ES2217416T3 - Aparato para la deteccion de caries dental. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN APARATO PARA LA DETECCION ELECTRONICA DE CARIES DENTALES. EL APARATO COMPRENDE, POR LO MENOS, UN ELECTRODO DE SONDA (10) COLOCADO EN CONTACTO ELECTRICO CON LA SUPERFICIE DEL DIENTE DE UN PACIENTE, Y UN SEGUNDO ELECTRODO (12) QUE SE COLOCA EN CONTACTO ELECTRICO CON OTRA PARTE DEL CUERPO DEL PACIENTE; UNA CORRIENTE ELECTRICA ALTERNATIVA PASA ENTRE LA SONDA (10) Y EL SEGUNDO ELECTRODO (12). LA FRECUENCIA DE LA CORRIENTE ALTERNATIVA VARIA SOBRE UNA GAMA DE FRECUENCIAS PREDETERMINADA Y LA IMPEDANCIA ELECTRICA ENTRE LOS ELECTRODOS (10, 12) SE MIDE PARA CIERTO NUMERO DE VALORES DE FRECUENCIAS QUE ESTAN EN ESTE ABANICO. VARIOS MODELOS DE SONDAS SON ADECUADOS PARA VARIOS TIPOS DE DIENTES Y VARIAS SUPERFICIES DE DIENTES COMPRENDEN EN GENERAL UN SUBSTRATO DE AISLAMIENTO (120) DE UN MATERIAL HIDROFOBO, COMO POR EJEMPLO EL GORETEX, Y UNO O VARIOS ELECTRODOS (122), PREFERENTEMENTE DE UN MATERIAL CONDUCTOR HIDROFOBO COMO POR EJEMPLO EL GORETEX IMPREGNADO DE CARBON.

Description

Aparato para la detección de caries dental.

Esta invención se refiere a un aparato que está destinado a ser usado para detectar caries dentales (es decir, el deterioro dental, o las "caries" o "lesiones cariosas") mediante medios eléctricos y/o electrónicos.

La caries está definida como el deterioro progresivo de un diente o un hueso, y la caries dental es la dolencia más común conocida en todo el mundo. La caries dental puede ser tratada ya sea a base de retirar el material deteriorado del diente y rellenar el espacio resultante con una amalgama dental, o bien a base de retirar todo el diente en los casos graves.

El diagnóstico temprano de la caries dental es de la máxima importancia para todo tratamiento subsiguiente, puesto que para cuando se siente dolor debido al deterioro del diente puede ser extensivo el tratamiento necesario para restaurar el diente, y en algunos casos puede perderse el diente.

Históricamente, la diagnosis de la caries dental ha venido siendo primariamente visual, estando frecuentemente acompañada por un examen táctil usando una sonda mecánica. Puede suceder que el paciente acuda a la consulta del odontólogo para someterse a examen tan sólo cuando esté padeciendo dolor debido a la caries, y el odontólogo tiene entonces que proceder a identificar el diente causante del dolor mediante examen visual y/o mediante el uso de una sonda mecánica que ocasiona molestias o dolor en el diente deteriorado. Esta experiencia es dolorosa y angustiosa para el paciente y actúa como un freno que disuade al paciente de efectuar regularmente visitas al odontólogo para someterse a exámenes rutinarios. Además, la diagnosis de la caries en esta fase tardía de deterioro reduce las opciones de tratamiento con las que se cuenta.

Ha venido resultando cada vez más difícil la diagnosis de las caries mediante técnicas convencionales. Esto es el resultado de varios factores, entre los que se incluyen las manifiestas variaciones de la morfología y de la velocidad a la que progresan las lesiones cariosas y la distribución de las mismas, así como la inaccesibilidad de las caras dentales interproximales (las caras dentales que están mutuamente en contacto) y la complicada anatomía de los sitios en los que se localizan las fosas y fisuras en las caras oclusales (masticatorias).

Un problema adicional que se tiene con las técnicas convencionales es el de que el deterioro de la cara interproximal del diente que se produce como resultado de la placa bacteriana en los espacios interdentarios puede no ser detectado a base de simplemente picar el diente, puesto que puede ser que no se llegue con la sonda a las caras interproximales. Están perfectamente reconocidas las limitaciones de la diagnosis visual, táctil y radiográfica convencional. El deterioro puede progresar hasta alcanzar una fase avanzada en sitios tanto oclusales como interproximales sin ser detectado hasta que ha tenido lugar una considerable destrucción del diente.

En respuesta a estos métodos de diagnosis en general insatisfactorios y poco fiables, se han hecho intentos de desarrollar medios eléctricos/electrónicos para la diagnosis de las caries.

