专利名称：颚操纵器的制作方法用于操纵患者的下颚的现有技术包括众所周知的George Gauge (例如，参见美国专利7，448，388)。所述George Gauge 仅允许下颚沿前后轴线运动和最低限度的垂直变化。现有获得理想的颚位置的方法存在若干问题，例如，因为在进行牙科/医学治疗期间，患者被要求定位其下颚。在一些情况下，现有方法以设定的间隔连续进行，同时在定位下颚和记录患者的咬合记录之间必须取出所述器械。现有方法缺乏用任何诊断器械对患者进行实时分析或在需要颚操纵的其他牙科手术期间所需要的精度和可重复性。该反复试验法不仅增加了诊断时间，而且还妨碍了了解下颚相对上颂的相对位置的精确方法。其结果是，为患者制造的口腔矫治器有时在正常工作之前需要进行多次改造。并且，在某些情况下，患者会因为总体上缺乏良好结果而不满意，并因此放弃治疗。进行了美国专利检索，发现了以下专利(每一份专利的内容均通过引用在此纳入) 授予Halstrom 的美国专利 7，448，388( 11/11/2008);授予 Gaumond等的美国专利 6，183,423 (2/6/2001);授予Gaumond等的美国专利6，379，311 (4/30/2002);授予Nelson等的美国专利 6，244，865(6/12/2001);授予 Carpenter 的美国专利 2，669，988(5/8/1951);授予 Sayer 的美国专利 4，148，308(4/10/1979);授予 Luomanen 等的美国专利 4，425，911( 1/17/1984); 美国专禾IJ ；授予Liegner的美国专利4，495，945 (1/29/1985)；授予Ovassapian等的美国专利 5，024，218 (6/18/1991)；授予 Niemeyer 的美国专利 5，086，768 (2/11/1992)；授予 Walsh 的美国专利 D288, 346 (2/17/1987);授予 Moles 的美国专利 5，305，741 (4/26/1994)； 授予Sauer等的美国专利4，828，418 (5/9/1989)；授予Lustig的美国专利4，472，140 (9/18/1984)；授予 Schainholz 的美国专利 4，806，100 (2/21/1989)；授予 Olivier 的美国专利 7，364，429 (4/29/2008)；授予 George 的美国专利 5，154，609 (10/13/1992)；授予 Leal的美国专利5，199，872 (4/6/1993)；以及授予Magill和Key的美国专利4，439，147 (4/17/1984)。
描述了用于诊断和治疗与患者的下颚定位相关的牙科和医学问题的器械，其中，4所述诊断和治疗可有利地用于在三维空间中准确测量对象的下颚相对上颂的位置。所述器械具有用于接合上颂和下颚的门牙的机械特征，下颚和上颂接合装置之间的机械连接，和在所述机械连接上提供的刻度或标记，用于测定所述下颚和上颂之间的关系。所述下颚和上颂接合之间的机械连接允许两个自固定滑动门牙牵引部分彼此垂直运动，三个旋转部件驱动所述滑动门牙牵引部分。所述滑动门牙牵引部分具有自固定形状，并且在一端还具有小的突出部，以便一旦本发明的装置组装好可以使用时防止其离开导向槽。所述机械连接允许所述门牙滑动牵引部分沿前/后方向和垂直方向运动，并且提供了第三个机械连接，以便允许所述门牙牵引部分做矢向或左右相对运动。为所述前/后运动和垂直运动提供了锁定装置，以便保持理想位置。所述矢向位置可以通过用于其定位的螺纹/螺母机构保持。所述器械可以在有或没有咬合板的情况下使用。在它与压痕板(impression plate)使用时，所述板具有用于固定压痕材料的上下平面，所述板的形状近似上下牙齿的咬合。在该实施方式中，所述压痕板可以具有不同的尺寸，并且特别地与所述滑动门牙牵引部分一体化或通过固定“卡扣”特征或其他机械装置与所述上门牙牵引部分结合，以防其意外移除。可以提供螺纹类型的锁定机构，以便做前后和垂直运动，并且被用于固定所述上下门牙牵弓I部分在适当的位置。