УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ВЕРХУШКИ КОРНЯ ЗУБА
DEVICE AND METHOD OF DETERMINING POSITION OF TOOTH ROOT TOP

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способам и устройствам, называемым локализаторами верхушки, используемыми в эндодонтии для определения положения (локализации) верхушки корня зуба относительно корневого канала в терминах глубины канала, то есть для определения положения края верхушки (apical terminus) или, более точно, выхода апикального отверстия (apical foramen), завершающего снизу корневой канал.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана в разрезе структура канала корня зуба и положение верхушки, как они известны из анатомии;
На фиг.2 схематически показано изменение величины постоянного тока, проходящего через резистор R между двумя электродами, один из которых связан с эндодонтическим зондом, а другой находится в контакте со слизистой оболочкой полости рта. Зависимость позволяет определить положение (DP) по глубине канала верхушки в точке, в которой R=6,5 кΩ;
На фиг.3 представлена диаграмма, на которой показаны кривые А и В значений напряжения как функций от глубины введения электрода-зонда, где напряжение измеряется при двух частотах fa=1 кГц и fb=5 кГц, а также показан график разности δ между этими значениями, на котором имеется точка поворота (экстремум), в которой находится верхушка, согласно другому способу, определяющему положение верхушки, применяемому устройствах, относящихся к предшествующему уровню техники;
1
2
На фиг.4 представлена другая диаграмма, иллюстрирующая другие графики уровней напряжения, V, и V, также полученные для двух частот f1=1 кГц и f2=5 кГц, согласно другому способу, определяющему положение верхушки, использующему отношение напряжений (V2/V1), реализованному в других устройствах, согласно другому документу, относящемуся к предшествующему уровню техники;
На фиг.5 показана электрическая схема локализатора верхушки, применяемого в соответствии с настоящим изобретением;
На фиг.6-8 показаны эквивалентные диаграммы электрической схемы локализатора верхушки, в соответствии с настоящим изобретением;
На фиг.9 показаны графики значений амплитуды как функции глубины введения электрода-зонда, показан общий ход кривых для разных частот, от низкой частоты до высокой, и их пересечение в соответствии с изобретением;
На фиг.10 показаны графики, выбранные из графиков, представленных на фиг.9, и показано пересечение двух конкретных уровней, полученных для двух далеко разнесенных частот - низкой частоты f=100 Гц и высокой частоты F=500 кГц; точка пересечения С соответствует положению Х верхушки, согласно изобретению;
На фиг.11-13 представлены три модели α, β и γ зубных корней (первая модель, α, с сужением в виде воронки с узким каналом; вторая, - β с раздвоением на два корневых канала, третья, - γ с аномалией в виде разветвления канала), на которых проводились измерения глубины для каждого из исследуемых в экспериментах корневых каналов (см. следующие далее фигуры) с помощью устройства, соответствующего изобретению;
На фиг.14-28 показано семейство кривых, иллюстрирующих результаты измерения амплитуды как функций глубины введения электрода зонда, полученные в ходе экспериментов для трех указанных моделей α, β, γ корневых каналов (фиг.7, 8, 9), эти каналы, омывались последовательно тремя водными растворами (на фигурах 14, 17, 19, 20, 23, 24 - раствор 0,9% NaCl; на фигурах 15, 18, 25, 26 - раствор 2,5% NaClO; на фигурах 16, 21, 22, 27, 28 - раствор 5% NaClO) для различных зондов; было показано определение положения верхушки в соответствии с изобретением;
На фиг.14-16 показаны графики "амплитуда/глубина", полученные для измерений, выполненных для модели α корневого канала, представленной на фиг.11, с применением неизолированного металлического зонда и в присутствии растворов 0,9% NaCl (фиг.14), 2,5% NaClO (фиг.15) и 5% NaClO (фиг.16);
На фиг.17 и 18 показаны графики "амплитуда/глубина", соответствующие измерениям, выполненным для модели α корневого канала, показанной на фиг.11, с применением покрытого изоляцией зонда и в присутствии тех же растворов (фиг.17 - 0,9% NaCl; фиг.18 - 2,5% NaClO);
На фиг.19-22 показаны графики "амплитуда/глубина", соответствующие измерениям, выполненным поочередно (19/20, 21/22) для первого и второго каналов (β1 и β2) модели β корневого канала с раздвоением канала, представленной на фиг.12, в присутствии тех же растворов (фиг.19, 20 - 0,9% NaCl; фиг.21, 22 - 5% NaClO);
На фиг.23-28 показаны графики, соответствующие измерениям, выполненным поочередно (23/24, 25/26, 27/28) для первого и второго каналов γ1, γ2 модели у корневого канала с ветвлением, показанной на фиг.13, с применением неизолированного металлического зонда в присутствии тех же растворов (фиг.23, 24 - 0,9% NaCl; фиг.25, 26 - 2,5% NaClO; фиг.27, 28 - 5% NaClO);
На фиг.29-31 показаны графики "амплитуда/глубина",
соответствующие измерениям, выполненным в экспериментах на естественном зубе Δ при двух частотах f=100 Гц и F=0,5 или 1 МГц, в присутствии одного из трех омывающих растворов (фиг.29 - 0,9% NaCl; фиг.30 - 2,5% NaClO; фиг.31 - 5% NaClO); и
err
На фиг 32-35 приведены диаграммы, на которых показаны несколько групп точек, показывающих оценки ошибки ∈ измерения как функции от значения высокой частоты F, выбираемой при процедурах измерения глубины корневых каналов для моделей α, β, γ; диаграмма на фиг.32 объединяет оценки погрешности ∈ измерения как функции от значения высокой частоты F для целых серий измерений глубины на модели α корневого канала, показанной на фиг.11; на фиг.33 и 34 объединены оценки погрешности ∈ как функции от значения высокой частоты F для моделей β и γ корневых каналов, представленных на фиг.12 и 13 соответственно; на фиг.35 объединены оценки погрешности ∈ как функции от F для нескольких серий измерений глубины верхушки, выполненных на нескольких образцах естественных зубов.
Уровень техники
В ходе стоматологических операций, в частности, процедур очистки и формирования корневого канала, локализатор верхушки позволяет избежать прохождения инструмента через апикальное отверстие, дальше края верхушки, и не допустить, чтобы была затронута нижележащая челюстная связка с нервными пучками.
На фиг.1 схематически показана анатомическая структура зуба в сечении плоскостью, проходящей через ось корневого канала зуба. Некоторые зубы, например моляры и премоляры, могут иметь группу корней (RT на фигурах) или, по меньшей мере, группу корневых каналов (CR), которые могут быть индивидуальными или разделяющимися на каналы меньшего диаметра.
Через конец корня (RT) проходит отверстие (FA), называемое апикальным отверстием, через которое проходят сосудисто-нервные пучки. Иногда, как показано на фиг.1, апикальное отверстие (FA) в конце корневого канала (CR) сужается, образуя в апикальном сужении (СА) узкий проход ("горловину", через которую проходят пучки нервов и сосудов, питающих пульпу). В других случаях (не показаны) корневой канал с большим поперечным сечением сужения не имеет.
В апикальном сужении (СА) имеется выход разделительной поверхности, или цементо-дентинной границы (CT/IV), разделяющей цемент и дентин; указанная граница разделяет минеральные вещества цемента и дентина, имеющие сильно различающиеся электрические свойства.
При эндодонтических хирургических процедурах, таких как очистка и формирование корневого канала (CR), стоматолог стремится удалить все материалы, зубной налет и органические жидкости, заполняющие корневой канал (CR), до самого дна канала, то есть до выхода апикального отверстия (FA), чтобы предотвратить рецидив дентального абсцесса (нарыва) в корневом канале (CR).
Однако цель стоматолога состоит преимущественно в том, чтобы, насколько возможно, инструмент не вышел за край верхушки (АРХ), чтобы, с одной стороны, не причинить пациенту боль, с другой стороны, не создать ниже корня, то есть, в области за верхушкой, каверну, которая могла бы инициировать развитие абсцесса.
Таким образом, для стоматолога важнейшее значение имеет возможность очень точно определять положение апикального отверстия (FA) и края верхушки (АРХ).
Как видно на фиг.1, рентгенограмма зуба в направлении, параллельном горизонтальной плоскости (XRA) челюсти, дает неправильную, в общем, рентгенографическую информацию о положении верхушки, не соответствующую истинному положению направляющей плоскости анатомической верхушки (АА).
За предшествующие пятьдесят лет были разработаны электронные локализаторы верхушки, позволяющие более или менее точно определять положение конца корневого канала способами, основанными на изменении электрических свойств в этой переходной области.
Первые поколения локализаторов верхушки, разработанные доктором Sunada на основе работы проф. Suzuki, были основаны на принципе измерения сопротивления в корневом канале, исходящем из на следующего наблюдения: при прохождении через апикальную область сопротивление резко падает, опускаясь ниже порогового значения, приблизительно равного 6,5 кП, которое является практически постоянным для разных пациентов.
Как показано на фиг.2, сопротивление измеряется между первым электродом (ES), образуемым корневым буравом или зондом, вводимым в корневой канал (CR), и вторым электродом ЕМ, имеющим форму, позволяющую создать надежный токопроводящий контакт со слизистой оболочкой полости рта (на губе, десне и т.д.)
На фиг.2 показано, что сопротивление R сначала несколько падает, когда корневой бурав (ES) погружается на все большую глубину (DP) в корневой канал (CR), расположенный по оси зуба; затем R резко падает, когда инструмент пересекает апикальную область, а затем, после прохождения края верхушки, происходит возвращение к основному значению.
В исследованиях Sunada было установлено, что верхушка находится в области, в которой величина сопротивления проходит через пороговое значение R=6,5 кΩ, которое практически постоянно для разных пациентов.
В патенте US 5,096,419, полученном Kobayashi (компания MORITA), противопоставляются два японских документа JP 2817/62 и JP 25381/62, представляющих предшествующий уровень техники, относящиеся к двум семействам измерительных устройств, позволяющих определять положение верхушки и глубину корневого канала.
Принцип функционирования устройств первого семейства, резистометрический принцип, опирается на измерение сопротивления с применением постоянного тока. Непрерывно изменяющееся сопротивление резко падает, когда инструмент проходит через апикальную область.
