用于测量骨品质的方法和工具技术

本发明专利技术涉及用于测量骨品质的设备和方法。本发明专利技术涉及用于测量骨品质的设备和方法。本发明专利技术涉及用于测量骨品质的设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量骨品质的方法和工具


[0001]本专利技术涉及外科领域，更具体地涉及牙外科(dental surgery)和植入术(implantology)。

技术介绍

[0002]在用于确定骨品质(osseous quality)的方法的背景下，可以将评估方法分类为两种类型：一方面，创性(invasive，侵入性)方法，即基于在对其品质待被评估的骨的钻孔期间所获得的经验数据的方法；以及另一方面，非创性(non
‑
invasive，非侵入性)方法，所述非创性方法使用例如医学成像技术，诸如X射线照射或磁共振成像(MRI)。
[0003]在专利文件WO2008052367中描述了将在准备用于放置植入物的部位期间实施的骨品质(即机械抵抗力)评估方法。此文件详细说明：在骨中形成孔，并且然后使用专用器械来确定骨的机械抵抗力的特性。待被表征的特性一方面是由施加在该孔的内部上的压力引起的机械变形，以及另一方面是待被施加到插入该孔中的工具以使该孔机械变形的扭转力矩或扭矩。
[0004]在文件WO2012083468中公开了这次适于大尺寸的骨诸如股骨的情况的类似的方法，该文件还公开了适于此程序的手持件(handpiece，机头)：在此情况下，通过使钻孔工具在与钻孔方向相反的方向上转动来测量骨的机械抵抗力，以将孔的机械变形和施加的扭矩关联。此外，钻孔工具具有对称形式，这意味着它可以在两个旋转方向——用于切割的第一方向和用于测量的第二方向——上提取材料。出于此原因，此方法不适合于牙植入的情况，因为为了测量而在相反方向上的旋转有使骨骨折或损坏的风险。事实上，所有用于准备牙植入的钻头和钻孔机具有旋入(screwing)方向和旋出(unscrewing)方向，旋出方向允许移除钻孔工具而不导致骨材料的撕裂。
[0005]文件US7878987就其本身而言提出了用于对整个骨对骨折的抵抗力进行微创评估的具体替代解决方案。在此情况下，系统能够穿过患者的皮肤和软组织之后到达骨的表面。然后通过将非常细小的测试刀片/探针在骨内部推动(压入(indentation)，而探针不旋转)来实施测量。对施加到该刀片/探针以穿透骨并且被拔出的力的测量可以建立对骨的骨折的风险的评估。
[0006]然而，不存在任何专门适于牙植入术的用于对骨的品质进行评估的方法。
[0007]目前，在此具体
，用于为了牙植入而对骨的骨品质进行定性评估的仅有的公认的方法是非创性方法，诸如下文所描述的那些方法：
[0008]‑
专利文件JP2000245736，其描述了一种用于使用微波来检测骨质疏松症的工具。
[0009]‑
ROSHOLM等人的美国专利文件US6,763,257描述了一种使用射线照相测定法(radiogrammetry)进行骨品质评估的方法；
[0010]‑
NI等人的美国专利申请US2003/0057947描述了一种用于确定骨的孔隙率的基于磁共振的技术。
[0011]‑
然而，这些非创性方法不提供对骨品质的任何定量测量，并且因此被认为太不精
确而不能被用来定义最佳植入策略，因为它们不可以定义骨品质的足够精确的空间分布(spatial profile)。
[0012]因此，存在对于不具有这些已知限制的解决方案的需要。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是提出一种新的测量设备以及一种更精确并且更有效的用于确定骨品质的新的方法。
[0014]更具体地，本专利技术的目的是提供不同的骨区域的清晰的空间分布，而无需与通常操作程序相关的附加的测量步骤，也不需要专用器械或专用操纵。
[0015]这些目的通过主要设备权利要求1的特征来实现。
[0016]所提出的解决方案的一个优点是：它引入了一种可以在为了准备牙植入的部位而进行的钻孔期间定量地测量骨品质的方法。此程序可以使用由微型马达和反角减速器(通常具有20:1的传动比)组成的标准植入术套件，而不必添加专用设备。
[0017]此外，这样的方法可以在植入准备的所有阶段期间实施一系列测量，而不必添加补充操作阶段，也不必使患者暴露于比传统钻孔操作更具创性的操作。具体地，不需要通过压力和/或扭力的变形(如在WO2008052367中所公开的解决方案的上下文中所要求的)。
