RU2230522C1 - Method for measuring tooth mobility - Google Patents
Method for measuring tooth mobility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230522C1 RU2230522C1 RU2003104496/14A RU2003104496A RU2230522C1 RU 2230522 C1 RU2230522 C1 RU 2230522C1 RU 2003104496/14 A RU2003104496/14 A RU 2003104496/14A RU 2003104496 A RU2003104496 A RU 2003104496A RU 2230522 C1 RU2230522 C1 RU 2230522C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tooth
- variable force
- mobility
- frequency
- lower jaw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к стоматологии, может быть использовано для диагностики опорно-удерживающего аппарата зуба или тканей, окружающих имплантат.The invention relates to dentistry, can be used to diagnose the supporting-retaining apparatus of the tooth or tissues surrounding the implant.
Известен способ определения подвижности зуба путем приложения к зубу переменной силы, обеспечивающей возвратно-поступательные колебания зуба, и измерения амплитуды смещения зуба (Авторское свидетельство СССР №1212421, А 61 С 19/045, опубл. 1986 г.).A known method of determining tooth mobility by applying a variable force to the tooth, providing reciprocating tooth vibrations, and measuring the tooth displacement amplitude (USSR Author's Certificate No. 1212421, A 61 C 19/045, publ. 1986).
Этот способ предназначен для измерения только общих вязкоупругих характеристик тканей опорно-удерживающего аппарата зуба, определяемых по величине подвижности зуба. Способ обладает низкой точностью и не позволяет улучшить качество диагностики, т.к. общая величина подвижности зуба не всегда реально отражает патологические изменения, происходящие в опорноудерживающем аппарате зуба при различных заболеваниях.This method is designed to measure only the general viscoelastic characteristics of the tissues of the supporting and retaining apparatus of the tooth, determined by the amount of tooth mobility. The method has low accuracy and does not allow to improve the quality of diagnostics, because the total amount of tooth mobility does not always really reflect the pathological changes that occur in the musculoskeletal system of the tooth in various diseases.
Наиболее близким является способ измерения подвижности зуба, включающий приложение к зубу переменной силы, постоянной амплитуды и частоты, обеспечивающей возвратно-поступательные колебания зуба ниже частоты собственных колебаний зуба, измерение амплитуды смещения зуба (Патент Российской Федерации №2065724, А 61 В 5/05, А 61 С 19/04, опубл. 1996 г.).The closest is a method of measuring tooth mobility, including applying to the tooth a variable force, constant amplitude and frequency, providing reciprocating tooth vibrations below the frequency of the tooth's own vibrations, measuring the tooth displacement amplitude (Patent of the Russian Federation No. 2065724, A 61
Кроме того, в этом способе измерение амплитуды смещения зуба производят с выделением двух ее составляющих, соответственно синфазной переменной силе и сдвинутой по фазе относительно нее на 90 градусов, по величине которых судят об упругой и вязкой характеристиках подвижности зуба. Эти составляющие являются носителями ценной информации о состоянии пародонта. Метод измерения был реализован в портативном двухпараметрическом периодонтометре, используемом в клинической практике.In addition, in this method, the measurement of the amplitude of tooth displacement is carried out with the separation of its two components, respectively, in-phase variable force and phase-shifted relative to it by 90 degrees, the magnitude of which is used to judge the elastic and viscous characteristics of tooth mobility. These components are carriers of valuable information on the condition of the periodontium. The measurement method was implemented in a portable two-parameter periodometer used in clinical practice.
Преимуществами этого способа являются: получение дополнительной информации об изменениях опорно-удерживающего аппарата зуба, улучшение диагностирования заболевания.The advantages of this method are: obtaining additional information about changes in the musculoskeletal system of the tooth, improving the diagnosis of the disease.
Ограничением этого способа является трудоемкость диагностирования состояния опорно-удерживающего аппарата зубов нижней челюсти, что связано с собственной ее подвижностью, которая отличается для каждого индивидуума. При практической реализации для нижней челюсти данного способа ранее приходилось измерять подвижность зуба в физиологической норме для конкретного пациента, что не всегда было возможно из-за отсутствия одноименных зубов в норме у него, или фиксировать положение нижней челюсти специальными приспособлениями, а затем сравнивать подвижность зуба со среднестатистическим показателем одноименного зуба в норме, что в целом снижало точность диагностирования. Как будет показано далее, введение фиксирующих приспособлений не позволяет значительно улучшить качество диагностики. При измерении составляющих амплитуды, синфазной переменной силе и сдвинутой по фазе относительно нее на 90 градусов, качество диагностирования дополнительно ухудшалось из-за погрешности, вносимой в измерения собственной подвижностью челюсти.The limitation of this method is the complexity of diagnosing the condition of the supporting-retaining apparatus of the teeth of the lower jaw, which is associated with its own mobility, which is different for each individual. In the practical implementation of the lower jaw of this method, it was previously necessary to measure tooth mobility in the physiological norm for a particular patient, which was not always possible due to the absence of the same teeth in the norm, or to fix the position of the lower jaw with special devices, and then compare tooth mobility with the average indicator of the same tooth is normal, which generally reduced the accuracy of diagnosis. As will be shown below, the introduction of fixing devices does not significantly improve the quality of diagnostics. When measuring the components of the amplitude, in-phase variable force and shifted in phase relative to it by 90 degrees, the quality of the diagnosis was further deteriorated due to the error introduced into the measurements by the intrinsic mobility of the jaw.
