Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest siłomierz stomatologiczny do rejestracji sił okluzyjnych ludzkiego narządu żucia w położeniu spoczynkowym żuchwy, przeznaczony do pomiaru siły okluzyjnej (międzyzębnej) przy braku rozwarcia łuków zębowych (w położeniu spoczynkowym żuchwy).The subject of the invention is a dental force gauge for recording the occlusal forces of the human masticatory organ in the rest position of the mandible, designed to measure the occlusal force (interdental) in the absence of opening of the dental arches (in the rest position of the mandible).
Znane są dotychczas rozwiązania bazujące na systemie T-scan umożliwiające jakościową analizę obciążeń działających wzdłuż łuków zębowych. System T-scan do zobrazowania rozkładu obciążenia wykorzystuje matrycowe czujniki piezorezystancyjne. Niemniej jednak pomimo płynących korzyści tego rozwiązania konstrukcyjnego nie jest możliwe określenie rzeczywistego rozkładu sił - system podaje tylko procentową wartość obciążenia, a pomiar możliwy jest tylko w rozwarciu łuków zębowych.So far, there are known solutions based on the T-scan system that enable qualitative analysis of the loads acting along the dental arches. The T-scan system to visualize the load distribution uses matrix piezoresistive sensors. Nevertheless, despite the benefits of this design solution, it is not possible to determine the actual force distribution - the system only gives a percentage of the load, and the measurement is possible only in the opening of the dental arches.
Z opisu patentowego polskiego PL 190337 znany jest przyrząd do pomiaru sił zgryzowych, który charakteryzuje się tym, że składa się z dwu ramion, spiętych płytą mocującą z centralnie umieszczonym w niej przegubem, łączącym ramiona. Ramiona mają postać szczypiec z końcówkami wyposażonymi w przeciwstawne i współosiowo zlokalizowane kulisty generator i gniazdo. Znany również z publikacji Chladek W.: System modelowania wybranych stanów mechanicznych żuchwy ludzkiej. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Hutnictwo z.59) umożliwia przeprowadzenie pomiarów sił zwarciowych, w których wykorzystuje się mechanizm odkształcenia plastycznego próbki pomiarowej. Podstawą do oceny sił zwarciowych w siłomierzach mechanicznych jest zależność Mayera opisująca związek przyczynowo - skutkowy pomiędzy siłą wgniatającą kulisty penetrator w próbkę metalową, a powstałą średnicą odcisku. Wadą tego typu rozwiązań jest konieczność: wyznaczenia właściwości mechanicznych próbki, pomiary wykonuje się tylko przy jednym zakresie rozwarcia łuków zębowych, a uzyskane wyniki dotyczą jedynie maksymalnej wartości siły. Do uciążliwości tej metody należy zaliczyć również konieczność precyzyjnego pomiaru średnicy odcisku pod mikroskopem. W miejscu tym należy wyraźnie zaznaczyć, że zaburzenia okluzji są przyczyną powstawania dysfunkcji ludzkiego narządu żucia i niekorzystnie wpływają na funkcjonowanie stawów skroniowo-żuchwowych. Mając na względzie wiarygodne i rzetelne sformułowanie diagnozy lekarz stomatolog powinien mieć do dyspozycji specjalistyczne urządzenie, umożliwiające ocenę wydolności mięśni narządu żucia. Urządzenie takie w istotny sposób wzbogaci użytkowaną dotychczas specjalistyczną aparaturę wykorzystywaną w pracowniach stomatologicznych.A device for measuring occlusal forces is known from the Polish patent description PL 190337, which is characterized by the fact that it consists of two arms, fastened with a fixing plate with a centrally located joint connecting the arms. The arms are in the form of pliers with tips equipped with an opposing and coaxially located spherical generator and a socket. Also known from the publication of Chladek W .: Modeling system for selected mechanical states of the human mandible. Scientific Papers of the Silesian University of Technology Hutnictwo z. 59) enables measurements of short-circuit forces in which the plastic deformation mechanism of the measuring sample is used. The basis for the assessment of short-circuit forces in mechanical force gauges is the Mayer relationship describing the cause and effect relationship between the force pressing a spherical penetrator into a metal sample and the resulting impression diameter. The disadvantage of this type of solution is the necessity to: determine the mechanical properties of the sample, measurements are made only for one range of opening of the dental arches, and the obtained results concern only the maximum value of the force. The nuisance of this method also includes the need to precisely measure the diameter of the impression under the microscope. It should be clearly emphasized here that occlusion disorders are the cause of the malfunction of the human masticatory system and adversely affect the functioning of the temporomandibular joints. Bearing in mind the credible and reliable formulation of the diagnosis, the dentist should have a specialist device at his disposal to assess the efficiency of the muscles of the masticatory organ. Such a device will significantly enrich the previously used specialist equipment used in dental laboratories.
