Спосіб вимірювання сили прикусу

Реферат: UA 69520 U UA 69520 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до біомеханіки, хірургічної стоматології та щелепно-лицевої хірургії і призначена для визначення сили прикусу при вольовому стисканні зубів в різних оклюзійних положеннях. Максимальна сила, що виникає при стисканні зубів (сила прикусу), є важливою біомеханічною характеристикою жувального апарату. Вона відрізняється не тільки у окремих людей, але й одної і тої ж людини в залежності від віку, стану організму, характеру змикання зубів тощо. Основним чинником, що визначає силу прикусу при вольовому стисканні зубів є межа фізіологічної витривалості пародонту, при перевищенні якої виникає больове відчуття і рефлекторне гальмування сили скорочення жувальних м'язів. При травматичних ушкодженнях, дефектах і деформаціях щелеп, дисфункціональних станах, захворюваннях зубів та пародонту функціональні характеристики зубо-щелепної системи змінюються кількісно і якісно. Величина сили прикусу та характер її розподілу при цьому можуть суттєво відрізнятися від усереднених нормальних значень. Визначення оптимальних з біомеханічної точки зору методів лікування має базуватися на визначенні індивідуальної величини жувальних навантажень і характеру їх розподілу, притаманних пацієнту. Для визначення сили прикусу використовують спеціальні пристрої - гнатодинамометри пружинного типу. Так, відомий спосіб вимірювання сили прикусу за допомогою гнатодинамометра Тиссенбаума і пристрій для його здійснення, що включає сенсор у вигляді пружного елемента (металевої пружини), прикріплений до нього покажчик та градуйовану шкалу, за якою визначають силу прикусу. Для проведення вимірювання сенсорний елемент (пружину) встановлюють між оклюзійними поверхнями зубів верхньої і нижньої щелепи, після чого пацієнт стискає зуби з максимальним зусиллям. При вкороченні пружини, величина якого прямо пропорційна силі прикусу, покажчик перемішується відносно градуйованої шкали і вказує відповідну величину зусилля, що розвивається [1] Недоліком цього способу є те, що він не дозволяє визначати розподіл зусилля між окремими ділянками зубного ряду. Крім того, неможливо визначити силу прикусу при повному змиканні зубів в основних оклюзійних положеннях - при передній, боковій та центральній оклюзії, що зумовлено великими розмірами пружини. В зв'язку з цим спосіб не може бути застосований у хворих із обмеженим відкриванням рота, мікростомією, вираженими деформаціями щелеп. Цей спосіб є найбільш близьким до корисної моделі по технічній суті та ефекту, що досягається. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності вимірювання сили прикусу при різних варіантах оклюзії за рахунок використання як сенсора тонких вимірювальних плівок для визначення контактних тисків та подальшого цифрового аналізу отриманого відбитку. Технічний результат, що досягається, буде полягати в точному визначенні сили прикусу при різних варіантах оклюзії та особливостей її розподілу на різних ділянках зубного ряду. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі вимірювання сили прикусу, що передбачає розташування сенсорного елемента між оклюзійними поверхнями зубів верхньої і нижньої щелепи та їх вольове стискання із максимальним зусиллям, згідно з корисною моделлю як сенсорний елемент використовують вимірювальні плівки для визначення контактних тисків, отриманий відбиток оцифровують, величину контактних тисків на окремих ділянках визначають з урахуванням температури і вологості в порожнині рота за калібрувальним шаблоном, потім за допомогою комп'ютерних програм для роботи з графічними зображеннями визначають площі контактів, що відповідають певному діапазону контактних тисків, а силу прикусу розраховують перемноживши площу контакту із середньою величиною тиску в обраному діапазоні, а потім склавши сили, отримані для кожного діапазону. Відмінною особливістю способу, що заявляється, є те, що для вимірювання сили прикусу, як сенсорний елемент використовують плівки для визначення контактних тисків, що мають малу товщину і дозволяють проводити вимірювання за різних умов змикання зубів та у пацієнтів з обмеженим відкриванням рота чи вираженими деформаціями щелеп. Отримані на плівках відбитки оклюзійних контактів обробляють за допомогою комп'ютерної техніки, що дозволяє підвищити точність вимірів та дослідити характер розподілу навантаження на різних ділянках зубних рядів. За відомими літературними даними такий спосіб визначення модулю пружності кісткової тканини невідомий. Суть способу полягає в тому, що вимірювання сили прикусу основане на визначенні величини тисків, що виникають на ділянці оклюзійних контактів та площі цих контактів за допомогою вимірювальних сенсорних плівок. При вольовому змиканні зубів в будь-якому 1 UA 69520 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 положенні на плівці, розташованій між оклюзійними поверхнями зубів антагоністів, утворюється відбиток, інтенсивність забарвлення якого прямо пропорційна величині контактного тиску на цій ділянці. Аналіз відбитку в програмному середовищі дозволяє з високою точністю визначити величину тиску, загальну площу контакту оклюзійних поверхонь зубів при даному варіанті оклюзії та площу контакту, що відповідає певному діапазону контактних тисків. Силу прикусу визначають перемноживши площу контакту із середньою величиною тиску в обраному діапазоні, а потім склавши сили, отримані для кожного діапазону. При цьому за рахунок застосування сучасних програм для аналізу графічних зображень, що характеризуються високою роздільною здатністю, досягають високої точності розрахунків та можливості аналізу зусиль, що перепадають на окремі зуби чи ділянки зубного ряду. Спосіб здійснюють