Биофизическое обоснование использования различных аппаратов для электроодонтометрии в стоматологии - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Клинико-лабораторное обоснование применения коффердама в терапевтической... 1 261.47kb.
8-11 класс Задание 1 1 41.31kb.
Гуо «Белорусская медицинская академия последипломного образования»... 1 57.83kb.
7–9 ноября 2012 года 1 171.68kb.
Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по специальности 14. 11 1438.82kb.
Научные достижения за 2009 год 36 2030.77kb.
Программа вступительных экзаменационных испытаний в интернатуру/ординатуру... 1 45.14kb.
Образовательный центр 1 22.61kb.
1 Исследовательский раздел 1 190.12kb.
Перспективы адгезивного протезирования в терапевтической стоматологии 1 131.17kb.
Методологическая часть программы. Обоснование проблемы исследования 1 66.78kb.
Применение средств и методов измерения импеданса биологических тканей... 1 52.02kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Биофизическое обоснование использования различных аппаратов для электроодонтометрии - страница №1/1

Биофизическое обоснование использования различных аппаратов для электроодонтометрии в стоматологии.
А.С.Артюшкевич, Н.В.Насибянц

ГУО «БелМАПО», Минск, Республика Беларусь


Введение:

Качество и эффективность современного лечебного процесса зависят от многих факторов. Значительную роль в диагностике и лечении стоматологических заболеваний играет техническое оснащение рабочего места врача-стоматолога, уровень его профессиональной подготовки, аналитические способности личности врача. Разработка объективных критериев диагностики признана приоритетным направлением развития современной медицины, что определяется потребностью практического здравоохранения, экономической и социальной значимостью (1). Обьективные критерии позволяет получить высокоточная диагностическая аппаратура с точно регламентированными техническими характеристиками и определенной величиной относительной погрешности физических параметров. Современные тенденции в разработке и совершенствовании аппаратов и приборов для диагностических, лечебных клинических манипуляций и научных исследований базируются на взаимодействии и сотрудничестве фундаментальной, медицинской, биологической науки и широком использовании новых высокоинформативных методов исследования микроэлектронной технологии.

В клинической практике накоплен богатый экспериментальный материал о распространении электрического тока различной частоты по биологическим тканям и средам, что позволяет установить соотношения электрических величин с различными медико-биологическими показателями жизнедеятельности организма. В связи с этим, разрабатываются методы исследования электрических параметров биообьектов и оценка через них соответствующих медико - биологических показателей организма пациента . (6). Примером использования измерения импеданса биологических тканей в стоматологии является электроодонтометрия.

Основная часть

Электроодонтометрия - дополнительный и высокоинформативный, аппаратный метод диагностики многих стоматологических заболеваний. Электроодонтометрия основана на данных ряда научных исследований чувствительных нервных окончаний тканей зуба, внесена в стандарты лечения многих стоматологических заболеваний. Критерием состояния тканей зуба при проведении электроодонтометрии является наименьшая величина силы тока, вызывающая ответную реакцию пациента и принимаемая за пороговую величину чувствительности биологического обьекта. Повышение или снижение порога чувствительности свидетельствует о различных патологических и физиологических процессах, протекающих в твердых тканях зуба.



Электровозбудимость - это свойство нервной ткани возбуждаться под воздействием электрического тока – величина биологическая ( 7 ). Критерием ответа возбудимости твердых тканей зуба является реакция пациента. В наших исследованиях использовали косвенное измерение, для того чтобы биологическую величину выразить в физических показателях общепринятой системы измерений физических параметров СИ, так как разработанный нами аппарат «Дентометр – ДМ-1» представляет собой, с технической точки зрения, генератор импульсов отрицательной полярности и возрастающей амплитудой силы тока. До настоящего времени считают, что при электроодонтометрии определяется порог болевой чувствительности, именно на этом принципе работает аппарат Л. Р. Рубина, когда для диагностики болезней твердых тканей зубов используется ток частотой 50Гц .

Известно, что пульпа имеет безмиелиновые нервные волокна, которые отвечают за поверхностную чувствительность (тактильная, болевая, температурная, волосковая, чувство влажности) и миелиновые нервные волокна (чувство вибрации и чувство давления). Нервные волокна по-разному реагируют на раздражение электрическим током малой и большой частоты (величины). Учитывая то, что на малых частотах (5 Гц) раздражение электрическим током не вызывает боль в зубе, а лишь чувство прикосновения, нами выбраны данные технические параметры аппарата, что позволяет более точно и комфортно для пациента провести исследования пульпы зуба. В связи с тем, что пациент при определении электровозбудимости тканей зуба не испытывает боль, а лишь чувство прикосновения в момент возникновения ответной реакции, наиболее целесообразно оперировать понятием «тактильный порог» чувствительности, а не « порог болевой » , который определяется на малых частотах.

