УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ПОЛОСТИ РТА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использована для измерения электрохимических потенциалов (ЭХП) различных металлических конструкций и включений в полости рта, а также измерения электрохимических потенциалов в различных участках слизистой оболочки рта с целью оптимизации диагностики гальванического синдрома.
Уровень техники
Известно устройство для измерения биопотенциалов в полости рта (патент РФ №173379), содержащее вольтметр, к измерительным выводам которого подключен кабель, разделенный на два провода, каждый из которых имеет разъемное соединение с соответствующим измерительным электродом, выполненным с возможностью размещения в полости рта пациента. Измерительные электроды выполнены с возможностью стерилизации, при этом один из измерительных электродов выполнен в виде щупа-зажима, предназначенного для осуществления контакта с металлическими включениями (коронкой или ортопедической конструкцией), а второй - в виде крючкообразного щупа, предназначенного для осуществления контакта со слизистой оболочкой или с другими металлическими включениями в полости рта.
Однако в данном устройстве фактически отсутствует электрод сравнения (который не меняет свой электрохимический потенциал в процессе исследования), так как второй электрод, изготовленный из металла, предлагается располагать на слизистой оболочке рта, при этом будет меняться электрохимический потенциал при взаимодействии электрода со слизистой оболочкой.
Известно устройство для измерения электрохимических потенциалов (Патент РФ №2583938), состоящее из измерительного блока, заключенного в корпус, хлорсеребряного электрода сравнения и активного электрода, при этом хлорсеребряный электрод сравнения имеет на конце съемный стерильный электролитический ключ, представленный эндодонтической канюлей, заполненной физиологическим раствором, а конец активного электрода имеет круглую, плоскую форму диаметром 8 мм.
Известно также устройство для измерения биопотенциалов полости рта биопотенциометр БПМ-03 (Данилина Т.Ф. и др. Расширение функциональных возможностей потенциалометров при диагностике гальваноза полости рта. Вестник новых медицинских технологий - 2013 - N 1), содержащее милливольтметр и два электрода - активный индикаторный электрод и пассивный хлорсеребряный электрод сравнения, предназначенные для размещения в полости рта.
Однако в известных устройствах размещение электродов в полости рта создает дополнительный дискомфорт для пациента и трудности для врача, делая труднодоступными для исследования некоторые участки полости рта. При проведении исследования милливольтметр регистрирует электродвижущую силу между двумя электродами, в связи с этим при определении электрохимических потенциалов в различных участках полости рта на результаты измерения будут оказывать влияние увлажненность слизистой оболочки и расстояние между двумя электродами, расположенными во рту. Использование в качестве материала для изготовления активного индикаторного электрода, которым во время исследования прикасаются к металлическим конструкциям и включениям, материала, не относящегося к благородным металлам, может приводить к погрешностям в измерениях. Кроме того, применение во рту хлорсеребряных электродов сравнения, где в качестве контактной среды используется хлорид калия, не безопасно.
Известно устройство для измерения электрохимических потенциалов в полости рта (Макеева И.М., Волков А.Г., Дикопова Н.Ж., Макаренко Н.В. Определение электрохимических потенциалов в полости рта, как способ диагностики гальванического синдрома, способствующего развитию заболеваний слизистой оболочки. Голова и шея = Head and neck. Russian Journal. 2018;6(1):42-45), включающее милливольтметр с подключенными к нему пассивным и активным электродами, при этом пассивный электрод представляет собой нейтральный хлорсеребряный электрод и выполнен с возможностью расположения на запястье руки, а активный электрод представляет собой инертный металлический электрод, изготовленный из золота 900 пробы, и выполнен с возможностью расположения внутри полости рта для прикосновения к различным металлическим конструкциям и включениям во рту. В качестве милливольтметра используют милливольтметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением (более 20 МОм), чувствительностью выше 200 мВ, защитой от воздействия внешних помех и автономным электропитанием. С помощью милливольтметра определяют разность потенциалов в мВ между пассивным электродом, размещенным на запястье руки, и активным электродом, который располагают последовательно на различных металлических конструкциях и включениях во рту.
Однако в известном устройстве отсутствует элемент предварительной проверки, позволяющий определить работоспособность устройства перед началом его использования, что существенно осложняет дальнейшую работу устройства и снижает эффективность при измерении электрохимических потенциалов в полости рта. Кроме того, в устройстве не предусмотрена программная обработка и сохранение результатов измерений, а вычисление разности электрохимических потенциалов производится вручную, что также может сказаться на эффективности работы устройства.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка эффективного устройства для измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта, а также измерения электрохимических потенциалов в различных участках слизистой оболочки рта с целью оптимизации диагностики гальванического синдрома.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств для измерения электрохимических потенциалов в полости рта. Конструктивное решение полезной модели позволяет повысить эффективность измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта, и, что особенно важно, возможность определить работоспособность устройства перед началом его использования с помощью элемента предварительной проверки.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для измерения электрохимических потенциалов в полости рта, включающее корпус с расположенной внутри него платой управления, дисплей для отображения информации, расположенный с внешней стороны корпуса, ручку выбора точки на дисплее, соответствующей точке приложения активного индикаторного электрода в полости рта пациента, кнопку запуска процесса измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее, гнездо для подключения пассивного электрода сравнения, гнездо для подключения активного индикаторного электрода, выключатель сетевого питания, пассивный электрод сравнения, активный индикаторный электрод и элемент предварительной проверки, подключенный через высокоимпедансный усилитель к аналого-цифровому преобразователю, блоку управления, блоку питания, установленными на плате управления.
