Методы диагностики и лечения по                параметрам БАТ

4.4. Устройство для диагностики степени адоптации зубных тканей к экстримальным условиям.

     При определении степени адоптации зубных тканей к экстремальным условиям часто используются химические методы в экспериментальной стоматологии. Это определяется по скорости и времени растворимости эмали зуба под действием химического реагента. По этим параметрам при диагностики разрабатываются рекомендации состояния предболезни, а также устанавливается степень адоптации зубных тканей к экстремальным условиям.
      Как правило исследование проводится на удаленных зубах. При этом с момента нанесения химического реагента на удаленный зуб необходимо зарегистрировать скорость изменения окраски реагента и время до установившегося значения окраски. Существующие методы [27] не позволяют точно установить указанные параметры из-за субъективности метода, так как их фиксирует оператор с использованием секундомера. Естественно такой метод практически не позволяет измерить скорость изменения окраски, а только время до установившегося значения и то со значительной погрешностью, зависящей от оператора. Увеличить точность измерения и автоматизировать процесс диагностики с исключением субъективных погрешностей позволяет метод предложенный в [28].
      На рис. 4.4. представлено приспособление для фиксации зуба, общий вид и блок-схема устройства для определения растворимости эмали зуба.
      Устройство для определения растворимости эмали зуба содержит камеру 1 для проведения исследований, внутри которой расположено приспособление 2 для фиксации зуба, вертикально-горизонтальное регулирующее устройство 3 с регулируемым отверстием 4 в полу камеры 1, подвижный (вокруг своей оси) штатив 5, фокусную планку 6, фиксатор 7 контроля поворота фокусной планки 6 штатива 5, регулировочное отверстие 8 местоположения штатива 5, источник 9 освещения, пипетку 10 для нанесения раствора на поверхность зуба и блок 11 приема отраженного луча, блок 12 измерения времени растворимости эмали зуба, блок 13 управления, усилитель 14, пороговый элемент 15, блок 16 измерения скорости растворения эмали зуба, микродвигатель 17, контактный прерыватель 18, источник 19 питания.

Рис. 4.4. Общий вид, приспособление для
фиксации зуба и блок -схема устройства
для определения растворимости эмали зуба.

     В верхней части камеры 1 (крышке) вмонтированы под углом к поверхности исследуемого зуба 20 точечный источник 9 освещения, пипетка 10, блок 11 приема отраженного луча. Источник 9 освещения связан с выходом источника 19 питания, вход которого связан с выходом блока 13 управления. Пипетка 10 через поршень 21 связана с микродвигателем 17. На верхней части пипетки 10 расположен контактный прерыватель 18, выход которого связан с одним из входов блока 13 управления, а через электрические контакты 22 и 23 связана с входами формирователя 24 импульсов автоматического запуска. Выход формирователя 24 импульсов автоматического запуска связан с входом блока 13 управления и электронным ключом 25 блока 12 измерения времени.
      Выходы блока 13 управления связаны с микродвигателем 17 и коммутатором 26 блока 16 измерения скорости растворения. Блок 11 приема отраженного луча связан с входом усилителя 14, выход которого связан с пороговым элементом 15. Выход усилителя 14 также соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 27 блока 16 измерения скорости растворения эмали. Выход аналого-цифрового преобразователя 27 связан с вторым входом коммутатора 26, выход которого связан с зо цифропечатающим устройством 28 блока 16 измерения скорости растворения эмали зуба.
      Выход порогового элемента 15 связан с одним из входов электронного ключа 25 блока 12 измерения времени растворимости эмали и с одним из входов блока 13 управления. Третий вход электронного ключа 25 блока 12 измерения времени растворимости эмали зуба связан с выходом генератора 29 опорной частоты, выход которого также связан с одним из входов блока 13 управления. Выход электронного ключа 25 связан с входом счетчика 30, выход которого связан с блоком 31 индикации, входящими также в состав блока 12 измерения времени растворимости эмали зуба.

Рис. 4.5. Функциональная схема блока управления.