Принцип функционированияустройстввторогосемейства, обобщенный резистометрический принцип, состоит в измерении сопротивления с применением сигналов переменного тока и использованием двух компонент - резистивной и емкостной. Сопротивление для сигнала переменного тока падает, когда конец зонда приближается к верхушке корня.
Первый резистометрический принцип позволяет лишь распознавать момент прохождения инструментом края верхушки корня, что не полностью отвечает желанию стоматолога получать некоторую предупреждающую информацию до момента прохождения через верхушку.
Второй резистометрический принцип должен давать более широкие возможности для такого предупреждения, так как сопротивление, как считается, падает при изменении свойств на цементо-дентинной границе (CT/IV), когда инструмент проходит через апикальное сужение (СА), что происходит в момент, предшествующий касанию направляющей плоскости (АА) верхушки корня, показанной на фиг.1.
Первый недостаток указанного способа состоит в том, что второй принцип измерений, основанный на регистрации снижения сопротивления на цементо-дентинной границе апикального сужения, неприменим при лечении детей и молодых пациентов, так как в их зубах имеется мало (или вовсе отсутствует) сверхминерализованного дентина.
Обычно устройства обоих семейств требуют выполнения операций тонкой градуировки и калибровки, которые не обеспечивают нужной точности, трудоемки и являются источником ошибок.
Обобщенно говоря, на практике эти два семейства локализаторов верхушки имеют тот недостаток, что информация о том, что верхушка достигнута, происходит лишь после того, как конец электрода-зонда проходит через апикальное сужение. Измеряемая величина сопротивления не убывает вплоть до момента прохождения концом зонда края верхушки (АРХ). Оказывается, что измеряемая величина сопротивления фактически падает только тогда, когда конец инструмента проходит через вход апикального отверстия (FA) и затрагивает связки, находящиеся ниже корня RT. Однако стоматологи в наибольшей мере стремятся избежать именно прохождения далее апикального отверстия (FA).
Другая серьезная проблема состоит в том, что два указанных принципа измерений, на основе которых созданы два семейства локализаторов верхушки, имеют тот недостаток, что результаты измерений сопротивления/проводимости оказываются совершенно неточными и даже абсурдными, если в корневом канале присутствуют проводящие жидкости.
При стоматологических процедурах очистки и формирования канала, канал обычно оказывается наполненным жидкостями и другими материалами, в частности, органическими материалами (такими как слюна, кровь, лимфа, физиологический раствор, физиологические жидкости, органические остатки и зубной налет), которые ведут себя как среды слабой солености, и являются, следовательно, хорошо проводящими средами, аналогичными обычным физиологическим жидкостям или растворам (обычный физиологический раствор содержит 0,9% NaCl), основой которых является ионный раствор с умеренной проводимостью, сходный по электролитическим свойствам с морской водой.
Кроме того, стоматолог должен постоянно очищать полость рта пациента ополаскивающими жидкостями, основой которых является проводящий физиологический раствор NaCl, а также дезинфицирующими растворами, такими как раствор Дейкина ("нейтральный раствор гипохлорита натрия", NaClO, разбавленный до концентрации 2,5% или 5%, подобный настоящей жавелевой воде), которые являются хорошо проводящими ионными растворами (ионы ОН-). Присутствие таких хорошо проводящих ионных растворов совершенно искажает результаты, полученные с помощью измерений проводимости (сопротивления), и делает абсолютно недостоверными результаты, касающиеся положения верхушки.
Постоянное присутствие таких органических жидкостей и растворов при стоматологических операциях препятствует применению локализаторов верхушки, основанных на указанных выше принципах измерения сопротивления или проводимости.
Усовершенствование по сравнению с предшествующим уровнем техники, предложенное Kobayashi в патенте US 5,096,419, предусматривает сравнение результатов двух измерений проводимости, выполняемых при двух различных частотах f и 5f, как показано на фиг.3, что позволяет сделать измерения нечувствительными к флуктуациям проводимости, обусловленным присутствием ионных растворов.
В соответствии с этим третьим резистометрическим принципом, выполняются измерения напряжения (V) на выводах эталонного резистора R=5 кΩ, последовательно соединенного с электродами. Последовательная цепь получает питание от генератора прямоугольных сигналов частоты f, который генерирует гармонические компоненты сигнала на частотах fa=f и fb=5f. На первом отрезке времени (этапе I) в процессе введения зонда в корневой канал результаты измерений напряжения А и В, выполняемые на двух частотах fa=f и fb=5f, остаются стабильными. На втором отрезке времени (этап II) получаемые значения напряжения А' и В' увеличиваются, когда проходится этап II, соответствующая апикальному сужению (так как сопротивление канала падает при приближении к цементо-дентинной границе).
Согласно патенту US 5,096,419, полученному Kobayashi, расстояние между кривыми А' и В' на этапе II не постоянно: это расстояние Г уменьшается.
По Kobayashi, разность 6 между двумя значениями А и В измеряемого напряжения (δ=А-В), сначала ведет себя на этапе I, в общем, как постоянная, равная - Г, а затем на этапе II уменьшается.
Kobayashi утверждает, что на этапе II отклонение В-А или разность δ=А-В подходит к экстремуму (отклонение минимально) перед резким изменением направления, а далее кривые снова расходятся. Точка экстремума, то есть точка АХ, в которой отклонение |В-А| минимально (то есть, разность δ=А-В максимальна), соответствует положению верхушки корня, как описано в US 5,096,419.
В документе US 5,096,419, кроме того, описана сложная электронная схема порогового детектирования, служащая для определения точки, в которой разность δ=А-В между двумя значениями напряжения, получаемыми для двух частот fa=f=1 кГц и fb=5f=5 кГц, пересекает пороговое значение θ, соответствующее положению верхушки.
Недостаток этого устройства состоит в том, что для установления порогового значения необходимо все же выполнение операций калибровки, которые требуют аккуратности, не обеспечивают нужной точности и являются источником ошибок. На практике оказывается, что конкретный характер изменения кривых А и В и их отклонения |δ|=|А-В| друг от друга чрезвычайно сильно меняются от пациента к пациенту и сильно зависят от условий электропроводности, преобладающих в конкретных корневых каналах.
Для каждого данного зуба, его корня и конкретного корневого канала необходимо заново выполнить операции калибровки и градуировки, которые сильно зависят от конкретных условий, занимают много времени и утомительны для стоматолога, что делает указанные устройства малопривлекательными для применения.
Фактически, в зависимости от того, принято ли пороговое значение равным значению θ, меньшему экстремума, или же значению θ', большему экстремума, оказывается, что либо всякое определение положения Р верхушки АХ является неточным и содержит некоторую ошибку ∈, либо пересечение порогового значения никогда не будет обнаружено, и устройство не подаст сигнал, что зонд проходит через край верхушки.
Вообще говоря, указанный третий принцип, согласно которому отслеживается разность результатов измерений, выполненных для двух различных частот, имеет также недостаток, состоящий в том, что не устанавливается никакой связанный с измерениями абсолютный критерий для определения положения верхушки.
Способ, основанный на распознавании момента пересечения порогового значения, также имеет недостаток, состоящий в произволе выбора устанавливаемого порогового значения.
Другой аспект состоит в том, что, если желательно иметь такой критерий распознавания точки АХ поворота (то есть точки АХ, в которой кривая δ=А-В достигает экстремума и изменяет направление), который был бы абсолютным критерием, то для того, чтобы идентифицировать прохождение через экстремум и изменение направления, необходимо все же пройти дальше точки АХ, то есть за край верхушки.
На фиг.4 представлен четвертый способ определения положения верхушки, предложенный в патенте US 5,080,586, полученном Kawai (Институт OSADA).
1
2
1
2
В патенте US 5,080,586 описана измерительная система, сопоставимая с системой, описанной в US 5,096,419, предусматривающая подачу двух видов переменного тока с двумя значениями напряжения V и V и двумя различными частотами f и f на выводы цепи, включающей два электрода (это игла, вводимая в корневой канал, и электрод, контактирующий со слизистой оболочкой полости рта), соединенных последовательно с измерительным резистором.
1
2
На самом деле две частоты f=1 кГц и f=5 кГц, предложенные в US 5,080,586, идентичны двум частотам fa=f=1 кГц и fb=5f=5 кГц, используемым в описании другого патента US 5,096,419.
1
2
С другой стороны, согласно фиг.4, где показан общий ход кривых для результатов измерений по документу US 5,080,586, относящемуся к предшествующему уровню техники, эти кривые для результатов измерений при двух значениях V1 и V2, напряжения, выполненных для двух частот f=1 кГц и f=5 кГц, расходятся и стабильно удаляются друг от друга при увеличении глубины Р введения электрода, и при этом отклонение (V2-V1) монотонно возрастает.
Если посмотреть на общий ход кривых для значений напряжения, полученных для двух частот f=1 кГц и 5f=5 кГц, то ясно, что кривые расходятся, что показывает, насколько измерения являются ошибочными, ненадежными и не позволяющими получить абсолютный измерительный критерий, подходящий для точного определения положения верхушки.
1
2
Для определения положения верхушки в патенте US 5,080,586 предлагается определить отношение этих двух значений V1 и V2 напряжения, получаемых при двух частотах f и f (отношение V2/V1) и установить пороговое значение, такое что положение верхушки А соответствовало бы прохождению величины отношения V2/V1 через это пороговое значение.
Такой альтернативный измерительный принцип все еще имеет тот недостаток, что не дает абсолютного критерия для определения точного положения верхушки, а исходит из относительных пороговых значений, которые изменятся от пациента к пациенту и зависят от электролитических условий, преобладающих в конкретном корневом канале, а это означает, что стоматолог должен выполнять калибровочные операции, которые требуют аккуратности, не обеспечивают нужной точности и являются источником ошибок. Обобщенно говоря, эти последние поколения локализаторов верхушки основаны на принципе измерений напряжения на выводах эталонного резистора, последовательно соединенного с двумя электродами, и эти измерения отражают проводимость (величину, обратную сопротивлению) области между электродами в корневом канале.
