Прибор для определения центрального соотношения челюстей
Полезная модель касается конструкции прибора для использования в ортопедической стоматологии, а именно для определения центрального соотношения челюстей. Задача предлагаемого решения - повышение точности результатов измерений и повышение удобства пользования. Для решения поставленной задачи в прибор для определения центрального соотношения челюстей, содержащий емкостной датчик 1 в виде двух изолированных пластин, закрепленных между челюстями измерительный генератор 3, преобразователь сигнала 5, индикатор 1, а также источник стабилизированного напряжения, введены новые блоки, а некоторые функциональные блоки имеют иное схемное построение. Так в прибор введены счетчик-делитель 4 и генератор эталонной частоты 6, датчик 1 включен в задающую схему 2 измерительного генератора 3, преобразователь сигнала 5 выполнен цифровым, индикатор 7 выполнен жидкокристаллическим. Кроме того, электронные блоки прибора собраны на основе микропроцессора. 2 п.ф., 1 рис.
Полезная модель касается конструкции прибора для использования в ортопедической стоматологии, а именно для определения центрального соотношения челюстей.
Методика проведения подобных исследований описана в статье авторов А.В.Цимбалистова, И.В.Войтяцкой, М.С.Михайлова, Р.А.Садикова «Функциональная диагностика а ортопедической стоматологии», журнал «Медицинский бизнес», №4 (82), 2001 г. Аппаратура, используемая при указанных исследованиях, представлена в книге авторов И.Ю.Лебеденко, Т.И.Ибрагимова, А.Н.Ряховского «Функциональные и аппаратные методы исследования в ортопедической стоматологии», «Медицинское информационное агентство», Москва, 2005 г.
Из описанных аппаратов наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому прибору можно считать аппарат для определения центральной окклюзии АОЦО КФ2.893.006, изготовленный в 1991 г. ЛНПО «Азимут» (схема прибора из паспорта прилагается). Описание работы на этом приборе приведено в «Руководстве по ортопедической стоматологии. Протезирование при полном отсутствии зубов». Под редакцией И.Ю.Лебеденко, Э.С.Каливраджияна, Т.И.Ибрагимова.
Известный аппарат содержит датчик емкостного типа, который включен в диагональ диодно-емкостного моста на входе измерительного генератора, представляющего собой генератор прямоугольных импульсов. Выход моста соединен с интегрирующей RC-цепью, которая выделяет постоянную составляющую из сигнала, поступающего с моста. Выделенный сигнал поступает на усилитель постоянного тока и далее на преобразователь сигнала, который
содержит пиковый детектор и схему деления напряжения. Преобразованный сигнал отображается на экране индикатора путем отклонения стрелки по шкале, отградуированной в единицах силы Н (Ньютон). Шкала имеет 3 диапазона измерений (0-50, 50-150, 150-500). Питание аппарата - автономное, от блока аккумуляторов. Аппарат снабжен устройством установки нуля для сброса показаний перед началом измерений.
Аппарат работает следующим образом. Емкостной датчик, состоящий из двух изолированных друг от друга пластинок (они и являются обкладками конденсатора), фиксируется при помощи специального крепления на нижней челюсти. На верхней челюсти устанавливается площадка, в которую упирается датчик. При сжатии челюстей датчик, установленный на нижней челюсти, упираясь в площадку, установленную на верхней челюсти, подвергается упругой деформации (сдавлению). В результате изменяется расстояние между двумя изолированными друг от друга пластинами (происходит их сближение), из которых состоит датчик, что и приводит к изменению его емкости (она возрастает). Чем больше сжатие, тем больше емкость. Это ведет к изменению постоянной составляющей, которая поступает с выхода интегрирующей цепочки на вход усилителя постоянного тока. Далее сигнал преобразуется и поступает на индикатор, где отклонение стрелки увеличивается с увеличением сигнала, т.е. с увеличением усилия сжатия челюстей.
Положение нижней челюсти по отношению к верхней может изменяться в течение жизни человека. Это происходит в результате потери зубов (высота прикуса снижается, нижняя челюсть может смещаться в каком то направлении). При ортопедическом лечении возникает вопрос, как определить исходное (правильное) положение нижней челюсти по отношению к верхней, т.е. центральное соотношение челюстей. Известно, что только при определенном расположении челюстей по отношению друг к другу (т.е. в центральном соотношении), жевательный аппарат человека способен развить максимальное усилие сжатия. Следовательно, максимальное значение жевательного усилия, определяемое в серии измерений, показывает центральное соотношение челюстей. Эта высота
фиксируется и в дальнейшем используется при протезировании пациента.
При изменении (повышении) высоты прикуса путем установки на датчик специальных штифтов, которые делают его выше, меняются усилия сжатия, развиваемые жевательными мышцами. Оптимальная высота прикуса определяется по наибольшему усилию сжатия.
К недостаткам прибора можно отнести следующее. Изменение емкости датчика преобразуется в изменение сопротивления моста и далее амплитуды сигнала. Измерения происходят за счет аналогового преобразования сигнала с датчика. Датчик включен в диагональ диодно-емкостного моста, который на выходе дает большую погрешность. В схеме прибора присутствует дорогой по себестоимости усилитель постоянного тока, который также не обеспечивает достаточной точности измерений и который подвержен температурному дрейфу. Кроме того, реализованный в известном приборе алгоритм измерений требует постоянной корректировки нуля.
