서 사용하고, 신호선은, 타진봉 몸체와 컨트롤 박스 사이에, 영상전달선, 거리센서 선, 각도 센서 선, 타진봉 몸체내에 여러 변수(예, 타격막대(그림 6의 241)의 세기, 토크렌치의 한계값)설정하기 위한 신호선, 그리고 최종적으로 타격막대가 타진 후의 측정값을 전달하는 선들로 구성되어 있다.The percussion rod body receives power from the control box, and the signal wire is connected between the percussion rod body and the control box, with the image transmission line, the distance sensor line, the angle sensor line, and the percussion rod body. It consists of signal line for setting the intensity of 241) of Figure 6, limit value of torque wrench), and line that finally delivers the measured value after the striking rod is hit.
타진봉 몸체의 겉모양은 도 4에 나타나 있다. 몸체는 대체로 위, 또는 아래에서 봤을때, 일반적으로 둥근런 모양인데, 몸체 자체는 모양에, 구애받지는 않는다. 단 적당한 위치에(도 4에서는 윗면도), 트랜스듀서를 타진봉 몸체의 아랫쪽(214)에 고정시킬 때, 사용할 스위치(210)가 나타나 있다.The appearance of the percussion rod body is shown in FIG. 4. The body is generally rounded when viewed from above or below, and the body itself is shape-independent. In the proper position (top view in FIG. 4), the
도 4의 밑면도 (타집봉 몸체의 아랫면)에 나와 있는 것들은, 카메라 렌즈(211), 물체의 거리를 측정하는 센서(212), 물체의 각도를 측정하는 센서(213), 그리고 조명(조그마한 강력한 밝기의 전구)(215)이다. 이 전구는 어두운 부분을 밝게 비추어, 동영상카메라가 구석구석을 밝게 촬영할 수 있게 도와 준다.The bottom view of FIG. 4 (the lower surface of the rod body) includes the
카메라는 디지탈 카메라를,사용한다. 휴대폰 등에 사용되는 정도의 해상도(300만 화소, 또는 500만 화소)이면 충분하고, 거리측정은 레이저 또는 초음파센서를 사용한다. 또한 각도 센서도, 시장에 이미 출시되어 있는 센서를 사용한다.The camera uses a digital camera. The resolution (3 million pixels or 5 million pixels) enough to be used for a mobile phone is sufficient, and distance measurement uses a laser or an ultrasonic sensor. Angle sensors also use sensors already on the market.
트랜스듀서는 도 7과 같이 생겼는데, 모양은 일반 십자 모양 머리를 가진 나사 못 같이 생겼다. 즉, 인공치의 안쪽 나사골(피치)에 정확히 맞는 나사(224)가 하부에 있고(이 부분이 나중에 인공치 내부 나사 부분에 결합된다), 타격막대가 충격을 전달하는 부분(223), 그리고, 상변부(221)로 이루어져 있다. 이 상변부(221)의 "+"로 홈이 파진 부분이, 토크렌치(도 6의 242, 도 8의 233)와 맞 물린다. 마치 일반 볼트 나사 머리에 "+" 드라이버가 딱 맞게 물리는 모양이다. 이 트랜스듀서의 크기는 항상 일정하다. 또한 트랜스듀서를 이루는 물체는 균일한 분포를 가진 일정한 물질로 이루어진다(예, 타이타늄 또는 알미늄) The transducer looks like FIG. 7, which looks like a screw with a normal cross head. That is, the
도 6은 타진봉몸체의 내부를 간략히 그린 그림이다. 여기서 전원선이나, 신호선은 대부분 생략하고, 중요부분만 그려져 있다. 크게 두 3부분으로 이루어져 있다. 타진을 하는 타격막대(241), 트랜스듀서를 고정하는 토크렌치(233,242,261,262, 255,232), 그리고, 토크렌치를 구동하는 모터(252,253) 부분이다.Figure 6 is a simplified illustration of the interior of the percussion rod body. Most power lines and signal lines are omitted here, and only important parts are drawn. It is composed of two three parts.
