CN86108611A - 牙根管长度发声探测装置 - Google Patents

Abstract

一种测量牙根管长度的发声探测装置，由振荡器，恒流源、放大器、控制器、发声振荡器和发声元件组成。恒流源的输出端通过转换开关分别与作比较用的标准电阻和探测电极相接。将探测电极插入牙根管中，当探测电极测得的电阻等于标准电阻时，控制器被打开，发声振荡器产生的音频信号通过控制器使发声元件发声，此时探测电极插入的深度即为牙根管长度。

Description

本发明涉及一种牙科用电子仪器，具体地说是一种测量牙齿根管长度的装置。

国际牙科界广泛使用的牙科发声探测仪专用于测量牙齿的根管长度，其理论依据是日本井上昇提出的生物学特性理论（《日本齿科评论》1972，356：46～53）。该理论认为，牙龈沟至口腔粘膜的阻抗（以下简称龈沟阻抗）等于根尖孔至口腔粘膜的阻抗（以下简称根尖孔阻抗）。井上昇从这一理论出发，提出了一种测量牙根管长度的方法，并设计了最初的牙科发声探测仪及系列产品，如最新的sono-explorer（MarkⅢ）已在美国《牙髓学杂志》（JOURNAL    OF    ENDODONTI    CS）1985年11卷10期421～427页上展出，其基本原理如图1所示。该装置有两路相同的电子线路，每一路由振荡器和放大器组成，并通过控制器与扬声器相连。第一路作比较用，第二路作测量用，它有两个电极，两电极间的实测阻抗作为振荡器的频率控制阻抗。当电源接通后，第一路的振荡器产生振荡，通过放大器、控制器使扬声器发出一个声音。将参考电极挂在患者口角粘膜处，探测电极插入患牙龈沟内（如图中虚线所示），此时两电极间的阻抗便是龈沟阻抗，于是第二路的振荡器产生振荡，同样，使扬声器发出第二个声音，这个声音就是作比较用的对比声音。调节第一路的频率控制电阻使第一个声音的音调与第二个声音完全相同，此时第一路的频率控制电阻的阻值等于龈沟阻抗值。然后再将探测电极逐渐插入患牙根管中，两电极间的阻抗就是探测电极尖端至口腔粘膜的实测阻抗，同理，扬声器发出一个实测声音，当实测声音的音调与对比声音的音调一致时，实测阻抗等于龈沟阻抗，亦即等于根尖孔阻抗，便认为电极尖端已到达根尖孔，电极插入的深度即为牙根管长度。此类牙科发声探测仪虽已显示出一定的实用价值，但仍存在以下问题：（1）本发明人的研究结果表明，龈沟阻抗不等于根尖孔阻抗，在不同的病理生理条件下龈沟阻抗的变化很大。如：龈沟阻抗平均值及标准差。对于牙周健康的龈沟为5.36KΩ±1.92，边缘性龈炎龈沟为3.90KΩ±1.07，单纯性牙周炎龈沟为2.86KΩ±0.90。因此，用龈沟阻抗来作为根尖孔阻抗的比较标准是不合理的;（2）在探测过程中依靠人耳来判断两种音调的高低难免会造成误差。由于上述原因，此类牙科发声探测仪的准确率较低，且不稳定。另外，在诊断时需进行两次实测，操作烦琐。在整个诊断中扬声器一直不停地鸣叫也会给患者和医生带来烦燥之感。

本发明的目的在于克服现有技术中上述不足之处而提供一种以发明人的电学特性理论为依据的测量牙根管长度的牙科发声探测装置。

发明人提出的电学特性理论认为：当参考电极置于口腔粘膜处，探测电极插入牙根管而到达根尖孔时，两电极间必然产生一个阻抗梯度的急剧变化，这个阻抗梯度的急剧变化点与牙周膜和口腔粘膜的生物学特性无关，而主要与根尖孔的大小所决定的根尖孔体积电阻密切相关，这个阻抗主要是由电阻组成，容抗只占2%左右而可以忽略，因而阻抗梯度急剧变化点主要由根尖孔的体积电阻决定。通过积分法推导，根尖孔体积电阻的计算公式可简化成下式：

R_T= (h)/(kπr²)

式中：R_T-根尖孔体积电阻;h-根尖孔部位发生阻抗急剧变化的圆柱状体积高度，等于0.1cm;K-根尖孔部位圆柱状组织或体液的比电导，可用生理盐水的比电导0.01475Ω^-1cm^-1计算;

r-根尖孔的半径。

本发明的任务是依据上述电学特性理论通过如下途径来完成的，即采用电压比较法，以根尖孔体积电阻作为比较基准来判断插入牙根管的探测电极是否到达根尖孔，其原理如图2所示。本装置具有振荡器10、恒流源11、整流放大器13、记忆放大器14、发声振荡器15、控制器16和发声元件17以及一个探测电极1、一个参考电极2。和一个比较用的标准电阻18，其中记忆放大器14和发声振荡器15分别接控制器16。在恒流源11的输出端接有一个转换开关12，转换开关12另一端的两个接点分别与探测电极1和比较用的标准电阻18相接，标准电阻18的另一端和参考电极接地。标准电阻18的阻值R按下式选取：