Для определения электровозбудимости зуба на протяжении многих лет использовали аппараты ЭОМ-1 и ЭОМ-3, далее появились Аверон, ЭндоЭст-01, Pulptester РТ, Neosono Ultima EZ. Перечисленные аппараты отличаются по техническому решению, каждый из них имеет определенные особенности. Частные вопросы проведения исследований описаны в инструкциях по применению. Необходимо отметить, что шкала измерения и единицы измерения новых приборов отличаются от общепринятых, что затрудняет освоение, осмысливание, интерпретацию, полученных данных. Учитывая, перечисленные недостатки этих приборов на кафедре челюстно-лицевой хирургии ГУО «Белорусской медицинской академией последипломного образования» совместно с ОАО «Минский приборостроительный завод» разработан измерительный прибор для определения электровозбудимости пульпы зуба «Дентометр – ДМ-1» в соответствии с требованиями официальных стандартов СТБ-1019-2000 и нормативных документов, защищен патентами, (патент №2730 от 15. 02. 2006., патент №1158 от 08.04.2006г., сертификат типа – средства измерения № 3701 от «27» января 2006года и сертификат изделия медицинского назначения № ИМ-7.6727 от «27» февраля 2006года, Мт-7.3188-0507), освоено серийное производство.

Все существующие аппараты обьединяет общий физический принцип их действия – измерение импеданса биологических тканей.



Импеданс (impedans)- это сопротивление цепи электрическому току, комплексная величина, которая зависит от частоты тока и означает, что фаза напряжения не совпадает с фазой тока (5). Комплексное сопротивление состоит из активной составляющей R, и реактивной φ°, характеризующей сдвиг тока относительно напряжения. Значение реактивной составляющей используется для определения параметров электростимуляции [3]. Одним из перспективных видов электродиагностики является биоэлектрический импедансный анализ (БИА), так как позволяет получить обьективные критерии. Его суть заключается в измерении комплексного сопротивления исследуемых тканей. Существует несколько разновидностей биоэлектрического импедансного анализа БИА (одночастотный, импульсный, многочастотный, сегментный). Наиболее информативным является многочастотный БИА, так как проводимость на разных частотах определяется различными составляющими биоткани. Для детального анализа состояния и определения области патологии необходимо иметь данные о характере импеданса на разных частотах. Зная изменения импеданса на конкретной частоте и сопоставляя эти данные с моделью соответствующего органа, можно выбирать оптимальный для данной патологии сигнал воздействия. При проведении исследований используют специфический аппаратно-программный комплекс. Работа комплекса происходит по следующему алгоритму: генерируется тестовый сигнал, содержащий в себе множество сигналов различных частот. Сигнал подается на исследуемый объект, и, пройдя через него, вновь записывается в компьютер. Затем выполняется спектральная обработка исходного и принятого сигналов. На основании отношений спектральных характеристик сигналов определяются комплексные передаточные функции объекта во всем диапазоне частот, соответствующие биоэлектрическому импедансу ткани. Использование спектральных преобразований позволяет избавиться от множества измерений на различных частотах, уменьшить время проведения исследований и повысить точность вследствие уменьшения явления.
Учитывая то, что аппараты работают на разных частотах, то соответственно и их показатели различаются, кроме того, величина импеданса зависит от места расположения электродов, от конструкции электродов и их электрических параметров. Необходимо так же отметить, что значение показателей электроодонтометрии зависит от групповой принадлежности зуба возраста пациента и индивидуальной чувствительности, которая определяется анатомо-физиологическими особенностями, параметрами вегетативной нервной системы, приемом различных лекарственных препаратов. Все эти ньюансы учтены при разработке измерительного аппарата «Дентометр –ДМ1».

В своей разработке аппарата «Дентометр – ДМ1» мы использовали принцип приемственности и соблюли традиции, сохранив общепринятые единицы измерения – мкА. Следует также отметить, авторы и разработчики аппарата «Pulptester PT-1» предлагают в качестве единиц измерения электровозбудимости пульпы зуба относительные единицы эквивалентные микроамперам (о.е.э.мкА), безусловно - это право авторов, однако это затрудняет осмысление показателей, полученных при электроодонтометрии.