Решаемая изобретением задача - расширение функциональных возможностей и арсенала средств для диагностики характера нарушений опорно-удерживающего аппарата зуба нижней челюсти, повышение достоверности результатов и осуществление экспресс-оценки состояния опорно-удерживающего аппарата тканей зуба нижней челюсти.The problem solved by the invention is the expansion of the functionality and arsenal of tools for diagnosing the nature of disorders of the supporting and restraining apparatus of the tooth of the lower jaw, increasing the reliability of the results and the rapid assessment of the state of the supporting and restraining apparatus of the tissues of the tooth of the lower jaw.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа, - повышение точности и качества диагностирования заболевания, уменьшение погрешности измерения.The technical result that can be obtained by implementing the method is to increase the accuracy and quality of diagnosing the disease, reducing the measurement error.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном способе измерения подвижности зуба, включающем приложение к зубу переменной силы F1 постоянной амплитуды А и частоты ω, обеспечивающей возвратно-поступательные колебания зуба ниже частоты собственных колебаний зуба, измерение амплитуды Х смещения зуба, согласно изобретению для зубов нижней челюсти после приложения к зубу упомянутой переменной силы F1 производят приложение к нему второй переменной силы F2 с той же величиной постоянной амплитуды А, что и для упомянутой переменной силы F1, но с другой частотой 
Возможен дополнительный вариант осуществления способа, в котором целесообразно, чтобы измерение амплитуды смещения зуба при упомянутой переменной силе и при второй переменной силе производили с выделением двух составляющих, соответственно синфазной переменным силам и сдвинутой по фазе относительно них на 90 градусов, по величине которых судят об упругой и вязкой характеристиках подвижности зуба.An additional variant of the method is possible, in which it is advisable that the measurement of the amplitude of the tooth displacement at the aforementioned variable force and at the second variable force is carried out with the separation of two components, respectively, in-phase alternating forces and phase-shifted by 90 degrees relative to them, the magnitude of which determines the elastic and viscous characteristics of tooth mobility.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best option for its implementation with reference to the accompanying drawings.
Фиг.1 изображает динамическую модель опорно-удерживающего аппарата зуба, для зубов верхней челюсти;Figure 1 depicts a dynamic model of the supporting-retaining apparatus of the tooth, for the teeth of the upper jaw;
Фиг.2 - то же, для зубов нижней челюсти.Figure 2 is the same for the teeth of the lower jaw.
Фиг.3 - то же, уточненная модель.Figure 3 is the same updated model.
Фиг.4 - физическая модель нижней челюсти, схематично.Figure 4 is a physical model of the lower jaw, schematically.
В результате клинических исследований подвижности зубов со здоровым пародонтом было обнаружено, что подвижности одноименных зубов верхней и нижней челюстей заметно отличаются. Этот эффект объясняется ошибкой, вызванной тем, что нижняя челюсть, из-за небольшой массы ее тканей, не является совершенно неподвижной, а движется вместе с зубом. Экспериментальным подтверждением этому явилось уменьшение этой ошибки при увеличении частоты переменной (периодической) силы F.As a result of clinical studies of tooth mobility with a healthy periodontium, it was found that the mobility of the teeth of the same name in the upper and lower jaws markedly differ. This effect is due to an error caused by the fact that the lower jaw, due to the small mass of its tissues, is not completely motionless, but moves with the tooth. An experimental confirmation of this was a decrease in this error with an increase in the frequency of the variable (periodic) force F.
С другой стороны, как показывают эксперименты, верхнюю челюсть можно считать практически неподвижной в том смысле, что перемещение верхней челюсти значительно меньше, чем собственное (резонансное) смещение зуба на частотах действующей переменной силы более 80 Гц.On the other hand, experiments show that the upper jaw can be considered practically motionless in the sense that the movement of the upper jaw is much less than the intrinsic (resonant) tooth displacement at frequencies of the acting variable force of more than 80 Hz.
