ПАРАЛЛЕЛОМЕТР
PARALLELOMETER

Изобретение относится к приборам для определения относительной параллельности поверхностей (плоскостей) и применяется, в частности, в ортопедической стоматологии, терапевтической стоматологии, хирургической стоматологии, а также в инструментах, требующих параллельной точности в работе.
Известен параллелопрепаратор [Патент RU № 2080099, МПК A61C 3/02, опубл. 27.05.1997], содержащий стоматологический наконечник,  закрепленный с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на шарнире исполнительного механизма, имеющего определитель рабочего положения стоматологического наконечника, причем определитель рабочего положения стоматологического наконечника выполнен в виде датчиков контроля и взаимного положения головы пациента и стоматологического наконечника, который размещен с возможностью дополнительного поворота в вертикальной плоскости на шарнире, имеющем привод в виде двух микросервомоторов, при этом исполнительный механизм снабжен блоком управления, содержащим электронные схемы сравнения. В результате достигается автоматическая корректировка взаимного расположения инструмента и препаратируемых поверхностей зубов за счет высокой точности образования параллельных поверхностей зубов.
Недостатком данного решения является дополнительно закреплённый датчик для сравнения двух осей рабочей и эталонной. Загромождение рабочего поля.
Известно устройство для контроля и коррекции угловых отклонений стоматологического инструмента [Патент RU № 2532886, МПК A61C 3/00, опубл. 10.11.2014], содержащий стоматологический наконечник с рабочим инструментом, на стоматологическом наконечнике закреплен лазерный излучатель с формирователем лазерного луча, при этом плоскость лазерного излучения ортогональна оси симметрии стоматологического инструмента, на равноудаленном расстоянии от излучателя и между собой размещены фотоприемники, подключенные к системе сбора и обработки данных, имеющая беспроводную связь с системой индикации.
Недостатком данного решения является то, что между фотоприемником и лазерным излучателем будут возникать преграды такие как слюна, аэрозольное облако, и вспомогательные инструменты, например, стоматологическое зеркало, слюноотсос, держатель языка.
Техническим результатом является повышение безопасности и точности определения относительной параллельности поверхностей (плоскостей), в том числе препарирования.
Технический результат достигается за счет того, что параллелометр состоит из наконечника, выполненного с возможностью крепления бора, и расположенных в нем или фиксированных снаружи гироскопа-акселерометра, по меньшей мере, одного сигнализатора и кнопки, фиксирующей ось, соединенных посредством экранированных проводов с платой с микроконтроллером, который выполнен с возможностью обработки данных с датчика гироскопа-акселерометра и последующим включением  сигнализатора  и/или отключения наконечника.
Особенностью параллелометра является то, что наконечник выполнен турбинным или механическим, то есть подача питания происходит либо за счет подачи воздуха либо от электричества. Светодиод выполнен rgb белого, красного, синего и зеленого цветов, а кнопка выполнена сенсорной.
Причем, сигнализатор может быть выполнен в виде вибратора, светодиода или звукового сигнализатора. Использование возможно как одного так и одновременно нескольких сигнализаторов.
На Фиг. 1 представлено изображение параллелометра с примером применения в качестве сигнализатора светодиода и вибратора, расположенных внутри наконечника.
На Фиг. 2 представлены примеры расположения гироскоп-акселерометра и сигнализатора снаружи наконечника (А), внутри переходника между гибким шлангом и турбиной (Б),  в микромоторе физиодиспенсера или микромоторе механического наконечника (В), в механическом наконечнике (Г).
На Фиг. 3 представлены примеры применения параллелометра в  хирургических наконечниках (изображение вверху слева, вариант, в котором гироскоп-акселерометр и сигнализатор расположены внутри наконечника пьезотома), а также в осцилирующей пиле, в хирургической дрели, бытовой дрели - инструментах, требующих параллельной точности в работе.
