WO2022205609A1 - 一种牙种植体修复螺丝松动监测系统及方法 - Google Patents

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WO2022205609A1
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vibration signal
screw
vibration
implant
loosening
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PCT/CN2021/097797
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文小琴
王琳
游林儒
刘志鑫
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华南理工大学
中山大学附属口腔医院
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0093—Features of implants not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Definitions

  • the invention relates to the technical field of implant dentures, and in particular to a system and method for monitoring screw loosening of dental implant repair.
  • Implant fixed dentures as an important part of edentulous restoration, have been widely accepted and adopted by patients and clinicians.
  • the screw-retained implant dentures show unparalleled advantages in the restoration of patients with missing dentition and complex dentition defects because of their features of avoiding adhesive residue and being easy to disassemble and maintain.
  • various mechanical and biological complications will occur.
  • the most common mechanical complication of the restoration of screw-retained implant dentures is loosening of the restoration screw.
  • Loose repair screws can lead to loose dentures, leaks, and poor hygiene, which can affect the patient experience. At present, it is clinically found that the loosening of individual repair screws generally does not cause the loosening of the entire denture, and it is difficult to detect it early.
  • the purpose of the present invention is to provide a system and method for monitoring screw loosening of dental implant restoration.
  • a system for monitoring screw loosening of dental implant restoration comprising:
  • Vibration module to provide mechanical vibration for implant dentures
  • a signal acquisition module for acquiring the vibration signal of the implant denture
  • the data processing module is used for detecting whether the repair screw in the implant denture is loose according to the collected vibration signal.
  • the vibration module includes a vibration plate, a drive shaft and a vibration motor;
  • the signal acquisition module includes a pressure sensor, a signal amplifier and a signal converter.
  • vibration plate and the pressure sensor are integrated into a probe head.
  • a method for monitoring screw loosening of dental implant restoration comprising the following steps:
  • detecting whether the repair screw in the implant denture is loose according to the collected vibration signal including:
  • time domain analysis is performed on the vibration signal to obtain the first characteristic parameter in the time domain, including:
  • N is the data length
  • x i is the i-th data in the vibration signal
  • a third characteristic parameter including:
  • Hilbert transform is performed on the eigenmode components to obtain a Hilbert amplitude spectrum as the third characteristic parameter.
  • vibration signal is decomposed by the following formula:
  • the eigenmode components are Hilbert transformed by:
  • s(t) is the vibration signal
  • IMF i represents the ith eigenmode component
  • r(t) is the residual component after the nth IMF component is decomposed.
  • the method for monitoring the loosening of screws in the restoration of dental implants also includes the step of training a model, including:
  • the feature parameters of the training set are extracted, and the support vector machine is subjected to binary classification learning and training according to the extracted feature parameters to obtain a support vector machine model.
  • the present invention generates mechanical vibration to the denture, simultaneously collects the vibration signal in the denture, and detects whether the repair screw in the denture is loose according to the vibration signal, with simple structure, convenient operation and high monitoring accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the principle of a screw loosening monitoring system for dental implant repair in an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is the structural representation of the implant denture in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a system device structure in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart of the steps of a method for monitoring the loosening of a dental implant repair screw in an embodiment of the present invention
  • Fig. 5 is the position schematic diagram of the system device probe and the implant denture in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a display diagram of monitoring results of an actual system in an embodiment of the present invention.
  • the azimuth description such as the azimuth or position relationship indicated by up, down, front, rear, left, right, etc.
  • the azimuth description is based on the azimuth or position relationship shown in the drawings, only In order to facilitate the description of the present invention and simplify the description, it is not indicated or implied that the indicated device or element must have a particular orientation, be constructed and operated in a particular orientation, and therefore should not be construed as limiting the present invention.
  • the meaning of several is one or more, the meaning of multiple is two or more, greater than, less than, exceeding, etc. are understood as not including this number, above, below, within, etc. are understood as including this number. If it is described that the first and the second are only for the purpose of distinguishing technical features, it cannot be understood as indicating or implying relative importance, or indicating the number of the indicated technical features or the order of the indicated technical features. relation.