Конструктивное выполнение устройства вышеописанным образом обеспечивает возможность расположения используемого для исследования пассивного электрода (электрода сравнения) вне ротовой полости, на коже любого удаленного от полости рта участка тела. Это позволяет, за счет удаленности пассивного электрода сравнения от полости рта, исключить влияние на результаты измерений увлажненности слизистой оболочки рта и расстояния между активным индикаторным электродом и пассивным электродом сравнения при определении электрохимических потенциалов в различных участках полости рта. Кроме того, расположение пассивного электрода сравнения на коже исключает его негативное влияние на слизистую оболочку рта, не создает дополнительный дискомфорт для пациента и трудностей для врача, связанные с расположением пассивного электрода сравнения в полости рта. Также аппарат имеет активный индикаторный инертный электрод, изготовленный из золота не ниже 900 пробы, что исключает химическое взаимодействие электрода со слюной и исследуемой поверхностью. В устройство введен элемент предварительной проверки, с помощью которого тестируется его работоспособность перед проведением каждого исследования для исключения аппаратной ошибки. Используемая в устройстве плата управления, например, компании Rezonit (https://www.rezonit.ru), позволяет осуществлять программную обработку измерений, производить вычисление разности электрохимических потенциалов между заранее заданными точками полости рта и сохранять полученные результаты в электронном виде, что исключает ошибки, связанные с ручной обработкой данных. Использование всех вышеприведенных элементов конструкции значительно повышает эффективность диагностики гальванического синдрома.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг. 1 представлен общий вид устройства;
на фиг. 2 - схема платы управления, установленной в корпусе устройства;
на фиг. 3 - вид информации, отраженный на дисплее.
На чертеже представлены следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - дисплей для отображения информации, 3 - ручка запуска измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее, и выбора точки приложения активного индикаторного электрода в полости рта пациента, 4 - гнездо для подключения пассивного электрода сравнения, 5 - гнездо для подключения активного индикаторного электрода, 6 - выключатель питания сети, 7 - пассивный электрод сравнения, 8 - активный индикаторный электрод, 9 - блок питания, 10 - процессорный блок, 11 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 12 - высокоимпедансный усилитель, 13 - нормальный элемент сравнения.
Осуществление полезной модели
Устройство содержит корпус 1, на внешней стороне которого на верхней панели закреплен дисплей 2 для отображения информации (схематическое изображение формулы зубов на верхней и нижней челюсти), ручку 3 запуска измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее 2, и выбора точки приложения активного индикаторного электрода 8 в полости рта пациента, гнездо 4 для подключения пассивного электрода 7 сравнения, гнездо 5 для подключения активного индикаторного электрода 8, выключатель (включатель) сетевого питания 6.
Внутри корпуса 1 расположена печатная плата с установленными на ней блоком питания 9, процессорным блоком 10, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) И (например, модуль PCF 8591), высокоимпедансным усилителем 12, (например, Microchip из семейства PIC18) и нормальным элементом сравнения 13.
Устройство работает следующим образом.
При включении устройства кнопкой 6 напряжение подается на блок питания 9, откуда напряжение питания поступает на блоки 10, 11, 12, расположенные на печатной плате внутри корпуса 1 устройства. Управление устройством осуществляется при помощи ручки управления 3. Хлорсеребряный (пассивный) электрод 7 подключают к гнезду 4. Активный электрод 8 подключают к гнезду 5. При запуске устройства на дисплее 2 автоматически отображается значение потенциала нормального элемента сравнения 13. Соответствие отображенного значения потенциала на дисплее 2 заранее выбранному (установочному) значению свидетельствует о полной готовности устройства к работе.
С помощью ручки 3 выбирают зуб для измерения ЭХП. Располагают электроды - пассивный 7 на запястье руки, активный 8 - на металлической конструкции зуба, соответствующего зубу, выбранному на дисплее, а затем нажимают на кнопку 3 запуска процесса измерения ЭХП. Возможен вариант реализации устройства с сенсорным дисплеем, в этом варианте отсутствует ручка управления 3, все действия осуществляют непосредственно нажатием на дисплей.
После нажатия на ручку 3 происходит процесс измерения ЭХП.
Работа устройства в целом происходит в соответствии с программой, заложенной в процессорном блоке 10 (свидетельство на программу ЭВМ №2020618575), при нажатии на ручку 3 по сигналу от процессорного блока 10 через АЦП 11 к высокоимпедансному усилителю 12 подключается нормальный элемент сравнения 13 с известными параметрами, например, элемент нормальный ненасыщенный, марки МЭ 4700.
Далее процессорный блок 10 дает команду высокоимпедансному усилителю 12 на подключение к его входу активного электрода 8 и хлорсеребряного электрода сравнения 7. Информация о разности потенциалов между измерительными электродами 7, 8 поступает на высокоимпедансный усилитель 12, затем на АЦП 11 и на дисплей 2, где она отображается в мВ, при этом, полученная информация о разности потенциалов привязана к конкретной точке (конкретному зубу) измерения в полости рта.
Аналогичные измерения проводят во всех точках, необходимых для проведения полной диагностики полости рта.
Таким образом, на дисплее отображаются результаты всех проведенных измерений ЭХП в полости рта, по результатам которых можно определить точки с максимальными и минимальными значениями ЭХП и определить максимальное значение разности потенциалов между измеренными точками в полости рта.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расширение арсенала технических средств для измерения электрохимических потенциалов в полости рта за счет повышения эффективности измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта.