卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械检测方法的技术领域，尤其涉及卡环反复取戴模型的固位疲劳性能及其变形、制作精度的临床仿真数据获取装置。

背景技术：

现有的修复牙列缺损的可摘局部义齿(RPD)普遍采用了患者可反复取戴的佩戴方式。在义齿行使功能的过程中，通常采用各种形状的卡环来获得固位和稳定，卡环需根据使用者的口内实际使用情况，进行频繁的反复取戴。在反复取戴的过程中由于缺牙的位置、余留牙的形态、设置倒凹的大小以及卡环的材料等因素，易造成佩戴义齿的卡环发生磨损或变形折断，从而造成佩戴卡环的固位和稳定性能发生改变。现有的固位卡环和义齿为固定连接的一体化结构，因此，如果佩戴的卡环磨损、变形或损坏，则会造成义齿无法继续使用。此外，现有的固位卡环多是根据口内牙列缺损的模型采用铸造工艺及手工方式制作而成，工序繁琐，制作时间长，制作的成本高。为了提高卡环的制作固位稳定性能，现在普遍采用改进加工工艺和提高材料性能方式实现，但无论哪种加工方式制作的卡环固位体，其形状和材料均存在不同。现有技术中卡环的固位疲劳性能、变形及制作精度没有较好的检测方式，难以统一检测和评价加工工艺、卡环形状及材料应用的临床安全性和有效性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置，包括，固位疲劳性能检测台、固位疲劳性能垂向牵引装置及固位疲劳性能检测头；所述固位疲劳性能检测台的台面上设置卡环模型试样固定位，垂直上方设置固位疲劳性能牵引装置支撑架，所述固位疲劳性能垂向牵引装置的垂向牵引端向下，与所述固位疲劳性能牵引装置支撑架固定连接，位于所述卡环模型试样固定位的上方；所述固位疲劳性能垂向牵引装置的牵引端固定所述固位疲劳性能检测头，在该检测头的端部固定所述后牙代型，所述固位疲劳性能检测头内部设置拉力传感器；当所述卡环模型试样固定位上固定所述测试卡环模型后，所述固位疲劳性能垂向牵引装置的牵引端带动所述固位疲劳性能检测头的后牙代型沿垂向运动，使所述后牙代型伸入所述测试卡环模型的卡环中，所述拉力传感器接收当前拉力值，与数据读取控制装置的输入端连接，所述数据读取控制装置对所述当前拉力值进行输出；所述固位疲劳性能检测头的垂向运动速度为850-950mm/min。

在一种优选的实施方式中，所述固位疲劳性能检测头与所述后牙代型之间为可拆卸连接。

在一种优选的实施方式中，所述卡环模型试样固定位与所述测试卡环模型为可拆卸连接。

由上述内容可知，本实用新型的有益效果在于，本实用新型的卡环反复取戴模型装置的临床仿真数据获取方法通过测试端对卡环内侧的贴合度进行检测。设置垂向的提拉装置，通过对提拉力的检测，对卡环的内形贴合度进行检测，不仅实现了不同工艺方式卡环精度进行有效检测，而且实现了卡环测试前后固位力和变形量进行准确比对。随着CAD/CAM技术在义齿加工领域的应用，对义齿进行标准化生产和质量统一检测评价日益成为可能，本实用新型中的检测装置和方法，为义齿临床使用的安全性和有效性提供了必要条件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置的数据获取的流程图；

图2为本实用新型实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置中测试卡环模型贴合在后牙代上形的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置的结构示意图；

图4为本实用新型另实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置的控制系统示意图；

图5为本实用新型另实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置中固位疲劳性能检测头在卡环外部的局部结构示意图；

图6为本实用新型另实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置中固位疲劳性能检测头在卡环内部的局部结构示意图；

