[发明专利]一种颞下颌关节体外仿真模拟器

说明书

本发明公开了一种颞下颌关节体外仿真模拟器，包括仿真头颅模型、头颅固位装置、三维空间调节装置、控制装置和传动装置。本发明利用控制装置生成控制信号，通过传动装置将动力传导至三维空间调节装置，利用三维空间调节装置调整位置，从而实现仿真头颅模型中上、下颌骨以髁突为轴心完成双侧联动的模拟开闭口运动，可以充分模拟颞下颌关节的功能运动，并通过调节关节运动频率模拟生理及多种病理状态的关节运动。

技术领域

本发明涉及体外仿真模拟技术领域，具体涉及一种颞下颌关节体外仿真模拟器。

背景技术

颞下颌关节是人体唯一的双侧联动关节，是使用频率最高的关节，承担张闭口等重要生理功能。颞下颌关节疾病是最常见的口腔疾病，发病率高达30～40％，主要症状有关节弹响、张口受限、面部疼痛、咬合紊乱甚至颜面畸形。颞下颌关节结构复杂、位置深在，与颅底、面神经等重要解剖结构毗邻；颞下颌关节疾病发病隐匿，发病机制复杂，需要进行大量的科学实验来探索其生理功能和病理改变。但是，由于人体颞下颌关节部位和结构的特殊性，给科学实验的开展带来了极大的困难。主要表现为：1、体外实验无法模拟体内的三维仿真环境；2、体内实验由于结构和位置的复杂性难以进行小动物实验；3、即使利用大动物完成体内实验，由于种属不同带来的咀嚼方式的差异亦会导致实验结果的意义大打折扣。因此，在体外构建一个可以模拟体内颞下颌关节功能运动的模拟器具有极其重要的现实意义和科学价值。

目前，市场上尚未见相关模拟器，且文献中亦鲜有报道。国内外学者在该领域通过不懈努力也制备出了一系列仿生结构或者咀嚼机器人，但都难以真实有效地模拟颞下颌关节的功能运动，主要局限体现在：1、无法实现颞下颌关节的完整解剖结构重建；2、无法实现颞下颌关节的周期性往复运动；3、无法实现颞下颌关节的双侧联动性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种颞下颌关节体外仿真模拟器。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种颞下颌关节体外仿真模拟器，包括仿真头颅模型、头颅固位装置、三维空间调节装置、控制装置和传动装置；

所述控制装置用于根据输入的控制指令生成控制所述仿真头颅模型模拟开闭口咬合运动的控制信号，并输出至所述传动装置；

所述传动装置用于根据所述控制信号向所述三维空间调节装置输出驱动力矩，驱动所述三维空间调节装置进行三维空间调节；

所述仿真头颅模型包括相对设置的上颌骨模型和下颌骨模型；

所述头颅固位装置用于固定所述下颌骨模型；

所述三维空间调节装置用于固定所述上颌骨模型，并根据所述传动装置输出的驱动力矩驱动所述上颌骨模型相对所述下颌骨模型进行双侧联动的颞下颌关节仿真运动。

该方案的有益效果是：本发明利用控制装置生成控制信号，通过传动装置将动力传导至三维空间调节装置，利用三维空间调节装置调整位置，从而实现仿真头颅模型中上、下颌骨以髁突为轴心完成双侧联动的模拟开闭口运动，可以充分模拟颞下颌关节的功能运动，并通过调节关节运动频率模拟生理及多种病理状态的关节运动。

进一步地，所述控制装置包括主控模块、舵机模块、显示模块、通信模块和电源模块；

所述主控模块用于根据输入的控制指令生成控制所述仿真头颅模型模拟开闭口咬合运动的PWM波控制信号，并传输至所述舵机模块；

所述舵机模块用于将所述主控模块生成的PWM波控制信号输出至所述传动装置；

所述显示模块用于显示模拟器工作状态；

所述通信模块用于向所述控制装置输入控制指令；

所述电源模块用于分别向主控模块、显示模块、通信模块及传动装置供电。