Устройство для измерения податливости слизистой оболочки рта
DEVICE FOR ORAL MUCOSA COMPLIANCE MEASUREMENT

Предлагаемое изобретение относится к медицине и, в частности, к медицинской технике, а именно к измерительным устройствам и может использоваться для определения податливости слизистой оболочки рта.
Широкое распространение для обследования слизистой оболочки в стоматологии находит пальпация, которая наряду с визуальной оценкой стоматологическим зеркалом дает неоценимые данные при ощупывании оболочки. Недостатком этого способа обследования является отсутствие цифровой оценки.
Известен прибор для определения податливости слизистой оболочки полости рта (RU 2119779, бюл. №28, 10.10.1998). Принцип функционирования данного устройства основан на определении податливости слизистой оболочки путем ее сдавления выдвигающимся щупом и регистрацией результата часовым индикатором. Однако известное устройство не позволяет с высокой степенью достоверности определить податливость слизистой оболочки.
Известен прибор для измерения податливости слизистой оболочки челюстей Устройство состоит из корпуса, рычага с зубчатым сектором на одном конце и подвижным щупом на другом. Суть функционирования данного прибора заключается в том, что на устройстве, дозирующим давление на слизистую оболочку, устанавливают необходимую величину давления. Для этого, вращая регулировочную гайку, воздействуют на фасонную шайбу, тем самым сжимая тарированную пружину дозирующего устройства, затем торец щупа прикладывают к исследуемой точке слизистой оболочки таким образом, чтобы втулка соприкасалась со слизистой оболочкой по периметру. Рычагообразно нажимая на ручку прибора, вдавливают щуп в слизистую. Погружаясь, щуп создает углубление, а недеформированная слизистая оболочка по краю втулки отодвигает ее от торца щупа. В процессе рычаг образного давления конец прямоугольного участка ручки перемещается в сторону крепежного элемента и посредством штыря происходит передача приложенного давления в устройство, дозирующее давление на слизистую оболочку рта. При надавливании на слизистую оболочку втулка перемещает рычаг, при этом посредством штифта приходит в движение стрелка регистрирующего устройства. При достижении заданной величины давления замыкается электрическая цепь сигнального устройства и снимаются показания со шкалы регистрирующего устройства, показывающие степень податливости слизистой оболочки (RU 2240079, бюл. №32, 20.11.2004).При этом известный прибор не позволяет проводить измерения при изменяющейся силе давления, как это происходить при использовании пациентом съемного протеза, и регистрацию результатов в процессе всего измерения. Кроме того, прибор имеет множественное количество деталей, что затрудняет его эксплуатацию, настройку и ремонт.
Из уровня техники известно устройство для определения податливости слизистой оболочки рта (УДОПСОР) которое включает разъемный корпус и щуп. В корпусе установлены плата микропроцессора, переводящая значение усилия сопротивления, возникающего вследствие воздействия на слизистую оболочки полости рта, в электрический сигнал, который после перевода из аналогового сигнала в цифровой визуализируется в текущее значение усилия на жидкокристаллическом монохромном дисплее, аккумулятор, клавиши управления УДОПСОР, разъем передачи данных на персональный компьютер, выключатель питания, разъем зарядки аккумулятора, корпус соединен кабелем со щупом, причем щуп заключен в корпус и состоит из следующих частей: прецизионного сервопривода, винтового механического преобразователя вращательного движения в поступательное, платы с установленным на ней датчиком давления, перемещаемым вдоль корпуса прибора штангой винтового преобразователя, магнитной муфты, соединяющей датчик и пружинный вал, пружинного вала в направляющей, непосредственно доставляющего усилие к измеряемой точке слизистой оболочки рта, электролитического конденсатора, обеспечивающего стабильную работу сервопривода. Устройство позволяет проводить измерение и запись результатов измерения с начала соприкосновения измерительного щупа прибора до болевого порога, а не только в момент болевой чувствительности, как в известных ранее приборах.
Известны также инструменты, применяемые в терапевтической стоматологи, описанные в источнике (Бойд Л.Р.Б. Стоматологические инструменты/Линда Р. Бортоломуччи. Бойд: пер. с англ. / под общ. Ред. И.М. Макеевой. - М.: МЕДпресс - информ, 2007. - 544 с.).