在所述器械的连接支架上标记分度尺或分度标或指示器，以便对前后方向的运动，垂直轴线和矢向运动进行准确定量。在另一个改进的实施方式中，所述器械可以对所述位置进行电子反馈，以便通过数据记录器或其他计算机记录装置记录，因此能够自动记录下颚位置。该器械的用途适用于诊断、治疗、或排除与诸如导致睡眠窒息，颞下颂关节功能紊舌L (TMD)，与颞下颂关节(TMJ)相关的问题，或与下颚相对上颂排列相关的任何问题。该器械的另一个用途是在进行需要对象的下颚相对上颂的准确关系的牙科手术或医疗手术时， 利用咬合记录材料进行定性测量。另一个实施方式是利用所述器械的远程运动实现下颚的适当定位，以便在设计用于患有阻塞性睡眠呼吸暂停的患者的口腔矫治器时张开空气通道。在另一个实施方式中，下颚相对上颂的位置能够被精确测量或定位，同时利用电反应诊断设备或放射方法实现必要的下颚定位，从而完成对患有TMJ的患者的矫治。本发明一种用途是应用声反射口咽测量仪(acoustic oral pharyngometer)器械测量在患者呼吸时的喉口的面积和容积。前后和上下移动下颚的简单运动有助于张开咽喉，并且便于患者呼吸。以上过程的结果是创造出当对象睡眠时使用的口腔矫治器或转用到其他医学专业人员，以便进一步分析患者的咽喉。一般，口腔矫治器是用得到的口咽测量仪步骤构造成的，并且被用于在患者睡眠时将下颚保持在设定的位置，以免出现呼吸困难。 本发明允许所述口咽测量仪步骤“实时”进行，无须随后取出调节器械。在声波进入患者的口腔和咽喉之前，所述声反射咽测量仪将本文所描述的颚操纵器视为空气通道波导管内的物体，但不会减弱反馈信号的总强度。由于整个咬合装置 (mouthpiece)管的长度较长，所述前后距离在咽测量仪读出器中移动了相同的距离，但是， 门牙相对软托盘和咽部的距离保持恒定。另一个实施方式是利用所述器械的远程运动实现下颚的正确定位，以便在设计用于患有阻塞性睡眠呼吸暂停的患者的口腔矫治器时张开空气通道。在另一个实施方式中，下颚相对上颚的位置可以精确测量或定位，同时使用，例如，电反应诊断设备或放射学设备实现对象下颚的必要的/优选的定位，完成对患有诸如 TMJ疾病的患者的矫治。例如，对于牙科医生和睡眠呼吸暂停医生来说，有利的是所述器械能够以可靠、可重复和简易方式量化对象下颚相对上颂的相对位置，以便在从最后面到最前面，从最小垂直到最大垂直位置通道，从左右的矢向中线的三个平面上实时测量。在一种优选实施方式中，所述器械(例如，颚操纵器)是这样工作的将通气管样咬合装置插入患者口中，并且使患者的上下前牙与上下操纵器门牙牵引部分接合。例如，可将声反射咽测量仪或其他医疗器械连接在所述咬合装置的开口端，并且按照生产商的说明进行操作。所述颚操纵器是通过用手、小型电动或气动马达等通过计算机反馈与咽测量仪或医疗器械转动所述小齿轮操纵的。之后，通过两次抬升操纵患者的下颚，直到所述医疗器械读出器显示下颚位置提供了理想的空气通道。在这一点上，牙科医生采用快速定型的咬合糊剂，以便提供生产口腔矫治器的压痕。本文还披露了生产和使用所述装置的方法。图1是没有所述咬合装置或咬合记录装置的本发明装置的分解示意图。图2是具有咬合装置的所述操纵器组件整体的透视图。图3是有咬合记录装置和没有所述咬合装置的操纵器的透视图。图4是本发明装置的左视图。图5是沿图4中A-A的剖视图。图6是本发明装置的俯视图。图7是沿图6中B-B的剖视图。图8是小齿轮元件的透视图。图9是上门牙牵引部分的透视图。图10是下门牙牵引部分的透视图。图11是没有所述咬合装置，同时包括集成的咬合记录装置的本发明装置的分解示意图。图12是所述咬合装置的侧视图。图13是所述咬合装置的后视图。图14是所述咬合装置的仰视图。图15是侧面上颂和下颚的剖视侧视图，示出了包括集成咬合记录装置的本发明器械。图16是能够三维测量下颚相对上颂位置的实施方式的透视图。图17是图16所示实施方式的右视图。图18是图17的仰视图。图19是图16所示实施方式的俯视图。
图20是图16所示实施方式的左视图。图21是图16所示实施方式的分解示意图。图22是通过数字计算机驱动所述操纵器的方框图。