  • the present embodiment provides a system for monitoring screw loosening of dental implant repair, including:
  • Vibration module to provide mechanical vibration for implant dentures
  • a signal acquisition module for acquiring the vibration signal of the implant denture
  • the data processing module is used for detecting whether the repair screw in the implant denture is loose according to the collected vibration signal.
  • the vibration module and the signal acquisition module are placed at the denture, the vibration module generates mechanical vibration and acts on the denture, and at the same time, the signal acquisition module collects the vibration signal fed back by the denture.
  • the denture includes an implant denture upper structure 1, a repair screw 2, abutment 3 and an implant 4.
  • the repair screw is arranged in the denture upper structure.
  • the vibration wave will be transmitted to Repair the screw. If the repair screw is loose, the repair screw will vibrate, thereby generating a corresponding vibration signal.
  • the vibration signal is transmitted to the signal acquisition module through the upper structure of the denture.
  • the signal acquisition module sends the collected vibration signal to the data processing module, and the data processing module analyzes the vibration signal to determine whether the repair screw is loose.
  • the vibration module includes a vibration plate, a drive shaft and a vibration motor.
  • the signal acquisition module includes a pressure sensor, a signal amplifier and a signal converter.
  • the vibration motor is used to generate the required vibration intensity and transmit it to the vibrating plate; the vibration is transmitted to the repair screw through the vibrating plate.
  • the pressure sensor is used to collect vibration signals, convert the vibration signals into electrical signals, and then amplify and convert the vibration signals into digital signals through a signal amplifier and a signal converter.
  • the vibration plate and the pressure sensor are integrated into a probe head.
  • the vibrating sheet and the pressure sensor are integrated together.
  • the detection head only needs to be placed on the denture, as shown in Figure 5, and it can be monitored by the teeth occlusal and fixed, and the operation is convenient.
  • the system for monitoring screw loosening of dental implant repair further includes a human-machine interface.
  • the human-computer interaction interface is a touch screen.
  • the working state of the system is controlled through the human-computer interaction interface; in addition, the monitoring results are displayed through the human-computer interaction interface.
  • the system has the advantages of simple structure, convenient installation, high monitoring accuracy, etc., and the system can effectively detect the loosening of repair screws after wearing dentures, reduce the occurrence of mechanical complications, and provide a long-term solution for implant denture repair.
  • the curative effect is guaranteed, and it provides a favorable tool for the relevant clinical research on the repair of screw loosening.
  • this embodiment also provides a method for monitoring screw loosening of dental implant repair, including:
  • step S3 includes steps S31-S34:
  • This SVM model is trained in the following way:
  • A2 Extract the characteristic parameters of the training set, and perform two-class learning and training on the support vector machine according to the extracted characteristic parameters to obtain a support vector machine model.
  • 72 groups of normal vibration data (screw is normal, not loose) and 72 groups of abnormal vibration data (screw loose) are selected as the training set, and 18 groups of normal signal and 18 groups of abnormal signal features are selected as the test set for use, and sequentially extracting
  • the time domain features, frequency domain features and eigenmode component features of the vibration data are used as eigenvectors.
  • the support vector machine (SVM) supervised learning algorithm is used for binary classification learning. Comparing the accuracy of all model test sets, the characteristic parameters obtained by HHT analysis method and the support vector machine classification model were finally selected as the classification model of the implant screw loosening detection system.
  • the variance ⁇ , the kurtosis K f and the skewness C w of the vibration signal are used as the first characteristic parameters in the time domain, and the calculation formula of the variance ⁇ is:
  • N is the data length
  • x i is the i-th data in the vibration signal
  • Step S33 includes steps S331-S332:
  • the sampled vibration signal data is subjected to empirical mode decomposition and decomposed into different eigenmode components, namely:
  • IMF i represents the ith eigenmode component
  • r(t) is the residual component after the nth IMF component is decomposed.
  • Hilbert transform is performed on the i-th eigenmode component, namely:
  • This component is the Hilbert amplitude spectrum, denoted as H( ⁇ , t), as the third characteristic parameter.
  • FIG. 6 which is a diagram of the detection result displayed on the display interface
  • the repair screw of the implant denture at the contact position with the probe head is loose.
  • the functions/operations noted in the block diagrams may occur out of the order noted in the operational diagrams.