도 6의 (277)은 도4의 (214)와 동일한 부분으로, 가장자리가 탄성이 좋은 고무같은 재질로 이루어진 동그란 모양(링)인데, 트랜스듀서를 잡아서, 고정하는 역할을 하며, 타진이 되는 순간 바로 직전에 물고 있었던 것을 놓는다. 이 부분은 또한 도 4의 윗면에 있는 스위치가 눌려지면, 이 링이 열려있고, 스위치를 놓으면, 이 링이 닫힌다. 6 (277) is the same part as (214) of FIG.4, and is a round shape (ring) made of rubber-like material having a good elasticity, and serves to hold and fix the transducer, and at the moment of percussion Release what was just about to bite. This part also has the ring open when the switch on the top of FIG. 4 is pressed and closes when the switch is released.
타진 막대(241)의 둘레는 전자석(솔레노이드)으로 감싸져 있다. 즉, "타격"시에, 이 전자석에 형성된 일정한 자기장에 의해, 타격막대가 항상 일정한 힘으로 움직인다.The periphery of the
도 8은 트랜스듀서(231)가 타진봉 몸체에 고정되었다고 가정(점선으로 표시)하고, 그 트랜스듀서를 고정한 모습이다. 이때, 트랜스듀서의 "+"에 꽉 물려 있는 부분(233)인데, 이 부분은 센서가 연결되어 있다. 즉, "+" (즉, 트랜스듀서에 접촉되는 부분, 도 11의 233)에는 가속도를 측정하거나, 또는 주파수를 측정하는 센서가 항상 연결되어 있다. 이 센서는 MEMS 형태의 압전소자, 또는 가속도 센서가 붙어 있다.8 assumes that the
(운영 방법)(Operation method)
(1) 트랜스듀서를 타진봉 몸체에 고정.(1) Fix the transducer to the percussion rod body.
사용자는 타진봉 몸체의 윗 쪽에 있는 스위치(도 4의 210)를 누른다. 그러면, 몸체의 아래 복판(214)이 벌어진다. 이 스위치를 누른 채로, 다른 한 손으로, 트랜스듀서를 타진봉 몸체 아래쪽에 열려 있는 (214) 안쪽 깊숙이 넣는다, 그러면, 트랜스듀서의 머리 부분이 몸체 안쪽 센서(도 6의 242)에 닿인다. 정확히 닿이면, 컨트롤 박스의 (19)에 "초록색" 불이 들어온다. 몸체에는 트랜스듀서가 단단히 고정된다.The user pushes the switch (210 in FIG. 4) on the top of the percussion rod body. Then, the
도 7의 트랜스듀서는 이 몸체에 안쪽에 꽉 물려있게 되는데, 그림 8과 같이 물린다. 즉, 도 8의 232는 도 6의 232와 동일한 부분으로써, 트랜스듀서의 머리 부분을 잡게 된다. 그러면, 트랜스듀서의 "+" 파진 부분이 도 6(242)과 8(242)의 끝부분에 꽉 물리게 된다. 마치 "+" 드라이버의 나사못을 드라이버가 꽉 물려있는 모양이 된다.The transducer of Figure 7 is tightly sewn into the body, as shown in Figure 8. That is, 232 of FIG. 8 is the same as 232 of FIG. 6, and catches the head of the transducer. Then, the "+" crushed portion of the transducer is pinched at the ends of FIGS. 6 (242) and 8 (242). The screw of the "+" screwdriver becomes like a screwdriver.
(2) 타진봉 몸체의 트랜스듀서를 인공치 내부 나사 부분에 위치.(2) Place the transducer on the percussion rod body on the screw inside the artificial tooth.
이렇게 타진봉 몸체에 물려있는 트랜스듀서를 사용자가, 대상이 되는 인공치로 접근시킨다. 타진봉 몸체가 인공치 근처로 근접하면, 자동으로 조명과 카메라가 작동한다. 또는 이 조명과 카메라를 수동 조작(이때, 컨트롤 박스에 스위치 추가적인 스위치가 필요) 할 수도 있다. 타진봉 몸체의 카메라가 촬영한 영상이 실시간으로 컨트롤 박스의 화면에 보여진다. 그러면, 사용자는 이 화면을 보면서, 그리고 거리를 나타내는 LED, 각도를 나타내는 LED의 도움으로, 타진봉 축을 움직여, 인공치 나사의 입구에, 트랜스듀서의 나사 시작 부분을 갖다 놓는다.In this way, the transducer, which is bitten by the percussion rod body, is approached by the user with the target artificial tooth. When the percussion rod body is close to the artificial tooth, the lights and cameras are automatically activated. Alternatively, the lights and the camera may be operated manually (in this case, an additional switch on the control box is required). The video taken by the camera of the tajinbong body is displayed on the screen of the control box in real time. The user then looks at this screen and, with the help of the LED indicating the distance and the LED indicating the angle, moves the percussion rod shaft and places the screw starting part of the transducer at the inlet of the artificial screw.