Погрешность измерения подвижности зубов зависит от частоты немонотонно. С одной стороны, погрешность измерения подвижности зубов нижней челюсти уменьшается при увеличении частоты. А с другой стороны, начиная с некоторой частоты, на проводимые измерения начинает влиять масса зуба и по мере приближения к резонансной частоте системы зуб - периодонт - кость это влияние становится преобладающим. Это ограничение не позволяет уменьшить ошибку до приемлемой величины только за счет увеличения частоты переменной силы F. Систематизация экспериментальных данных не обнаружила заметной ошибки в упругой составляющей, зато остаточная ошибка вязкой составляющей подвижности была сравнима с величиной подвижности зуба со здоровым пародонтом. При этом разброс этой ошибки на различных зубах оказался небольшим, что позволило ввести коррекцию результатов измерения подвижности зубов нижней челюсти путем простого вычитания средней ошибки.The error in measuring tooth mobility depends on the frequency non-monotonously. On the one hand, the error in measuring the mobility of the teeth of the lower jaw decreases with increasing frequency. And on the other hand, starting from a certain frequency, the mass of the tooth begins to influence the measurements and as it approaches the resonant frequency of the tooth - periodontal system, this effect becomes predominant. This limitation does not allow reducing the error to an acceptable value only due to an increase in the frequency of the variable force F. Systematization of the experimental data did not reveal a noticeable error in the elastic component, but the residual error of the viscous component of mobility was comparable with the value of tooth mobility with a healthy periodontium. Moreover, the spread of this error on various teeth turned out to be small, which allowed us to introduce a correction of the results of measuring the mobility of the teeth of the lower jaw by simply subtracting the average error.
Несмотря на то, что коррекция результатов позволяла получать более надежные клинические результаты, разброс полученных данных оставался велик. Поэтому возникла необходимость дальнейшего увеличения точности и, главное, расширения диапазона достоверно измеряемой подвижности зубов нижней челюсти.Despite the fact that the correction of the results made it possible to obtain more reliable clinical results, the scatter of the obtained data remained large. Therefore, the need arose to further increase accuracy and, most importantly, expand the range of reliably measured mobility of the teeth of the lower jaw.
Для понимания факторов, влияющих на погрешность измерения подвижности зуба и оценки величины этой погрешности необходимо создание реалистичных динамических моделей зуба. Начальная часть исследования состояла в выборе динамической модели механической системы зуб - периодонт - ткани нижней челюсти на основе экспериментальных данных. Была создана компьютерная программа для численного моделирования, позволяющая моделировать колебания механических систем, изменять параметры этих систем, включая число элементов этих систем, параметры воздействующей переменной силы и отображать результаты моделирования в наглядной форме.To understand the factors affecting the error of measuring tooth mobility and assessing the magnitude of this error, it is necessary to create realistic dynamic models of the tooth. The initial part of the study consisted in the selection of a dynamic model of the mechanical system of the tooth - periodontal - tissue of the lower jaw based on experimental data. A computer program for numerical simulation was created that allows you to simulate the vibrations of mechanical systems, change the parameters of these systems, including the number of elements of these systems, the parameters of the acting variable force and display the simulation results in a visual form.
Усложнение модели приводит к росту количества неизвестных параметров, непосредственное измерение которых in vivo выглядит практически невыполнимой задачей. В результате сравнения результатов клинических экспериментов и численного моделирования было установлено, что динамические характеристики зубов верхней челюсти для частот свыше 80 Гц удовлетворительно описывает простейшая динамическая упруговязкая модель с одной массой m, упругим элементом с жесткостью k и вязким элементом с вязкостью а (фиг.1). В этом случае альвеолярную кость верхней челюсти можно считать неподвижной. Тем же путем было определено, что в динамическую модель зубов нижней челюсти необходимо вводить дополнительные элементы.The complication of the model leads to an increase in the number of unknown parameters, the direct measurement of which in vivo seems an almost impossible task. As a result of comparing the results of clinical experiments and numerical modeling, it was found that the dynamic characteristics of the teeth of the upper jaw for frequencies above 80 Hz are satisfactorily described by a simple dynamic elastic-viscous model with one mass m, an elastic element with rigidity k and a viscous element with viscosity a (Fig. 1) . In this case, the alveolar bone of the upper jaw can be considered immobile. In the same way it was determined that additional elements must be introduced into the dynamic model of the teeth of the lower jaw.
