Устройство для определения плотности челюстной кости

Авторы патента:

Муртазалиева Бике Магомедовна (RU)

Гафуров Керим Абсаламович (RU)

Абакаров Тагир Абакарович (RU)

A61C9/002 - Оттисковые ложки; способы получения оттисков

A61C1/00 - Зубоврачебные машины для сверления или фрезерования (бормашины)

Владельцы патента RU 2745237:

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Дагестанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации Даггосмедуниверситет (RU)

Изобретение относится к медицине. Устройство для определения плотности челюстной кости, состоящее из матричного набора интенсификаторов теплопередачи, матричного набора сенсоров, выполненных из элементов Пельтье, работающих на основе эффекта Зеебека, блока питания, блока управления, интерфейса сопряжения с ПК и непосредственно ПК. Изобретение позволяет получить точные данные о состоянии костной ткани и ее плотности. 3 ил., 4 пр.

Область применения

Предлагаемое устройство для определения плотности челюстной кости относится к медицине, а именно к стоматологии и может быть использовано для определения плотности костной ткани челюстей и дает возможность провести все измерения с высокой точностью, безвредно, а дешевизна процедуры позволит ввести ее в повседневную практику стоматологии. Основное направление, где будет использоваться данная методика - хирургическая стоматология, а именно имплантология.

Аналоги

Известны и устройства для эхоостеометрии, количественной компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, рентгенографии, двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии.

Критика аналогов

Существующие на сегодняшний день устройства для определения плотности костной ткани являются, не обладают высокой точностью, либо являются дорогостоящими:

• Аппарат для эхоостеометрии. Принцип основан на исчислении скорости, с которой УЗИ - волны распространяются по костным структурам. Этот метод носит малую информативность и при значительных потерях костной массы неэффективен. Его недостатком также является то, что для оценки характеристик нужен прямолинейный участок не менее 4 см, поэтому применяют эхоостеометрию только на нижней челюсти.

• Компьютерный томограф. Достоинством является точность измерения и возможность получить трехмерную картинку структурной плотности костных элементов. Но лучевое облучение при данной методике очень высокое, поэтому ее используют крайне редко.

• Магнитно-резонансный томограф. Структура кости определяется ясно, но высокая стоимость ограничивает применение данного метода.

• Рентгеновский аппарат сильно уступает по качеству всем остальным. Рентгеновские снимки позволяют выявить патологию только тогда, когда потеряна уже 1/3 костной массы и данные полученные по ним недостаточны при дентальной имплантации.

Прототип изобретения

Прототипом предлагаемого изобретения является «Ультразвуковой частотно-сканирующий эхоостеометр», предложенный Синицыным Л.Н., Иванниковым А.П., Лоскутовым Ю.П., Соколовым В.В.

Ультразвуковой частотно-сканирующий эхоостеометр (фиг. 3) содержит:

поз. 1 - приемную диагностическую головку

поз. 2 - усилитель

поз. 3 - аналого-цифровой преобразователь

поз. 4 - управляющее вычислительное устройство

поз. 5 - счетчик импульсов установки

поз. 6 - постоянное запоминающее устройство

поз. 7 - генератор импульсов

поз. 8 - формирователь импульсов загрузки

поз. 9 - счетчик с параллельной загрузкой кода

поз. 10 - делитель частоты следования импульсов на два

поз. 11 - усилитель

поз. 12 - передающую диагностическую головку

Устройство, взятое за прототип, работает следующим образом. Управляющее вычислительное устройство (в качестве которого используют ЭВМ) запускает генератор импульсов. Импульсы преобразуются, усиливаются до необходимой величины и поступают на передающую диагностическую головку. Ультразвуковые колебания, пройдя через исследуемый участок костной ткани пациента, в виде эхосигналов поступают на приемную диагностическую головку, усилитель и аналого-цифровой преобразователь. Усиленный эхосигнал преобразуется в аналого-цифровом преобразователе в двоичный цифровой код, который передается в управляющее вычислительное устройство и запоминается. Процесс сканирования осуществляется по программе, заданной в ЭВМ, в низкочастотном (от 0,5 до 10 кГц), среднечастотном (от 10 до 40 кГц) и высокочастотном диапазонах (от 40 до 130 кГц). При сканировании эхосигналов по каждому диапазону частот управляющее вычислительное устройство анализирует величину сигнала, прошедшего через костную ткань, и выбирает максимальное значение в каждом диапазоне частот.

