Способ диагностики наличий подвижности нижней челюсти и устройство для его реализации

Изобретение относится к стоматологической медицине, в частности рассматривает способ диагностики наличия подвижности нижней челюсти и устройство для его реализации. В данном случае речь идет о диагностике бруксизма (как пример заболевания) и, в общем случае, о комплексной диагностике движений и усилий, совершаемых зубным рядом нижней челюсти по отношению к зубному ряду верхней челюсти с целью повышения достоверности постановочного диагноза и выбора способа лечения.

Стресс, накапливающийся в течение рабочего дня, повышенные длительные физические нагрузки, наличие родовых травм головы у детей, все вышеперечисленные проблемы могут приводить к сильным смыканиям зубных рядов и неконтролируемым движениям нижней челюсти в ночное время суток, во время сна. Также стоматологические вмешательства могут приводить к возникновению бруксизма. Ночные неконтролируемые движения челюсти в большинстве случаев приводят к изнашиванию тканей зубов, их стиранию. Длительно не диагностируемые процессы могут привести к тотальным разрушениям зубов и сложностям при их восстановлении. Также данный процесс приводит к изменениям в мышечной системе, участвующей в движениях нижней челюсти (н/ч).

Бруксизм относится к бессознательной привычке, отличающейся ритмической деятельностью лицевых и челюстных мышц, которая вызывает контакт между зубными поверхностями, сопровождающийся скрежетом и стискиванием зубов. Бруксизм может происходить в течение дня, в этом случае он называется дневным, но обычно он происходит, когда человек спит. Это называется ночным бруксизмом и представляет третье наиболее частое нарушение сна, являясь наиболее серьезным и трудным в лечении, поскольку пациент не знает о своем скрежете зубов. Все формы бруксизма включают сильный контакт между режущими поверхностями верхних и нижних зубов, который может вызвать серьезное повреждение зубов или дискомфорт челюстных мышц. Контакт зубов при скрежете и постукивании включает движение нижней челюсти и слышимые звуки. Стискивание, с другой стороны, включает неслышимый, устойчивый и сильный контакт зубов, но не сопровождается движениями нижней челюсти.

Своевременная диагностика позволит выявить наличие неконтролируемых движений нижней челюсти. На сегодняшнее время для диагностики наличий неконтролируемых движений нижней челюсти днем или во время сна используются специальные каппы. Данная каппа изготавливается из тонкой пластмассовой пластинки, с последующим нанесением краски на поверхность каппы.

Методика изготовления каппы:

1. Пациенту снимают слепок с зубного ряда, в зависимости от того на какую челюсть будет изготавливаться каппа.

2. По слепку отливается гипсовая модель.

3. Гипсовая модель обтягивается специальной пластмассовой пластинкой (обычно применяется пластмассовая пластинка толщиной 0,5-1 мм). Пластинка разогревается в специальном аппарате вакуумформере.

4. Полученная каппа окрашивается пищевой краской.

Данную пластинку пациент одевает на ночь, а утром снимает. По количеству стертой краски на жевательной поверхности пластинки анализируют, двигал ли пациент во время сна нижней челюстью.

Данная методика направлена на выявление наличий неконтролируемых движений нижней челюсти и имеет существенные недостатки. Она является малоинформативной, т.к. показывает только результат, т.е. были движения н/ч или их не было.

Использование данных капп не дает возможности проанализировать:

1. В какую фазу сна происходили неконтролируемые движения нижней челюсти или в какое время.

2. Невозможно определить длительность движений, сколько по времени пациент двигал нижней челюстью и с какой периодичностью.

3. По какой траектории двигалась нижняя челюсть и какие были движения по характеру (прерывистые или плавные), сколько по длительности происходили движения и в какое время происходили движения. Также не известно стискивал (сильно смыкал) ли при этом человек зубные ряды.

4. Также использование капп искажает привычное смыкание зубных рядов, перекрывая полностью зубной ряд и завышая тем самым высоту смыкания.