咬合架模拟颞下颂关节和颚的机械装置，上颂和下颚铸型连接在它上面。整个组件试图再现下颚的运动，以及与这些运动相伴的各种牙齿与牙齿之间的关系。上颂解剖学；沿中线融合并且形成上颚的一对人类颅骨骨骼。齿骨形成上颚一半的不规则形状的骨骼。所述上颚由两个上颂骨组成。下至上中央门牙的切缘。前后表示轴线的解剖学术语，对于本申请来说表示从口腔前面到后面的轴线。矢向从前到后通过伫立体的垂直平面。参见图1、2和3，箭头9表示作为独立单元的用于测量患者下颚相对上颂的前后垂直运动的整个颚操纵器。所述操纵器组件的起始部分是具有槽2、3和校准孔例如，4的支架 1。小齿轮6、16通过所述孔组装，同时增加0形环7、8。在该实施方式中，下门牙牵引部分 10和上门牙牵引部分11接合并且被槽2、3接纳，并且分别沿箭头22、23所示方向滑动。0形环7、8具有不同的功能。0形环7放在凹槽12中，并且分别压在门牙牵引部分10和11的表面14和15上。当小齿轮6或16沿方向M或25旋转时，通过0形环9分别与门牙牵引部分10和11的摩擦，实现旋转运动到线性运动的转化。小齿条和小齿轮组， 或其他类似装置也可以代替0形环7和表面14，15以便构成所述运动转化的装置。所述齿条和小齿轮组77、78被用于图16至21所示的实施方式中。可将0形环8或其他弹性形式的环放在凹槽13中，用于将小齿轮6、16限制在支架1中。另外，0形环8对小齿轮6、16 产生轴向偏压。该偏压动作被用于将小齿轮6、16的凸缘17向支架侧面18、19牵拉(19是与18相对的表面)。径向槽20在凸缘17周围等距离分布，与突出部21接合(通常在用于校准孔4支架的相反一侧)，以便构成柔性制动器。在用手转动小齿轮6、16时，该制动器产生一种触觉反馈，为操作者提供相对箭头M、25所示旋转，门牙牵引部分10，11移动了多远的测量。还可将作为小齿轮6、16刚性部分的刻度盘或其他视觉指示器用于指示门牙牵引部分10、11移动的距离。图1所示位于支架1上的分级指示器31被用于明确指示并且测量牵引部分10的行程。具体参见图2和3，现在在图1所示组装的机构上示出了咬合板牵引部分，并且在图3中用箭头30表示在咬合装置40内部组装的形式。孔41和42在小齿轮6、16周围提供了足够紧密的配合，以便形成声密封。咬合装置40的圆柱形管43形成了空气通道并且能够与医疗器械，例如，声反射口咽测量仪连接。参见图4、5、6、7和15，咬合装置40由弹性材料制成，并且装在患者口中，与通气管咬合装置类似。凸缘50的表面位于患者嘴唇的内表面内，同时门牙牵引部分10、11与患者的前牙接合。上下咬合面51、52与患者的磨牙和门牙接触。咬合面51、52的特征是通过孔 5354保持由医生或牙医注入这些部位的咬合记录糊剂。在咬合面51上形成的压舌板M 被应用于保持患者的舌头不干扰所述医学测量。在图15中也示出了压舌板M。
参见图8，更详细地示出了小齿轮6、16的透视图。锥面55是所述小齿轮的特征， 以便0形环7、8能够更方便地组装到凹槽12、13中。柱面56上可以采用各种表面结构。 例如，一种实施方式是直的或菱形压花图案，以便为所述小齿轮提供改进的手指抓握性能。 在另一个实施方式中，可以将柔软的弹性套管，如硅酮或胶乳套管套在表面56上，目的同样是提供改进的抓握性能。柱面56还可以与小型伺服电机机构连接，以便驱动小齿轮6、 16，将一个反馈表面用于所述医疗器械。这样，整个医疗器械都是通过计算机操纵的，并且优化了下颚位置。具体参见图9和10，分别示出了上门牙牵引部分11和下门牙牵引部分10。两个门牙牵引部分10、11采用类似的倾斜壁61、62，63和64以便接合并且接纳患者的门牙。在另一个实施方式中，这些壁可以是圆形的并且重塑，以便与更多的患者的上下牙齿表面接合。 两个门牙牵引部分10和11具有类似的滑动“T”形滑块64和65。这些导向装置自动俘获到支架1的槽2、3中。尽管这是俘获的滑动导向装置的一种实施方案，另一个例子是鸠尾榫或某种类似机械俘获滑块机构。门牙牵引部分10，11还以突出表面66和67为特征，它能够调节0形环7压力并且提供粗糙表面，以便为0形环提供更大的摩擦力。