Критика прототипа

Недостатками прототипа являются недостаточная достоверность и точность результатов анализа костной ткани из-за отсутствия оперативного контроля устройства на соответствие эталонным параметрам непосредственно перед каждым измерением, а также необходимость проведения сравнительной эхографии поврежденного и симметричного здорового сегментов, что снижает оперативность получения диагностических данных, так как требует значительных затрат времени.

Цель изобретения

Целью предлагаемого изобретения является разработка устройства, которое позволяет получить точные данные о плотности костной ткани, которые основаны на прохождении, анализе и измерении теплового потока через костную ткань.

Сущность изобретения

Устройство иллюстрировано на фиг. 1, где

Поз. 13 - Матричный набор интенсификаторов теплопередачи;

Поз. 14 - Матричный набор сенсоров;

Поз. 15 - Перемычка с соединительным шлейфом;

Поз. 16 - Альвеолярная кость;

Поз. 17 - Зуб.

В основе устройства для определения плотности костной ткани лежит анализ теплового потока, проходящего через кость, данные которого поступают на ПК и заносятся в базу данных, вшитую в программу.

Устройство состоит из следующих структурных составляющих: (фиг. 2), где

поз. 13 - Матричный набор интенсификаторов теплопередачи;

поз. 14 - Матричный набор сенсоров;

поз. 18 - Биологический объект;

поз. 19 - Блок питания;

поз. 20 - Блок управления;

поз. 21 - Интерфейс сопряжения с ПК;

поз. 22 - ПК.

Для изучения плотности челюстной кости в месте установки зубного импланта необходимо установить датчики на челюсть с целью измерения теплового потока, проходящего через кость. С передней стороны челюсти в месте установки зубного импланта устанавливаются высокопрецизионные термопреобразователи (Фиг. 1, поз. 13), преобразующие электрическое напряжение в тепловой поток. Данные элементы представляют собой полупроводниковые термоэлектрические преобразователи, работающие на эффекте Пельтье (Фиг. 1, поз. 13)

На внутренней стороне челюстной кости противоположно установке термопреобразователей устанавливаются высокопрецизионные датчики регистрации теплового потока, работающие на эффекте Зеебека (Фиг. 1, поз. 14).

Аппарат работает следующим образом: с персонального компьютера (Фиг. 2, поз. 22) цифровой сигнал поступает на интерфейс сопряжения (Фиг. 2, поз. 21), где он преобразуется в аналоговые команды, которые идут на блок управления (Фиг. 2, поз. 20). К блоку управления (Фиг. 2, поз. 20) подключен блок питания (Фиг. 2, поз. 19), который выдает нужное напряжение для элементов Пельтье. С блока управления (Фиг. 2, поз. 19) ток питания идет на каждый из элементов матричного набора интенсификатора теплопередачи (Фиг. 2, поз. 13) с помощью шлейфа (Фиг. 1, поз. 15), чтобы сформировать тепловой поток. С матричного набора интенсификатора теплопередачи (Фиг. 2, поз. 13) тепловой проток проходит через слизистую оболочку и костную ткань (Фиг. 2, поз. 18) и выходит на матричный набор сенсоров (Фиг. 2, поз. 14), который состоит из элементов Пельтье, работающих на основе эффекта Зеебека. В матричном наборе сенсоров (Фиг. 2, поз. 14) вырабатывается электрический ток, который пропорционален температуре теплового потока, прошедшего через костную ткань. Сигнал поступает в блок управления (Фиг. 2, поз. 20), где он отфильтровывается и далее идет на интерфейс сопряжения ПК (Фиг. 2, поз. 21), откуда сигнал оцифровывается и поступает непосредственно на ПК (Фиг. 2, поз. 22). На ПК (Фиг. 2, поз. 22) имеется программа, куда записываются данные пациента и результаты исследования. Все данные сохраняются в базе данных программы.

Разница в величине между поступившим из матричного набора интенсификатора теплопередачи теплом (Фиг. 2, поз. 13) и принятым тепловым потоком в матричном наборе сенсоров (Фиг. 2, поз. 14) позволит получить данные, исходя из которых в программе будет формироваться состояние структуры костной ткани на основании предварительных исследований. Структура кости на распиле кости челюсти подтверждает данные, полученные в результате исследования кости предлагаемым устройством.