Проблема состоит в том, что в системах, основанных на таких измерительных принципах, имеет место непосредственное воздействие электропроводящих жидкостей, присутствующие в корневом канале, что делает совершенно недостоверной идентификацию положения верхушки корня.
Как было указано выше, присутствие электропроводящих жидкостей в корневом канале неизбежно при стоматологической хирургии из-за наличия жидкостей и органических материалов (кровь, лимфа, слюна, органические остатки) и необходимости очистки полости рта ополаскивающими растворами (физиологический раствор, то есть 0,9% NaCl) или дезинфицирующими растворами (раствор Дейкина, то есть раствор NaClO).
Кроме того, другая общая проблема, присущая локализаторам верхушки, использующим измерения сопротивления в корневом канале зуба, состоит в том, что они не позволяют разрешать каналы сложных зубов, имеющих группу корневых каналов или каналы с раздвоениями или аномалиями, зубов с кратными корнями, ветвящимися каналами или спаренные корнями, разрастаниями и т.д.
Моляры имеют группу корней и корневых каналов, которые обычно хорошо отделены друг от друга. Премоляры и моляры, вообще говоря, имеют спаренные корни, разделяющиеся только на конце на два спаренных (раздвоенных) корневых канала. Другие зубы могут иметь ветвления и аномалии. Зубы, которые чаще всего подвергаются стоматологическим операциям и эндодонтическим процедурам очистки и формирования каналов, - это как раз такие сложные зубы, в частности, моляры и премоляры.
Цель изобретения, таким образом, состоит в том, чтобы обеспечить средства для локализации верхушки, которые позволят решить указанные проблемы и преодолеть недостатки, свойственные предшествующему уровню техники в области локализации верхушки корня.
Цель изобретения - разработать средства для локализации верхушки, основанные на абсолютном критерии для определения глубины верхушки, который уже не требует произвольной установки относительных пороговых значений, зависящих от пациента и флуктуации характеристик корневого канала.
Цель данного изобретения, таким образом, - создать систему, устройство и способ для локализации верхушки, которые позволяли бы определять положение верхушки с хорошей точностью независимо от конфигурации корневых каналов и условий, возникающих в них.
Цель изобретения состоит, в частности, в том, чтобы получить возможность точно определять положение верхушки способом, мало чувствительным, насколько возможно, к присутствию проводящих жидкостей и, в частности, ополаскивающих растворов, органических материалов и физиологических жидкостей, таких как обычный физиологического раствор на основе хлористого натрия (0,9% NaCl), а также дезинфицирующих ионных растворов, таких как раствор Дейкина на основе гипохлорита натрия (2,5% или 5% NaClO), постоянно используемых при стоматологических процедурах, в частности, процедурах лечения эндодонтических абсцессов.
Другая цель изобретения - создать способ и устройство для локализации верхушки, позволяющего разрешать каналы зубов с комплексными корневыми каналами, то есть обеспечить возможность распознавать, выделять и определять положение конца каждого из корневых каналов с хорошей точностью, с максимально возможным улучшением по сравнению с доступными ранее в продаже устройствами.
Одной из конкретных целей является создание системы локализации верхушки, не только обеспечивающей определение положения верхушки с малой ошибкой относительно фактического положения края верхушки, но и дающей возможность идентифицировать положение верхушки до того момента, когда будет достигнут или пройден край верхушки корня.
Раскрытие изобретения
В кратком изложении, изобретение предлагает применение эндодонтического устройства, обычно включающего два электрода, один из которых соединяется с корневым буравом или металлическим зондом, вводимым в корневой канал зуба, а другой может быть установлен в полости рта в тесном хорошо проводящем контакте со слизистой оболочкой; два электрода, подсоединяются последовательно в цепь, в которой имеются генератор сигнала переменного тока со скачкообразным изменением частоты и блок измерения амплитуды сигналов переменного тока. Блок включает, в частности, устройство для измерения амплитуды напряжения сигналов переменного тока на выводах эталонного резистора, последовательно соединенного с электродами и генератором сигнала переменного тока со скачкообразным изменением частоты, питающим указанную последовательную цепь, и осуществляет измерение амплитуды переменного тока, проходящего через эталонный резистор и электроды. Согласно изобретению, амплитуда сигналов переменного тока измеряется на сильно отличающихся частотах, принадлежащих наиболее далеко отстоящим друг от друга полосам диапазона частот генератора со скачкообразным изменением частоты.
Согласно изобретению, уровни (далее также - "кривые" и/или графики) значений амплитуды сигналов, получаемых при двух определенных частотах, пересекаются при прохождении через апикальное сужение. Поэтому в процессе введения электрода-зонда в корневой канал зуба можно, в зависимости от глубины введения, выделить группу этапов, областей и/или классов следующим образом:
- в начале введения зонда, при входе в коронку зуба, первое значение амплитуды сигнала, получаемое при низкой частоте (f), оказывается значительно более высоким, чем другое значение амплитуды, получаемое при высокой частоте (F),
- затем, по мере введения зонда в корневой канал зуба, два значения амплитуды сигналов, получаемых при двух определенных частотах (сильно отличающихся частотах f и F, низкой и высокой) возрастают при приближении к концу корневого канала,
- в переходной области, которая соответствует прохождению через апикальное сужение, находящееся в конце корневого канала, второе значение амплитуды, получаемое при высокой частоте (F), приближается к первому значению амплитуды, получаемому при низкой частоте (f), встречается с ним и становится приближенно равным ему, вплоть до точного совпадения с ним. Далее (если погружение продолжается), возможно, что
- после прохождения области апикального сужения второе значение амплитуды сигнала, получаемое при высокой частоте (F), становится большим, или даже значительно большим, чем первое значение амплитуды, получаемое при низкой частоте (f).
Конечно, для стоматолога не может быть и речи о намеренном прохождении инструмента через край верхушки корня и, следовательно, о достижении области, в которой второе значение амплитуды, получаемое при высокой частоте (F), стало бы большим, чем первое значение амплитуды, получаемое при низкой частоте (f).
Таким образом, изобретение имеет то преимущество, что дает измерительный критерий для определения положения апикального сужения, которое соответствует точке, в которой графики двух значений амплитуды, получаемых при двух определенных частотах (низкой и высокой частотах, f и F), пересекаются или, по крайней мере, сходятся и почти или полностью совпадают.
Для того чтобы достичь указанных выше целей, изобретение предлагает способ локализации верхушки, который позволяет определить положение верхушки в терминах глубины погружения в корневой канала с использованием устройства, в котором имеется первый электрод, играющий роль эндодонтического зонда, вводимого в корневой канал (электрод-зонд), второй электрод, который может быть установлен в полости рта в тесном проводящем контакте со слизистой оболочкой, генератор частоты, позволяющий генерировать электрические сигналы переменного тока группы различных частот, и средство для измерения амплитуды сигналов переменного тока в цепи, включающей указанные генератор частоты, первый электрод-зонд, вводимый в корневой канал, и второй электрод, находящийся в контакте со слизистой оболочкой полости рта, способ, включает следующие операции:
- генерация сигнала в цепи и измерение значений амплитуды сигналов переменного тока в цепи при низкой и высокой частотах соответственно;
- определение точки совпадения, в которой кривые, получаемые для двух значений амплитуды, получаемых при упомянутых низкой и высокой частотах соответственно, встречаются и указанные значения, в общем, равны, причем упомянутые низкая частота и высокая частота достаточно сильно отличаются, чтобы указанная точка совпадения существовала, и указанная точка совпадения соответствует положению верхушки.
Предпочтительно предусмотреть измерение значений амплитуды электрических сигналов, генерируемых в цепи, и, более точно, силы тока, проходящего через электроды, в частности, путем измерения абсолютных значений амплитуды напряжения, создаваемого электрическими сигналами на выводах резистора, соединенного последовательно с электродами.
Реализация изобретения включает также устройство локализации верхушки, предназначенное для определения положения (по глубине) апикального сужения в корневом канале, устройство, включает: вывод для соединения с первым проводящим эндодонтическим электродом-зондом, вводимым в корневой канал или один из корневых каналов зуба, второй электрод, который может быть установлен в полости рта в хорошо проводящем электрическом контакте со слизистой оболочкой, один или группу генераторов частоты, позволяющих генерировать сигналы переменного тока по крайней мере на двух частотах, и устройство для измерения амплитуды электрических сигналов переменного тока в цепи, включающей генераторы частоты, первый электрод, вводимый в корневой канал зуба, и второй электрод, находящийся в контакте со слизистой оболочкой полости рта, устройство отличается тем, что в нем предусмотрены средство для выбора частоты, с которой производится генерация сигнала в цепи, первой (низкой) частоты или второй (высокой) частоты, и для измерений соответственно первого и второго значений нормированной амплитуды сигналов переменного тока в указанной цепи, и средство для определения того момента и/или сигнализации о таком моменте, когда первое значение амплитуды сигнала переменного тока, получаемое при первой (низкой) частоте, окажется не большим, чем второе значение амплитуды, получаемое при второй (высокой) частоте. Согласно изобретению, упомянутые низкая и высокая частоты должны достаточно сильно отличаться, чтобы можно было определить точку, в которой две кривые в первом приближении будут пересекаться, а значения амплитуд будут практически равными в точке совпадения, соответствующей положению верхушки.
Из сказанного при более внимательном рассмотрении видно, что изобретение раскрывает технический результат, который ранее не был очевиден или не принимался во внимание. Интересно отметить, что изобретение отличается тем, что низкая и высокая частоты выбираются так, чтобы на начальном этапе, соответствующем введению конца эндодонтического электрода-зонда в начало корневого канала, первое значение, получаемое при низкой частоте, было большим, чем второе значение, получаемое при высокой частоте.
Вообще говоря, согласно изобретению, низкая и высокая частоты выбираются в далеко разнесенных полосах частот, которые далеко разнесены и/или сильно отличаются, то есть, не являются смежными, и эти низкая и высокая частоты могут отличаться даже на порядок или несколько порядков. Предпочтительно, чтобы высокая частота по крайней мере на два, три или четыре порядка отличалась от низкой частоты.
Обычно низкая частота выбирается в полосе низких частот, а высокая частота - в полосе высоких частот.
В частности, такие низкая и высокая частоты могут лежать соответственно в двух далеко разнесенных диапазонах частот, на разных концах диапазона частот, включающего по крайней мере полосу частот, обычно называемую полосой частот №4 (VLF, диапазоны частот по международному стандарту ITU или ГОСТ 24375-80, основанный на стандарте ITU) или "полосой hm. W.B.", которая охватывает частоты от трех кГц до тридцати кГц (3-30 кГц).
В частности, представляется, что низкая частота, должна лежать ниже 950 Гц и, предпочтительно, ниже 500 Гц, тогда как высокая частота - выше 9500 Гц и, предпочтительно, выше 95 кГц.
Более точно, в иллюстрирующих изобретения вариантах, которые описаны далее, низкая частота, лежит в полосе, обычно называемой полосой №2 низких частот, или ниже нее, то есть между 300 Гц и 30 Гц или ниже, а высокая частота - в полосе, обычно называемой полосой №6, или в полосе с более высоким номером, то есть между 300 кГц и 3 МГц или даже выше.
Согласно одному конкретному варианту изобретения, описанному далее, низкая частота находится в полосе частот приблизительно от десяти герц до нескольких сотен герц, предпочтительно - вблизи значения 100 Гц, тогда как высокая частота выбирается в полосе частот, простирающейся, по порядку, от 0,5 или 1 МГц до пяти или десяти МГц, причем предпочтительно иметь возможность настроить высокую частоту на значение, выбираемое из группы нескольких эталонных значений, находящихся вблизи значений из следующего набора: {0,5 МГц, 1 МГц, 2 МГц и 5 МГц}, в зависимости от электролитических условий, преобладающих в корневом канале, в частности, присутствия проводящих водных ионных растворов, таких как физиологический раствор, обычный физиологический раствор хлористого натрия (NaCl), раствор Дейкина или дезинфицирующий раствор на основе гипохлорита натрия (NaClO).
Полезным и неожиданным результатом представляется то, что соответствующий изобретению способ определения точки совпадения позволяет (как подробно показано на иллюстрирующих изобретение результатах измерений, см. далее) получать при измерениях глубины верхушки четкие и согласованные результаты даже в присутствии электролитов, в частности, в присутствии обычных водных ионных растворов на основе хлористого натрия (NaCl в концентрации ~1%, более точно - 9%), а также в присутствии дезинфицирующих ополаскивающих растворов, обычно используемых при стоматологических процедурах, например, антисептических растворов на основе гипохлорита натрия (5% NaClO или 2,5% NaClO).
Другое основное преимущество изобретения состоит в том, что оно позволяет разрешать корневые каналы сложных зубов, то есть, распознавать, выделять каналы и получать четкие и согласованные результаты измерений глубины канала для каждого корня сложных зубов, таких как зубы с относительно широкими корневыми каналами или раздвоениями, разветвлениями или с раздвоенными корнями, а также с аномалиями, что вытекает из первых результатов исследования, выполненного на искусственно воссозданных моделях зубов и экземплярах естественных зубов.
Выбор определенных значений низкой и высокой частот позволяет улучшить определение точки совпадения графиков значений амплитуды, получаемых при указанных частотах (низкой частоте f и высокой частоте F), и благодаря такому выбору указанная точка пересечения точно соответствует положению верхушки.
В частности, низкая и высокая частота могут изменяться, чтобы оптимизировать результаты измерений, минимизировать ошибки измерений и получать наибольшую точность, изменяться в зависимости от условий, преобладающих в зубном канале, в частности, в зависимости от того, каким проводящим раствором омывается корневой канал - раствором на основе хлористого натрия ("физиологическим раствором") или ионным раствором на основе гипохлорита натрия ("раствором Дейкина"), а также в зависимости от конфигурации корневого канала.
Другие преимущества, особенности, объекты и цели изобретения станут ясными при чтении следующего далее подробного описания иллюстрирующих вариантов, с учетом прилагаемых чертежей, которые приводятся в качестве примеров, не ограничивающих изобретение.
Осуществление изобретения
В данном изобретении используется электропроводящий эндодонтический зонд, который может иметь различные формы и, в частности, представлять собой металлический стержень, контакт на конце инструмента контакт или корневой бурав, играющий роль электрода. Предпочтительно, чтобы электрод-зонд был представлен узким длинным гибким металлическим стержнем сантиметровой длины (примерно от сантиметра или долей сантиметра до нескольких сантиметров, но не больше дециметра, обычно 2-3 см). Этот стержень или корневой бурав, имеет сечение круглой или другой формы, и его диаметр (поперечный размер), разумеется, меньше, чем его длина. Металлический стержень, функционирующий как выходной электрод (находящийся в электрическом контакте с промежуточным звеном и/или соединенный с выходом генератора GF) может быть покрыт, частично или по всей длине, изолирующим покрытием, что относится к кривым для результатов экспериментов, о которых говорится далее со ссылками на фиг.17 и 18. Возможно, в частности, применение эндодонтических зондов, доступных через коммерческие сети. Результаты экспериментов, которые приводятся ниже, будут сравниваться с соответствующими результатами для локализаторов верхушки, относящихся к предшествующему уровню техники. Результаты для локализаторов верхушки, относящихся к предшествующему уровню техники, на фиг.14 и следующих.
Обратимся к фиг.5, используя отсылочные обозначения. Как представляется, преимущество в электрической схеме локализатора верхушки, соответствующей изобретению, дает применение генератора (GF на чертеже) частоты, генерирующего синусоидальный сигнал, соединенного последовательно с первым проводящим электродом (Е1), который образован эндодонтическим зондом S, вводимом в корневой канал (CR) экземпляра естественного зуба (далее - Δ) или в зубной канал модели (далее - α, β, γ). В цепи имеется второй, заземляющий электрод (Е0), соединенный последовательно с блоком или устройством (AM), служащим для измерения силы переменного тока, проходящего через два электрода (Е0-Е1), получаемого от генератора GF сигналов, который в данном случае является генератором со скачкообразным изменением частоты.
i
i
Измерительный блок и измерительное устройство (AM) должны давать возможность выполнять измерения амплитуды переменных синусоидальных сигналов и, более точно, амплитуды силы тока для таких сигналов. Однако, как это иллюстрирует измерительный блок на фиг.5, измерительное устройство (AM) может измерять амплитуду напряжения сигналов переменного тока, в частности, абсолютное значение амплитуды (в виде максимального, или пикового, значения, эффективного значения или среднеквадратичного значения, СКЗ), когда измерительное устройство присоединено параллельно выводам измерительного резистора Rm, соединенного последовательно с электродами (Е0-Е1) и генератором GF частоты со скачкообразным изменением частоты. В соответствии с первым примером 5В, 5С, 5D проводившихся экспериментов, измерительный прибор (AM) может представлять собой осциллограф с широким диапазоном частот, измерительные входы которого соединены с выводами измерительного резистора Rm, имеющего очень низкое сопротивление по сравнению с входным сопротивлением Zi устройства AM, то есть, по сравнению с входным сопротивлением Ri и особенно емкостью Ci, находящейся между входами. Рассмотрим пример, в котором входное сопротивление равно десяти мегом (R=10 МΩ) и емкость равна пятнадцати пикофарадам (C=15 пФ), измерительный резистор Rm имеет сопротивление порядка десяти тысяч Ом или меньше, например, порядка тысячи или нескольких тысяч Ом, что позволяет обеспечить высокую предельную частоту (частоту отсечения), большую, чем 1 МГц (fc > 1 МГц), и даже большую нескольких МГц и, возможно, десяти МГц (fc > 10 МГц).
m
i
Предпочтительно для применения, чтобы указанное измерительное сопротивление (то есть, R//C=10 кΩ//15 пФ) было адаптировано к внутреннему (полному) сопротивлению Z между двумя электродами Е1 и Е0, то есть, к фактическому сопротивлению Z корневого канала (CR).
2
6
Цепь GF или генератор сигналов переменного тока должны быть способны генерировать сигналы с частотами, лежащими в разнесенных диапазонах и, в частности, генерировать сигналы переменного тока по крайней мере на двух частотах (f, F), выбранных в далеко разнесенных полосах частот, то есть в полосах частот с различными десятичными порядками частот, предпочтительно, различающимися на один или несколько порядков или разделенных несколькими полосами частот. Одна из двух частот (f) называется здесь и далее первой (низкой) частотой, другая частота (F) - второй (высокой) частотой. Первая частота f принадлежит области, обычно считающейся областью низких частот, "электрических сигналов", то есть области частот, лежащих ниже очень низких радиоэлектронных частот (f<3 кГц, что является нижней границей полосы, обычно называемой полосой №4 радиоэлектронных частот). Первая частота f принадлежит, в частности к области частот, включающей полосу, обычно называемую полосой №2, окружающей частоту 10 Гц (30 Гц ≤ f ≤ 300 Гц), тогда как вторая частота F принадлежит другой, далекой от первой, полосе частот, обычно рассматриваемой как область высоких электрических частот, то есть области радиочастот (F>>3 кГц), которая включает, в частности полосу средних радиоэлектронных частот, обычно называемую полосой частот №6, которая окружает частоту 10 Гц (300 кГц ≤ F ≤ 3 МГц). Указанная полоса частот №6, которая охватывает десятичный порядок частот, расположенных вокруг приблизительно 1 МГц, известных в радиоэлектронике также как средние частоты (MF), или средние волны (MW), или как полоса гектометровых волн (hm W.B.).
Следовательно, измерительное устройство должно охватывать широкую область частот, включающую полосу частот, лежащих ниже, чем очень низкие радиочастоты или низкие электрические частоты (f в диапазоне от 30 до 300 Гц или 3000 Гц) и область средних радиочастот, или область высоких частот (F в диапазоне от 300 кГц до 3 МГц или выше).
В примере измерительной цепи, показанной на фиг.5, устройство AM измеряет абсолютное значение или среднеквадратичное значение (СКЗ, или RMS на чертежах) амплитуды напряжения U на выводах указанного измерительного резистора Rm.
Такие измерения соответствуют измерениям абсолютной амплитуды (RMS) силы I тока, который проходит через канал между электродами Е0-Е1 и всей цепью, в которой генератором GF частоты, генерируется сигнал переменного напряжения определенной частоты, выбранной с помощью средств выбора частоты.
Абсолютная амплитуда может в одинаковой мере представлять собой максимальное (пиковое) значение Imax сигнала переменного тока, полный размах 2·Imax, расчетное эффективное значение (то есть, Imax/√2), истинное эффективное значение leff, так называемое среднеквадратичное действующее значение мгновенных значений амплитуды (RMS на чертежах) или другие оценки абсолютного значения, в частности - оценки, связанные с ранее установленными абсолютными значениями, при условии, что они являются эталонными значениями, задающими стандарт амплитуды сигнала переменного тока.
6
6
Изобретателями были выполнены несколько серий детальных экспериментов для изучения измерительных процедур на частотах, охватывающих диапазон частот от 100 Гц до 5 МГц, в которых последовательно строились серии графиков, представляющих результаты измерений на определенных частотах, разделенных экспоненциально увеличивающимися промежутками (то есть, на последовательности частот 1, 2, 5, 10, …, 100, 200, 500, 1000, …, 500000, 1000000, 2·10, 5·10… Гц), и особое внимание уделялось, в частности, общему ходу кривых для значений амплитуды сигналов переменного тока, полученных при измерениях на указанных различных частотах как функции от расстояния между концом эндодонтического зонда и концом корневого канала, - кривых, получаемых при изменении глубины введения зонда в корневой канал, исследование проводилось на большом числе моделей зубных каналов и образцов естественных зубов.
На фиг.9 показан общая картина для серии кривых, представляющих результаты измерений, полученных указанным образом, с использованием указанной системы (AM), служащей для измерения амплитуды сигналов переменного тока, вырабатываемых генератором (GF) частоты со скачкообразным изменением частоты, в последовательной цепи, включающей два проводящих электрода Е0-Е1, где эндодонтический электрод-зонд E1-S вводится в корневой канал (CR) (канал модели зуба или образца естественного зуба). Каждый график результатов измерения получен для определенной частоты. Кривая соединяет группу точек, соответствующих результатам измерений для указанной частоты в зависимости от глубины, достигнутой концом зонда. Точки, соответствующие результатам измерений, получены при постепенном пошаговом погружении зонда в корневой канал. Введение зонда производилось на микромеханическом лабораторном стенде с микрометрической подачей, для которого продвижение зонда и достигаемая точность позиционирования являются значительно меньшими одного миллиметра и достигают, по порядку величины, значений в сотни микрон и меньше. На каждом шаге абсолютное значение (RMS) амплитуды сигнала переменного тока регистрировалось на выводах измерительного резистора Rm при выбранной частоте.
Каждая кривая на фиг.9 соединяет указанные точки, соответствующие измеренным абсолютным значениям амплитуды тока I (I=U/Rm) в зависимости от глубины Р введения конца проводящего электрода Е1, образуемого эндодонтическим зондом S, в корневой канал (CR), когда зонд шаг за шагом перемещается микромеханизмом.
Как можно видеть, для каждой кривой фиг.9 и следующих фиг.10 и 14-31, оказывается, что каждая группа, объединяющая более сотни результатов измерений, выполненных для определенной частоты, представляет собой непрерывную группу полностью согласованных результатов измерений, которые ложатся на гладкую регулярную кривую без разрывов.
Обобщая наблюдения, относящиеся ко всему массиву кривых, соответствующих измерениям амплитуды, приведенным на фиг.9, 10 и следующих далее 14-31, заметим, что каждая кривая имеет по крайней мере три этапа (I, II, III, …):
- первый этап, I, на котором значение амплитуды сигналов переменного тока является стабильным и остается на основном уровне или увеличивается очень незначительно при увеличении глубины Р погружения зонда; этот первый этап I соответствует начальному этапу введения зонда в зубной канал и простирается на весь этап, во время которого конец зонда проходит основную часть длины корневого канала, то есть, от введения зонда в коронку зуба и вплоть до апикального этапа II;
- второй этап II, на котором значение амплитуды (RMS) сигнала быстро увеличивается, в соответствии с глубиной погружения зонда; как отмечено вертикальной осью (АРХ) на фиг.9 или вертикальным маркером X, показывающим глубину Р, на следующих далее фиг.10 и 14-31, указанный второй этап II соответствует этапу, на котором конец зонда проходит через апикальную область в окрестности верхушки (АРХ);
- третий этап III, если его прохождение считается допустимым, на котором значение амплитуды сигналов переменного тока увеличивается медленнее и/или больше не увеличивается с глубиной Р погружения зонда, и, таким образом, значение амплитуды вновь устанавливается и, возможно, стабилизируется на конечном высоком значении; этот последний этап III соответствует этапу, на котором конец зонда проходит через апикальную область и погружается глубже положения Х верхушки (АРХ); величина сигнала изменяется мало или совсем не меняется по сравнению с конечным высоким значением.
Как показано на фиг.9, для кривых, соответствующих измерениям при низких частотах ("BF" на чертежах), то есть при самых низких частотах, например, 100 Гц, 200 Гц, 500 Гц, …, 10 кГц, 20 кГц, 50 кГц и т.д., наблюдается, что каждая кривая значений амплитуды с умеренной скоростью идет вверх от относительно высокого начального основного значения в интервале значений тока I от 0,15 до 0,2 мА, достигая конечного высокого значения тока I, лежащего между 0,3 и 0,45 мА.
На самом деле, можно выделить ряд пучков кривых, в частности первый пучок кривых (BF) для низких частот (то есть, 100 Гц, 200 Гц, 500 Гц, …, 10 кГц, 20 кГц, 50 кГц) и другой пучок (HF), объединяющий кривые, соответствующие измерениям, выполненным для высоких частот (то есть …200 кГц, 500 кГц, 1 МГц, 2 МГц, 5 МГц, …). В первом пучке (BF) кривых, построенных для низких частот, кривая, полученная при первой (низкой) частоте f=100 Гц, как видно, имеет самую малую вариацию значений амплитуды между средним начальным основным значением I1≈0,15 мА и конечным высоким значением I3≈0,325 мА. В другом пучке (HF), соответствующем высоким частотам, графики значений амплитуды расположены с регулярным шагом, и соответствующие значения уменьшаются с увеличением частоты F измерений. У кривой, полученной для самой высокой частоты F=5 МГц, минимальны как начальное основное значение, так и конечное высокое значение. В этом пучке (HF) кривых для высоких частот кривые, полученные для промежуточных значений высокой частоты F=500 кГц, 1 МГц, 2 МГц, как видно, испытывают наибольшую вариацию значений амплитуды, в частности, между низким начальным основным значением и высоким конечным значением.
Однако, как подсказывают фиг.9, 10 и фиг.14-31, уровни этих кривых колеблются и изменяются в зависимости от различных параметров, таких как тип образца зуба, геометрическая конфигурация корневого канала (каналов), от того, является ли канал широким, узким, разветвленным и/или аномальным, от наличия электролитической среды (физиологических жидкостей, разбавленных ионных растворов на основе NaCl или NaClO) и, в наибольшей мере, от частоты и выбора конкретных частот, в соответствии с изобретением.
2
6
7
В ходе указанных процедур измерения авторы изобретения сконцентрировали внимание на сводных диаграммах, представляющих синтетические графики результатов измерений амплитуд, относящихся к абсолютной амплитуде силы тока I для сигналов переменного тока, по измерениям, выполненным на выводах измерительного резистора Rm, соединенного последовательно с электродами Е0-Е1, полученные кривые выражают зависимости от глубины погружения эндодонтического электрода-зонда S и от значений выбранных частот. В процедурах, использовавшихся в этом систематическом исследовании, авторы изобретения применяли генератор GF частоты со скачкообразным изменением частоты сигнала переменного тока, диапазон частот которого охватывал частоты от полосы, обычно называемую полосой №2 (соответствующей области вблизи частоты 10 Гц, или от 30 до 300 Гц) до частотных полос, обычно называемых полосами №6 и №7 (соответствующие областям вокруг частоты 10 Гц, то есть 300 кГц - 3 МГц, и частоты 10 Гц, то есть 3 МГц - 30 МГц).
Из всех семейств кривых авторы изобретения выбрали некоторые, полученные для определенных частот, расположенных на противоположных концах широкого диапазона частот, получаемых с помощью генератора, и отметили, что эти выбранные кривые, полученные для далеко разнесенных частот указанного диапазона, обладают свойством пересекаться друг с другом.
Более точно, диаграмма на фиг.10 показывает выбор некоторых конкретных кривых из представленных на фиг.9; две выбранные кривые получены при двух определенных частотах f и F, принадлежащих полосам частот, находящимся на противоположных концах диапазона частот генератора GF сигнала переменного тока. Две кривые f и F на диаграмме фиг.10 показывают общий ход графиков абсолютных значений (RMS) амплитуды (как силы тока I или как напряжения V=Rm·I) в зависимости от глубины Р конца зонда S в корневом канале (CR).
Более подробно укажем, что относительно кривых на фиг.10 можно заметить, что каждая кривая имеет ряд этапов I, II, III, … соответствующих двум или трем областям канала зуба, на которых значения амплитуды сигналов могут быть объединены в некоторую последовательность следующим образом:
- На первом этапе I, соответствующем началу введения зонда в коронку зуба и затем в корневой канал и продвижению по основному участку канала, значения I1 и I2 амплитуды, получаемые для двух частот f=100 Гц и F=500 кГц, изменяется незначительно при увеличении глубины (глубина Р изменяется при этом от 0 или 1 см до 3 см, расстояние D до верхушки Х изменяется, как дополнительное к глубине, в интервале между 10-20 мм и 0 мм). На указанном первом этапе I первое значение I1 амплитуды, получаемое при первой (низкой) частоте (f=100 Гц), значительно выше, чем второе значение I2 амплитуды силы тока I или напряжения U сигнала переменного тока, получаемое при второй (высокой) частоте (F=500 кГц);
- На втором этапе II, на котором конец зонда достигает глубины Р, лежащей между 10 и 20 мм, соответствующей конечному участку корневого канала (CR), приближению к верхушке АРХ (положение Р которой соответствует значению Р=100%, то есть, D=0), два абсолютных значения If и IF (RMS I=V/Rm) амплитуды сигналов переменного тока, получаемые при этих двух частотах, низкой частоте f и высокой частоте F (в данном случае f=100 Гц и F=500 кГц), быстро увеличиваются с увеличением глубины Р введения зонда S или уменьшением расстояния D от верхушки АРХ, или X.