在另一个实施方式中，表面66和67可以是齿条齿，它能够接合小齿轮6，16上配合的齿轮齿，取代0形环7。从旋转运动到线性运动的其他类型的转换可用于这种应用中。图12、13和14是咬合装置9的正视图。本发明的另一个实施方式能够沿三维方向测量下颚相对上颂的位置关系。图16 示出了详细的透视图，其中，在所述器械上增加了额外的滑动接头70，以便提供沿矢向方向对患者下颚的测量。该实施方式可用于图15所示的患者。在这种情况下，支架1为两个部分71、72，同时每一个部分分别携带槽2、3和相应的校准孔4、5。支架部分71、72通过接头70相互作用并连接。接头70形成运动的矢向轴线。由箭头74所表示的矢向运动是通过调节部件73实现的。门牙牵引部分10、11中的门牙牵引部分11具有前文所述的弓形咬合构造，并且以与图1所示相同的方式运动。图17、19和20表示标记，如用于准确描述所述器械的每一个轴线运动的分级指示器31和32。在所描述的实施方式中，一旦所述器械调整到对患者的理想位置，就使用固定部件75、76锁定运动22和23。图17示出了分级指示器32，例如，具有大约2 mm的正常咬合起始点在附图中用数字2表示。图20示出了分级指示器31，数字0表示正常咬合位置。参见图18，矢向滑块70使得支架块71、72能够通过调节螺杆73彼此携带运动。 调节螺杆73被拧入支架块71上的孔78中，再通过孔79连接在支架块72上，并且通过两个弹性圆环或0形环，80、81固定。图21示出了颚操纵器的分解示意图，可以沿三个正交轴线对患者进行测量。如上文所述，所示出的门牙牵引部分11具有弓形咬合部分，医生或牙医或其它卫生保健人员可以将咬合糊剂涂覆在表面52上和孔53中，以便形成精确定位的咬合记录。图22示出了通过个人计算机和软件实施本发明的自动化方法。患者的实时物理信息与来自颚操纵器马达驱动器的编码器信息混合。然后通过数字计算机软件分析这些输入，以便优化马达定位，为患者生成理想的下颚定位。可以记录该定位位置并且用作咬合记录方法的一部分或指示由医生或牙医为患者开出的处方结果。如上文所述，操纵患者下颚的现有技术包括众所周知的George Gauge 。GeorgeGauge 只允许下颚沿做前后轴线运动和最小的垂直变化，而本发明的装置能够测量下颚相对上颚的垂直距离和前后距离，以及相对矢向位置。不过，尽管Leal和Halstrom(例如，参见美国专利7，448，388)都采用了利用两个咬合记录装置板的方法，但是都不能利用任何诊断仪器进行实时调节。在具体的实施方式中，本发明包括以精确方式操纵患者的颚的颚操纵器，该颚操纵器具有连接支架18，包括其上具有孔和槽2、3的部件，允许第一和第二滑动门牙牵引部分(或托架10、11)和分别与所述第一和第二滑动门牙牵引部结合的第一和第二旋转部件或旋钮6、16能够相对所述连接支架彼此独立地运动，以便以精确的方式操纵患者的颚。每一个滑动门牙牵引部分具有一个可结合的滑动部件，以便与所述连接支架的槽相互作用，而与所述滑动门牙牵引部分结合的托架部件的形状适合与患者的牙齿和/或牙床接合，以便操纵所述颚。另外，每一个旋转部件通过孔与所述连接支架连接，并且包括在其界面处与相关的滑动门牙牵引部分物理接触的部件或部分，以便将所述旋转部件的旋转运动转化为所述滑动门牙牵引部分的线性运动，并因此调整相应滑动门牙牵引部分相对连接支架和患者颚的位置，因此实现以纵向和垂直方式相对患者口腔操纵所述颚；水平和垂直分级指示器 (或标志或其他标记)与连接支架结合，用于测量通过旋转所述第一和第二旋转部件导致的所述滑动门牙牵引部分相对连接支架的相对运动，并且使用所述颚操纵器。优选的是，所述装置还具有咬合装置，该咬合装置上具有圆柱形末端43，为患者提供空气通道，以及位于所述空气通道上的密封盖，它能够形成声密封，所述咬合装置具有孔 41、42，所述第一和第二旋转部件通过所述孔延伸，以声密封方式环绕所述旋转部件；所述弹性咬合装置还包括咬合部分51、52，具有用于接纳咬合记录糊剂的孔53、54。在开发所公开的装置时，用各种器械进行一段时间的系统性处理。第一种器械是位于圆管内的伸缩圆管，具有与所述发明中披露的类似形状的门牙牵引部分。