Пример конкретного выполнения способа

Пример 1

Пример конкретного выполнения способа приводится в эксперименте на фрагменте кости нижней челюсти. Исследование плотности на челюстной кости с нормальной структурой на распиле:

С наружной стороны челюсти устанавливаются матричный набор интенсификаторов теплопередачи, преобразующий электрический ток в тепловой поток величиной в 50 градусов Цельсия. При исследовании костной ткани высокой плотности наблюдается проникновение теплового потока температура которого 46-47 градусов Цельсия на матричный набор сенсоров спустя 2,75-3 сек.

Пример 2

Пример конкретного выполнения способа исследования плотности на челюстной кости с плотностью на 25% ниже:

Пример 3

Пример конкретного выполнения способа исследования плотности на челюстной кости с плотностью на 50% ниже:

Пример 4

Пример конкретного выполнения способа исследования плотности на челюстной кости с плотностью на 75% ниже:

Результат:

Таким образом, время прохождения теплового потока через костную ткань пропорционально ее плотности, т.е. чем выше плотность, тем быстрее тепловой поток достигает матричного набора сенсоров.

Результаты исследования плотности костной ткани подтверждают достижение поставленной в цели изобретения: получение точных данных о плотности костной ткани, которые основаны на прохождении, анализе и измерении теплового потока через костную ткань. Структура кости на распиле кости челюсти подтверждает данные, полученные в результате исследования кости предлагаемым устройством.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа

Признаки прототипа: «Ультразвуковой частотно-сканирующий эхоостеометр», предложенный Синицыным Л.Н., Иванниковым А.П., Лоскутовым Ю.П., Соколовым В.В.

1) Управляющее вычислительное устройство запускает генератор, где формируются импульсные сигналы в виде ультразвуковых волн.

2) Ультразвуковые колебания, пройдя через исследуемый участок костной ткани пациента, в виде эхосигналов поступают на приемную диагностическую головку.

3) Данные анализируются в вычислительном устройстве, где происходит обработка и отображение прохождения сигнала в виде эхограмм.

Отличительные признаки изобретения:

поз. 13 - Матричный набор интенсификаторов теплопередачи;

поз. 14 - Матричный набор сенсоров;

поз. 18 - Биологический объект;

поз. 19 - Блок питания;

поз. 20 - Блок управления;

поз. 21 - Интерфейс сопряжения с ПК;

поз. 22 - ПК.

- Элементы матричного набора интенсификаторов теплопередачи преобразуют электрическое напряжение в тепловой поток, который проходит через челюстную кость и поступает на матричный набор сенсоров.

- Данные об изменении теплового потока поступают в ПК и заносятся в базу данных, вшитую в программу.

- Исходя из этих данных, в программе формируются данные о состояние структуры костной ткани.

Положительный эффект от применения изобретения

Устройство для определения плотности челюстной кости в хирургической стоматологии будет широко использоваться в клинической практике врачей стоматологов, челюстно-лицевых хирургов. Устройство будет иметь спрос среди врачей-имплантологов для изучения структуры костной ткани перед проведением дентальной имплантации. Устройство позволяет получить точные данные о состоянии костной ткани и ее плотности, тем самым решает поставленную цель в изобретении.

Проведение экспериментальных исследований позволит разработать методические рекомендации по применению предлагаемой методики в хирургической стоматологии при проведении имплантации. Результаты исследования плотности костной ткани подтверждают достижение поставленной в цели изобретения: получение точных данных о плотности костной ткани, которые основаны на прохождении, анализе и измерении теплового потока через костную ткань.

Структура кости на распиле кости челюсти подтверждает данные, полученные в результате исследования кости предлагаемым устройством.

Информация, принятая во внимание:

Патент №2076635 1997 г. Ультразвуковой частотно-сканирующий эхоостеометр», предложенный Синицыным Л.Н., Иванниковым А.П., Лоскутовым Ю.П., Соколовым В.В.

Устройство для определения плотности челюстной кости, состоящее из матричного набора интенсификаторов теплопередачи, матричного набора сенсоров, выполненных из элементов Пельтье, работающих на основе эффекта Зеебека, блока питания, блока управления, интерфейса сопряжения с ПК и непосредственно ПК.