(3) 트랜스듀서를 인공치 내부 나사에 결합하기.(3) Attach the transducer to the internal thread of the artificial tooth.
트랜스듀서를 인공치 입구에 밀착시킨 상태에서, 컨트롤 박스의 "시작" 스위치를 누르게 되면, 토크렌치의 구동 모터(도 8, 도9 또는 도10의 252)가 작동하면서, 트랜스듀서의 나사가 인공치의 내부에 감겨 들어가게 된다. 이때, 인공치나사와 트랜스듀서의 나사 사이의 결합에 저항하는 힘이, 이미 설정해놓은 힘(토크)에 도달하게 되면, 센서가 감지하고 있다가, 모터에 중지 명령을 내려, 모터가 멈추게 된다. 즉, 인공치 나사와 트랜스듀서가 항상 일정한 연결 강도로 결합하게 된다.When the transducer is pressed against the inlet of the artificial tooth and the "start" switch of the control box is pressed, the drive motor of the torque wrench (252 in Figs. 8, 9 or 10) is operated and the screw of the transducer is connected to the artificial tooth. It will be wound inside. At this time, when the force that resists the coupling between the artificial tooth and the screw of the transducer reaches the force (torque) already set, the sensor senses and gives a stop command to the motor to stop the motor. That is, the artificial tooth screw and the transducer are always combined with a constant connection strength.
토크렌치(도 6의 233, 242, 261 등 몸체)와 구동 모터 사이의 연결은 도 9처럼 연결한다. 도 9는 모터와 토크렌치 사이에 기어들(253과 254)이 직접 접촉되어, 모터의 회전력이 토크렌치에 바로 전달된다. The connection between the torque wrench (body of 233, 242, 261, etc. of FIG. 6) and the driving motor is connected as shown in FIG. 9, the
(4) 트랜스듀서를 타격하기.(4) hitting the transducer.
트랜스듀서의 나사가 인공치 나사에 감겨 있게 되면, 다음 단계는 타격막대로 트랜스듀서를 타격하는 단계이다. 이 타격은 컨트롤 박스에 있는 "타진"스위치에 의해서, 작동하거나, 또는 트랜스듀서가 인공치에 완전히 연결되고 나서, 자동적으로 시행된다(실시 예 3).When the screw of the transducer is wound around the artificial tooth screw, the next step is to hit the transducer with the striking rod. This strike is activated by the "percussion" switch in the control box, or automatically after the transducer is fully connected to the artificial tooth (Example 3).
타격명령이 시작되면, 타격막대(도 11의 (241), 또는 도 6의 (241))가 타격막대 주위에 있는 전자석에 의해서, 일정한 힘으로 트랜스듀서의 타진 부분(도 7의 223)을 타격한다.When the striking command is started, the striking rod (241 of FIG. 11, or 241 of FIG. 6) strikes the percussion part of the transducer (223 of FIG. 7) with a constant force by an electromagnet around the striking rod. do.
그런데, 타격 직전(즉, 타격막대가 트랜스듀서에 접촉하기 직전)에 이 트랜스듀서를 고정하고 있는 부분들이 모두 열린다. 즉 도 6의 (277)부분도, 잡고 있던 트랜스듀서를 놓게 되고, 도 6과 도 8의 (232) 부분도 잡고 있던 트랜스듀서의 몸체를 놓게 된다.However, just before hitting (i.e., just before hitting the transducer against the transducer), all the parts holding the transducer open. That is, the
또한 토크렌치의 위에서 보게 되면, 트랜스듀서의 "+"를 감거나, 풀어 주는 부분(도 13의 261)은 토크렌치(도 13의 262 바깥쪽)와 기계적으로 분리되어 있다. 즉, 이 사이가 마찰력이 좋은 고무 같은 것으로 접합 되어 있어, 트랜스듀서를 감거나, 풀 때는, 그 힘이 "+"드라이버로 그대로 전달 되다가(도 12 처럼), 타격막대가 타격 직전에는 두 개 사이가 분리(도 13)된다. 따라서, 이 부분도 센서와 분리된다. In addition, when viewed from the top of the torque wrench, a part of winding or releasing the "+" of the transducer (261 in FIG. 13) is mechanically separated from the torque wrench (outside 262 in FIG. 13). That is, when the coils are joined together with a rubber-like rubber with good frictional force, the force is transmitted to the "+" driver as it is wound or unwound (as shown in Fig. 12). Is separated (FIG. 13). Thus, this part is also separated from the sensor.