这种早期器械将上门牙牵引部分连接在旋转凸轮上，并且中心管提供了一种旋转装置，以便提供垂直运动(参见照片1)。第一种器械的两个缺陷是它不能用于通过咽测量仪咬合装置实时测量， 并且上门牙牵引部分的旋转产生所述垂直运动的同时也产生了侧向载荷，该载荷妨碍所述下颚和上颂彼此相对居中。用所述第一种器械进行下颚的前后操纵被证明是成功的。第二种器械的缺陷是压轮和门牙牵引部分之间滑动配合问题，用于将旋转运动转化为线性运动。所述小齿轮把手也过长，在组装之后会妨碍其安装到所述通气管样咬合装置上。所述门牙牵引部分也没有使其能够脱离所述支架的阻挡结构。没有分度标志用于目测读出所述门牙牵引部分的位置，在所述支架上也没有定心槽用于相对上门牙对所述器械进行定位。如本文所述，门牙牵引部分相对所述0形环压轮的相对位置大体上是封闭的，以便在所述小齿轮将旋转运动转化为线性运动时提供近乎防滑的动作。在所述门牙牵引部分增加小的机械特征，一旦所述小齿轮组装到所述支架上之后，可防止其脱离所述支架。缩短了所述小齿轮的长度，并且提供了可以添加延长把手的特征。这使得所述器械可以安装在所述通气管咬合装置内，然后，在组装之后添加所述延长部件。所述通气管样咬合装置同样经历了开发过程。当所述器械的下咬合板整合了压舌板时，可以简化所述咬合装置。容纳所述操纵器组件的圆筒的内径必须与所述声反射咽测量仪的声波导管的内径相同，以便可以用所述咽测量仪精确测量。尽管从牙齿到咽喉的相
9对距离保持恒定，距离所述声波导管端部的总距离发生了改变，改变的距离是本发明的加长的管相对于制造商提供的标准长度的管的额外距离。在所述咬合装置管的下部提供了解除装置(relief)，使得所述下门牙牵引部分不受干扰地移动到所述管中。该解除装置为所述下门牙牵引部分提供了适当的延长。所述上门牙牵引部分能够从其中间起始位置伸长大约4 mm至大约7 mm，而所述下门牙牵引部分必须能够从其中间位置伸长大约7 mm至大约11 mm。这些距离是牙科医生和医生优选的距离，因为它包含了大部分患者的天然的上颂和下颚形状和位置。现有技术的第二个问题是用George Gauge 测量的运动只能在一个平面上进行。 本发明能够在三个平面上进行测量，满足需要进行两个或三个平面测量的牙科和医学实践。同样，George Gauge 不能用于远程实时测量。这实际上是因为在使用所述诊断器械时需要沿同一轴线调整前/后位置。Halstrom或Leal在使用所述器械时遇到了类似问题。本发明提供了一种在患者进行诊断治疗时实时移动并且测量下颚位置的方法。所述操纵可以在进行内科手术时手工完成，以便监测来自诊断器械的实时反馈或通过计算机反馈由马达驱动进行所述操纵，以便获得理想位置。通过本发明实现的下颚相对上颂的操纵，能够以可重复的精度进行实时测量，因此减少了诊断时间，同时精确量化了牙齿上下咬合部的位置。这样，通过上述方法可以由所述咬合架精确建造出一种口腔矫治器。它还使得医生或牙科医生能够采用另一种方法缓解睡眠呼吸暂停的发作。在了解本发明之后，本领域技术人员能够理解，不能通过商业渠道获得的部件可以方便地通过多种方法生产并且组装本发明的部件，例如，所述方法包括机械加工或模制。 可用于生产本发明部件的材料包括诸如金属、聚碳酸酯、尼龙、聚丙烯、聚甲醛树酯，以及其他适当的生物相容性材料。组装和定型可以如相关的附图所示(例如，参见图15至17)，收录的现有技术，并且可以根据特定患者口腔、下颚和上颂的大小定制。部件(例如，旋钮)的尺寸还可以改变，以便适应采用该设备的具体卫生保健专业人员。


描述了一种作为独立的工具或具有相关的咬合装置的颚操纵器，它包括两个连锁的侧滑支架，包括可移动的上下门牙牵引部分，其形状适合接纳患者的中央门牙，以及用于驱动所述上下门牙牵引部分的一对小齿轮轴。利用螺纹提供精确的横向运动，以便进行矢向测量。所述咬合装置是由弹性橡胶制成。所述操纵器可以通过两个小齿轮安置并且保持在弹性可弯曲的咬合装置上，突出对应每一个小齿轮位置的声密封孔。在没有所述咬合装置的实施方式中，所述操纵器可用于其他用途和/或与作为操纵器支架一部分的咬合记录形状组合使用。