В настоящее время предлагается несколько различных способов лечения бруксизма: релаксационная терапия и психотерапевтические подходы, такие как массовая негативная практика (например, стискивание зубов при бодрствовании для усталости челюстных мышц), окклюзионный контакт (например, скрежет некоторыми зубами и искусственное восстановление других), применение лекарств, таких как местная анестезия или транквилизаторы (US 6,632,843), выработка условного рефлекса отвращения (US 6,164,278), использование межокклюзионных ортопедических приспособлений (US 6,302,110) и терапия биологической обратной связью. Подходы в области биологической обратной связи направлены на создание сигналов знания для лечения бруксизма и использование устройств, которые помещают в рот или устанавливают на голову или лицо пациента. Такие устройства включают различные типы датчиков, которые сообщают о конкретном событии, связанном с бруксизмом, и подают сигнал, или вызывающий природный рефлекс прекращения скрежета, или предупреждающий пациента. В документе WO 03/059160 раскрыто, например, устройство, устанавливаемое на голову, висок, лоб или челюсть пациента, которое имеет биодатчики, измеряющие активность нервов или мышц, связанных с бруксизмом, и модуль подачи лекарства, который высвобождает успокаивающее лекарство, действующее на конкретные нервы или мышцы. Однако одной из основных проблем этого устройства является отсутствие контроллера, который мог бы отличать нормальную активность мышц или нервов от активности, связанной с бруксизмом. Кроме того, использование лекарств или обезболивающих средств, которые дорого стоят и могут иметь побочные эффекты, при таком лечении, в частности, не рекомендовано. Дозировка лекарств должна быть персонализирована, чтобы избежать неправильного применения, которое или может быть неэффективным, или может вызывать нежелательную сонливость.

Так, из US 20100036286, А61В 5/11, опубл. 11.02.2010, известно устройство для диагностики наличий подвижности нижней челюсти, представляющее собой зубную шину для измерения сил окклюзионных в случае окклюзии зубов, которая предназначена для одевания с контактом на поверхности зубов и которая представляет собой носитель с опорной поверхностью, располагаемой между напротив расположенными двумя зубами верхней и нижней челюсти, которая имеет перпендикулярно располагаемые относительно опорной поверхности фланговые стенки, располагаемые вдоль зубов снаружи и изнутри, а также по меньшей мере один датчик для определения измерения окклюзионных сил, который располагают внутри одной из фланговых стенок и за пределами области окклюзии.

В этом устройстве по меньшей мере один датчик может располагаться на внешней поверхности зуба, или на внешней стороне пломбы, в пломбе, коронке или вставке зуба, или на внешней поверхности зубного имплантата, искусственного зуба или зубного протеза. А под датчиком понимается по меньшей мере один датчик, выбранный из группы, состоящей из датчика измерения расстояния, изгибающей датчика изгибной нагрузки, датчика вибрации, датчика напряжения, датчика смещения или датчика давления и силы. По меньшей мере один датчик представляет собой пьезоэлектрический датчик или тензодатчик. На зубной шине может быть установлено множество датчиков, отличающихся по структуре или отличающихся по функции.

Кроме того, имеется электронный блок для принятия и/или оценки измеренных переменных, зарегистрированных по меньшей мере одним датчиком. Устройство может содержать модуль передачи, функционально соединенный с по меньшей мере одним датчиком для передачи измеренных переменных в электронный блок.

Недостаток данного устройства заключается в его габаритах, обусловленных наличием зубной шины, которую вставляют между двумя смыкаемыми зубами или между рядами зубов и которую надо постоянно носить или в течение некоторого времени в полости рта. Это создает неудобства для пациента даже во сне.

Зубная шина относится к категории приспособлений, которые изготавливаются индивидуально для пациента с учетом особенностей строения его зубов и положения нижней челюсти. Это требует индивидуального подхода, затраты времени и знания технологии производства (изготовления) зубной шины. Если учесть, что на такую шину надо установить электронные компоненты, обеспечить их подсоединение, наладить алгоритм и связать с компьютером, то становится ясным, что такое устройство можно изготовить только на заводе. А это увеличивает время на диагностику и соответственно на лечение пациента.

Кроме того, известное устройство полностью направлено на диагностирование и измерения окклюзионных сил и не дает общей картины поведения (движения) нижней челюсти относительно верхней для таких проявлений, как бруксизм, апное, дисфункции внчс и т.д.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции за счет исключения вставляемой между зубами зубной шины и расширении диагностируемых параметров за счет обеспечения возможности получения достоверно картины движений и усилий зубного ряда нижней челюсти относительно зубного ряда верхней челюсти с целью повышения достоверности постановочного диагноза и выбора способа лечения.

Указанный технический результат для устройства достигается тем, что в устройстве для диагностики наличий подвижности нижней челюсти, содержащем носитель, закрепляемый на зубном ряду или на зубе, или на стоматологической конструкции, или внутри стоматологической конструкции, или на десне и на котором расположен по крайней мере один датчик для регистрации в режиме реального времени исследуемого параметра, связанного с функционированием нижней челюсти, а также электронный блок, выполненный с функцией получения данных измерений и их обработки, блок питания и модуль передачи данных измерений на внешнее приемное компьютеризированное средство, носитель выполнен в виде гибкой или жесткой пластинки, на которой закреплены электронный блок в виде микропроцессора, модуль передачи данных измерений, выполненный в виде технологического разъема для проводной связи или в виде модуля беспроводной связи, и датчик или датчики с отличными друг от друга функциями измерений исследуемых параметров, а блок питания, выполненный в виде по крайне мере одного элемента питания, или в виде проводного модуля питания, или модуля беспроводного питания, расположен рядом с носителем, механически связан с ним и электрически связан с компонентами на этом носителе.

