УСТРОЙСТВО ОБЪЕКТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОНЫ ПАТОЛОГИИ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ

Устройство относится к медицинской технике и может быть использовано в стоматологии, дерматологии, лицевой хирургии, в частности для определения состояния зубов, слизистых оболочек, кожных покровов.
Из уровня техники известно устройство определения цвета объектов в стоматологии [Патент РФ на полезную модель №51487, кл. А61С 19/04, 2005].
Оно содержит осветительный блок с выходным окном, блок регистрации, блок обработки сигналов, приемный световод, согласно изобретению, выходное окно осветительного блока выполнено в виде фотометрического шара с тремя отверстиями, первое из которых является входным и служит для локализации фотометрируемой поверхности, второе служит для крепления выходного фланца передающего гибкого световода, входной фланец которого оптически сопряжен с осветительным блоком, третье служит для крепления входного фланца приемного гибкого световода, выходной фланец которого оптически сопряжен с блоком регистрации, выход которого является входом блока обработки сигналов. Кроме того, с целью изоляции фотометрируемого участка от внешней засветки, входное отверстие фотометрического шара снабжено эластичным уплотнительным кольцом.
Работа устройства происходит следующим образом.
На фотометрируемый участок объекта измерения уплотнительным кольцом входного отверстия устанавливается фотометрический шар. При этом на фотометрируемую поверхность направляется освещающий световой поток из выходного фланца передающего гибкого световода. На внутренней сферической поверхности фотометрического шара, согласно его конструктивным особенностям [1], происходит смешение зеркальной составляющей и диффузной составляющей светового потока, отраженного от поверхности объекта, которые участвуют в формировании цвета поверхности зуба [2]. Через входной фланец приемного гибкого световода часть сформированного светового потока поступает на оптически сопряженный с выходным фланцем
вход блока регистрации. Выходной сигнал блока регистрации поступает на вход блока обработки. Конечный результат измерения представляется в виде координат цвета и координат цветности фотометрируемой поверхности.
В рассматриваемом примере реализации устройства предусмотрена операция градуировки блока регистрации и блока обработки по световому потоку, полученному путем освещения образца поверхности изготовленного из молочного стекла МС-20. Такой образец в технике используется в качестве рабочего эталона при измерениях спектрального апертурного коэффициента отражения так как обладает свойства близкими к свойствам совершенного отражающего рассеивателя [3].
В начале работы проводят градуировочное измерение светового потока отраженного от поверхности рабочего эталона, значение которого заносится в память блока обработки сигналов. Затем, описанным выше образом, проводят измерение светового потока отраженного от исследуемой поверхности. Далее, для определения цвета исследуемой поверхности проводят обработку полученных результатов по алгоритму аналогичному описанному в [3].
Достоинствами устройства - прототипа является простота обращения и представление результатов в виде координат цвета и цветности - колориметрических характеристик принятых при измерении цвета [4].
К недостаткам устройства следует отнести ограниченность колориметрической информации только спектрами отражения. Это существенный недостаток, так как практически все патологические процессы в биотканях челюстно-лицевой области имеют флуоресцентные характеристики, отличающиеся от таковых в норме [5, 6, 7]. То есть диагностика таких заболеваний связана с решением колориметрической задачи определения отличия цвета поверхности и цвета флуоресценции поверхности в патологии и в норме.
Цель изобретения - повышение объективности диагностики зоны патологии челюстно-лицевой области благодаря использованию источников света двух диапазонов - видимого и ультрафиолетового.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве объективного определения колориметрических характеристик зоны патологии
челюстно-лицевой области, согласно изобретению добавлен комбинированный осветительный блок, имеющий как минимум два источника света - видимого и ультрафиолетового диапазона, с возможностью включение их в работу попеременно. Кроме того, выходы источников оптически сопряжены с входным фланцем передающего гибкого световода.
Такое выполнение функциональных узлов и их компоновка в конструкции устройства позволяет определять колориметрические характеристики зоны патологии челюстно-лицевой области по спектрам отражения, получаемым от источника видимого диапазона, и по спектрам флуоресценции, получаемым от источника ультрафиолетового диапазона.
Флуоресценция зоны патологии челюстно-лицевой области отличается низкой интенсивностью, при которой визуальное определение цвета сопряжено с существенными субъективными ошибками [8, 9].
Преимуществом предлагаемого устройства является реализация принципа дифференциальной диагностики - получение сравнительных характеристик объекта измерения при условии полного исключения влияния субъективных факторов на результаты измерений за счет единообразия установки выходного окна осветительного блока, на объект измерения и одинаковости условий освещения объекта измерения в патологии и в норме.