Введение в модель вместо жесткой опоры дополнительной массы М (фиг.2), близкой по массе к массе нижней челюсти (масса костной ткани и окружающих мягких тканей), позволяет воспроизвести в динамической модели амплитудно-фазовые эмпирические соотношения. Введение в модель различных дополнительных элементов, в принципе, должно служить дальнейшему уточнению модели и повышению точности совпадения результатов моделирования и клинических исследований. Но, как показали экспериментальные исследования, получить при этом заметного эффекта не удается, так как модель (фиг.2) воспроизводит эксперимент с точностью, сравнимой с точностью самого этого эксперимента. Однако введение дополнительно вязкого элемента a0 (фиг.3), представляющего вязкость окружающих нижнюю челюсть мягких тканей, несколько уточняет динамическую модель (на величину нескольких процентов совпадения данных). Величина вязкой силы со стороны элемента a0 (фиг.3) слишком мала и для практических расчетов достаточно хорошим приближением является модель (фиг.2).The introduction of an additional mass M (Fig. 2), which is close in mass to the mass of the lower jaw (mass of bone tissue and surrounding soft tissues) instead of the rigid support of the model, allows reproducing the amplitude-phase empirical relationships in the dynamic model. The introduction of various additional elements into the model, in principle, should serve to further refine the model and increase the accuracy of the coincidence of simulation results and clinical studies. But, as experimental studies have shown, it is not possible to obtain a noticeable effect, since the model (Fig. 2) reproduces the experiment with an accuracy comparable to the accuracy of this experiment itself. However, the introduction of an additionally viscous element a 0 (Fig. 3), which represents the viscosity of the soft tissues surrounding the lower jaw, somewhat clarifies the dynamic model (by a few percent data coincidence). The value of the viscous force from the side of the element a 0 (Fig. 3) is too small and for practical calculations, a model (Fig. 2) is a rather good approximation.
При измерении подвижности зуба заявленным методом можно, например, измерять не только амплитуду смещения зуба под воздействием синусоидальной силы, но и относительную фазу между смещением зуба х и воздействующей на него силой F. Дифференциальное уравнение, описывающее модель (фиг.1)When measuring tooth mobility by the claimed method, it is possible, for example, to measure not only the amplitude of tooth displacement under the influence of a sinusoidal force, but also the relative phase between tooth displacement x and the force F acting on it. Differential equation describing the model (Fig. 1)
где А - комплексная амплитуда силы F=Аеiωt, ω=2πf - круговая частота, х=хеiωt - смещение зуба, m - масса зуба, а - декремент затухания вязкого элемента и k - жесткость системы зуб - периодонт - кость.where А is the complex amplitude of the force F = Ае iωt , ω = 2πf is the circular frequency, х = хе iωt is the tooth displacement, m is the tooth mass, а is the attenuation decrement of the viscous element, and k is the rigidity of the tooth - periodontal - bone system.
Это позволяет выразить неизвестные а и k через известные параметры, полученные в результате измерения. Эти выражения записываются в комплексной формеThis allows us to express the unknowns a and k through the known parameters obtained as a result of the measurement. These expressions are written in complex form
Ошибку ω2m, зависящую от массы зуба, в решении уравнения (2) можно сделать малой, уменьшая частоту ω. Однако существуют ограничения на такое уменьшение - возрастание ошибки измерения смещения х при уменьшении частоты из-за влияния нижней челюсти.The error ω 2 m, depending on the mass of the tooth, in solving equation (2) can be made small by decreasing the frequency ω. However, there are limitations to such a decrease - an increase in the measurement error of the displacement x with a decrease in frequency due to the influence of the lower jaw.
Подвижность нижней челюсти не только вносит погрешность при измерении подвижности зубов, но и не позволяет скомпенсировать погрешность, вызванную разбросом масс зубов.The mobility of the lower jaw not only introduces an error in the measurement of tooth mobility, but also does not allow to compensate for the error caused by the spread of tooth masses.
Переход к модели (фиг.2) для нижней челюсти приводит к следующей системе дифференциальных уравнений:The transition to the model (figure 2) for the lower jaw leads to the following system of differential equations:
где х’=х’eiωt - смещение массы М (массы нижней челюсти). После исключения временной зависимостиwhere x '= x'e iωt is the displacement of the mass M (mass of the lower jaw). After excluding time dependency
Для модели (фиг.3) система уравнений выглядитFor the model (figure 3), the system of equations looks
Амплитуды колебаний зуба Х и челюсти X’ - комплексные величины, то есть каждая состоит из двух параметров. Число уравнений для усложненных моделей удвоилось, но при этом число неизвестных действительных параметров в системах (3) и (4) превышает число уравнений соответственно на два и на три, что делает невозможным получение единственного решения этих уравнений. Одновременное измерение X’ (недостающих двух действительных параметров) при измерении Х могло бы, в принципе, привести систему (3) к системе, имеющей единственное решение. Однако из приведенных уравнений неясно, можно ли это дополнительное измерение практически реализовать.The oscillation amplitudes of the tooth X and the jaw X ’are complex quantities, that is, each consists of two parameters. The number of equations for complicated models doubled, but the number of unknown real parameters in systems (3) and (4) exceeds the number of equations by two and three, respectively, which makes it impossible to obtain a unique solution to these equations. Simultaneous measurement of X ’(the missing two valid parameters) during the measurement of X could, in principle, lead the system (3) to a system having a unique solution. However, it is not clear from the above equations whether this additional measurement can be practically implemented.