Для устройства в качестве датчика используют датчик магнитного поля, и/или магнитный элемент, и/или акселерометр, и/или датчик температуры, и/или гироскоп, и/или регистратор усилия.

Указанный технический результат для способа достигается тем, что способ диагностики наличий подвижности нижней челюсти характеризуется тем, что размещают на зубном ряду или на зубе, или на стоматологической конструкции, или внутри стоматологической конструкции, или на десне по крайней мере два датчика, установленных на общем подвижном носителе или установленных на отдельных носителях и выполненных с функцией регистрации исследуемого параметра, осуществляют регистрацию сигналов, поступающих от датчиков, а подвижность зуба или зубного ряда или стоматологической конструкции нижней челюсти относительно верхней челюсти или относительно друг друга или наличие контакта, его силу и направление между зубами, или зубными рядами, или стоматологическими конструкциями определяется по изменению величин регистрируемых сигналов, зависящих от смещения относительно друг друга датчиков на общем подвижном носителем или датчиков на отдельных носителей.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 показано одно устройство, закрепленное на зубах, и второе устройство, смонтированное внутри стоматологической конструкции (коронки);

фиг. 2 - первый пример исполнения устройства;

фиг. 3 - второй пример исполнения устройства;

фиг. 4 - третий пример исполнения устройства.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция устройства для диагностики наличий подвижности нижней челюсти и основанный на применении этого устройства или нескольких таких устройств новый способ комплексной диагностики всех движений, совершаемых нижней челюстью за заданный промежуток времени. В данном случае речь идет о диагностике бруксизма (как пример заболевания) и, в общем случае, о комплексной диагностике движений и усилий, совершаемых зубным рядом нижней челюсти по отношению к зубному ряду верхней челюсти с целью повышения достоверности постановочного диагноза и выбора способа лечения.

В новом способе миниатюрным устройством 1 регистрируются движения нижней челюсти 2 относительно верхней челюсти 3 в пространстве, скорость, сила смыкания, периодичность, время смыкания, положение головы, и т.д. Устройство 1 позволяет измерять расстояние, определять наличие движения, направление, скорость движения, положение в пространстве и положение относительно друг друга, температуру, силу сжатия (внчс, зубов, зубных рядов, стоматологических конструкций и самого человека, его головы и др.) в зависимости от решаемых задач.

Это устройство крепится на зубные ряды или внутри стоматологической конструкции (фиг. 1). Устройство может крепиться на внешнюю, внутреннюю стороны зуба (пример показан на фиг. 1, крепление устройства на зубах нижней челюсти), на боковые поверхности, также устройство может крепиться к стоматологическим конструкциям, а также устанавливаться внутри стоматологических конструкций (пример показан на фиг. 1, крепление устройства внутри коронки на верхней челюсти).

Его размеры и форма не мешают привычным движениям нижней челюсти и не вызывают дискомфорт. Устройство способно автономно работать несколько дней, записывая измерения. Также устройство самостоятельно может обрабатывать и интерпретировать получаемые данные, передавать их на внешнее приемное устройство 4 типа компьютеризированного средства (компьютер, телефон, планшет, другое электронное устройство). В дальнейшем информацию с датчика можно просматривать на компьютере, телефоне, планшете, других электронных устройствах.

Это устройство для диагностики наличий подвижности нижней челюсти (фиг. 2-4) содержит носитель 5, закрепляемый на зубном ряду или на зубе, или на стоматологической конструкции, или внутри стоматологической конструкции, или на десне. Носитель снабжается элементами прикрепления или крепится клеевым способом. Вопросы прикрепления не рассматриваются в виду наличия на рынке большого количества разнообразных средств от механических до клеевых.

Носитель выполнен в виде гибкой или жесткой пластинки, на которой закреплены электронный блок в виде микропроцессора 6 (выполнен с функцией получения данных измерений и их обработки - микроконтроллер, вычислитель), модуль передачи данных измерений, выполненный в виде технологического разъема 7 (для примеров по п. 2 и 3) для проводной связи или в виде модуля 8 беспроводной связи (например, радиосвязь Bluetooth), и датчик или датчики 9 с отличными друг от друга функциями измерений исследуемых параметров. Датчик или по крайней мере один датчик используется для регистрации в режиме реального времени исследуемого параметра, связанного с функционированием нижней челюсти. Для устройства в качестве датчика используют датчик магнитного поля, и/или магнитный элемент, и/или акселерометр, и/или датчик температуры, и/или гироскоп, и/или регистратор усилия. Датчики могут объединяться в модули, для каждого из которых набор датчиков подбирается в зависимости от типа исследования или поставленной задачи.