- Более точно можно сказать, что на этом втором этапе II, соответствующем концу корневого канала (CR), первое значение If амплитуды, определяемое для первой (низкой) частоты (f=100 Гц), имеет положительную скорость увеличения (I3-I1/ΔР) как функция от глубины Р введения электрода-зонда, но эта скорость настолько ниже, чем скорость увеличения (I4-I2/ΔP) второго значения IF амплитуды, получаемое для высокой частоты (F=500 кГц), что второе значение IF, получаемое для второй (высокой) частоты (F=500 кГц) приближается к первому, компенсируя предшествующее отставание, и встречается с первым значение If, получаемым для первой (низкой) частоты (f=100 Гц), и становится практически равным ему, совпадая с ним в точке С.
- Далее, после указанной точки С совпадения или пересечения, на третьем этапе, III, второе значение IF амплитуды RMS сигнала переменного тока, получаемое для второй (высокой) частоты (F=500 кГц), продолжает увеличиваться со скоростью ΔIF/ΔP, большей или по крайней мере, в первом приближении, равной скорости увеличения ΔIf/ΔP первого значения If амплитуды сигнала, получаемого при первой (низкой) частоте (f=100 Гц).
Таким образом, далее указанной точки С, в которой два значения If и IF встречаются и/или пересекаются, в концевой области, второе значение IF амплитуды, получаемое для второй частоты (F=500 кГц), продолжает увеличиваться с высокой скоростью и отходить от первого значения If амплитуды, получаемого для первой (низкой) частоты (f=100 Гц), или продолжает отклоняться со скоростью, примерно равной первому значению If амплитуды, а затем они стабилизируются на значениях IF=14 и If=13 и изменяются незначительно.
Согласно исследованиям авторов изобретения, неожиданно оказалось, что точка С, где происходит встреча и/или пересечение графиков двух значений If и IF абсолютных амплитуд сигналов (I, или V/Rm), измеряемых в данном случае при f=100 Гц и F=500 кГц, находится на глубине М, которая, очевидно, соответствует глубине Х верхушки АРХ (Р=100%).
По-прежнему остается важным, что цель стоматологических процедур, таких как очистка и формирование эндодонтического канала, и практическая функциональная цель систем локализации верхушки состоит в том, чтобы инструмент не прошел далее верхушки АРХ и избежал контакта с областью, лежащей за апикальным отверстием (FA), но приблизился к нему настолько близко, насколько возможно, не достигая края АРХ верхушки корня. Следовательно, согласно изобретению, созданы предпосылки, для определения такой точки совпадения С, в которой происходит встреча и совпадение двух значения If и IF амплитуды сигналов переменного тока, получаемых для далеко разнесенных частот f и F, выбранных в области VLF/LF (очень низкие частоты/низкие частоты) и в области MF/HF (средние частоты/ высокие частоты) спектра частот генератора GF частоты, имеющегося в цепи. Таким образом, изобретение дает то преимущество, что позволяет не проходить далее указанной точки С и избегать соприкосновения с третьим этапом, III, на котором порядок "выше/ниже" для первого значения If и второго значения IF инвертирован, и где второе значение IF, которое стремится к I4, становится большим и отходит все дальше и дальше от первого значения If, которое стремится к I3 (увеличивается положительная разность между вторым значением IF и первым значением (СКЗ) If амплитуды при значениях глубины Р, больших 100%, то есть, дальше положения Х верхушки АРХ).
Первое преимущество изобретения состоит в том, что определение указанной точки С совпадения само по себе уже составляет отдельный абсолютный измерительный критерий для определения положения верхушки. Определение указанной точки С совпадения не зависит от какого-либо порогового значения и не требует подстройки или оценки какого-либо относительного порогового значения. Определение точки совпадения С, согласно изобретению, дает то преимущество, что дает возможность дать абсолютный критерий для определения положения верхушки.
Согласно изобретению, нет надобности подтверждать, что два графика значений пересекаются, с помощью измерений на третьем этапе (III), на котором второе значение IF становится большим, чем первое, If и/или значения снова разойдутся (этап III, не котором значение If, которое стремится к I3 и значение IF, которое стремится к I4, снова значительно разойдутся). Согласно изобретению, достаточно лишь определить точку С, где два графика значений, If и IF встречаются и значения окажутся приблизительно равными, чтобы определить положение верхушки АРХ, и при этом можно воздержаться, в качестве меры предосторожности, от дальнейшего погружения, далее указанной точки С совпадения.
Таким образом, изобретение обеспечивает, в принципе, способ локализации верхушки в конце корня или одного из корней зуба, способ целью которого является более точное определение положения апикального сужения внизу каждого корневого канала зуба и определение положения (по глубине) края верхушки в конце корневого канала; способ локализации верхушки, в котором применяется устройство, включающее первый проводящий эндодонтический электрод-зонд, вводимый в корневой канал зуба, второй проводящий электрод, служащий для установления электропроводящего контакта со слизистой оболочкой полости рта, генераторы частоты, позволяющие генерировать сигнал переменного тока на нескольких частотах (по крайней мере, на двух частотах - низкой частоте и высокой частоте), и средства для измерения амплитуды сигналов переменного тока, получаемых в электрической цепи, включающей указанные генераторы частоты, первый электрод, вводимый в корневой канал, второй электрод, находящийся в контакте со слизистой оболочкой полости рта, и измерительные устройства, способ, включающий следующие операции:
- генерация в цепи сигнала и измерение значений амплитуды сигналов переменного тока при низкой частоте f и при высокой частоте F (которые выбраны так, чтобы первое значение амплитуды If, получаемое при низкой частоте f, было первоначально (при If=I1) выше, чем второе значение IF=I2, получаемое при высокой частоте F;
- определение точки совпадения С, в которой два соответствующих значения, If и IF амплитуды I электрических сигналов (СКЗ I), получаемых при указанных низкой частоте f и высокой частоте F, встречаются и становятся приблизительно равными, указанные низкая частота и высокая частота достаточно сильно разнесены, чтобы указанная точка совпадения С существовала, и указанная точка С/М, соответствует положению Х верхушки.
Существование указанной точки С совпадения, которое, на первый взгляд, позволяет осуществить измерение глубины положения Х апикального сужения, согласно предварительному исследованию авторов изобретения потребовало более глубокого изучения, в соответствии с программой более интенсивных исследований, охватившей различные модели корневых каналов и серию образцов естественных зубов.
С целью улучшения результатов была выполнена обширная программа систематических экспериментальных измерений и получения графиков абсолютных амплитуд сигналов переменного тока как функций от глубины погружения электрода-зонда и от выбранных частот была выполнена. Эта программа систематических исследований была выполнена с использованием адаптивных тестов, в которых производилось сравнение результатов М, полученных в соответствии с изобретением, с результатами (AD), полученными для локализаторов верхушки с использованием имеющихся в продаже эндодонтических зондов, относящихся к предшествующему уровню техники. Эти противопоставляемые результаты обозначены как AD на диаграммах, показывающих данные измерений. Согласно первому аспекту этой обширной программы, экспериментальные результаты были получены на моделях корневых каналов зубов, и три соответствующих примера показаны на фиг.11-13.
Как видно на фиг.11, первая модель (α) корневого канала зуба имеет воронкообразное отверстие, продолженное узким каналом с приблизительно постоянным диаметром, и канал без перехода заканчивается открытым отверстием (углублением в виде уступа).
На фиг.12 показана другая модель (β) корневого канала, имеющего раздвоение, разделяющегося в своей конечной части на два корневых канала β1, β2, каждый из которых имеет апикальное отверстие. Такое сложное раздвоение встречается у многих сложных зубов (моляры с множественными корнями, премоляры со спаренными корнями и т.д.).
На фиг.13 показана последняя из трех модель (у) корневого канала. Здесь имеются аномалии и ветвления с расщеплением на два корневых канала γ1, γ2, а также латеральное разрастание. Аномалии такого типа встречается в корнях естественных зубов и являются особенно трудными для разрешения (то есть, распознавания, выделения и обособления) с помощью эндодонтических зондов, относящихся к предшествующему уровню техники.
Другие экспериментальные результаты, отраженные на диаграммах, полученные для естественных зубов, будут подробно описаны далее.
На фиг.14-28 показан ряд результатов измерений глубины верхушки для каждой из моделей корневых каналов зуба, приведенных на фиг.11, 12 и 13, результаты получены в соответствии со способом данного изобретения; указанные результаты сравниваются с результатами, полученными с помощью имеющихся в продаже локализаторов верхушки, соответствующих предшествующему уровню техники, эти взятые для сравнения результаты помечены как AD.
На каждой из фиг.14, 17, 19, 20, 23, 24, 29 диаграммы представляют кривые "амплитуда/глубина", полученные в присутствии ополаскивающего раствора хлористого натрия с концентрацией, близкой к 1% (водный раствор 0,9% NaCl), сходного по свойствам с физиологическим раствором и органическими жидкостями, таким как кровь, лимфа, слюна, и жидкостям, содержащими органические остатки.
На диаграммах представлены полученные при тех же условиях, но в присутствии ополаскивающих растворов на основе гипохлорита натрия в концентрациях 2,5% и 5% (фиг.15, 18, 25, 26: 2,5% NaClO; фиг.16, 21, 22, 27, 28: 5% NaClO).
Ионные щелочные растворы на основе гипохлорита натрия (2,5%, и 5% NaClO) являются очень хорошо проводящими. Исследуется, в частности, влияние указанных электролитических растворов на результаты измерений глубины, их четкость и согласованность, а также влияние выбора частот сигналов при измерениях с целью проверить, соответствуют ли результаты определения глубины истинному положению верхушки. Существующие локализаторы верхушки (AD), относящиеся к предшествующему уровню техники, имеют большой недостаток, а именно, не функционируют правильно при таких условиях, как присутствие хорошо проводящих растворов, в частности, на основе NaClO, используемых как дезинфицирующие растворы (раствор Дейкина, аналогичный настоящей жавелевой воде, используемый при стоматологических процедурах).