R = 0.1/(0.01475πr²) = 6.78/(πr²) (欧姆）

式中：π为圆周率，r为牙根尖孔半径（厘米）。

对于我国人来讲，牙根尖孔平均半径为0.035～0.044厘米，按上式计算，标准电阻18的阻值可为4.5～7千欧。其最佳值按根尖孔半径的总的平均值0.039厘米计算，为5.6千欧。

本装置的工作过程是这样的：转换开关12先接通标准电阻18，振荡器10产生连续的脉冲信号，经过恒流源11电流被限制在人体可以接受的范围，并在标准电阻18上产生一稳定的标准电压信号，该电压信号经过整流放大器13送入记忆放大器14，调整记忆放大器14直到刚好将控制器16打开为止，此时，来自发声振荡器15的音频信号通过控制器16驱动发声元件发声。然后转换开关11再接通探测电极1，将参考电极2挂在患者口角处，探测电极1逐渐插入患牙根管中，于是两电极间存在一个被测电阻19。开始时，被测电阻19大于标准电阻18，控制器16不能被打开，发声元件17不发声。当被测电阻等于标准电阻时控制器被打开，发声元件发声。此时便判断探测电极1已到达根尖孔。

图1是日本井上昇设计的牙科发声探测仪的原理图。其中：1-探测电极，2-参考电极，3、5-振荡器，4、6-放大器，7-频率控制电阻，8-控制器，9-扬声器。

图2是本发明的原理图。

图3是本发明一个实施例的原理图。

本发明的最佳实施例已由图3给出。振荡器由与非门IC₁、IC₂、电阻R₁、R₂和电容C₂组成，产生频率为400Hz的方波脉冲信号。恒流源为一支电阻R₃。发声振荡器包括两部分，第一部分是由与非门IC₅、IC₆、电阻R₁₂、R₁₃和电容C₇组成的振荡器，产生2Hz的方波脉冲信号，第二部分是由与非门IC₇、IC₈、电阻R₁₄、R₁₅和电容C₈组成的振荡器，产生800Hz方波脉冲信号，前者控制后者，其目的是使发出的声音柔和。整流放大器由放大器IC₉、电阻R₈、R₉、电容C₄、C₅和二极管D₁、D₂组成。记忆放大器由放大器IC₁₀、电阻R₁₀、R₁₁、电容C₆和记忆电位器W组成。控制器由非门IC₃和与非门IC₄组成。发声元件采用压电陶瓷发声元件20。R₅是比较用的标准电阻，其值为5.6千欧。使用时，先将转换开关K与标准电阻R₅接通，振荡器产生400Hz的脉冲信号，经过电阻R₃产生小于10微安的稳定电流，并在标准电阻R₅上形成一个电压信号，经整流放大器放大，整流变成直流信号送入记忆放大器，调节记忆电位器W使E点电位逐渐升高，直到将与非门IC₄打开为止。此时来自发声振荡器的音频信号通过与非门IC₄使发声元件20发出报警声。然后再将开关K与探测电极1接通。将探测电极1插入牙根管中，参考电极2挂在患者口角处，开始时由于两极间的电阻大于标准电阻R₅，E点处于低电位，与非门打不开，发声元件20不发声。当电极间的电阻等于标准电阻R₅时，E点为高电位，与非门IC₄打开，发声元件20发出报警声。此时，探测电极插入的深度即为牙根管长度。

本实施例中的电源电压为9V，IC₁～IC₁₀采用集成元件，其型号可采用：

IC₁～IC₄CD4093B，IC₅～IC₈MC14011，

IC₉～IC₁₀LM358，R₃可选用1MΩ。

按上述实施例所做的样机与现有技术中的sono-cxplorer    MarkⅢ型临床试验的结果如表所示：

注：表中所列的准确率是与X线照片相比的结果。对上表进行统计分析可得出如下结果：

（1）在0～-0.5mm的误差范围内，本发明的准确率为73.1%，MarkⅢ为57.7%，前者高于后者。经卡方检验，X²＝5.24，P＜0.05，相差显著。

（2）在允许测量误差（-1～+1mm）范围内，本发明的准确率为95.2%，MarkⅢ为84.8%，前者高于后者。X²＝6.03，P＜0.05，相差显著。

由此可见，本发明的测量准确率比现有技术有较大的提高。

另外，本发明在使用时是直接进行测量，且以声音的有无作为临床判断依据，因而操作使用方便。

Claims (4)

1、一种测量牙根管长度的发声探测装置，具有包括振荡器、放大器、控制器和发声元件的电子线路以及一个探测电极和一个参考电极，其特征是：

a、具有一个恒流源11，

b、具有一个比较用的标准电阻18，标准电阻18的阻值R按下式选取：

R = 6.73/(πr²) (欧姆)

式中：π为圆周率，r为牙根尖孔半径(厘米)，

c、恒流源11的输出端接有一个转换开关12，转换开关12另一端的两个接点分别与探测电极1和标准电阻18相接，标准电阻18的另一端和参考电极2接地，

d所说的放大器由整流放大器13和记忆放大器14组成。

2、根据权利要求1所述的发声探测装置，其特征是标准电阻18的阻值为4.5～7千欧。

3、根据权利要求2所述的发声探测装置，其特征是标准电阻18的阻值为5.6千欧。

4、根据权利要求1所述的发声探测装置，其特征是恒流源11是一支电阻。

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