따라서, 타격막대가 트랜스듀서를 타격하는 순간에는, 오직 트랜스듀서만 센서("+" 부분)에 연결되어 있어서, 이 센서를 통하여, 진동과 관련된 데이타(혼합 주파수, 댐핑 값)를 획득하고, 이 획득된 데이터가 컨트롤 박스로 전송된다.Therefore, at the moment the striking bar hits the transducer, only the transducer is connected to the sensor ("+" part), through which the sensor acquires data relating to vibration (mixed frequency, damping value), The acquired data is transferred to the control box.
이 과정이 끝나면, 타격을 위해 잠시 열려있던 부분(도 13의 262, 도 6의 232, 그리고 6의 277)모두, 다시 트랜스듀서를 단단하게 잡게 된다.At the end of this process, the part that was briefly open for the blow (262 in FIG. 13, 232 in FIG. 6, and 277 in 6) again holds the transducer firmly.
(5) 트랜스듀서를 인공치로부터 제거하기.(5) Removing the transducer from the artificial tooth.
다음으로, 컨트롤 박스의 "끝" 스위치에 의하여, 트랜스듀서가 토크렌치에 의해서, 풀린다. 즉, 구동 모터가 반대로 회전하여, 트랜스듀서를 인공치로부터 분리한다.Next, the transducer is released by the torque wrench by means of the "end" switch of the control box. That is, the drive motor rotates in reverse to separate the transducer from the artificial tooth.
(6) 트랜스듀서를 타진봉 몸체로부터 분리하기.(6) Disconnect the transducer from the percussion rod body.
트랜스듀서가 인공치로부터 완전히 분리되면, 의사는 타진봉 전체를 환자의 입속에서 끄집어 낸다. 다음, 타진봉 몸체의 윗면에 있는 스위치(210)을 누른 상태에서, 다른 한 손으로, 트랜스듀서를 몸체로 부터 끄집어 낸다.When the transducer is completely separated from the artificial tooth, the doctor pulls the entire percussion rod out of the patient's mouth. Next, while pressing the
(획득 데이터의 의미와 처리)(Meaning and Processing of Acquired Data)
타격막대가 충격을 가하고 난 후에 측정되는 주파수는, (1) 인접골의 진동수(골밀도 및 골 구조와 관련), (2)인공치와 인접골의 유착도와, (3) 인공치 자체의 고유 진동수, (4) 트랜스듀서의 고유 진동수, 그리고, (5) 트랜스듀서와 인공치 사이의 연결정도가 모두 포함된 혼합주파수로 이루어진다. 그런데, 인공치와 트랜스듀서는 일정한 물체(크기와 물질의 종류는 고정)있고, 내부 공명주파수는 항상 고정되어 있기 때문에, 알 수 있고, 인공치와 트랜스듀서사이의 연결도 항상 일정(토크렌치 로 일정한 힘으로 결합)하므로(즉, 위의 3,4 5는 고정된값), 변수는 인공치와 주위골의 유착정도(안정도)와 주위골의 강도(골밀도와 밀접)만 남게 된다. 이 두 가지 데이터는 바로 인공치 안정도를 의미한다.The frequency measured after the striking rod impacts: (1) the frequency of adjacent bones (related to bone density and bone structure), (2) the adhesion of artificial and adjacent bones, (3) the natural frequency of the artificial teeth itself, ( 4) the natural frequency of the transducer, and (5) the mixed frequency, which includes the coupling between the transducer and the artificial tooth. However, since the artificial teeth and the transducer have a constant object (the size and the kind of the substance are fixed), and the internal resonance frequency is always fixed, it can be seen, and the connection between the artificial teeth and the transducer is always constant (the constant torque by the torque wrench). (I.e. 3, 4 and 5 above are fixed values), the variables remain only the degree of adhesion between the artificial teeth and the surrounding bone (stability) and the strength of the surrounding bone (close to the bone density). These two data represent artificial tooth stability.