Таким образом, известный прибор характеризуется низкой точностью и субъективностью результатов измерений из-за использованного алгоритма обработки сигнала, а также из-за использования стрелочного прибора.
Кроме того необходимость менять шкалу измерений и перед каждым измерением производить калибровку шкалы аппарата на 0 создает неудобства в работе и низкую оперативность. Прибор неудобен также и по своим габаритным и весовым параметрам.
Задача предлагаемого решения - повышение точности результатов измерений и повышение удобства пользования.
Для решения поставленной задачи в приборе выбран другой алгоритм обработки сигнала, поступающего с датчика. Датчик в виде двух изолированных пластин, закрепленных между челюстями, включен в задающую цепь измерительного генератора, где изменение емкости преобразуется в изменение частоты с помощью счетчика-делителя частоты. Сигнал со счетчика-делителя частоты сравнивается с сигналом генератора эталонной частоты. Результаты сравнения преобразуется цифровым преобразователем сигнала и поступают на жидкокристаллический индикатор. Таким образом, в приборе для определения центрального соотношения челюстей, включающем датчик в
виде двух изолированных пластин, закрепленных между челюстями, измерительный генератор, преобразователь сигнала, индикатор, а также источник стабилизированного напряжения, введены новые блоки, а некоторые функциональные блоки имеют иное схемное построение. Так в прибор введен счетчик-делитель и генератор эталонной частоты, датчик включен в задающую цепь генератора, преобразователь сигнала выполнен цифровым, индикатор выполнен жидкокристаллическим, при этом выход измерительного генератора соединен со входом счетчика-делителя, выход которого соединен с первым входом преобразователя сигнала, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, выход цифрового преобразователя сигнала соединен со входом жидкокристаллического индикатора.
Схема прибора может быть реализована на основе микропроцессора.
Предлагаемое схемное решение прибора позволило реализовать другой алгоритм обработки сигнала и повысить тем самым точность вычислений и точность индикации его результатов. Исключен диодно-емкостной мост, усилитель постоянного тока и аналоговые блоки. Кроме того, предлагаемый прибор удобнее для пользования за счет автоматической калибровки прибора и удобства считывания результатов измерений. Индикатор содержит одну шкалу на весь диапазон измерений. Схема прибора позволяет использовать современные источники питания, которые существенно эффективнее, чем в прототипе, экономнее в расходовании за счет отключения прибора на время паузы в измерениях, что также повышает удобство пользования прибором.
Предлагаемая схема обладает возможностью дальнейшего совершенствования, например, подключения ее к персональному компьютеру, что повысит удобство измерений, обработки и хранения данных.
Предлагаемый прибор поясняется фиг.1, где показана блок-схема прибора.
Прибор содержит емкостной датчик 1 в виде двух изолированных пластин, которые предназначены для крепления между челюстями и включены в задающую цепь 2 измерительного генератора
3. Сигнал с выхода генератора 3 поступает на вход счетчика-делителя 4 и далее с его выхода на вход цифрового преобразователя 5. Другой вход цифрового преобразователя 5 соединен с выходом генератора эталонной частоты 6. Обработанный цифровым преобразователем 6 сигнал поступает на жидкокристаллический индикатор 7. Блоки прибора питаются от источника стабилизированного напряжения 8.
Схема прибора может быть построена на микропроцессоре, осуществляющем цифровые преобразования сигнала.
Прибор работает следующим образом. Емкостной датчик 1, состоящий из двух пластин (обкладок), помещается между челюстями и сдавливается пациентом. От величины сжатия меняется емкость датчика. Например, с увеличением сжатия увеличивается емкость датчика. Увеличение емкости ведет к увеличению периода сигнала измерительного генератора 3. Сигнал с выхода измерительного генератора поступает на счетчик-делитель 4, где период сигнала Тизм умножается. При таком алгоритме обработки сигнала относительная погрешность не превысит значения 1,2×10-4, что значительно ниже, чем в прототипе, где сигнал с моста поступал на интегрирующую цепь и усилитель постоянного тока. В результате информация преобразуется в десятичный код. Эта информация далее выводится на жидкокристаллический индикатор в единицах силы (Н) с точностью до десятых долей.
Питание прибора осуществляется от четырех элементов ААА через стабилизатор напряжения.
Перед каждым измерением прибор самостоятельно осуществляет калибровку датчика и устанавливается на ноль.
Прибор требует значительно меньшего расхода напряжения, чем прототип, и позволяет работать дольше без замены элементов питания. Кроме того, в приборе предусмотрен режим ожидания в момент паузы в измерениях, когда питание не потребляется.
Таким образом, новое схемное решение позволило создать удобный компактный прибор с экономичным питанием. Схема преобразования сигнала и выведения сигнала на индикатор обеспечивает более высокую точность измерений, оперативность и удобство считывания показаний прибора.
1. Прибор для определения центрального соотношения челюстей, содержащий емкостной датчик, измерительный генератор, преобразователь сигнала, индикатор, а также источник стабилизированного напряжения, отличающийся тем, что в прибор введены счетчик-делитель и генератор эталонной частоты, преобразователь сигнала выполнен цифровым, а индикатор выполнен жидкокристаллическим, при этом датчик включен в задающую цепь измерительного генератора, выход которого соединен со входом счетчика-делителя, выход последнего соединен с первым входом преобразователя сигнала, второй вход преобразователя сигнала соединен с генератором эталонной частоты, а выход преобразователя сигнала соединен со входом жидкокристаллического индикатора.
2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что электронные блоки прибора собраны на основе микропроцессора.