Показатели электровозбудимости различных групп интактных зубов аппаратами «Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1» приведены в таблице №1
Показатели электровозбудимости различных групп интактных зубов «Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1»

Таблица № 1



Группа зубов

min

max

Среднее значение

ДМ-1(мкА)

РТ-1

ДМ-1(мкА)

РТ-1

ДМ-1(мкА)

РТ-1

Нижние резцы

4

5

18

44

8.83+2.17

9.61+3.85

Верхние резцы

3

4

18

55

10.38+0.12

22.77+2.608

Клыки премоляры

5

13

24

48

15.41+0.91

25.722+2.186

Моляры верхней челюсти

17

25

27

42

21.3+0.5

35.3 +0.01

Моляры нижней челюсти

16

18

25

53

22.28+1.778

40.857+2.314

Из таблицы видно, что наименьшие показатели электровозбудимости зуба наблюдаются у резцов нижней и верхней челюсти, а наибольшие у моляров верхней и нижней челюсти, однако средние показатели у аппарата «Pulptester PT-1» несколько выше, чем у аппарата «Дентометр ДМ-1»


При различных патологических процессах в твердых тканях зуба изменяется гистологическое строение и гемодинамические процессы в пульпе, что соответственно находит отражение в количественных показателях электровозбудимости зуба. Показатели электровозбудимости различных групп зубов при диагнозе «кариес дентина» ( в соответствии с Классификацией ВОЗ)

«Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1» представлены в таблице №2


Показатели электровозбудимости различных групп зубов при диагнозе «кариес дентина» «Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1» Таблица № 2

Группа зубов

min

max

Среднее значение

ДМ-1(мкА)

РТ-1

ДМ-(мкА)1

РТ-1

ДМ-1(мкА)

РТ-1

Нижние резцы

12

24

18

31

14.83+0.17

26.75+0.886

Верхние резцы

11

13

31

56

21.76+0.76

30.53+1.99

Клыкипремоляры

21

23

39

80

29.83+0.17

44.667+2.614

Молярыверхней челюсти

18

20

40

55

28.27+0.73

36.36+1.66

Молярынижней челюсти

17

18

40

61

29.06+1.44

42.06+1.58

В представленной таблице видно, что при диагнозе « кариес дентина» показатели электровозбудимости зуба возрастают по сравнению с интактными зубами, наименьшие показатели электровозбудимости тканей зуба наблюдаются у резцов нижней и верхней челюсти, а наибольшие у клыков и премоляров, однако средние показатели у аппарата «Pulptester PT-1» несколько выше, чем у аппарата «Дентометр ДМ-1»

Для определения общих тенденций и корреляции между показаниями аппаратов была составлена сводная таблица проведенных исследований в соответствии с различными нозологическими группами.
Показатели электровозбудимости зуба при различных нозологических формах «Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1».

Таблица №4



Диагноз

показатели

Среднее арифметическое

min

max

ДМ-1(мкА)

РТ-1

ДМ-1(мкА)

РТ-1

ДМ-1(мкА)

РТ-1

Интактные


3

4

26

55

12,3+1.48

26.79+1.308

«Кариес дентина»


11

13

40

80

26,7+1.09

36.614+3.144

« Хронический пульпит»


45

45

112

148

78,5+2.0

98.5+2.0

« Апикальный периодонтит»


160

212

200

250

182.5+1.58

221.5 +1.58

Заключение:

На основе проведенного анализа по совокупности характеристик аналоговых приборов «Дентометром ДМ-1» и «Pulptester PT-1» установлено, что самые низкие показатели имеют интактные зубы и варьируют от 3 мкА до 26 мкА аппаратом «Дентометром ДМ-1» и от 4 до 55 о.е э. мкА.( относительные единицы, эквивалентные микроамперам), средние показатели соответственно равны 12,3+1.48 мкА и 26.79+1.308 о.е э. мкА, коэффициент корреляции составляет 2.178 для интактных зубов.

При диагнозе «кариес дентина» минимальные показатели аппаратом «Дентометром ДМ-1» составляют 11 мкА и 13 о.е э. мкА «Pulptester PT-1» соответственно средние показатели равны 26,7+1.09 мкА и 36.614+3.144 о.е э. мкА, коэффициент корреляции составил 1.371.

При диагнозе «хронический пульпит» средние показатели составили 78,5+2.0 мкА аппаратом «Дентометром ДМ-1» и 98.5+2.0 о.е э. мкА«Pulptester PT-1», коэффициент корреляции составил 1.254.

При диагнозе « апикальный периодонтит» средние показатели составили 182.5+1.58 мкА аппаратом «Дентометром ДМ-1» и 221.5 +1.58о.е э. мкА«Pulptester PT-1», коэффициент корреляции составил 1.213.