Блок питания 10 выполнен в виде по крайне мере одного элемента питания (аккумулятор, миниатюрная батарейка), или в виде проводного модуля питания, или модуля беспроводного питания. Блок питания 10 расположен рядом с носителем 5, механически связан с ним и электрически связан с компонентами на этом носителе.

Основными элементами устройства являются:

1. Микропроцессор 6. Основные задачи микроконтроллера: сбор, обработка, хранение информации, получаемой от датчиков, и связь с компьютером (телефоном, планшетом и т.п.).

2. Датчики 9. Регистрируют различные показатели: температуру, смещение зубных рядов и др. Основные виды датчиков устройства:

- датчик магнитного поля: при движении зубных рядов (зубов, стоматологических конструкций) с закрепленным магнитным элементом магнитное поле вокруг датчика меняется, что позволяет определить наличие движения, его направление, скорость, периодичность и т.п.;

- тензодатчик: регистрирует нажатие (сжатие, искривление, скручивание и т.п.), служит для регистрации усилий на зубах, зубных рядах, стоматологических конструкциях;

- акселерометр, служит для определения положения устройства (а следовательно, и головы пациента) в пространстве, также служит для определения ускорения, скорости, перемещения;

- датчик температуры.

3. Носитель 5 в виде печатной платы. Служит крепежным элементом, связывающим микроконтроллер, датчики и другие модули. Может быть выполнена жесткой или гибкой.

3. Модуль питания 10. Обеспечивает энергией всех потребителей. Может быть выполнен в виде элемента (элементов) питания, или в виде проводного модуля питания, или в виде модуля беспроводного питания (блютуз).

4. Модуль передачи данных (модуль связи). Служит для обмена информацией и программирования устройства (для подключения к компьютеру, телефону, планшету и т.п.). Может быть выполнен в виде технологического разъема 7 или в виде модуля 8 беспроводной связи.

На фиг. 2-4 изображены несколько возможных компоновок устройства. На фиг. 2 представлен первый пример исполнения, согласно которому носитель выполнен в виде квадратной или прямоугольной платы (гибкой или жесткой), а аккумулятор вынесен за габариты платы и связан механически и электрически с ней. На плате размещен технологический разъем для подключения кабеля от внешнего компьютеризированного средства для снятия замеренных параметров, записанных в память микропроцессора за время проведения диагностики (время автономной работы устройства (в полости рта пациента). Минимизированные габариты устройства позволяют его фиксировать на внешней поверхности зуба и не мешают движениям челюсти.

На фиг. 3 показан вариант исполнения примера по фиг. 2. Отличием является то, что плата выполнена в виде узкого, длинного, гибкого шлейфа, позволяющего разместить большее количество датчиков и крепить плату к зубному ряду.

На фиг. 3 показан пример исполнения, по которому плата выполнена в виде круга, повторяющего размер плоской дисковой батарейки. Круглая печатная плата лежит на батарейке, отсутствует технологический разъем, при этом установлен модуль беспроводной связи для передачи в режиме текущего времени данных по измерениям на внешнее компьютеризированное средство.

Для всех примеров масштаб указан ориентировочно.

Возможны другие варианты компоновок устройства в зависимости от требуемых конечных характеристик, например набора необходимых датчиков.

Для требований стерильности устройство может быть помещено пользователем в кожух перед установкой на пациента.

Порядок выполнения действий при использовании устройства:

1. Пользователь включает устройство, нажав на выключатель включения или вставив элементы питания, или подключив устройство к компьютеру (планшету, телефону, другому электронному устройству и т.п.). Также возможно сочетание этих действий.

2. Пользователь подключает устройство к компьютеру (телефону, планшету, другому электронному устройству и т.п.). (Если еще не подключено.)

3. Пользователь с помощью специального программного обеспечения программирует (настраивает) устройство - вносит в устройство параметры будущей диагностики, например: время диагностики, периодичность ведения записей, порядок ведения записей, их количество, содержание записей, время сна, бодрствования, приема пищи, другой активности и др. Вносимые параметры (настройки) зависят, например, от вида будущей диагностики.

4. Пользователь закрепляет устройство или устройства и/или его элементы на пациенте.