Группа изобретений относится к ортопедической стоматологии и предназначена для использования при ортопедическом лечении больных с полным отсутствием зубов. Способ лечения пациентов с полным отсутствием зубов с опорой на дентальные имплантаты с помощью переноса и фиксации соотношения верхней и нижней челюстей осуществляют при помощи ложки-прикусного шаблона, изготовленной по копии полных съемных протезов в артикулятор.

Способ изготовления модели зубов // 2742522

Изобретение относится к области ортопедической стоматологии, а именно к способам моделирования зубов пациента. Предложен способ изготовления модели зубов, характеризующийся этапами получения оттиска полости рта на оттискной массе материала оттискной ложкой, сканирования оттиска, передачи цифрового изображения оттиска и изготовления модели.

Стоматологический формирователь изображения и способ записи фотографических слепков // 2741731

Группа изобретений относится к медицине. Стоматологический формирователь изображения включает в себя удлиненную ручку, имеющую поворотную головку, соединенную с его дистальным концом и имеющую центральную платформу со множеством дугообразных сканирующих консолей, соединяющихся с возможностью поворота с ним посредством петли.

Способ получения оттиска средней зоны лица для изготовления экзопротеза с опорой на имплантаты // 2740847

Изобретение относится к медицине, а именно стоматологии ортопедической и челюстно-лицевому протезированию, и может быть использовано при получении оттиска средней зоны лица для изготовления экзопротезов с опорой на имплантаты утраченных частей лица в результате врожденных и приобретенных изъянов и дефектов.

Комплект, содержащий заготовку капы и инструмент для снятия отпечатка зубной дуги // 2735351

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при снятии слепка. Комплект содержит заготовку (1) капы, имеющую по меньшей мере один канал (4), изготовленный из деформируемого нагревом материала, и инструмент (2), несущий на себе головку (10) для удержания заготовки, причем, по меньшей мере, головка изготовлена из материала, остающегося жестким при температуре деформации канала (4).

Способ изготовления съемного зубного протеза // 2733161

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для изготовления протезов при полном отсутствии зубов. Предложен способ изготовления съемного зубного протеза, который содержит несколько этапов.

Способ измерения динамики жевательной эффективности на этапах ортопедического лечения // 2731810

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для определения прироста изменения жевательной эффективности при ортопедическом лечении.

Устройство для соединения слепочных имплантационных трансферов в полости рта // 2729707

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при протезировании на дентальных имплантатах. Для получения оттиска используют устройство для соединения слепочных имплантационных трансферов в полости рта, содержащее по меньшей мере одну пластину, выполненную с направляющими вдоль ее длины снизу и сверху, и по меньшей мере одно зажимное устройство, включающее клипсу, закрепленную на оси, гайку, установленную на упомянутой оси, и зажимной винт для фиксации клипсы на трансфере.

Способ изготовления съемных зубных протезов // 2721891

Изобретение относится к области медицины, а именно ортопедической стоматологии, и может быть использовано для изготовления протезов при полном отсутствии зубов. Способ изготовления съемных зубных протезов, включающий конусно-лучевую компьютерную томографию, создание посредством оптических сканеров трехмерных моделей челюстей, головы и лица пациента, сопоставление полученных изображений в виртуальном пространстве программного обеспечения CAD/CAM системы.

Способ изготовления зубных протезов // 2721890

Изобретение относится к медицине, к медицинской технике и может быть использовано для изготовления зубных протезов. Способ изготовления зубных протезов включает примерку прототипа зубного протеза на восковом базисе с искусственными зубами в полости рта пациента, затем все части зубов открываются от воска и в части, где моделировка была осуществлена воском, покрывают силиконовым материалом, далее модель с восковой композицией протеза, посредством артикуляционного гипса, фиксируют на нижней платформе вертикулятора.

Позиционирование силовым замыканием или геометрическим замыканием хирургических шаблонов для направляемой зубной имплантологии // 2743404

Группа изобретений относится к медицине, а именно к зубным хирургическим шаблонам и способам их изготовления. Шаблон имеет корпус, который включает в себя направляющие элементы для направления зубных инструментов, и набор из по меньшей мере семи контактных элементов.