На первый взгляд после моделирования процессов механической системы зуб -периодонт - ткани нижней челюсти ситуация выглядит тупиковой и отсутствуют пути решения проблемы определения подвижности зубов для нижней челюсти.At first glance, after modeling the processes of the mechanical system of the tooth - periodontium - tissue of the lower jaw, the situation looks deadlock and there are no ways to solve the problem of determining the mobility of teeth for the lower jaw.
Однако, если провести дополнительное измерение на частоте 
В этой системе уравнений А, Х, 
Модель (фиг.3) также можно привести к системе, имеющей единственное решение. Оценка показывает, что точность измерения подвижности зубов с помощью соответствующего алгоритма возрастает незначительно, но при этом заметно усложняется процесс измерения и многократно возрастает сложность решения нелинейной системы высокого порядка.The model (Fig. 3) can also be reduced to a system having a unique solution. The assessment shows that the accuracy of measuring tooth mobility using the appropriate algorithm increases slightly, but the measurement process is noticeably complicated and the complexity of solving a non-linear high-order system increases many times.
Умножая каждое из уравнений таким образом, чтобы первые слагаемые уравнений оказались попарно равными, получимMultiplying each of the equations so that the first terms of the equations are pairwise equal, we obtain
попарно вычитая уравнения, исключаем m и Мsubtracting the equations in pairs, we exclude m and M
Разность этих уравненийDifference of these equations
после преобразования приводятся к виду, пригодному для решенияafter conversion are reduced to a form suitable for solution
После разделения на мнимую и действительную части получим выражения для интересующих нас параметровAfter dividing into imaginary and real parts, we obtain expressions for the parameters of interest to us
Математические выражения (6) не являются полноценным решением, так как их правая часть содержит неизвестные X' и 
Алгоритм, описываемый формулой (7), проще проанализировать после несложного преобразованияThe algorithm described by formula (7) is easier to analyze after a simple transformation
Сила, воздействующая на челюсть, практически равна силе, действующей на зуб. Смещение массы (в нашем случае челюсти) под воздействием этой силы обратно пропорционально квадрату частоты. Тогда “вклад” массы челюсти в величины ω2X и 
Если частоты слишком близки друг к другу, то существует опасность резкого увеличения ошибки, так как разность в выражениях (7) становится сравнима с погрешностью измерения величин, входящих в это выражение. Поэтому необходимо сделать разность частот достаточно большой, иначе результат от применения алгоритма может быть отрицательным. С другой стороны, при увеличении частоты воздействующей силы смещение челюсти будет уменьшаться и компенсирующий эффект от применения алгоритма (7) соответственно уменьшится. Как показали исследования, наилучший результат от применения алгоритма (7) и осуществления способа достигается, если частота 
Для реализации способа была создана измерительная система портативного персонального компьютера (ноутбука). В систему входят: измерительный щуп, ноутбук, PCMCIA плата АЦП (аналого-цифрового преобразователя) и специально разработанный электронный блок, включающий перестраиваемый фильтр гармоник генератора и инструментальный усилитель.To implement the method, a measuring system for a portable personal computer (laptop) was created. The system includes: a measuring probe, a laptop, a PCMCIA ADC board (analog-to-digital converter), and a specially designed electronic unit, which includes a tunable generator harmonic filter and an instrument amplifier.
Работа системы происходит следующим образом.The system operates as follows.