Siłomierz według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera cienki korzystnie ok. 0,2 mm czujnik piezorezystancyjny, który jest wsunięty pomiędzy dwiema cienkimi korzystnie srebrnymi płytkami umieszczony w jednorazowej wyprofilowanej osłonie stanowiącej uchwyt. Specjalny cienki 0,2 mm czujnik piezorezystancyjny przeznaczony do ciągłej w czasie rejestracji siły okluzyjnej (międzyzębnej) ludzkiego narządu żucia w położeniu spoczynkowym żuchwy, zamocowany jest pomiędzy dwiema cienkimi srebrnymi płytkami których zadaniem jest neutralizacja receptorów czuciowych zlokalizowanych w obszarze wyrostków zębodołowych żuchwy, ponadto kształt osłony siłomierza zapewnia jego pozycjonowanie względem łuków zębowych w trakcie pomiaru oraz zabezpiecza przed wpadnięciem siłomierza do wnętrza jamy ustnej, a jego wszystkie części składowe wykonane są z materiałów obojętnych na działanie płynów ustrojowych i nie wchodzą z nimi w żadne reakcje chemiczne, zapewniając tym samym pełne bezpieczeństwo pacjenta.The force gauge according to the invention is characterized by the fact that it comprises a piezoresistive sensor, preferably thin, about 0.2 mm, which is inserted between two thin, preferably silver plates, placed in a disposable, profiled sheath constituting a handle. A special thin 0.2 mm piezoresistive sensor designed for the continuous registration of the occlusal force (interdental) of the human masticatory organ in the rest position of the mandible, it is fixed between two thin silver plates whose task is to neutralize the sensory receptors located in the area of the mandibular alveolar processes, moreover, the shape of the shield the dynamometer ensures its positioning in relation to the dental arches during the measurement and prevents the dynamometer from falling into the oral cavity, and all its components are made of materials that are neutral to body fluids and do not enter into any chemical reactions with them, thus ensuring complete safety of the patient .
Siłomierz stomatologiczny według wynalazku pozwala na to, że możliwa jest rejestracja ciągła zmiany wartości siły okluzyjnej (międzyzębnej) w czasie, w położeniu spoczynkowym żuchwy. Siłomierz może być stosowany zarówno u pacjentów zdrowych jak i użytkujących implantoprotezy oraz klasyczne protezy całkowite.The dental force gauge according to the invention allows the continuous registration of the change in the value of the occlusive force (interdental) over time in the rest position of the mandible. The force gauge can be used both in healthy patients and those using implantoprostheses and classic full dentures.
Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój siłomierza stomatologicznego. Siłomierz zbudowany jest na rzucie koła i składa się z trzech podstawowych elementów którymi są: specjalnie wyprofilowany uchwyt 1 zapewniający pozycjonowanie siłomierza względem łuków zębowych w trakcie pomiaru oraz zabezpieczający przed wpadnięciem siłomierza do wnętrza jamy ustnej, w którym osadzone są cienkie srebrne płytki 2 pomiędzy które wsuwa się specjalny cienki 0,2 mm czujnik piezorezystancyjny 3. Aby wykonać pomiar należy zamontować siłomierz w miejscu pomiaru na luku zębowym w chwili zwarcia, a zewnętrzne obciążenie przyłożone do osłony 1 poprzez płytki 2 wytwarza nacisk na powierzchnię pomiarową czujnika 3, skutkiem czego generowany jest spadek napięcia na czujniku 3, który stanowi podstawę do określenia rzeczywistej wartości siły okluzyjnej (międzyzębnej).The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing which shows a cross-section of a dental dynamometer. The force gauge is built on the projection of a circle and consists of three basic elements, which are: a specially profiled handle 1 ensuring positioning of the dynamometer in relation to the dental arches during the measurement and preventing the force gauge from falling into the oral cavity, in which thin silver plates 2 are inserted between which it is inserted there is a special thin 0.2 mm piezoresistive sensor 3. To perform the measurement, a force gauge should be mounted at the measurement point on the tooth gap at the moment of short-circuit, and the external load applied to the cover 1 through the plates 2 creates pressure on the measurement surface of sensor 3, thus generating a drop voltage on the sensor 3, which is the basis for determining the actual value of the occlusive (interdental) force.