Здесь кроме стоматологического зеркала, состоящего из граненой ручки и насадок из зеркал разного диаметра, показан стоматологический ручной угловой зонд, состоящий из ручки с изогнутой рабочей частью, имеющий деления шкалы для визуальной оценки зондирования. Недостатком этого способа обследования также является отсутствие точной фактической величины прогиба оболочки. По большинству совпадающих признаков с изобретением данное устройство можно принять за прототип.
Задачей на решение которого направлено изобретение является повышение качества обследования слизистой оболочки рта объективным аппаратным методом.
Техническим результатом изобретения является использование в угловом зонде компактного привода - пьезоактюатора внутри его ручки и передать усилия на измерительный элемент зонда, а в конце разового измерения, при необходимости, механически фиксировать его для проведения точного измерения.
Технический результат изобретения достигается тем, что устройство для измерения податливости слизистой рта выполнено в виде ручного зонда с механическим приводом, содержащим корпус в виде ручки, угловой зонд, съемный наконечник, визуальную шкалу, отличающийся тем, что в нем корпус выполнен в виде полой ручки, состоящей из основания и крышки, а с основанием ручки сопряжен под углом к ее оси цилиндрический корпус измерительного зонда с установленным по его оси подвижным и подпружиненным в сторону ручки стержнем, при этом во внутренней полости вдоль ручки размещен пластинчатый изгибный пьезоактюатор, который посредством электронной схемы плавного пуска на монтажной плате внутри ручки подключен к внешнему источнику постоянного напряжения, а своей консолью подведен к выступу на кулачке, имеющему ось вращения перпендикулярную плоскости пьезоактюатора, причем кулачек также взаимодействует со стержнем, на другом конце которого установлен съемный наконечник измерителя с плоской площадкой, также на конце корпуса зонда размещен сменный неподвижный опорный наконечник, плоскость которого является началом отсчета при движении измерителя, при этом для визуальной оценки измерений корпус зонда вскрыт тангенциальным окном над поверхностью стержня, на котором изготовлена кольцевая проточка, являющаяся начальным штрихом отсчета по шкале на плоскости выемки, в то время как для точной оценки измерений на корпусе зонда в отверстие перпендикулярно оси стержня, вскрывающего по касательной его поверхность, установлен цилиндрический стопор с конусной проточкой в обе стороны от его центра, совпадающего с осью стержня, причем от монтажной платы внутри ручки выведен кабель для подключения внешнего питания, а запуск пьезоактюатора обеспечен кнопкой, подключенной к монтажной плате и установленной в зоне тупого угла зонда.
Для достижения цели в поставленной задаче в устройстве для измерения жесткости (податливости) ручным зондом с механическим приводом, содержащим корпус в виде граненой ручки, угловой зонд, съемный наконечник, визуальную шкалу, в нем:
- корпус выполнен в виде полой ручки, состоящей из основания и крышки;
- с основанием ручки сопряжен под углом к ее оси цилиндрический корпус измерительного зонда с установленным по его оси подвижным и подпружиненным в сторону ручки стержнем;
- во внутренней полости вдоль ручки размещен пластинчатый изгибный пьезоактюатор;
- пьезоактюатор посредством электронной схемы плавного пуска на монтажной плате внутри ручки подключен к внешнему источнику постоянного напряжения;
- пьезоактюатор своей консолью подведен к выступу на кулачке, имеющему ось вращения перпендикулярную плоскости пьезоактюатора;
- кулачек также взаимодействует со стержнем, на другом конце которого установлен съемный наконечник измерителя с плоской площадкой;
- на конце корпуса зонда размещен сменный неподвижный опорный наконечник, плоскость которого является началом отсчета при движении измерителя;
- для визуальной оценки измерений корпус зонда вскрыт тангенциальным окном над поверхностью стержня, на котором изготовлена кольцевая проточка, являющаяся начальным штрихом отсчета по шкале на плоскости выемки;
- для точной оценки измерений на корпусе зонда в отверстие перпендикулярно оси стержня, вскрывающего по касательной его поверхность, установлен цилиндрический стопор с конусной проточкой в обе стороны от его центра, совпадающего с осью стержня;
- от монтажной платы внутри ручки выведен кабель для подключения внешнего питания;
- запуск пьезоактюатора обеспечен кнопкой, подключенной к монтажной плате и установленной в зоне тупого угла зонда.