Программная часть системы запускается после контакта измерительного щупа с исследуемым зубом. Программа инициализирует таймер платы АЦП, который выдает бинарный сигнал строго заданной частоты. Перестраиваемый фильтр гармоник генератора задерживает все гармоники этого сигнала, преобразуя его таким образом в синусоидальный сигнал. Этот сигнал подается в измерительный щуп, преобразующий электрический сигнал в силу F1, воздействующую на зуб. Перемещения (вибрация) зуба воспринимаются пьезоэлектрическим акселерометром и после усиления инструментальным усилителем возвращаются на плату АЦП. 12-разрядное АЦП одновременно преобразует сигналы генератора и акселерометра в цифровую форму и накапливает их в оперативной памяти. Далее из этих данных с помощью цифровой фильтрации выделяются две компоненты сигналов генератора А и усилителя Х. Весь этот цикл повторяется на второй частоте F2. И, таким образом, мы получаем полный набор данных для применения алгоритма (7).The software part of the system is launched after the touch probe contacts the test tooth. The program initializes the ADC board timer, which generates a binary signal of strictly specified frequency. The tunable harmonic filter of the generator delays all the harmonics of this signal, transforming it in this way into a sinusoidal signal. This signal is supplied to the measuring probe, which converts the electrical signal into a force F 1 acting on the tooth. The movements (vibration) of the tooth are perceived by the piezoelectric accelerometer and, after amplification by the instrumental amplifier, are returned to the ADC board. The 12-bit ADC simultaneously converts the generator and accelerometer signals into digital form and stores them in RAM. Next, from these data using digital filtering, two components of the signals of the generator A and amplifier X are extracted. This entire cycle is repeated at the second frequency F 2 . And thus, we get a complete set of data for applying algorithm (7).
Окончательные значения двух компонент подвижности упругой и вязкой составляющих р и q вычисляются по значениям двух компонент жесткостиThe final values of the two mobility components of the elastic and viscous components p and q are calculated from the values of the two stiffness components
где 
Заметим, что угол потерь φ пропорционален площади периодонта, что придает этому параметру самостоятельное значение для диагностики заболеваний, что было известно из ближайшего аналога.Note that the loss angle φ is proportional to the periodontal area, which gives this parameter an independent value for the diagnosis of diseases, which was known from the closest analogue.
В системе измерения подвижности зубов имеется возможность автоматического сохранения полученных данных. Также предусмотрена дополнительная возможность сравнительного анализа состояния пародонта и ввода комментариев по каждому больному.In the system of measuring tooth mobility, it is possible to automatically save the data. It also provides an additional opportunity for a comparative analysis of the periodontal status and input comments for each patient.
Понятно, что заявленный способ применим и для систем, обеспечивающих измерение и общей подвижности зубов без выделения составляющих, соответственно синфазной переменным силам и сдвинутой по фазе относительно них на 90 градусов, т.к. основной вклад в ошибку измерений для нижней челюсти вносит ошибка измерения вязкой составляющей. При этом она вносит самый значительный вклад в ошибку проведенных экспериментальных данных для измерения подвижности и без выделения составляющих.It is clear that the claimed method is also applicable to systems that provide measurement and total tooth mobility without separation of components, respectively, in-phase alternating forces and phase-shifted 90 degrees relative to them, because the main contribution to the measurement error for the lower jaw is made by the measurement error of the viscous component. Moreover, it makes the most significant contribution to the error of the experimental data for measuring mobility and without isolating the components.
Для экспериментального исследования алгоритма была специально сконструирована физическая модель нижней челюсти с плавающей опорой (фиг.4).For experimental research of the algorithm, a physical model of the lower jaw with a floating support was specially designed (Fig. 4).
Физическая модель состоит из основных двух узлов - верхнего (подвижного) опорного узла 1 и нижнего (неподвижного) узла 2. На верхнем узле 1 расположен набор элементов, моделирующих зубы с различными вязко-упругими характеристиками. Модели зубов представляют собой стальные стержни 3, в нижней части которых расположен пакет тонких дисковых пружин 4. Пакет дисковых пружин 4 погружен в отверстия 5, заполненные высоковязкой кремнийорганической жидкостью. Экспериментально было установлено, что такая конструкция наиболее близка по механическим свойствам к реальному зубу. Несколько конусов 6, жестко присоединенных к верхнему узлу 1 физической модели, входят в конические отверстия нижнего узла 2. Между ними находится вязкоупругая прокладка 7, находящаяся в сжатом состоянии благодаря натягивающим трос 8 гайкам 9. Такая конструкция позволяет изменять степень связи подвижной и неподвижной частей модели в достаточно широких пределах.The physical model consists of two main nodes - the upper (movable)
Исследования с помощью данной физической модели показали, что рассмотренный алгоритм устойчив к влиянию изменения подвижности опоры нижней челюсти.Studies using this physical model showed that the considered algorithm is resistant to the influence of changes in the mobility of the support of the lower jaw.