  • two blocks shown in succession may, in fact, be executed substantially concurrently or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending upon the functionality/operations involved.
  • the embodiments presented and described in the flowcharts of the present invention are provided by way of example in order to provide a more comprehensive understanding of the technology. The disclosed methods are not limited to the operations and logic flows presented herein. Alternative embodiments are contemplated in which the order of the various operations are altered and in which sub-operations described as part of larger operations are performed independently.
  • the functions, if implemented in the form of software functional units and sold or used as independent products, may be stored in a computer-readable storage medium.
  • the technical solution of the present invention can be embodied in the form of a software product in essence, or the part that contributes to the prior art or the part of the technical solution.
  • the computer software product is stored in a storage medium, including Several instructions are used to cause a computer device (which may be a personal computer, a server, or a network device, etc.) to execute all or part of the steps of the methods described in the various embodiments of the present invention.
  • the aforementioned storage medium includes: U disk, mobile hard disk, Read-Only Memory (ROM, Read-Only Memory), Random Access Memory (RAM, Random Access Memory), magnetic disk or optical disk and other media that can store program codes .
  • a "computer-readable medium” can be any device that can contain, store, communicate, propagate, or transport the program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, or apparatus.
  • computer readable media include the following: electrical connections with one or more wiring (electronic devices), portable computer disk cartridges (magnetic devices), random access memory (RAM), Read Only Memory (ROM), Erasable Editable Read Only Memory (EPROM or Flash Memory), Fiber Optic Devices, and Portable Compact Disc Read Only Memory (CDROM).
  • the computer readable medium may even be paper or other suitable medium on which the program may be printed, as the paper or other medium may be optically scanned, for example, followed by editing, interpretation, or other suitable medium as necessary process to obtain the program electronically and then store it in computer memory.
  • various parts of the present invention may be implemented in hardware, software, firmware or a combination thereof.
  • various steps or methods may be implemented in software or firmware stored in memory and executed by a suitable instruction execution system.