      Блок 13 управления (рис. 4.5) содержит ключ 32, одновибраторы 33 и 34, триггеры 35-37, согласующие устройства 38 и 39, реле 40 и 41, контакты которых соответственно включены в цепь источника 19 питания и источника 42 питания микродвигателя 17, электронный ключ 43, счетчик 44, программируемый формирователь 45 команд. Причем ключ 32 связан с входом одновибратора 33, выход которого соединен с первыми входами триггеров 35 и 36, выходы которых соответственно через согласующие устройства 38 и 39 подключены к обмоткам реле 40 и 41, контакты которых включены в цепь подключения питания источника 9 освещения и микродвигателя 1 7.
      Выход порогового элемента 15 подключен к вторым входам триггеров 35 и 37. Вход второго одновибратора 34 связан с выходом контактного прерывателя 18, а выход - с вторым входом триггера 36. К первому входу третьего триггера 37 подключен выход формирователя 24 импульсов автоматического запуска. Выход триггера 37 через электронный ключ 43, к второму входу которого подключен генератор 29 опорной частоты, соединен с входом счетчика 44, выход которого через программируемый формирователь 45 команд связан с одним из входов коммутатора 26 блока 16 измерения скорости растворимости эмали зуба.

     Источник 9 освещения (рис. 4.6) состоит из диэлектрического корпуса 46, внутри которого расположен светофильтр 47 зеленого цвета, лампа 48 освещения, которая ввинчивается в отражатель 49, из которого выходят электрические провода 50, проходящие через отверстие завинчивающейся крышки 51 и связывающие точечный источник 9 освещения с источником 19 питания.
      Пипетка 10 (рис. 4.7) состоит из стеклянного корпуса 52 слегка загнутого на конце со стороны выхода раствора, поршня 21, связанного с микродвигателем 17, и впаянных электрических контактов 22 и 23, связанных посредством проводов с формирователем 24 импульсов автоматического запуска. На верхнем конце стеклянного корпуса 52 расположен исполнительный механизм 53 (не показан) контактного прерывателя 18, выполненного в виде микротумблера.
      Блок 11 приема отраженного луча (рис. 4.8) состоит из цилиндрического корпуса 54, линзы 55, фотодатчика 56, закрепленного в шайбе держателя 57, и завинчивающейся крышки 58 c отверстием, через которые выходят провода 59 от фотодатчика 56 к усилителю 14.

Рис. 4.9. Приспособление для фиксации зуба.

      Приспособление 2 для фиксации зуба (рис. 4.9) расположено в камере 1 для проведения исследований и содержит регулировочно-зажимный столик 60, который состоит из тисков 61, с помощью которых фиксируют исследуемый зуб винтами 62. Тиски 61 жестко связаны с кронштейном 63, в котором подвижно завальцован регулировочный винт 64, имеющий винтовую связь с регулировочно-зажимным столиком 60. Регулировочно-зажимный столик 60 имеет пазы 65, в которых за счет полозьев свободно передвигаются тиски 61 с помощью регулировочного винта 64, осуществляя таким образом регулировку в горизонтально-поперечном направлении. Приспособление 2 содержит также регулирующее устройство 3 для вертикального и горизонтального перемещения регулировочно-зажимного столика 60, выполненное в виде четырех регулируемых кронштейнов. Первый кронштейн 66, на котором закреплен столик 60, имеет направляющий стержень 67, соединенный с вторым кронштейном 68 с помощью отверстия 69 и имеющий винт 70 для жесткой фиксации кронштейна 66. С помощью кронштейна 66 и подвижного кронштейна 68 проводится регулировка в горизонтально-продольном направлении.
      Подвижный кронштейн 68 соединен с третьим кронштейном 71, выполняющим роль подвижной опоры с помощью шарнирного соединения 72. Третий подвижный шарнир 71 соединяется с четвертым кронштейном 73 с помощью направляющего стержня 74. Четвертый кронштейн 73 в нижней части имеет резьбу, на которой расположены микрометрические гайки 75 для фиксации и регулировки всего приспособления 2 в вертикальном направлении. В днище камеры 1 предусмотрено горизонтальное регулируемое отверстие 4 в форме дуги радиусом, равным длине горизонтального регулировочного стержня (66 - 68) на котором укреплен столик 60, для перемещения приспособления по горизонтали.
      Перед началом работы с устройством необходимо произвести настройку некоторых узлов и блоков. Для настройки фокусной планки 6 в тиски 61 (рис. 4.10) зажимают прямоугольный брусок 76, на верхнюю гладкую поверхность которого кладут маленькое (капельное) зеркальце 77. Затем с помощью угольника или угломера определяют ориентировочно точку пересечения осей 78 источника 9 освещения и блока 11 приема отраженного луча и с помощью вертикально-горизонтального регулирующего устройства 3 подводят приспособление 2 с маленьким (капельным) зеркальцем к ориентировочному местоположению точки пересечения осей 78.