Таким образом, заявленный способ реализуют следующим образом:Thus, the claimed method is implemented as follows:
- прикладывают к зубу переменную силу F1 постоянной амплитуды А и частоты ω, обеспечивающей возвратно-поступательные колебания зуба ниже частоты собственных колебаний зуба, измеряют амплитуду смещения зуба Х для зубов верхней и нижней челюстей (по ее величине судят об изменениях опорно-удерживающего аппарата зуба верхней челюсти по сравнению с амплитудой смещения X в физиологической норме);- apply to the tooth a variable force F 1 of constant amplitude A and frequency ω, providing reciprocating tooth vibrations below the frequency of the tooth’s natural vibrations, measure the amplitude of tooth X displacement for the teeth of the upper and lower jaws (judging by its magnitude changes in the supporting-retaining apparatus of the tooth upper jaw compared with the amplitude of the displacement X in the physiological norm);
- затем для зубов нижней челюсти прикладывают к зубу вторую переменную силу F2 с той же величиной амплитуды А, что и для упомянутой переменной силы F1, но с другой частотой 
- определяют параметр 
Кроме того, при необходимости выделяют по две составляющие подвижности - упругую и вязкую компоненты р1 и q1 и упругую и вязкую компоненты р2 и q2 на частоте ω для переменной силы F1 одноименных зубов верхней и нижней челюстей соответственно, а также упругую и вязкую компоненты 
Понятно, что при реализации заявленного способа измерения подвижности зуба исследования и измерения зубов для верхней челюсти, в том числе при патологии или в физиологической норме, могут и не проводиться после достаточного набора статистических данных. Такие измерения на зубах верхней челюсти служат лишь для подтверждения правильности произведенных измерений. Объем настоящего изобретения определяется независимым пунктом формулы, и специалистам понятно, что в заявленный способ могут быть введены дополнительные усовершенствования, которые не изменяют существа этого способа. Например, специалистам понятно, что для повышения точности измерения могут быть проведены не только на двух, но и на нескольких различных частотах.It is clear that when implementing the claimed method for measuring tooth mobility, research and measuring teeth for the upper jaw, including pathology or physiological norm, may not be carried out after a sufficient set of statistical data. Such measurements on the teeth of the upper jaw serve only to confirm the correctness of the measurements. The scope of the present invention is determined by an independent claim, and it will be understood by those skilled in the art that further improvements may be made to the claimed method that do not alter the essence of this method. For example, it will be appreciated by those skilled in the art that, to improve accuracy, measurements can be made not only at two, but also at several different frequencies.
Осуществление заявленного способа иллюстрируется конкретными примерами.The implementation of the claimed method is illustrated by specific examples.
Пример 1Example 1
Способ осуществляют при помощи описанного выше оборудования для двух частот ω=100 Гц и 
Как видно из приведенных результатов измерений, параметры амплитуды смещения зуба в зависимости от частоты для верхней челюсти не изменяются. Для нижней челюсти величины амплитуды изменяются в сторону ее увеличения. При этом разница параметров, вычисленная по формуле 
Пример 2Example 2
Способ осуществляют аналогично примеру 1 на двух частотах ω=150 Гц и 
Как видно из табл.2, с увеличением частоты параметры амплитуд смещения для зуба нижней челюсти немного приближаются к величинам смещения одноименного зуба нижней челюсти, но все равно резко отличаются от них. В то же время для зуба верхней челюсти, находящегося в физиологической норме (Х)N и 
Для нижнего зуба с патологическими изменениями опорно-удерживающего аппарата параметр 
Таким образом, измерение амплитуд Х и 
Пример 3Example 3
Способ осуществляют аналогично примеру 1 на двух частотах ω=100 Гц и 
Как следует из табл.3, приведенные соотношения сохраняются при разделении амплитуды смещения на упругую и вязкую составляющие. Действительно, для зуба нижней челюсти в физиологической норме р2(100) и 
Для зубов с изменениями в опорно-удерживающем аппарате зуба нижней челюсти р2(100)и 
Как показали эксперименты, могут появляться некоторые незначительные расхождения в измеренных параметрах. Это, по-видимому, связано с невозможностью практического нахождения двух одноименных зубов верхней и нижней челюстей с эквивалентными нарушениями их опорно-удерживающего аппарата. Но как следует из проведенных исследований и представленных данных в табл.1-3, заявленный способ практически исключает влияние собственной подвижности нижней челюсти и окружающих мягких тканей, а также влияние различия индивидуальных масс нижних челюстей для каждого пациента или обследования.As the experiments showed, some slight discrepancies in the measured parameters may appear. This, apparently, is due to the impossibility of practically finding two teeth of the same name in the upper and lower jaws with equivalent violations of their supporting and holding apparatus. But as follows from the studies and the data presented in Table 1-3, the claimed method practically eliminates the influence of the intrinsic mobility of the lower jaw and surrounding soft tissues, as well as the effect of differences in the individual masses of the lower jaw for each patient or examination.