  • a suitable instruction execution system For example, if implemented in hardware, as in another embodiment, it can be implemented by any one or a combination of the following techniques known in the art: Discrete logic circuits, application specific integrated circuits with suitable combinational logic gates, Programmable Gate Arrays (PGA), Field Programmable Gate Arrays (FPGA), etc.

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Abstract

一种牙种植体（4）修复螺丝（2）松动监测系统及方法，其中系统包括：振动模块，用于为种植义齿提供机械振动；信号采集模块，用于采集种植义齿的振动信号；数据处理模块，用于根据采集到的振动信号检测种植义齿内的修复螺丝（2）是否松动。通过向义齿产生机械振动，同时采集义齿中的振动信号，根据振动信号检测义齿内的修复螺丝（2）是否松动，结构简单、方便操作，且监测精度高，可广泛应用于种植义齿技术领域。

Description

一种牙种植体修复螺丝松动监测系统及方法 技术领域
本发明涉及种植义齿技术领域，尤其涉及一种牙种植体修复螺丝松动监测系统及方法。
背景技术
种植固定义齿作为缺牙修复中的重要组成部分，已经被患者和临床医生广泛接受并采用。修复螺丝固位的种植义齿因为其避免粘结剂残留且易于拆卸、维护的特点，在牙列缺失和复杂牙列缺损患者的修复效果上更显出无可比拟的优势。种植义齿临床使用过程中，会出现各种机械和生物学并发症。修复螺丝固位种植义齿最常出现的机械并发症为修复螺丝松动。修复螺丝松动可能导致义齿松动、渗漏、卫生不佳，从而影响患者的使用体验。目前临床发现，个别修复螺丝松动一般不会引起整个义齿的松动，难以早期察觉，当患者自行发现时，往往已经出现两个及更多的修复螺丝发生松动，不利于临床分析松动原因和针对性提出解决办法。另一方面，个别修复螺丝松动还会增加其余修复螺丝相连植体的咬合负载，可能会导致骨吸收，甚至种植体松动等，降低种植义齿的使用寿命。
发明内容
为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种牙种植体修复螺丝松动监测系统及方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种牙种植体修复螺丝松动监测系统，包括：
振动模块，用于为种植义齿提供机械振动；
信号采集模块，用于采集所述种植义齿的振动信号；
数据处理模块，用于根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
进一步，所述振动模块包括振动片、驱动轴和振动电机；
所述信号采集模块包括压力传感器、信号放大器和信号转换器。
进一步，所述振动片和所述压力传感器集成为探测头。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，包括以下步骤：
向种植义齿提供机械振动；
采集所述种植义齿的振动信号；
根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
进一步，所述根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动，包括：
对所述振动信号进行时域分析，获取时域的第一特征参数；
对所述振动信号进行频域分析，获取频域的第二特征参数；
对所述振动信号进行希尔伯特变换，获得第三特征参数；
结合所述第一特征参数、所述第二特征参数、所述第三特征参数和训练好的支持向量机模型检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
进一步，所述对所述振动信号进行时域分析，获取时域的第一特征参数，包括：
对所述振动信号进行时域分析，获取所述振动信号的方差σ、峭度K f和歪度C w，将所述方差σ、所述峭度K f和所述歪度C w作为时域的第一特征参数。
进一步，所述方差σ的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000001
所述峭度K f的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000002
所述歪度C w的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000003
其中，N为数据长度，x i为振动信号中的第i个数据，
Figure PCTCN2021097797-appb-000004
为数据的平均值。
进一步，所述对所述振动信号进行希尔伯特变换，获得第三特征参数，包括：
将所述振动信分解为多个不同的本征模态分量；
对所述本征模态分量进行希尔伯特变换，获得希尔伯特幅值谱作为所述第三特征参数。
进一步，通过以下公式对所述振动信号进行分解：
Figure PCTCN2021097797-appb-000005
通过以下公式对本征模态分量进行希尔伯特变换：
Figure PCTCN2021097797-appb-000006
其中，s(t)为振动信号，IMF i表示第i个本征模态分量，r(t)为第n次分解出IMF分量后的剩余分量。
进一步，所述牙种植体修复螺丝松动监测方法还包括训练模型的步骤，包括：
获取训练集，所述训练集螺丝松动的振动信号和螺丝正常的振动信号；
提取所述训练集的特征参数，根据提取的特征参数对支持向量机进行二分类学习训练，获得支持向量机模型。
本发明的有益效果是：本发明通过向义齿产生机械振动，同时采集义齿中的振动信号，根据振动信号检测义齿内的修复螺丝是否松动，结构简单、方便操作，且监测精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
图1是本发明实施例中一种牙种植体修复螺丝松动监测系统的原理示意图；
图2是本发明实施例中种植义齿的结构示意图；
图3是本发明实施例中系统装置结构的示意图；
图4是本发明实施例中一种牙种植体修复螺丝松动监测方法的步骤流程图；
图5是本发明实施例中系统装置探测头与种植义齿的位置示意图；