Сущность предлагаемого изобретения пояснена на чертежах, где:
- на фиг. 1 показан общий вид устройства с кабелем 1, введенным на монтажную плату вовнутрь ручки 2, а также с кулачком Ко в исходном состоянии и зондом Z;
- на фиг. 2 - вид С сечения С-С на фиг. 1 перпендикулярно оси симметрии зонда Z с окном, вскрывающим стержень, визуальной шкалой и цилиндрическим стопором с конической проточкой;
- на фиг. 3 - вид А сечения А-А на фиг. 1 - четырехгранное поперечное сечение основания корпуса и крышки ручки;
на фиг. 4 - вид е сечения е-е на фиг. 5, показывающий сечение пьезоактюатора;
- на фиг. 5 - вид на пьезоактюатор, кулачек Kr и зонд в рабочем состоянии при предельном развороте пьезоактюатора и кулачка.
Устройство для измерения податливости слизистой рта- ручной зонд с механическим приводом состоит из полой четырехгранной ручки 2, фиг. 1, фиг. 3, в которой размещены монтажная плата 3, токоподводы 4 и 5 к пьезоактюатору 6 и кнопке 9. Консольный пьезоактюатор 6 установлен вдоль ручки и введен во взаимодействие с кулачком Ko. При прогибе пьезоактюатора под воздействием электрического потенциала кулачек Ko поворачивается в положение Kr, фиг. 5, относительно своей оси 8, фиг. 3, и передает усилие на стержень 18, фиг. 5, зонда Z, фиг. 1. Кроме того ручка 2 является сборной и состоит из основания 7, фиг. 3 и крышки 10, которые соединены, например, клеем. Размер стороны квадрата а = 12 мм, фиг. 1, а длина ручки L = 90 мм (Размеры указываются округленно). Параметры поперечного сечения пьезоактюатора показаны на виде е, фиг. 4, где толщина t = 0,6 мм, а ширина Н = 5 мм. Стандартная длина используемого пьезоактюатора равна 35 мм.
Основание ручки 7, фиг. 3, сопряжено с зондом Z, фиг. 1, в единую деталь и их оси пересекаются под углом n, который на чертеже равен 30 градусов. Для визуальной оценки движения стержня 18, фиг. 5, на корпусе 12, фиг. 2, зонда окном 11 вскрыта поверхность стержня 18, фиг. 5, в зоне, где выполнена цилиндрическая проточка 13, фиг. 5, фиг. 1. эта проточка при заполнении ее краской является чертой отсчета перемещения по шкале 14 стержня 18, фиг. 5, при повороте кулачка Kr. На конце стержня 18 устанавливается  съемный измерительный наконечник 15, а на конце корпуса зонда 12 размещается сменный неподвижный опорный наконечник 16, относительно которого стержень 18 поджат к кулачку пружинкой 17, которая компенсирует практически только массу стержня. Длина зонда на чертеже обозначена буквой b и равна 18 мм, а максимальная величина хода измерительного наконечника d равна 3,4 мм.
В дополнение к описанной работе устройства, затронутой при описании конструкции, необходимо добавить, что подача напряжения от внешнего источника означает только готовность зонда к работе, фиг. 1, а пуск зонда для измерения возможен только при нажатии кнопки 9, фиг. 3, которая также показана в зоне тупого угла зонда. При отпускании кнопки пьезоактюатор возвращается в исходное положение. Эта кнопка тактовая, микрик, SMD, 4 контакта, выпускается серийно. Снятие точных показаний зонда возможна после фиксации стержня 18 стопором S при его перемещении в любую сторону от стержня до касания собственным конусом поверхности стержня. После определения размера d и проведения точного измерения, например, по компьютеру, в котором закладываются графические или табличные тарированные зависимости жесткости (податливости) от напряжения (усилия актюатора), фиксация стержня снимается перемещением стопора в противоположную сторону.
Теоретической и практической основами реализации предлагаемого изобретения являются обширные исследования в области пьезоэлектричества. Рядом источников показано, что проводятся испытания волоконно-композитного актюатора на основе пьезокерамики ЦТС. Эти актюаторы имеют повышенные характеристики по величине прогиба под действием потенциала электричества. Также АО НИИ "ЭЛЛА" рекламирует ряд биморфных пьезоактюаторов, которые освоены в производстве и выпускаются большими партиями и принимает заказы на их изготовление.