획듣되는 혼합 주파수는 수식 1로 표시된다. 이 수식은 어떤 시간 t에서, 측정되는 신호값(Amplitude) M(t)와 시간과의 관계를 나타낸다. 이 수학식 1에서 각 성분의 크기는 ai로 표현되어 있고, 각 주파수는 fi로 표시되어 있다. 이 수식을 Fourier(푸리에) 변환 식을 사용하여, 변환하면, Power와 주파수와의 관계로 나온다. 즉, x 축으로 주파수가 y 축으로 그 주파수들의 강도가 나타난다. 예를 둘어, 5가지 주파수가 섞여 있으면, x축으로 5가지 위치에, y 축으로 높은 값들이 나타난다. 이는, 5가지 성분의 주파수(주파수 값은 x 축의 값)이 있음을 의미한다. 따라서, 아주 정확하게, 각각의 요소 값을 취득할 수 있다. 따라서, 위의 요소 5가지 모두를 획득할 수 있다. 이 계산은 컨트롤 박스에서 하든지, 또는 컨트롤 박스에서 컴퓨터로 전송한 상태에서 컴퓨터에서 한다.The mixing frequency that is captured is represented by
즉, 이 혼합 주파수는 인공치와 주위골의 연결정도에 따른 변수, 항상 일정한 인공치의 내부 진동수, 항상 일정한 트랜스듀서의 내부 진동수, 항상 일정한 트랜스듀서와 인공치의 결합에 따른 진동수 내포하고 있는 데이터이다.In other words, the mixed frequency is a variable according to the degree of connection between the artificial tooth and the surrounding bone, the internal frequency of the constant artificial tooth, the internal frequency of the constant transducer always, and the frequency of the combination of the constant transducer and the artificial tooth.
(실시 예2)(Example 2)
컨트롤 박스의 (12), (13), 즉, 거리와 각도를 표시하는 램프는 대신에 이 역할을 화면(14번)의 상단에 나타내어도 무방하다.The lamps (12) and (13) of the control box, i.e., the distance and the angle, may instead display this role at the top of the screen (No. 14).
(실시 예3)Example 3
3개의 스위치, 즉, "시작" 스위치(15), "타진" 스위치(16), 그리고, "끝" 들을 하나의 스위치로 대치될 수도 있다. 즉, 인공치에 트랜스듀서를 설치하는 과정, 트랜스듀서에 타진하는 과정, 그리고, 트랜스듀서를 제거하는 각 단계가, 순차적으로 발생하기 때문에, 하나의 스위치를 사용하면, 처음 단계를 시작하여, 한 단계가 끝나면, 다음 단계가 자동적으로 시작하는 방식으로 사용할 수도 있다.The three switches, the "start"
(실시 예4)Example 4
토크렌치(도 6의 233, 242 몸체)와 구동 모터 사이의 연결 방법의 또 하나의 예는, 도 10이다. 도 10은 이 모터(252)의 회전력이 체인(도 10의 256)을 통하여 토크렌치(255)에 전달된다. Another example of the connection method between the torque wrench (233, 242 bodies in FIG. 6) and the drive motor is FIG. 10. 10, the rotational force of the
인공치의 안정도를 아주 일관성 있고, 정밀하게 측정할 수 있다.The stability of the artificial teeth can be measured very consistently and precisely.
도 1: 이 기기의 외형과 컴퓨터의 연결방법. 기기는 샤프트와 타진봉 몸체로 이루어져 있다.1: Appearance method of the device and the computer. The instrument consists of a shaft and percussion rod body.
도 2: 컨트롤 박스의 외형 모양. 각종 스위치, LED, 화면, 연결 포트로 구성되어 있다.2: Appearance of the control box. It consists of various switches, LEDs, screens, and connection ports.
도 3: 타진봉(몸체와 유연한 샤프트)의 예. 타진봉의 손잡이는 유연한(구부린 상태를 유지) 재질 또는 스프링으로 구성되어 있다.3: Example of percussion rod (body and flexible shaft). The handle of the percussion rod consists of a flexible (keep bent) material or a spring.