[0018]所提出的解决方案提供的另一个重要优点涉及所提出的定量测量的精度。换句话说，后者不仅可以对植入部位处的骨品质进行分类，而且可以从骨的表面到其深度对骨品质的空间分布进行重建。更具体地，所获得的测量结果从骨的表面向骨的内部提供骨品质的精确空间分布，并且识别从靠近骨的外表面的皮质(cortical)区域——即，最硬的区域——到骨的内部处的较软的小梁(trabecular)或顶端(apical)区域的过渡区。
[0019]根据本专利技术的一个优选实施方案，骨品质是直接从电流导数测量结果得到的，而从未直接测量电流。这允许计算过程的简化，不需要对电流信号进行后处理(post
‑
process)以获得扭矩值，并且进而获得产生骨品质的扭矩的导数。
[0020]根据本专利技术的另一个优选实施方案，钻孔工具具有范围在最小值与最大值之间的可变直径分布，最小值与最大值之间的比率至少等于2。在此情况下，可以假设电流的导数和扭矩的导数仅取决于钻孔工具的具有直径的最大值的部分。量L
F
(或L
f
)定义具有最大直径的部分的长度。最大直径与最小直径之间的比率必须等于或大于2，以保证电流导数的空间行为仅取决于钻孔工具的最大直径部分的穿透深度。
[0021]根据本专利技术的又一个实施方案，用于测量骨品质的设备还包括：角传感器(诸如霍尔传感器、磁传感器、光学或电传感器)，用以获知反角的转子的确切定向；以及标引系统(indexation system，分度系统)，用以确定钻头的确切定向。因此，在确保每次钻头完成完整的旋转——例如10的数量级——时收集足够的测量数据的同时，可以附加地获得骨品质的角分布(angular distribution)。
[0022]根据本专利技术的又一个实施方案，用于测量骨品质的设备包括非圆形非对称钻头，产生比钻头的平均直径大至少20％的挤出直径(extruded diameter)。由于这样的专用钻孔工具，可以获得骨品质的3D表示，因为可以获知不仅作为穿透深度的函数而且作为角定向的函数的骨品质的变化。
[0023]根据本专利技术的一个变体实施方案，用于测量骨品质的设备还可以包括校准和基准
测试工具，从而允许根据专用钻头、手持件或马达定义分类标准。
附图说明
[0024]通过阅读以下通过示例的方式给出的描述并且参考附图将更好地理解本专利技术，在附图中：
[0025]‑
图1是根据本专利技术的一个优选实施方案的测量设备的不同的功能部分的逻辑图解；
[0026]‑
图2A和图2B示意性地示出了在牙植入术的领域中常规使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于确定骨结构的品质的设备，包括用于控制运动地连接到钻孔工具的马达的装置，所述钻孔工具诸如钻头，其中所述设备还包括：用于即刻地测量在钻孔操作期间由所述马达消耗的电流相关的值的单元，以及适合于与所述钻孔操作同时地处理由所述测量单元收集的数据的处理单元，所述处理单元同样适合于处理所获得的电流相关的信号值以获得由所述马达施加到所述钻孔工具的扭矩导数值，并且使所获得的所述扭矩导数值与在所述钻孔操作期间所使用的钻孔机的类型和所述马达的旋转速度关联，以由此推断所获得的所述扭矩导数值与所述骨结构的深度之间的关系，其中所述扭矩导数值对应于钻孔抵抗力并且因此定义骨品质。2.根据权利要求1所述的用于确定骨结构的品质的设备，其中所述电流相关的值是电流值，所述电流值被后处理并且与作为所述骨结构中的深度的函数的由所述马达施加的扭矩的信号联系起来，其中所述骨品质然后由产生的所述扭矩值的导函数定义。3.根据权利要求1所述的用于确定骨结构的品质的设备，其中所述电流相关的值是电流导数值，所述电流导数值直接产生扭矩导数值并且因此产生骨品质值。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于确定骨结构的品质的设备，其中在给定的深度上的恒定的导数值允许识别均匀密度和硬度的区域，所述区域被分类为不同类别的骨品质。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于确定骨结构的品质的设备，其中所述钻头具有范围在最小值与最大值之间的可变直径分布，所述最小值与所述最大值之间的比率至少等于2。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于确定骨结构的品质的设备，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：比恩空气控股有限公司，
类型：发明
国别省市：