5. Пользователь может попросить пациента подвигать зубами для калибровки начальных данных устройства. Если это необходимо для установленных датчиков.

6. Некоторое/назначенное время пациент находится с устройством.

7. Пользователь снимает устройство с пациента.

8. Пользователь подключает устройство к компьютеру (телефону, планшету, другому электронному устройству и т.п.). (Если не подключено. Устройство может не отключаться от компьютера (телефона, планшета, другого электронного устройства и т.п.) на время диагностики, если используется беспроводное или наоборот проводное подключение, или оба сразу).

9. Пользователь может с помощью специального программного обеспечения просматривать, и/или анализировать, и/или обрабатывать, и/или сохранить, и/или передать данные устройства и/или диагностики.

Данное устройство или устройства позволяют реализовать способ диагностики подвижности нижней челюсти, включающий регистрацию движений и контактов между зубными рядами. Способ диагностики подвижности нижней челюсти основан на следующих действиях, набор которых из нижеследующего перечня производится в зависимости от выбора целевой диагностики:

- регистрируют усилия на зубных рядах,

- регистрируют усилия на зубах,

- регистрируют усилия на стоматологических конструкциях,

- регистрируют перемещения зубных рядов,

- регистрируют перемещения зубов,

- регистрируют перемещения стоматологических конструкций,

- регистрируют перемещения НЧ,

- регистрируют положение головы,

- регистрируют активность пациента,

- регистрируют температуру,

- подвижность зубов (зубных рядов, стоматологических конструкций, нижней челюсти) относительно друг друга определяется по смещению компонентов устройства (или устройств), закрепленных на зубах (зубных рядах, конструкциях) относительно друг друга, при этом происходит изменение сигналов датчиков,

- наличие контакта, его силу и направление между зубами, зубными рядами, стоматологическими конструкциями определяется по смещению компонентов устройства (или устройств) относительно друг друга, при этом происходит изменение сигналов датчиков.

- измеренные данные возможно обработать самим устройством или измеренные и/или обработанные данные можно передать на компьютер, телефон, планшет, другое электронное компьютеризированное устройство.

Устройство позволяет измерить любые подвижности челюсти, зубов, стоматологических конструкций и т.п. (например, врач может записать неконтролируемые движения челюстей ночью, во время сна, или врач может измерить, как смещаются относительно друг друга два рядом стоящих зуба при стискивании зубных рядов, и др.). Размер позволяет закрепить устройство даже внутри коронки (врач по своему выбору может закрепить устройство: внутри коронки или на зубе и т.п.) - в зависимости от того, какой параметр необходимо измерить.

Также важно, что для работы с магнитным датчиком применяют магнитный элемент. Магнитный датчик закрепляют на одном объекте (зубе, стоматологической конструкции и т.п.), а магнитный элемент на другом. Таким образом датчик может регистрировать движение магнитного элемента.

Например, если необходимо диагностировать наличие движений одной челюсти относительно другой, то на одну крепят устройство с как минимум магнитным датчиком, а на другую челюсть крепят магнитный элемент. При наличии движений одной челюсти относительно другой - устройство, содержащее датчик, и магнитный элемент будут двигаться относительно друг друга, что позволит датчику регистрировать изменение магнитного поля.

Похожим образом поступают при необходимости измерить движение одного зуба относительно другого (например, в паре из двух рядом стоящих зубов на одной челюсти).

При необходимости измерить нагрузку на стоматологическую конструкцию (например коронку) возможно применить устройство, как минимум содержащее регистратор усилия. При этом устройство возможно расположить внутри стоматологической конструкции (это лишь один из возможных вариантов расположения и использования). При нагрузке на стоматологическую конструкцию регистратор усилия устройства позволит это диагностировать.

Таким образом, можно сформулировать способ диагностики наличий подвижности нижней челюсти как последовательность следующих действий:

- размещают на зубном ряду или на зубе, или на стоматологической конструкции, или внутри стоматологической конструкции, или на десне по крайней мере два датчика, установленных на общем подвижном носителе или установленных на отдельных носителях и выполненных с функцией регистрации исследуемого параметра;

- осуществляют регистрацию сигналов, поступающих от датчиков, данная регистрация рассматривается как базовый уровень отсчета перемещений;

- определяют по изменению величин регистрируемых сигналов, зависящих от смещения относительно друг друга датчиков на общем подвижном носителе или датчиков на отдельных носителях, подвижность зуба, или зубного ряда, или стоматологической конструкции нижней челюсти относительно верхней челюсти или относительно друг друга или наличие контакта, его силу и направление между зубами, или зубными рядами, или стоматологическими конструкциями.