Параллелометр состоит из наконечника 1, выполненного с возможностью крепления бора 2. Внутри наконечника 1 или снаружи него (внутри переходника между гибким шлангом и турбиной, в микромоторе физиодиспенсера или микромоторе механического наконечника, в механическом наконечнике) размещены гироскоп-акселерометр 3, сигнализатор (на фиг. обозначены как светодиод 4а и/или вибратор 4б и/или звуковой сигнализатор (на фиг. не представлен вариант применения)), а также кнопка (на фиг. обозначена как кнопка 5а - расположенная на наконечнике 1, кнопка 5б - расположенная на педали стоматологической установки), фиксирующая ось. Наконечник 1 и расположенные внутри него или снаружи элементы соединены посредством экранированных проводов 6 с платой с микроконтроллером 7, который обрабатывает данные с датчика гироскопа-акселерометра 3, подает электричество на сигнализатор (светодиод 4а и/или вибратор 4б и/или звуковой сигнализатор (на фиг. не показан)). И при изменении угла наклона бора 2 относительно выбранной нами оси z, в зависимости от выбранного вида сигнализатора, врач видит изменение цвета (светодиод 4а используется в качестве сигнализатора) и/или слышит звуковой сигнал (при использовании звукового сигнализатора) и/или чувствует вибрацию (использование вибратора 4б) и/или отключает наконечник 1 путем прекращения подачи воздуха или электрического заряда (турбинный или механический наконечник).
Наконечник 1 может быть выполнен турбинным или механическим (повышающий 1:5 или для физиодиспенсера). Светодиод 4а используют rgb белого, красного, синего и зеленого цветов. Кнопка выполнена сенсорной.
Гироскоп-акселерометр 3 и сигнализатор располагаются или в самом наконечнике 1, или в переходнике к наконечнику 1 (это может быть микромотор, либо переходник между гибким шлангом и наконечником), а также он может фиксироваться снаружи наконечника, микромотора или переходника между гибким шлангом и наконечником. Необходима жёсткая фиксация между ними. Кабель от гироскопа-акселерометра 3, кнопки, сигнализатора к плате может проходить внутри гибкого шланга 8 или снаружи. Плата с микроконтроллером 7 может быть расположена внутри стоматологической установки или в отдельном корпусе снаружи. Питание устройства осуществляется от сети или автономное.
Также данное устройство может располагаться, как в стоматологических наконечниках прямых и угловых, турбинных и механических, пьезотомах так и в более крупных хирургических наконечниках таких как дрель хирургическая для, например, протезирования крупных суставов и осцилирующая пила хирургическая. А также в обычной бытовой дрели и других инструментов требующих параллельной точности в работе.
Плата с микроконтроллером 7 располагается на расстоянии (примерно в метре) от наконечника 1 в отдельном корпусе и все провода 6 проходят внутри гибкого шланга 8. Также они могут быть встроены в саму стоматологическую установку (в нее входит и кресло и все, что к нему крепится). Кнопка подключена к плате с микроконтроллером 7 и может располагаться или на поверхности наконечника 1 или на поверхности  переходника между наконечником 1 и шлангом 8 или встроена в стоматологическую педаль. Кнопка нужна, чтоб прибор зафиксировал ту ось, которая будет в момент нажатия кнопки и положения наконечника 1. Относительно этой оси и работает прибор.
Рассмотрим работу параллелометра на примере использования его в стоматологическом наконечнике, а в качестве сигнализатора применены светодиод 4а и вибратор 4б.
Врач, используемый устройство, воздействует на кнопку, которая фиксирует выбранную ось. Для этого прикладывает наконечник 1 со вставленным бором 2 к зубу в той оси, в которой будет работать. Нажимает и отпускает кнопку либо, при использовании сенсорной кнопки, проводит по ней. Ось выбрана и зафиксирована. Производится препарирование по выбранной оси, при этом на конце наконечника 1 горит белый свет, при отклонении от оси больше, например, чем 6 градусов (углы можно менять по желанию, данный параметр задается на микроконтроллере 7), данные об отклонении с гироскопа-акселерометра 3 микроконтроллер 7 обрабатывает, передает сигнал на сигнализаторы. Светодиод 4а меняет цвет на красный, если более чем на 15 градусов происходит отклонение от оси, то  свет становится зелёным, срабатывает вибратор 4б (получающий сигнал от микроконтроллера 7) и блокируется вращение бора 2 (фрезы), вращающийся от микромотора или от подачи воздуха (получающий сигнал от микроконтроллера 7), тем самым обеспечивается повышение безопасности и точности препарирования, так как специалист не успевает совершить ошибочные действия. Далее процесс препарирования повторяется. Поочередность смены цветов можно менять местами по желанию.
Также данная установка дает возможность обучать студентов в ВУЗах более точному и безопасному препарированию зубов.