图6是本发明实施例中实际系统的监测结果显示图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种牙种植体修复螺丝松动监测系统，包括：
振动模块，用于为种植义齿提供机械振动；
信号采集模块，用于采集所述种植义齿的振动信号；
数据处理模块，用于根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
本系统的工作原理为：将振动模块和信号采集模块放置义齿处，振动模块产生机械振动作用于义齿，同时由信号采集模块采集义齿反馈的振动信号。如图2所示，义齿包括种植义齿上部结构1、修复螺丝2、基台3和种植体4，修复螺丝设置在义齿上部结构内，当机械振动作用于义齿上部结构时，振动波会传输至修复螺丝，如果修复螺丝松动的话，修复螺丝会产生抖动，从而产生相应的振动信号，该振动信号通过义齿上部结构传输至信号采集模块。信号采集模块将采集到振动信号发送至数据处理模块，数据处理模块对振动信号进行分析，确定修复螺丝是否松动。
如图1所示，进一步作为可选的实施方式，所述振动模块包括振动片、驱动轴和振动电机。所述信号采集模块包括压力传感器、信号放大器和信号转换器。
振动电机用于产生所需的振动强度，并传递至振动片；通过振动片传递振动至修复螺丝。压力传感器用于采集振动信号，将振动信号转为电信号后，并经过信号放大器和信号转换器对振动信号进行放大以及转换为数字信号。
如图3所示，进一步作为可选的实施方式，所述振动片和所述压力传感器集成为探测头。将振动片和压力传感器集成在一起，在检测过程，只需将探测头放置在义齿上，如图5所示，通过牙齿咬合固定，即可进行监测，操作方便。
进一步作为可选的实施方式，所述牙种植体修复螺丝松动监测系统还包括人机交互界面。所述人机交互界面为触摸屏。
通过人机交互界面控制系统的工作状态；另外，通过人机交互界面显示监测结果。
由上可知，本系统具有结构简单、安装方便、监测精度高、等优点，并且该系统有效的检测出在佩戴义齿后修复螺丝的松动，降低机械并发症的发生，为种植义齿修复的远期疗效 提供保障，并为修复螺丝松动的相关临床研究提供有利工具。
如图4所示，本实施例还提供一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，包括：
S1、向种植义齿提供机械振动；
S2、采集种植义齿的振动信号；
S3、根据采集到的振动信号检测种植义齿内的修复螺丝是否松动。
其中，步骤S3包括步骤S31-S34：
S31、对振动信号进行时域分析，获取时域的第一特征参数；
S32、对振动信号进行频域分析，获取频域的第二特征参数；
S33、对振动信号进行希尔伯特变换，获得第三特征参数；
S34、结合第一特征参数、第二特征参数、第三特征参数和训练好的支持向量机模型检测种植义齿内的修复螺丝是否松动。
该支持向量机模型通过以下方式进行训练：
A1、获取训练集，训练集螺丝松动的振动信号和螺丝正常的振动信号；
A2、提取训练集的特征参数，根据提取的特征参数对支持向量机进行二分类学习训练，获得支持向量机模型。
在本实施例中选择72组正常振动数据(螺丝正常，未松动)和72组异常振动数据(螺丝松动)作为训练集，选择18组正常信号和18组异常信号特征作为测试集使用，依次提取振动数据的时域特征、频域特征和本征模态分量特征作为特征向量。采用支持向量机(SVM)有监督学习算法，对其进行二分类学习。对比所有模型测试集准确率，最终选择使用HHT分析方法获得的特征参数和支持向量机分类模型作为种植体螺丝松动检测系统的分类模型。
其中，将振动信号的方差σ、峭度K f和歪度C w作为时域的第一特征参数，方差σ的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000007
峭度K f的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000008
歪度C w的计算公式为：
Figure PCTCN2021097797-appb-000009
其中，N为数据长度，x i为振动信号中的第i个数据，
Figure PCTCN2021097797-appb-000010
为数据的平均值。
步骤S33包括步骤S331-S332：
S331、将振动信分解为多个不同的本征模态分量；
S332、对本征模态分量进行希尔伯特变换，获得希尔伯特幅值谱作为第三特征参数。
对采样的振动信号数据进行经验模态分解，将其分解为不同的本征模态分量，即：
Figure PCTCN2021097797-appb-000011
其中，IMF i表示第i个本征模态分量，r(t)为第n次分解出IMF分量后的剩余分量。对第i个本征模态分量做Hilbert变换，即：
Figure PCTCN2021097797-appb-000012
将该分量为Hilbert幅值谱，记作H(ω,t)，作为第三特征参数。
通过结合三种特征参数来种植义齿内的修复螺丝是否松动，极大地提高检测精度。如图6所示，图6为在显示界面中显示的检测结果图，图6中与探测头接触位置处的种植义齿的修复螺丝出现了松动。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的， 并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性 表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

  1. 一种牙种植体修复螺丝松动监测系统，其特征在于，包括：
    振动模块，用于为种植义齿提供机械振动；
    信号采集模块，用于采集所述种植义齿的振动信号；
    数据处理模块，用于根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
  2. 根据权利要求1所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测系统，其特征在于，所述振动模块包括振动片、驱动轴和振动电机；
    所述信号采集模块包括压力传感器、信号放大器和信号转换器。
  3. 根据权利要求2所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测系统，其特征在于，所述振动片和所述压力传感器集成为探测头。
  4. 一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