Усредненный коэффициент корреляции составил 1.504 а соотношение между частотами аппаратов составляет 1.2, эту разницу в коэффциентах можно предположительно обьяснить разной степенью погрешности аппаратов, так у «Дентометра ДМ-1» величина относительной погрешности физических параметров регламентирована и составляет 2% , что определено техническими характеристиками аппарата, а у «Pulptester PT-1» погрешность не регламентирована, так как он относится к тестерам и не проходит метрологическую поверку а установить в клинической практике ее не представляется возможным.

Показатели электровозбудимости по Л.Р. Рубину Таблица 5.

Диагноз

показатели (мкА)

Интактные


от 2 до 6

Кариес


от 15 до 25

Пульпит

коронковой пульпы

40-60

корневой пульпы

60

Апикальный периодонтит


100







Ориентируясь на показатели электровозбудимости зуба по Рубину, коэффициент корреляции составляет для интактных зубов 2.05(6), 3.075 (4), при кариесе 1.78 (15), 1.335 (20), при пульпите 1.3 (60), усредненный показатель равен 2.05 , что соответсвует общим законам физики, так как показания переменного тока в 2 раза меньше показаний постоянного тока.

Учитывая, вышеизложенное можно сделать следующие выводы:

1. При разработке диагностического аппарата «Дентометр – ДМ1» определены оптимальные технические параметры с учетом биофизических явлений, происходящих в тканях зуба, как биологического субстрата.

2. Для повышения качества диагностики точность измерения величины относительной погрешности аппарата не превышать 2 % .

3. Комфортность диагностической процедуры для пациента достигнута за счет изменения частоты задаваемого тока до малых величин (5Гц).

Список литературы

1.В.И. Жарко, И.С. Абельская, В.Б. Смычек, А.Н. Михайлов «Современное состояние медицинской реабилитации в Республике Беларусь»,Материалы конференции Медэлектроника -2006г.-370с.С19-21

2. Ursula G. Kyle, Ingvar Bosaeus, Antonio D. De Lorenzo, Paul Deurenberg, Marinos Elia: Bioelectrical impedance analysis part I: review of principles and methods. Clinical Nutrition 2004, Issue 23, 1226-1243


3. Алеев Л.С., Вовк М.И., Горбачев В.Н., Шевченко А.Б. "Миотон" в управлении движениями // Киев: Наук.думка, 1980. - 144с. С23-27.

4. S. Grimnes, O. G. Martinsen "Bioimpedance and bioelectricity basics," Academic press, 2000.

5.Платунов Е., Самолетов В., Буравой С. «Физика словарь- справочник»

Питер 2005-.494с. С130.

6.Насибянц Н.В., Ковалев В.В. «Перспективы развития современных методов диагностики» Материалы 3 сьезда челюстно-лицевых хирургов,С. 2007г.

Аннотация

Разработка объективных критериев диагностики признана приоритетным направлением развития современной медицины.Одним из перспективных видов электродиагностики является биоэлектрический импедансный анализ (БИА), так как позволяет получить обьективные критерии. Примером использования измерения импеданса биологических тканей в стоматологии является электроодонтометрия. Для проведения электроодонтометрии используются различные аппараты с индивидуальными техническими характеристиками. Шкала измерения и единицы измерения новых приборов отличаются от общепринятых, что затрудняет освоение, осмысливание, интерпретацию, полученных данных.

При разработке диагностического аппарата «Дентометр –ДМ1» определены оптимальные технические параметры с учетом биофизических явлений, происходящих в тканях зуба, как биологического субстрата.

Комфортность диагностической процедуры для пациента достигнута за счет изменения частоты задаваемого тока до малых величин (5Гц).



Качество и эффективность современного лечебного процесса зависят от многих факторов. Значительную роль в диагностике и лечении стоматологических заболеваний играет техническое оснащение рабочего места врача-стоматолога, уровень его профессиональной подготовки, аналитические способности личности врача. Разработка объективных критериев диагностики признана приоритетным направлением развития современной медицины, что определяется потребностью практического здравоохранения, экономической и социальной значимостью внедрения (1)

При проведении исследований использован разработанный аппаратно-программный комплекс [5]. Работа комплекса происходит по следующему алгоритму: генерируется тестовый сигнал, содержащий в себе множество сигналов различных частот. Сигнал подается на исследуемый объект, и пройдя через него, вновь записывается в компьютер. Затем выполняется спектральная обработка исходного и принятого сигналов. На основании отношений спектральных характеристик сигналов определяются комплексные передаточные функции объекта во всем диапазоне частот, соответствующие биоэлектрическому импедансу ткани.




У женщин просто удивительная интуиция. Они замечают все, кроме очевидных вещей. Оскар Уайльд
ещё >>