В ЛЭТИ создали и запатентовали датчик для экспресс-диагностики кариеса
Новое малогабаритное устройство для быстрого определения врачами-стоматологами даже на ранних стадиях наличия патологического процесса в тканях зуба разработали и получили на него патент специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ», 29 февраля сообщает пресс-служба вуза.
Для выявления на ранних стадиях воспаления в тканях зуба в настоящее время необходимо специализированное оборудование, которым обладает не каждая стоматологическая клиника. Еще одна проблема для стоматолога — обнаружение скрытых патологий в тканях, что возможно только с помощью рентгенографии.
Такая процедура также требует специального оборудования, а еще занимает значительное количество времени, затягивая процесс постановки диагноза. Все эти проблемы подвигли научные группы во всем мире к разработкам альтернативных методов и устройств для стоматологической экспресс-диагностики. В их когорту вошли и ученые ЛЭТИ.
Аспирант кафедры теоретических основ электротехники (ТОЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Гореликова рассказала о проекте:
«Мы разработали концепцию малогабаритного прибора для оперативной диагностики депульпированных (с удаленной пульпой соединительной тканью в канале зуба с нервными окончаниями) и пораженных кариесом зубов с помощью измерения импеданса (комплексного электрического сопротивления) на нескольких частотах».
Созданное специалистами университета устройство предназначено для быстрого безболезненного для пациента обследования зуба прямо в кабинете лечащего врача. Стоматолог разместит электроды на «подозрительном» зубе и увидит результат диагностики на экране компьютера.
«В основу концепции работы прибора, — уточнила Мария Гореликова, — легли наши исследования, которые мы провели на здоровых и пораженных различными патологиями зубах».
Минеральные вещества, из которых состоят твердые ткани зуба, очень плохо проводят электрический ток. Но с началом развития кариеса эти минеральные вещества начинают постепенно растворяться — происходит деминерализация твердых тканей зуба.
С дальнейшим развитием патологии проводящие электрический ток структуры начинают составлять всё большую часть зуба, что снижает его электрическое сопротивление. Если зуб был депульпирован, то происходит обратный процесс — внутри зуба нарушается циркуляция жидкости, и его сопротивление заметно возрастает.
Таким образом, если пропустить переменный электрический ток через исследуемый зуб и измерить его импеданс для нескольких точек частотного диапазона, то по полученному результату можно определить состояние зуба — он здоров, поражен кариесом или депульпирован.
Чтобы выяснить это, учеными ЛЭТИ были проведены исследования частотной зависимости модуля импеданса для различных состояний зубов — сначала у удаленных зубов, а затем уже у зубов пациентов. Получить материалы для таких исследований ученым ЛЭТИ помогли сотрудники Института стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И. П. Павлова.
«Мы выяснили, что модуль импеданса зуба с кариозными поражениями меньше модуля импеданса здорового зуба как минимум на 30–50% в зависимости от того, в какой точке частотного диапазона проводятся измерения. Для депульпированных зубов, наоборот, значение модуля импеданса оказалось больше (также на 30–50%), чем у здорового зуба», — сообщила Мария Гореликова.
Специальный датчик, состоящий из двух маленьких электродов цилиндрической формы, которые располагают на исследуемом зубе, специалистам СПбГЭТУ «ЛЭТИ» пришлось разработать самим, поскольку рынок не смог предоставить им подходящее решение для работы со столь маленькими объектами.
Ученые ЛЭТИ в настоящее время проверяют возможность применения данного метода для выявления других патологических процессов, параллельно разрабатывая опытный образец устройства диагностики.
В планах исследователей изучение влияния различных состояний пульпы зуба на исследуемых частотных характеристиках, что позволит выявить в зубе воспалительный процесс.
Результаты исследований работы датчика были представлены в журнале «Cathedra-Кафедра. Стоматологическое образование» и на нескольких конференциях международного уровня. Разработчики получили патент номер RU2782999C1 на «Способ диагностики состояния тканей зуба и устройство для его реализации».
Кроме того, проект прототипа прибора для выявления заболеваний зуба на основе его частотных характеристик импеданса стал одним из победителей всероссийского конкурса «УМНИК — Проектная команда. Электроника» (очередь II).