На фиг.14, 17, 19, 19, 20 и 23, 24 (присутствует обычный физиологический раствор 0,9% NaCl) показана первая группа результатов в виде графиков амплитуды сигналов как функции от глубины Р конца зонда или расстояния D от известного положения конца канала (для которого глубина Р=100, расстояние D=0) для трех указанных моделей α, β и γ. Как показывают фиг.14-28, способ, соответствующий изобретению, позволяет, как представляется, получать очень качественные результаты, относящиеся к определению глубины Р верхушки, если выбраны две кривые для двух значений If и IF амплитуды, получаемые для двух конкретных частот, первая из которых является низкой частотой, f=100 Гц, а вторая - высокой частотой, F=0,5 МГц. Два графика абсолютных значений (среднеквадратичных значений, СКЗ) амплитуды тока I для сигналов с определенными частотами встречаются в некоторой точке, положение М которой очень точно соответствует фактическому положению Х конца корневого канала на первых моделях зуба с одним корневым каналом (фиг.14-18).
Относительно фиг.14-18 отметим, что точность положения М верхушки, определенного в соответствии с изобретением, измеряется с минимальной ошибкой, меньшей (по модулю), чем -2% или -3%, что соответствует лучшему разрешению по сравнению с пределом погрешности от -8% до +3%, характерным для имеющихся в продаже устройств, относящихся к предшествующему уровню техники (помечены AD).
Кроме того, следует отметить, в частности, что положение на диаграммах точки совпадения графиков амплитуды сигналов, полученных для двух частот f=100 Гц и F=0,5 МГц, дает измеренное значение М глубины верхушки, которое на очень малую величину меньше (М<100%) глубины, соответствующей достижению фактического положения Х конца корневого канала (погрешность, которая здесь отрицательна, составляет от -1% до -3%), тогда как результаты измерений положения (AD) для имеющихся в продаже устройств, относящихся к предшествующему уровню техники, оказываются иногда лежа щи ми намного ближе (AD<<100%), а иногда - лежащими дальше (AD>100%) фактического положения Х конца корневого канала, что означает, что при стоматологической процедуре инструмент может пройти дальше положения верхушки, а этого как стоматологи, так и пациенты стремятся полностью избежать.
2
6
6
Преимущество при применении способа определения точки совпадения, согласно изобретению, дает выбор пары частот (f, F), подходящих для условий, когда присутствуют физиологические жидкости, например, выбор первой (низкой) частоты f в полосе частот №2 вблизи 10 Гц в сочетании с выбором второй (высокой) частоты F в полосе частот №6, в области между 0,3·10 Гц и 3·10 Гц, и, более точно, в октаве частот 0,5 МГц - 1 МГц или в более высокой октаве и, предпочтительно, вблизи частоты F, составляющей приблизительно от 0,5 до 1 МГц, что позволяет получать очень качественное определение глубины М и, что особенно важно, заранее распознавать близкие (несколько меньшие) значения, что дает возможность избежать прохождения инструмента дальше фактического положения Х верхушки.
На фиг.15, 16 и 18 показаны кривые значений амплитуды, полученные для модели α зуба с одиночным каналом в присутствии ионного щелочного раствора на основе 2,5%, 5% и 2,5% NaClO соответственно.
Вариации концентрации раствора гипохлорита натрия в диапазоне между 2,5% и 5%, как видно, не очень сильно влияют на результаты, полученные соответствующим изобретению способом определения точки совпадения.
Как видно, в присутствии гипохлорита натрия NaClO, как показывают графики значений амплитуды на фиг.15, 16 и 18, в начале введения зонда на малые глубины (0<Р<<100) абсолютные значения (СКЗ) амплитуды I сигналов переменного тока значительно выше, чем значения, представленные кривыми на фиг.14 и 17, полученными в условиях присутствия физиологического раствора 0,9% NaCl, так как растворы на основе NaClO имеют более высокую проводимость.
По этой причине оказывается предпочтительным выбрать другую пару (f, F) низкой и высокой частот, чтобы иметь возможность определять положение верхушки в присутствии NaClO с наиболее высокой точностью.
Для случая, когда присутствует раствор гипохлорита натрия, диаграммы на фиг.15, 16 и 18 показывают, что указанное пересечение графиков значений амплитуды сигналов наилучшим образом определяется для значений частот вблизи двух значений - f=100 Гц для низкой частоты и F=1 МГц или 2 МГц для высокой частоты, при которых получаются наилучшие результаты М измерений для определения положения Х верхушки.
В свете результатов, показанных на фиг.15, 16 и 18, представляется, что способ измерения положения верхушки (по глубине), состоящий, согласно изобретению, в определении точки совпадения кривых для двух значений амплитуды, получаемых при низкой частоте f и высокой частоте F, в частности, при f=100 Гц и F=1 МГц или 2 МГц, указывает положение М (по глубине), очевидно, значительно точнее, чем результаты измерения глубины AD, полученные с помощью ранее применявшихся локализаторов верхушки. В частности, результаты измерения положения М, получаемые согласно изобретению, оказываются не превосходящими фактической глубины Х верхушки (М<Х=100%).
2
6
Согласно результатам, показанным на фиг.15, 16, 18, в присутствии хорошо проводящих ионных растворов, таких как растворы на основе 2,5% или 5% NaClO, выбор пары частот (f, F), подходящей для таких растворов, например, выбор первой (низкой) частоты f в полосе частот №2 вблизи частоты 10 Гц, и выбор соответствующей второй (высокой) частоты F в полосе частот №6 вблизи частоты 10 Гц или, более точно, в октаве частот 1 МГц - 2 МГц или в более высокой октаве, и, предпочтительно, со значением частоты F, равным приблизительно 1 или 2 МГц, - этот способ позволяет получать очень качественные результаты при определении глубины верхушки и, в частности, распознавать близкие (несколько меньшие) значения, что дает возможность избежать прохождения инструмента дальше фактического положения Х верхушки.
На фиг.21, 22, 25, 26, 27, 28 показаны кривые значений амплитуды и результат М измерения положения (по глубине), полученные в условиях присутствия гипохлорита натрия, при указанном выборе определенных частот для моделей β и γ зуба, в которых имеются сложные корневые каналы, в частности, раздвоенные или ветвящиеся корневые каналы с аномалиями.
Фиг.19 и 21 соответствуют измерениям глубины верхушки на первом корневом канале β1 модели β зуба, показанной на фиг.12.
Фиг.20 и 22 соответствуют измерениям глубины другой верхушки во втором корневом канале β2 модели β, показанной на фиг.12.
Диаграммы 23, 25 и 27 соответствуют измерениям глубины верхушки в первом корневом канале γ1 последней модели γ зубного канала, показанной на фиг.13.
Диаграммы 24, 26 и 28 соответствуют измерениям глубины другой верхушки, находящейся в другом корневом канале γ2 модели γ, показанной на фиг.13.
Как видно, локализатор верхушки, относящийся к предшествующему уровню техники (AD), не дает никакого результата измерений (AD=0, или "ошибка - 100%") для этих сложных моделей корневых каналов, имеющих раздвоения или аномалии. Локализатор верхушки, относящий к предшествующему уровню техники (AD), не дает ни каких у казан и и о глубине концов корневых каналов на любой из ветвей корневого канала. Устройство также не получает никакого пригодного для использования результата в присутствии физиологического раствора NaCl (фиг.19: β1, 0,9% NaCl - нет никакой информации о результатах измерения; фиг.20: β2, 0,9% NaCl -завышенный результат измерения глубины, которого следует избегать; фиг.23: γ1, 0,9% NaCl - сильно завышенный результат измерения глубины; фиг.24: γ2, 0,9% NaCl: нет результата).
На тех же сложных моделях β и γ ветвящихся корневых каналов β1-β2 и γ1-γ2 способ измерения положения (по глубине), соответствующий изобретению, дает точные и согласованные результаты М измерений положения (по глубине) концов каждого из двух корневых каналов β1-β2 или γ1-γ2 с низкой относительной ошибкой и не показывает никакого завышения или преувеличения глубины, которая превосходила бы глубину Х фактического положения конца соответствующего корневого канала.
В частности, большое преимущество соответствующего изобретению способа измерения положения (по глубине) верхушки, то есть конца корневого канала, состоит в возможности разрешать корневые каналы сложных зубов, имеющие раздвоения и/или аномалии. Способ, соответствующий изобретению, позволяет измерять глубину М каждого из корневых каналов с хорошим уровнем точности и избежать преувеличения результатов измерения, которое указывали бы точку, находящуюся дальше верхушки X, находящуюся в челюстной связке ниже корня зуба. Тем самым достигаются цели, желательные для стоматологов и пациентов.
Заключительный аспект программы измерений состоит в проверке применимости способа измерений глубины верхушки на естественных зубах.
На фиг.29, 30 и 31 показан ряд кривых для результатов измерений, полученных на естественных зубах Δ при выборе определенных пар частот, описанном выше, в присутствии соответствующих омывающих растворов 0,9% NaCl и 2,5 и 5% NaClO.
Как показано на фиг.29, способ измерения глубины верхушки, соответствующий изобретению, дает столь же хорошие результаты измерений М глубины апикального сужения зуба Δ в присутствии раствора хлористого натрия (0,9% NaCl), с очень высокой точностью, в пределах одного процента.
И особенное большое преимущества способ дает в случае присутствия проводящего дезинфицирующего раствора гипохлорита натрия (фиг.30: 2,5% NaClO и фиг.31: 5% NaClO), тогда как локализатор верхушки, относящийся к предшествующему уровню техники, AD, не дает никакого результата измерений (AD=0, или ошибка = -100%). Способ, соответствующий изобретению, позволяет получить очень качественные измерения положения (по глубине) верхушки естественного зуба Δ с точностью в пределах одного процента (ошибка, меньшая 1%, оцениваемая величиной, меньшей 0,1% или 0,6%).