4.10. Схема внешнего расположения
излучателя света и приемника.

      Далее включают полностью устройство. Поток света, выходящий из источника 9 освещения, падает на поверхность маленького (капельного) зеркальца и, отражаясь, должен попадать в блок 11 приема отраженного луча. С помощью устройства 3 проводят более точную регулировку в вертикально-горизонтальном направлении приспособления 2 и маленького (капельного) зеркальца. Добиваются, чтобы на выходе усилителя 14 был максимальный сигнал. Таким образом, определяют точку, в которой угол падения луча из источника 9 освещения равен углу отражения, поступающему в блок 11 приема отраженного луча, т.е. фокусную точку О. После этого загнутый конец фокусной планки 6 регулируют с помощью регулировочного отверстия 8 так, чтобы он соприкасался с поверхностью маленького зеркальца 77, расположенного на приспособлении 2. Далее закрепляют упор фиксатора 7, чтобы штатив 5 с фокусной планкой 6 не мог дальше развернуться в сторону приспособления 2, но свободно мог развернуться в обратную сторону. Таким образом, загнутый конец фокусной планки 6 при повороте до упора с фиксатором 7 в сторону приспособления 2 указывает на местонахождение фокусной точки О. Программируемый формирователь 45 команд конструктивно построен так, что с помощью клавиатуры можно формировать команды через 5, 10, 15 и 20 с. Устройство работает следующим образом.
      Предварительно обработанный и подготовленный к исследованию зуб 20 (рис 4.7) помещают в тисках 61 (рис. 4.8) и зажимают его с помощью винтов 62. Затем проводят регулировку плоскости исследуемого зуба так, чтобы исследуемая точка плоскости зуба имела горизонтальное положение, а капля, наносимого раствора находилась в фокусной точке О оптической системы (рис. 4.9).Для этого штатив 5 с фокусной планкой 6 поворачивают в сторону исследуемого зуба 20 до упора с фиксатором 7. Загнутый конец фокусной планки 6 показывает местонахождение фокусной точки 0.
      Далее с помощью вертикально-горизонтального регулирующего устройства 3 и регулируемого отверстия 4 проводят регулировку точки плоскости исследуемого зуба по вертикали и горизонтали так, чтобы исследуемая точка плоскости зуба соприкоснулась с загнутым концом фокусной планки 6 (рис. 4.9), и все приспособление 2 фиксируют микрометрическими гайками 75 (рис. 4.8). Затем с помощью кронштейна 66, направляющего стержня 67, подвижного кронштейна 68 с отверстием 69 и винта 70 фиксации проводят регулировку в горизонтально-продольном направлении (рис. 4.8), а с помощью пазов 65, в которых свободно передвигаются тиски 61, регулировочным винтом 64 проводят регулировку устройства 2 в горизонтально-поперечном направлении.
      При регулировке необходимо соблюдать следующее условие: точка плоскости исследуемого зуба в процессе регулировки должна постоянно находиться в соприкосновении с загнутым концом фокусной планки 6. При необходимости регулировку повторяют. Далее в пипетку 1-0 набирают раствор так, чтобы верхний уровень раствора доходил до электрического контакта 23. Благодаря электропроводности раствора электрический контакт 23 связан с электрическим контактом 22. Объем наносимой капли раствора с условием, что капля максимально приближена по форме к сферической, равен 0.3 мкл. Автоматическая пипетка 10 развернута так, что ее выходное отверстие находится над исследуемой поверхностью зуба 20 в точке оптического фокуса О.
      Включают устройство и проводят измерения времени и скорости растворения эмали зуба следующим образом. При включении ключа 32 одновибратор 33 блока 13 управления вырабатывает сигнал, который устанавливает триггер 35 в состояние логической “1”, которая через согласующее устройство 38 включает реле 40, контакты которого включают источник 19 питания. С источника 19 питания напряжение по проводам 50 поступает на электролампочку 48, которая начинает светиться, и луч ее через светофильтр 47 попадает на плоскость исследуемого зуба 20 и далее, отражаясь от нее, попадает в блок 11 приема отраженного луча, где через фокусную линзу 55 отраженный луч попадает на фотодатчик 56. Однако, пока раствор находится в автоматической пипетке 10, устройство в комплексе не работает.