    向种植义齿提供机械振动；
    采集所述种植义齿的振动信号；
    根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
  5. 根据权利要求4所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，所述根据采集到的振动信号检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动，包括：
    对所述振动信号进行时域分析，获取时域的第一特征参数；
    对所述振动信号进行频域分析，获取频域的第二特征参数；
    对所述振动信号进行希尔伯特变换，获得第三特征参数；
    结合所述第一特征参数、所述第二特征参数、所述第三特征参数和训练好的支持向量机模型检测所述种植义齿内的修复螺丝是否松动。
  6. 根据权利要求5所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，所述对所述振动信号进行时域分析，获取时域的第一特征参数，包括：
    对所述振动信号进行时域分析，获取所述振动信号的方差σ、峭度K f和歪度C w，将所述方差σ、所述峭度K f和所述歪度C w作为时域的第一特征参数。
  7. 根据权利要求6所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，所述方差σ的计算公式为：
    Figure PCTCN2021097797-appb-100001
    所述峭度K f的计算公式为：
    Figure PCTCN2021097797-appb-100002
    所述歪度C w的计算公式为：
    Figure PCTCN2021097797-appb-100003
    其中，N为数据长度，x i为振动信号中的第i个数据，
    Figure PCTCN2021097797-appb-100004
    为数据的平均值。
  8. 根据权利要求5所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，所述对所述振动信号进行希尔伯特变换，获得第三特征参数，包括：
    将所述振动信分解为多个不同的本征模态分量；
    对所述本征模态分量进行希尔伯特变换，获得希尔伯特幅值谱作为所述第三特征参数。
  9. 根据权利要求8所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，通过以下公式对所述振动信号进行分解：
    Figure PCTCN2021097797-appb-100005
    通过以下公式对本征模态分量进行希尔伯特变换：
    Figure PCTCN2021097797-appb-100006
    其中，s(t)为振动信号，IMF i表示第i个本征模态分量，r(t)为第n次分解出IMF分量后的剩余分量。
  10. 根据权利要求5所述的一种牙种植体修复螺丝松动监测方法，其特征在于，所述牙种植体修复螺丝松动监测方法还包括训练模型的步骤，包括：
    获取训练集，所述训练集螺丝松动的振动信号和螺丝正常的振动信号；
    提取所述训练集的特征参数，根据提取的特征参数对支持向量机进行二分类学习训练，获得支持向量机模型。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2522043Y (zh) * 2001-12-14 2002-11-27 金建华 补牙填料微振器
WO2006045607A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 K.U. Leuven Research And Development Implant monitoring system
CN103499644A (zh) * 2013-09-03 2014-01-08 中国人民解放军第四军医大学 评估牙种植体稳定性的扭转振动共振频率测量法及新型变幅杆
CN108132185A (zh) * 2018-02-28 2018-06-08 广州市健齿生物科技有限公司 一种用于个性化牙种植体性能检测的实验平台及实验方法
CN109514349A (zh) * 2018-11-12 2019-03-26 西安交通大学 基于振动信号和Stacking集成模型的刀具磨损状态监测方法
CN111110382A (zh) * 2020-03-12 2020-05-08 上海市东方医院（同济大学附属东方医院） 一种振动反馈的种植牙动度检测装置
CN112515805A (zh) * 2020-06-04 2021-03-19 恒泰医疗科技(天津)有限公司 一种牙种植体稳定度测试装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2522043Y (zh) * 2001-12-14 2002-11-27 金建华 补牙填料微振器
WO2006045607A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 K.U. Leuven Research And Development Implant monitoring system
CN103499644A (zh) * 2013-09-03 2014-01-08 中国人民解放军第四军医大学 评估牙种植体稳定性的扭转振动共振频率测量法及新型变幅杆
CN108132185A (zh) * 2018-02-28 2018-06-08 广州市健齿生物科技有限公司 一种用于个性化牙种植体性能检测的实验平台及实验方法
CN109514349A (zh) * 2018-11-12 2019-03-26 西安交通大学 基于振动信号和Stacking集成模型的刀具磨损状态监测方法
CN111110382A (zh) * 2020-03-12 2020-05-08 上海市东方医院（同济大学附属东方医院） 一种振动反馈的种植牙动度检测装置
CN112515805A (zh) * 2020-06-04 2021-03-19 恒泰医疗科技(天津)有限公司 一种牙种植体稳定度测试装置及方法

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