图7为本实用新型另实施方式中，卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置在测试变形区域分布图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的一种实施方式中，如图3、4所示，为一种卡环反复取戴模型的临床仿真数据获取装置，包括：固位疲劳性能检测台10及固位疲劳性能垂向牵引装置40及固位疲劳性能检测头41，在该检测头的端部固定所述后牙代型1。固位疲劳性能检测台10的台面上设置卡环试样固定位20，垂直上方固定连接固位疲劳性能牵引装置支撑架30，固位疲劳性能垂向牵引装置40的垂向牵引端向下，与固位疲劳性能牵引装置支撑架30固定连接，位于卡环试样固定位20的上方；固位疲劳性能垂向牵引装置40的牵引端固定固位疲劳性能检测头41，固位疲劳性能检测头41内部设置拉力传感器；当卡环试样固定位20上固定所述测试卡环模型50后，固位疲劳性能垂向牵引装置40的牵引端固定带动固位疲劳性能检测头41沿垂向运动，使牵引端伸入测试卡环模型50的卡环中，拉力传感器61接收当前拉力值，与数据读取控制装置62的输入端连接，数据读取控制装置对当前拉力值进行输出。固位疲劳性能检测头 41的端部的形状与测试卡环模型50的卡环内环形状相应。上述设置运行的步骤为，首先，如图5所示，固位疲劳性能垂向牵引装置40带动固位疲劳性能检测头41，垂向向下运动进入测试卡环模型50的卡环中。其次，如图6所示，垂向牵引装置40带动固位疲劳性能检测头41 从测试卡环模型50的卡环内垂向抽取出，此时，测试卡环模型50的卡环对固位疲劳性能检测头41产生拉伸固位疲劳性能。从而获取测试卡环模型50的卡环的与固位疲劳性能检测头 41外形的契合度。从而，本实用新型巧妙的进行了契合度的测量。同时，还原了正常使用时的卡环状态。

为便于对测试卡环模型50进行更换和固定，在本实用新型的一种实施方式中，还包括：卡环固定座；卡环固定座与检测台面固定连接，位于卡环试样固定位20的位置上。从而便于对测试卡环模型50进行更换。同时，9、所述固位疲劳性能检测头与所述后牙代型之间为可拆卸连接。所述卡环模型试样固定位与所述测试卡环模型为可拆卸连接。从而更便于更换。

上述固位疲劳性能垂向牵引装置40包括，牵引缸及固位疲劳性能检测头41固定座511；固位疲劳性能检测头41固定座511与牵引缸的伸出端固定连接；数据读取控制装置的驱动输出端与牵引缸的动力驱动端连接。牵引缸为气缸或油缸。

为便于对多方向的卡环形状进行检测，在本实用新型的一种事实方式中，卡环固定座包括：固定座511及旋转驱动装置512；旋转驱动装置512的驱动输出端与固定座511活动连接，带动固定座511水平旋转。

对于上述测试卡环模型50可采用多种的数据测试方式，在一种实施方式中，数据读取控制装置驱动牵引缸的动力驱动端，与拉力传感器的数据采集端连接；驱动牵引缸的伸出端固位疲劳性能检测头的垂向运动速度以850-950mm/min运行，在每500次运动行程后，采集拉力传感器的拉力值15～20次，取平均值后获取测试卡环模型50的拉力值。

在另一种实施方式中，数据读取控制装置驱动旋转驱动装置512的动力驱动端，与转驱动装置的动力驱动端连接，与拉力传感器的数据采集端连接；驱动牵引缸的伸出端固位疲劳性能检测头的垂向运动速度以850-950mm/min运行，每500次运动行程后，采集拉力传感器的拉力值15～20次，取平均值后获取第一组测试卡环模型50的拉力值；驱动旋转驱动装置 512，带动固定座511旋转至设定角度后，驱动牵引缸的伸出端固位疲劳性能检测头的垂向运动速度以850-950mm/min运行，每500次运动行程后，采集拉力传感器的拉力值15～20次，取平均值后获取第二组待检测卡环试样50的拉力值；根据第一组测试卡环模型50的拉力值及第二组测试卡环模型50的拉力值获取测试卡环模型50的拉力值。上述设定角度为30°～45°。

上述装置中的后牙代型1及测试卡环模型50通过下述方式获得：

步骤S101，根据后牙的样本形状数据生成后牙代型1的形状特征数据；

步骤S102，根据所述后牙代型1的形状特征数据制作后牙代型1；

步骤S103，制作与步骤S102中的后牙代型1同轴及外轮廓匹配的测试卡环模型50；

之后步骤S104，将步骤S102中的后牙代型1及步骤S103中的测试卡环模型50组成配套检测单元，通过上述装置进行检查进行固位疲劳性能检测，获取所述测试卡环模型50的测试参数；