도 4: 타진봉 몸체의 외형. 핵심 역할을 하는 타진봉 몸체의 개념적인 모형도이다.4: Outline of percussion rod body. Conceptual model diagram of percussion rod body that plays a key role.
도 5: 컨트롤 박스의 내부의 개념도. 일반 산업계에 많이 사용되는 컨트롤러의 구조를 이룬다.5 is a conceptual diagram of the inside of the control box. It forms the structure of controller that is used in general industry.
도 6: 타진봉 몸체의 대충의 내부 개념도. 전원선과 신호선이 나타나지 않았지만, 트랜스듀서, 타격막대, 토크렌치, 구동 모터의 위치 관계를 보여준다.Fig. 6: An internal conceptual view of the percussion rod body. The power line and signal line are not shown, but show the positional relationship of the transducer, blow bar, torque wrench and driving motor.
도 7: 사용되는 트랜스듀서의 구성(모양). 인공치에 결합할 수 있게 나사모양을 하고 있다.7: Configuration (shape) of the transducer used. It is screwed to fit into an artificial tooth.
도 8: 트렌스듀서가 토크렌치와 결합 상태. 단단히 결합 되어 있다.8: The transducer is engaged with the torque wrench. Tightly coupled.
도 9: 토크렌치와 구동 모터가 직접 기어에 연결된 모형도.9: Model of torque wrench and drive motor connected directly to gear.
도 10: 토크렌치와 구동 모터가 체인을 매개로 하여 연결된 모형도. 도 9의 다른 실시 예이다.10 is a model diagram in which a torque wrench and a driving motor are connected through a chain. Another embodiment of FIG. 9.
도 11: 트랜스듀서와 타진 막대의 관련도. 트랜스듀서의 몸통을 타격막대가 타격을 가하는 형태이다.11: Relevance of transducer and percussion rod. The striking rod strikes the body of the transducer.
도 12; 트랜스듀서와 토크렌치가 붙어 있는 상태 개념도. 트랜스듀서를 인공치에 연결하거나, 또는 연결을 해제할 때는 토크렌치와 단단히 붙어있다.12; Conceptual diagram of transducer and torque wrench attached. The transducer is firmly attached to the torque wrench when connecting or disconnecting the transducer.
도 13: 트랜스듀서와 토크렌치가 분리된 상태 개념도. 트랜스듀서를 타격막대가 타격하기 직전과 타격 중에는 트랜스듀서가 토크렌치와 분리되어 있다.13: Conceptual view of the state in which the transducer and the torque wrench are separated. The transducer is separated from the torque wrench just before and during the striking of the transducer.
도 14: 유연한 축(Flexible shaft)의 다른 예. 이 제품은, 치과에서 환자의 입에서 물을 빨아 들이는 석션(Suction)의 도관이다. 내부가 구리선(구부릴 수 있을 정도)이 포함된 플라스틱 관이다. 한번 구부리면 그 현상대로 유지한다.14: Another example of a flexible shaft. This product is a suction conduit that sucks water from the patient's mouth at the dentist. It's a plastic tube with a copper wire inside it. Once bent, it remains as it is.
Claims (6)
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KR1020090131372A KR20110074949A (en) | 2009-12-27 | 2009-12-27 | A measuring device for osseo-integrated dental implant stability |
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KR1020090131372A KR20110074949A (en) | 2009-12-27 | 2009-12-27 | A measuring device for osseo-integrated dental implant stability |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020248037A1 (en) | 2019-06-13 | 2020-12-17 | M3 Health Indústria E Comércio De Produtos Médicos, Odontológicos E Correlatos S.A. | Electronic torque meter designed to measure and send reading data over a wireless interface and system including said torque meter |
US11607131B2 (en) | 2016-06-21 | 2023-03-21 | University Industry Foundation, Yonsei University Wonju Campus | Apparatus for measuring implant osseointegration |
-
2009
- 2009-12-27 KR KR1020090131372A patent/KR20110074949A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020248037A1 (en) | 2019-06-13 | 2020-12-17 | M3 Health Indústria E Comércio De Produtos Médicos, Odontológicos E Correlatos S.A. | Electronic torque meter designed to measure and send reading data over a wireless interface and system including said torque meter |
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