Клиническое исследование осуществления способа измерения подвижности зуба продемонстрировало возможность измерения подвижностей как верхней, так и нижней челюсти. Данные эксперимента показали, что точность измерения возросла и измеренные параметры подвижности одноименных зубов верхней и нижней челюсти близки.A clinical study of the implementation of the method for measuring tooth mobility has demonstrated the ability to measure the mobility of both the upper and lower jaw. The experimental data showed that the measurement accuracy increased and the measured mobility parameters of the same name teeth of the upper and lower jaw are close.
Наиболее успешно заявленный способ измерения подвижности зуба может быть промышленно применим в стоматологии для оперативной диагностики состояния опорно-удерживающего аппарата зуба или тканей, окружающих имплантат.The most successfully claimed method of measuring tooth mobility can be industrially applicable in dentistry for the on-line diagnosis of the condition of the supporting-retaining apparatus of the tooth or the tissues surrounding the implant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003104496/14A RU2230522C1 (en) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Method for measuring tooth mobility |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003104496/14A RU2230522C1 (en) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Method for measuring tooth mobility |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2230522C1 true RU2230522C1 (en) | 2004-06-20 |
| RU2003104496A RU2003104496A (en) | 2004-09-20 |
Family
ID=32846794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003104496/14A RU2230522C1 (en) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Method for measuring tooth mobility |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230522C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102908203A (en) * | 2012-11-11 | 2013-02-06 | 安徽工业大学 | Measuring device for internal tooth displacement |
-
2003
- 2003-02-17 RU RU2003104496/14A patent/RU2230522C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102908203A (en) * | 2012-11-11 | 2013-02-06 | 安徽工业大学 | Measuring device for internal tooth displacement |
| CN102908203B (en) * | 2012-11-11 | 2014-12-31 | 安徽工业大学 | Measuring device for internal tooth displacement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rauch et al. | Reporting whole-body vibration intervention studies: recommendations of the International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions | |
| Al‐Sukhun et al. | Development of a three‐dimensional finite element model of a human mandible containing endosseous dental implants. I. Mathematical validation and experimental verification | |
| US11324440B2 (en) | Systems and methods for establishing the stiffness of a bone using mechanical response tissue analysis | |
| Gilchrist et al. | Development of an inertia-driven model of sideways fall for detailed study of femur fracture mechanics | |
| Van der Perre et al. | Identification of in-vivo vibration modes of human tibiae by modal analysis | |
| JP2863448B2 (en) | Tooth mobility measurement device | |
| CA2660713A1 (en) | Apparatus and method for assessing percutaneous implant integrity | |
| Giudici et al. | Constituent-based quasi-linear viscoelasticity: a revised quasi-linear modelling framework to capture nonlinear viscoelasticity in arteries | |
| RU2230522C1 (en) | Method for measuring tooth mobility | |
| US11950878B2 (en) | Methods for establishing the stiffness of a bone using mechanical response tissue analysis | |
| Nikbakht et al. | A synthetic seismocardiogram and electrocardiogram generator phantom | |
| Li et al. | Assessing the mechanical properties of anisotropic soft tissues using guided wave elastography: Inverse method and numerical experiments | |
| JP6307462B2 (en) | Joint sound measurement system | |
| Dahl et al. | The efficacy of using vibrometry to detect osteointegration of the Agility total ankle | |
| Qi et al. | Resonance frequency analysis for evaluation of the connecting condition between fixed prostheses and their abutment teeth: An in vitro and finite element analysis study | |
| JP3976279B1 (en) | Vascular function testing device and program | |
| Sinescu et al. | Mechanical properties of the periodontal system and of dental constructs deduced from the free response of the tooth | |
| RU2692148C1 (en) | Device for diagnosing postural disorders | |
| Noël | Measuring dynamic stiffnesses of preloaded distal phalanges in vibration-Test bench validation and parameter study | |
| US11484248B2 (en) | Systems and methods for establishing the stiffness of a ulna bone using mechanical response tissue analysis | |
| Swain et al. | A dynamic analytical model for impact evaluation of percutaneous implants | |
| JP3049987B2 (en) | Pulse wave analyzer | |
| RU177114U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING STABILITY OF TEETH AND IMPLANTS TO POWER LOADS | |
| Safaei et al. | Vibration stimulation as a non-invasive approach to monitor the severity of meniscus tears | |
| Winsor | Evaluation of methods to remove inertial force from measured model wave impact force signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050218 |