步骤S105，提取所述测试卡环模型50的测试参数中的卡环变形分布区域8；

分别提取多种材料测试卡环模型50的测试参数中的卡环变形分布区域8；

将所述卡环变形分布区域8的形状特征值反馈到所述步骤S102中，根据所述卡环变形分布区域8的形状特征值对所述步骤S102中的所述后牙代型1的形状特征数据进行校正。

其中后牙代型1的形状特征数据包括：代型高度2数据、代型顶部圆周面直径3、所述代型的圆周面为弧面，该弧面的弧顶直径4。

步骤S101中包括：根据后牙的样本形状数据中的牙冠高度确定所述代型高度2数据；根据后牙的样本形状数据中的牙冠最大周径值确定所述最大圆弧线处的弧顶直径4；根据后牙的样本形状数据中的牙冠冠顶直径确定代型顶部圆周面直径3；所述代型的横截面形状为圆形和\或对称形状。

其中测试卡环模型50的材料为：牙科临床涉及的金属材料及非金属材料。

所述测试卡环模型50的内部形状与从后牙代型的顶部7向下，沿所述后牙代型1的外圆螺旋方向延展的贴合面相匹配。采用双三次B样条曲面拟合而成,由于B样条曲面片的边界具有光滑连续的特性,采用B样条曲面片构造后牙代型1的外圆螺旋方向延展的贴合面曲面,可保证其光滑连续。

(1)双三次B样条曲面的构造方程为:

式中:U＝[u3 u2 u 1]；

V＝[v3 v2 v 1],参数u,v∈[0,1]；

Bij———曲面的控制点(i,j＝0,1,2,3)。

(2)B样条曲线及B样条曲面的特性

B样条曲面是B样条曲线的拓广。三次B样条曲线的每一段由其特征多边形的4个控制点的位置矢量决定。由三次B样条曲线的矩阵形式:

式中:u∈[0,1]；

Bi(i＝0,1,2,3)———曲线的控制点,如图2所示，取A、B、C、D四个点。

可得三次B样条曲线的特性:

a.端点性质:在节点处具有二阶导数连续。

b.局部性:对一个控制点的修改最多影响4个曲线段,而对其它曲线段不产生影响,因此具有局部可修改性。

c.扩展性:每增加特征多边形的一个顶点,就相应增加了一段B样条曲线,而顶点的增加不影响原有B样条曲线,且新增曲线段在与原曲线的连接处具有一阶和二阶导数连续,因此具有扩展的方便性。

B样条曲面是由其特征多面体顶点的位置向量决定,一个双三次B样条曲面片由空间的4 ×4个特征点定义,其数学表达式已由式(1)给出。显然,分别在参数u,v方向上每增加4个特征点,则增加一个B样条曲面片,并可自然保证其二阶连续。

(3)已知曲面的控制点Bij,参数u,v∈[0,1],双三次B样条曲面可按下列步骤构造:

a.沿u(或v)向,构造Bi(u)三次B样条曲线；

设定v为[0,1]内的某一值,令vi＝in(i＝1,2,3,…,n)(即固定v值),使u在[0,1]范围内变化,可得到一族曲线:

b.再沿v(或u)向,构造spline(平滑)曲线,此时可认为顶点沿Bi(u)滑动,每组顶点对应相同的u 值,当u值由0到1连续变化时,即形成B样条曲面:

通过对卡环的内形贴合度进行检测，不仅实现了对卡环形状的有效检测，从而有效提高了义齿卡环的使用寿命。

所述测试卡环模型的延展端顶部5位于所述后牙代型的最大外圆弧线6下部的0-1.0mm 水平深度处。

所述卡环模型的制作方式包括注塑、铸造、切削、3D打印。随着3D打印技术的不断进步，义齿的标准化生产日益成为可能，本实用新型中的检测设备，为义齿的高效生产提供了必要条件。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。