Говоря обобщенно, представляется, что выбор значений (f, F) частот является критическим для того, чтобы обеспечить, что точка совпадения М графиков двух абсолютных значений амплитуды сигналов переменного тока, получаемых для двух частот (низкой f и высокой F), точно соответствует фактическому положению Х верхушки, и что будут получены точные результаты М измерений положения (по глубине) верхушки, находящейся в конце корневого канала.
err
На фиг.32-35 представлены диаграммы, синтетически показывающие распределение по группам значений ошибки ∈ измерения глубины верхушки М как функции от значения высокой частоты F, используемой при применении соответствующего изобретению способа определения положения верхушки.
Каждая из диаграмм 15-18 показывает относительную ошибку для каждого измерения глубины верхушки М, согласно изобретению, в зависимости от выбранного значения F высокой частоты, получаемой генератором GF частоты, когда значение f низкой частоты фиксировано; в данном случае f=100 Гц.
err
Ошибка измерения ∈ представляет собой отклонение измеренного значения М положения (по глубине) точки совпадения, определяемой в соответствии с изобретением, от фактической глубины Х конца корневого канала, измеряемой механическим способом, для моделей α, β, γ или экземплярах натуральных зубов Δ.
err
Относительная ошибка ∈ выражается как доля (в процентах) от точной длины каждого корневого канала, то есть от фактической глубины верхушки, для моделей α, β, γ или естественного зуба.
На фиг.32 объединены значения ошибки определения глубины, полученные для измерений глубины, выполненных на модели а корневого канала, показанной на фиг.11, для которой несколько результатов измерений показаны на фиг.14-18.
На фиг.33 показаны значения ошибки определения глубины, полученные на модели β зубного канала, представленной на фиг.12 (результаты измерения показаны на фиг.19, 20 и 21, 22).
err
На фиг.34 показаны значения ε ошибки в измерениях глубины М, полученные на модели у зубного канала, показанной на фиг.13 (ср. с результатами измерений, показанными на фиг.23-28).
err
На фиг.35 показаны значения ∈ ошибки, представленные для ряда измерений М глубины, выполненных на шести экземплярах естественных зубов (не показаны), для которых результаты измерения представлены на фиг.29-31.
5
7
Указанные измерения глубины были выполнены, в соответствии с изобретением, при низкой частоте f=100 Гц и высокой частоте F, которая принимала определенные значения, выбираемые между 200 кГц и 5 МГц, в частности, при значениях 500 кГц, 1 МГц, 2 МГц и т.д., включая, следовательно, всю полосу, обычно называемую полосой частот №6, которая охватывает частоты от 300 кГц до 3 МГц, с расширением, если требуется, на две смежные полосы, обычно называемые полосой частот №5 (30 кГц - 300 кГц, вокруг значения 10 Гц) и полосой частот №7 (3 МГц - 30 МГц, вокруг значения 10 Гц).
err
err
err
err
Из сказанного видно, что для указанных полос частот возможно получение низких значений ошибки ∈ измерения, значительно меньших, чем 10%, и даже меньших, чем один процент или несколько процентов. Более точно, ошибка измерений ∈ регулярным образом уменьшается, когда значение высокой частоты F увеличивается, и величина ошибки переходит от положительных значений ∈>0 для частот F, лежащих между 200 кГц и 500 кГц, к отрицательным значениям ∈<0 для частот F, лежащих в интервале от 1 или 2 МГц до 5 МГц и более.
err
err
err
Разумеется, предпринимаются усилия, чтобы минимизировать ошибки ∈ измерений; кроме того, как указано выше, для практикующих стоматологов предпочтительно, чтобы ошибка измерений была отрицательной (∈<0), то есть, чтобы результаты М измерений глубины верхушки получались слегка заниженными (то есть, значение Р было заниженным: М<Х=100%), что является предпочтительным, если учесть, что получить положительную ошибку (∈>0) означает допустить прохождение инструмента дальше фактического положения края верхушки.
По диаграммам, показанным на фиг.32-35, в соответствии с экспериментальными вариантами изобретения, как они описаны здесь, можно видеть, что:
- в присутствии обычного водного физиологического раствора (0,9% NaCl) положение Х верхушки соответствует точке М совпадения или пересечения С первого графика значений амплитуды сигнала переменного тока, получаемым при низкой частоте f (f=100 Гц) со вторым графиком значений амплитуды сигнала, получаемым при высокой частоте F, лежащей в полосе частот от 200 кГц до 2 МГц или в полосе, обычно называемой полосой частот №6 (то есть, от 300 кГц до 3 МГц) и, более конкретно, вблизи значений частоты F от 500 кГц до 1 МГц или в смежных octaves октавах частот (то есть, от 250 до 500 кГц, от 500 кГц до 1 МГц и/или от 1 МГц до 2 МГц).
- в присутствии водного дезинфицирующего раствора на основе гипохлорита натрия (раствор Дейкина; 2,5% или 5% NaClO) положение Х верхушки корня соответствует точке М пересечения, или совпадения (С) первого графика значений амплитуды сигнала, полученного для низкой частоты f (f~100 Гц), со вторым графиком значений амплитуды сигнала, полученным для высокой частоты F, лежащей в полосе, обычно называемой полосой частот №6, или выше (от 300 кГц до 3 МГц и выше), в частности, в полосе частот F в диапазоне от 500 кГц до 5 МГц и, более точно, в октаве частот между 1 МГц и 2 МГц или, возможно, в одной и/или другой из смежных октав (то есть, от 0,5 МГц до 1 МГц и/или от 2 МГц до 4 МГц).
На фиг.35 показано, что эти результаты и уточнение диапазона частот, выбираемых для измерений, согласованы между собой, а также с целым рядом результатов измерений, выполненных на образцах естественных зубов. Представляется, что выбор пары частот (f, F), позволяющих определять точку С совпадения двух графиков (If и IF) значений амплитуды и измерять глубину верхушки, должен осуществляться в соответствии с природой омывающего раствора, а именно;
- в присутствии 0,9% NaCl высокая частота F предпочтительно выбирается в диапазоне частот 200 кГц ? 5 МГц, в частности, в полосе, обычно называемой полосой частот №6 (от 300 кГц до 3 МГц) и, более точно, в октаве частот вблизи 0,5 МГц - 1 МГц или в одной и/или другой из смежных октав (от 0,25 МГц до 0,5 МГц и/или от 1 МГц до 2 МГц);
- в присутствии антисептического растворяя на основе гипохлорита натрия глубина верхушки соответствует точке совпадения, или пересечения первого графика, получаемого при низкой частоте f, близкой к 100 Гц, и второго графика, полученного при высокой частоте F, выбираемой в полосе частот между 500 кГц и 5 МГц или в полосе, обычно называемой полосой частот №6, и, более точно, вблизи октавы между 1 МГц и 2 МГц и/или в одной и/или другой из смежных октав (от 0,5 МГц до 1 МГц и/или от 2 МГц до 4 МГц).
Согласно изобретению, оказывается возможным создать систему
определения положения верхушки, или локализации апекса, включающую средства выбора эталонной частоты, которые позволяют настроить значение высокой частоты F на некоторое эталонное значение, выбираемое из набора предварительно установленных значений частоты, например на значение, выбираемое из набора значений частоты, такого как набор {0,5 МГц; 1 МГц; 2 МГц; 5 МГц} частот или из другого подобного набора частот, принадлежащих смежным полосам частот или смежным октавам. Средства выбора эталонной частоты такого типа могут, альтернативно, управлять выбором значения низкой частоты f. Можно также предусмотреть две подсистемы выбора эталонной частоты, одна из которых управляет выбором низкой частоты f, а другая - выбором высокой частоты F. Такие средства, если они предусмотрены, могут облегчить работу практикующего стоматолога, который может управлять выбором эталонной частоты, принимая во внимание только природу омывающего раствора, вводимого в корневой канал.
Предпочтительно, чтобы команды выбора частоты, с которой в цепи генерируется сигнал (как на низкой частоте, так и на высокой частоте), а также измерения абсолютных значений амплитуды переменного тока сигналов с заданной частотой в указанной цепи, а также определение точки совпадения выполнялись автоматически предусмотренным в устройстве микропроцессором или микроконтроллером или, более широко, некоторым вычислительным блоком, запрограммированным для указанных целей, своевременно подающим сигнал (звуковой или световой), предупреждающий практикующего стоматолога о моменте, когда первое значение амплитуды переменного электрического сигнала, получаемое при первой (низкой) частоте, оказывается большим, чем второе значение, получаемое при второй (высокой) частоте.
Фактически оказывается, вопреки описаниям в документах US 5,080,586 и US 5,096,419 (ср. с фиг.3 и 4), что для пары далеко разнесенных частот (f, F), используемых в соответствии с изобретением, низкую частоту f и высокую частоту F следует выбирать так, чтобы на первом этапе I, в начале ввода конца зонда в корневой канал (CR) или коронку зуба, первое значение амплитуды (If=I1), получаемое при низкой частоте f, было значительно выше, чем второе значение амплитуды IF=I2, получаемое при второй (высокой) частоте F.
Согласно альтернативному варианту изобретения, возможно определить положения верхушки, выполняя следующие действия:
- когда первое значение абсолютной амплитуды If сигнала переменного тока, получаемое при низкой частоте f, выше, чем второе значение амплитуды IF, получаемое при высокой частоте F, конец зонда не достиг положения верхушки Х и не прошел далее, и результат попытки обнаружить верхушку отрицателен (нет сигнала, соответствующего определению верхушки);
- как только первое значение If абсолютной амплитуды, получаемое при низкой частоте f, становится не выше, чем второе значение IF амплитуды, получаемой при высокой частоте F (то есть, второе значение IF, стремящееся к I4, становится большим или приблизительно равным первому значению амплитуды If, которое стремится к I3), результат попытки обнаружить верхушку оказывается положительным, и средства обнаружения могут инициировать сигнал, предупреждающий стоматолога.
Низкие и высокие значения частоты (f, F), указанные здесь, получены только для данного варианта, и не являются ограничивающими изобретение; другие пары частот могут быть определены с помощью экспериментов, например, путем изменения значения первой (низкой) частоты f, в частности, для того, чтобы выбрать другие значения низких частот, например, в полосе №2 или полосе №3 радиочастот, или в полосе частот, лежащих ниже 100 Гц, или полосы частот №2, и/или чтобы выбрать другие значения высокой частоты F, в частности, другие значения высокой частоты F, согласующиеся с выбранными значениями низких частот f.