Работа устройства происходит следующим образом.
Выходное окно (Фиг.1-1) комбинированного осветительного блока (Фиг.1-3) устанавливается на фотометрируемый пораженный участок объекта измерения. В комбинированном осветительном блоке включается источник видимого диапазона (Фиг.1-3 "А"). При этом на фотометрируемый участок направляется освещающий световой поток из выходного фланца передающего гибкого световода (Фиг.1-2). Через входной фланец приемного гибкого световода (Фиг.1-4) часть сформированного светового потока поступает на оптически сопряженный с выходным фланцем вход блока регистрации (Фиг.1-5). Выходной сигнал блока регистрации поступает на вход блока обработки (Фиг.1-6).
Затем в комбинированном осветительном блоке включается источник ультрафиолетового диапазона (Фиг.1-3 " UF"). На фотометрируемый участок направляется освещающий световой поток из выходного фланца передающего гибкого световода (Фиг.1-2) и возбуждает флуоресценцию фотометрируемого участка. Через входной фланец приемного гибкого световода (Фиг.1-4) часть сформированного светового потока флуоресценции поступает на оптически сопряженный с выходным фланцем вход блока регистрации (Фиг.1-5). Выходной сигнал блока регистрации поступает на вход блока обработки (Фиг.1-6).
Описанная операция повторяется для идентичного непораженного участка объекта измерения соответствующего сосотоянию нормы.
Конечный результат измерения представляется в виде координат цвета и координат цветности при освещении фотометрируемой поверхности светом видимого диапазона и координат цвета и координат цветности флуоресценции фотометрируемой поверхности.
Дополнительный технический результат предлагаемого устройства обеспечивается тем, что полученные сигналы отражения и сигналы флуоресценции можно использовать для получения интегрального коэффициента отражения, расчета цветовых различий, цветового тона и насыщенности, что исключает субъективизм при диагностике заболеваний. Это позволяет провести сравнение объективных показателей измерений участков соответствующих состоянию нормы и патологии и принять решение о необходимости коррекции патологи.
На основе заявляемого изобретения был создан экспериментальный образец прибора.
После отладки и градуировки его работа проверена путем клинической апробации для уточнения диагноза заболевания.
Пример 1.
На прием обратилась пациентка М., 45 лет с жалобами на дискомфорт и ощущение шероховатости в области языка.
При осмотре было обнаружено - на отечной поверхности языка расположены папулы, которые имеют тенденцию к слиянию.
Были проведены измерения цвета поверхности и цвета флуоресценции поверхности. Для этого измерили спектр отражения и спектр флуоресценции на непораженной поверхности участка слизистой языка, а затем провели те же манипуляции на пораженной поверхности. После колориметрической обработки спектров получены результаты, представленные в табл.1.
Таблица 1Результаты колориметрической обработки зоны патологии участков ротовой полости пациентки М
Локализация
Непораженная поверхность
Пораженная поверхность
Цвет поверхности при визуальном осмотре
Бледно-красный
Бордово-красный (гиперемия)
Координаты цветности
х=0,513; у=0,271
х=0,616; у=0,301
Цвет флуоресценции при визуальном осмотре
Апельсиновый цвет
Белесое свечение
Координаты цветности
х=0,581; у=0,411
х=0,367; у=0,392
Таким образом, в данном клиническом случае ставят диагноз: красный плоский лишай, экссудативно-гиперемическая форма.
Библиография:
1. Гуревич М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы). - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат.1983. - 272 с.
2. Терапевтическая стоматология: Учебник для студентов медицинских вузов/Под ред. Е.В.Боровского. - М.: «Медицинское информационное агентство», 2003. - 840 с.
3. Д.Джадд, Г.Вышецки. Цвет в науке и технике. Пер. с англ. - М.: Мир, 1978. - 513 с.
4. International Commission on Illumination - (www.cie.co.at/cie).
5. Луцкая И.К. Руководство по стоматологии. - Ростов на Дону: «Феникс», 2002. - 540 с.
6. Заболевания слизистой оболочки полости рта: Учебное пособие/Под ред. Л.М.Лукиных. - Н. Новгород: Изд-во НГМИ. 1993. - 212 с.
7. Терапевтическая стоматология: Учебное пособие/Под ред. проф. Л.А.Дмитриевой. - М.: МЕДпресс-информ, 2003. - 896 с.
8. Луизов А.В. Цвет и свет. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 256 с.
9. Кривошеев М.И., Кустарев А.К. Цветовые измерения. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 240 с.