      Сигнал с одновибратора 33 также поступает на вход триггера 36 и устанавливает его в состояние логической “1”, которая через согласующее устройство 39 включает реле 41, через контакты которой подключается источник 42 питания к микродвигателю 17. Последний начинает воздействовать на поршень 21 автоматической пипетки 10, заставляя его перемещаться вниз, тем самым выдавливая раствор на исследуемую плоскость зуба 20 в точку оптического фокуса О. Когда уровень раствора, выходящего из автоматической пипетки 10, опускается ниже электрического контакта 23, происходит разрыв электрической связи с контактом 22, после чего формирователь 24 импульсов автоматического запуска вырабатывает сигнал, который поступает на вход электронного ключа 25 блока 12 измерения времени растворимости эмали зуба, разрешая счет импульсов с генератора 29 опорной частоты счетчиком 30.
      Третий вход электронного ключа 25 связан с выходом порогового элемента 15. Информация, записанная в счетчик 30, поступает в блок 31 индикации. Поршень 21, выдавив всю жидкость из автоматической пипетки 10, своей вершиной дойдя до контактного прерывателя 18, воздействует на него. Контактный прерыватель 18 вырабатывает импульс, который поступает в блок 13 управления на одновибратор 34. Сигнал с одновибратора 34 устанавливает триггер 36 в положение логического “0” таким образом исчезает сигнал с согласующего устройства 39 и реле 41, контакты которого отключают источник 42 питания от микродвигателя 17, который перестает работать и воздействовать на поршень 21.
      Сигнал с формирователя 24 импульсов автоматического запуска поступает в блок 13 управления на вход триггера 37, сигнал которого поступает на вход электронного ключа 43, разрешая прохождение импульсов с генератора 29 опорной частоты на счетчик 44 импульсов, информация которого поступает на вход программируемого формирователя 45 команд, выполненного по схеме сравнения кодов со счетчика 44 (задается ручным способом с помощью переключателей). При совпадении кодов программируемый формирователь 45 команд вырабатывает сигнал, который поступает на вход коммутатора 26, разрешая прохождение сигнала с аналого-цифрового преобразователя 27 на цифропечатающее устройство 28 блока 16 измерения скорости растворения эмали’ зуба. Световой поток луча, отраженный от поверхности капли раствора, попадает на фотодатчик 56, сигнал с которого поступает на вход усилителя 14. С выхода усилителя 14 сигнал поступает на вход порогового элемента 15 и на вход аналого-цифрового преобразователя 27 блока 16 измерения скорости растворения эмали зуба. С выхода аналого-цифрового преобразователя 27 сигнал через коммутатор 26 поступает на вход цифропечатающего устройства 28. По окончании реакции воздействия капли раствора на поверхность исследуемого зуба 20, которое характеризуется изменением окраски раствора по кольцу от краев капли к середине от желтой до зеленой, световой поток, отраженный от поверхности капли, возрастает и тем самым увеличивает величину выходного сигнала с усилителя 14. Сигнал с усилителя 14 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 27, где он преобразуется из аналогового в цифровой для регистрации скорости растворения эмали, и на вход порогового элемента 15, где при совпадении величины сигнала с усилителя 14 с опорным напряжением, выбранным из условия величины уровня напряжения, соответствующего моменту изменения окраски капли раствора, на выходе порогового элемента 15 появляется сигнал запрета, который поступает на вход электронного ключа 25, тем самым запрещает прохождение счетных импульсов с генератора 29 опорной частоты на счетчик 30. Сигнал запрета также поступает на вход блока 13 управления, на триггеры 35 и 37, возвращая их в начальное состояние логического “0”, т.е. через триггер 35 сигнал с порогового элемента 15 отключает источник 9 освещения, а через триггер 37 - блок 16 измерения скорости растворения эмали зуба.
      Таким образом, устройство регистрирует общее время и скорость растворения эмали зуба. Применение предлагаемого устройства позволит автоматизировать процесс измерения, уменьшить погрешность измерения.