наступним чином: Вимірювальну плівку для визначення контактних тисків вирізають по формі зубної дуги пацієнта і встановлюють на оклюзійній поверхні нижніх зубів. Потім пацієнта просять з максимальною силою зімкнути зуби в положенні передньої, бокової чи центральної оклюзії. При цьому вимірювальна плівка притискається між оклюзійними поверхнями зубів антагоністів. Вимірювальна плівка містить мікрокапсули з барвником, які під дією зовнішнього тиску руйнуються. Реакція, що проходить в наступному, призводить до утворення стійкого червоного забарвлення в місці контакту. Інтенсивність забарвлення, що змінюється в діапазоні від блідорожевого до яскраво-червоного, є пропорційною величині прикладеного тиску. Для точного визначення цієї величини інтенсивність забарвлення порівнюють з калібрувальним шаблоном, враховуючи температуру і вологість, що відповідають умовам порожнини рота. Нормативна похибка вимірювання для сучасних сенсорних плівок (Fuji Prescale Pressure Measuring System (Fuji Photo Film Co., Ltd., Японія) та ін.) не перевищує 10 %. Отримані на вимірювальній плівці відбитки оцифровують за допомогою сканера і переводять в програмне середовище для обробки графічних зображень. Використовуючи масштабний коефіцієнт перетворення поля точок растрового зображення в числові дані матриць градієнтів інтенсивності, зображення розбивають на низку діапазонів за щільністю забарвлення (від 5 до 10). В наступному визначають величину площі контакту поверхні зубів, що відповідає певному діапазону тисків, а силу прикусу розраховують, перемноживши площу контакту із середньою величиною тиску в обраному діапазоні, а потім склавши сили, отримані для кожного діапазону. Отримане значення сили прикусу використовують для діагностики функціональних порушень зубощелепної системи, створення імітаційних комп'ютерних моделей напруженнодеформованого стану щелеп методом скінченних елементів, планування хірургічних втручань, зокрема імплантації зубів. Перевагами запропонованого способу є можливість точного визначення сили прикусу при різних варіантах змикання зубів, навіть у пацієнтів із обмеженим відкриванням рота і з глибокими структурно-функціональними порушеннями зубощелепної системи. Спосіб дозволяє не лише визначати інтегральну величину сили, що виникає при змиканні зубів, але й досліджувати особливості її розподілу на окремих ділянках зубного ряду. Спосіб успішно апробовано на кафедрі хірургічної стоматології та щелепно-лицевої хірургії у 5 здорових добровольців, віком від 24 до 33 років з нормально-сформованим лицевим черепом, інтактними зубними рядами, без клінічних ознак м'язово-суглобової дисфункції СНЩС. Величину і характер розподілу контактних тисків на поверхні зубів визначали в стані центральної, бокової та передньої оклюзії при вольовому стисненні зубів. При аналізі вимірювальних плівок було уточнено числові дані щодо характеру розподілу контактних тисків, визначено їх величину та загальну площу контакту зубів. Характеристики відбитків поверхні зубів, отримані за допомогою сенсорної плівки Fuji Prescale, мали суттєві індивідуальні відмінності, що визначалось головним чином, анатомією оклюзійної поверхні зубів та силою скорочення жувальних м'язів. Загальна площа контакту зубів при центральній оклюзії коливалась від 24 до 37 мм. На ділянці фігурно-горбикових контактів молярів і премолярів контактні тиски сягали максимуму. Їх величина у різних пацієнтів визначалась в межах діапазону 42-50 МПа. Розрахункове значення сили прикусу коливалось від 854Н до 1290Н, а в середньому становило 1086+193Н. В стані передньої і бокової оклюзії сила прикусу була меншою і в середньому становила 265+70H (передня оклюзія) та 676+1 ПН (бокова оклюзія). Отримані величини знаходяться в межах діапазону, визначеного в попередніх дослідженнях із застосуванням гнатодинамометрії [2], що підтверджує вірогідність отриманих даних. Приклад конкретного використання. Спосіб було використано для визначення сили прикусу пацієнта Б, 23 років, без ознак дисфункції зубощелепної системи. Для проведення вимірювання застосовували сенсорну плівку Fuji Prescale Pressure Measuring System (Fuji Photo Film Co., Ltd., Японія). Максимальна сила 2 UA 69520 U 5 10 15 20 стискання зубів в стані центральної оклюзії, визначена у пацієнта згідно з запропонованою корисною моделлю, склала 1250Н, при цьому асиметрія в розподілі навантажень між правою і лівою стороною становила 10 %. В стані передньої оклюзії сила змикання зубів досягала 130 Н, а в бокових оклюзії справа і зліва становила відповідно 771 і 714Н. Джерела інформації:: 1. Бетельман А. И., Бынин Б. Н. Ортопедческая стоматология. - Медгиз, 1951. - С. 62-63. 2. Advanced osseointegration surgery: applications in the maxillofacial region / edited by P. Worthington, P.I. Branemark.-Quintessence Publishing, 1992.-P. 17-20. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб вимірювання сили прикусу, що передбачає розташування сенсорного елементу між оклюзійними поверхнями зубів верхньої і нижньої щелепи та їх вольове стискання із максимальним зусиллям, який відрізняється тим, що як сенсорний елемент використовують вимірювальні плівки для визначення контактних тисків, отриманий відбиток оцифровують, величину контактних тисків на окремих ділянках визначають з урахуванням температури і вологості в порожнині рота за калібрувальним шаблоном, потім за допомогою комп'ютерних програм для роботи з графічними зображеннями визначають площі контактів, що відповідають певному діапазону контактних тисків, а силу прикусу розраховують, перемноживши площу контакту із середньою величиною тиску в обраному діапазоні, а потім склавши сили, отримані для кожного діапазону. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3