Los Detectores de Caries Electrónicos (ECD's) comprenden en general una sonda que tiene un primer electrodo sonda que es puesto en contacto con el diente a examinar, y un segundo contraelectrodo que está previsto aparte de la sonda y es puesto en contacto con otra parte del cuerpo del paciente a fin de completar un circuito eléctrico que conecta los dos electrodos. El segundo electrodo puede ser sostenido por el paciente, o bien puede ser puesto en contacto contra la gingiva (encía) o la mucosa oral (carrillo interior). Es pasada a través del diente una corriente eléctrica alterna de frecuencia fija, y es medida la resistencia que es opuesta a la misma. Se ha comprobado que esta resistencia eléctrica está en correlación aproximadamente inversa con el grado de caries que existe en el diente. La técnica puede suponer una medición en un solo punto de la superficie del diente, o bien el uso de una pasta electroconductiva que permite efectuar una medición de la superficie en su conjunto.

La configuración y los diseños convencionales de las sondas de los Detectores de Caries Electrónicos son tales que las mismas no pueden establecer contacto con las superficies dentales interproximales, y por consiguiente no pueden detectar una caries interproximal que no se prolonga hasta la cara oclusal o hasta las caras lisas al descubierto del diente. No son actualmente conocidos medios satisfactorios para detectar tal caries interproximal, a pesar de que el problema de la caries interproximal ha venido imperando durante muchos años. Hasta la fecha, el método más preciso para diagnosticar las caries interproximales ha sido el consistente en la radiografía con aleta, pero este método tiene tan sólo una precisión de aproximadamente un 30% y requiere el uso de radiación ionizante.

Incluso cuando puede establecerse un buen contacto eléctrico entre el electrodo sonda y el sitio relevante, el aparato detector de caries electrónico convencional es de limitada utilidad en la detección de caries.

El documento US 4537573 describe un detector para la diagnosis de caries dentales que comprende una caja que puede ser cogida con una mano y aloja en su interior un circuito de ajuste del voltaje de referencia, un circuito oscilador de baja frecuencia, un circuito amplificador y un circuito comparador de voltaje, estando un electrodo dental unido a la caja, y un interruptor de alimentación y una pluralidad de lámparas indicadoras previstos en la caja, a fin de mejorar el funcionamiento de tales detectores y de permitir una diagnosis de mayor precisión.

Entre los objetos de los distintos aspectos de la presente invención están incluidos los de aportar un aparato mejorado para la diagnosis eléctrica/electrónica de caries dentales de todos los tipos, sondas eléctricas/electrónicas para la detección de caries interproximales, y sondas eléctricas/electrónicas mejoradas para la valoración de la cara oclusal y de las caras lisas al descubierto del diente.

La presente invención aporta un aparato que está destinado a ser usado en la detección de caries dentales, comprendiendo dicho aparato al menos un electrodo sonda (10) que está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con una cara interproximal de un diente de un paciente, un segundo electrodo (12) que está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con otra parte del cuerpo del paciente, una fuente de corriente alterna (14) que está adaptada para pasar una corriente eléctrica alterna entre dicho electrodo sonda y dicho segundo electrodo, y medios (16) de medición de la impedancia para medir la impedancia eléctrica que es opuesta entre los electrodos a dicha corriente eléctrica; siendo dicha fuente de corriente alterna (14) una fuente de corriente alterna de frecuencia variable, con lo cual la frecuencia de la corriente alterna que es aplicada al diente puede ser variada dentro de una gama de frecuencias predeterminada, y estando los medios de medición de la impedancia adaptados para medir las impedancias correspondientes a los de una pluralidad de valores de frecuencia dentro de dicha gama de frecuencias, y comprendiendo el electrodo sonda (110), que es al menos uno, un sustrato de material electroaislante (120), comprendiendo dicho sustrato (120) un material hidrofóbico flexible y en general planar y al menos un electrodo de material electroconductivo (122) dispuesto sobre al menos una cara de dicho sustrato.

En la realización preferida de la invención, la medición de la impedancia y las correspondientes frecuencias son analizadas por medio de una técnica de espectroscopia de impedancia de corriente alterna (ACIST), y la diagnosis del diente está basada en la forma del espectro de impedancia que se obtiene con ello. Las frecuencias de medición están preferiblemente situadas dentro de la gama de frecuencias que va hasta los 500 kHz. Con la máxima preferencia, las frecuencias inferior y superior de la gama de frecuencias y el número de frecuencias a las cuales son efectuadas las mediciones de la impedancia son seleccionados sobre la base del tipo, del tamaño y de la configuración del (de los) electrodo(s) sonda, de la específica cara del diente y/o del (de los) sitio(s) con la cual o con el cual o con los cuales se establece contacto, y de si el diente ha sido previamente restaurado (empastado) o no lo ha sido.

El electrodo sonda puede comprender una agrupación de electrodos miniatura que permiten que sean efectuadas mediciones de impedancia simultáneas o secuenciales en múltiples sitios en una o varias caras del diente.

Son como se define a continuación en relación con adicionales aspectos de la invención y como se describe más ampliamente en la siguiente descripción de realizaciones de los varios aspectos de la invención formas preferidas de aparatos destinados a ser usados en la detección de caries dentales, incluyendo tipos preferidos de electrodos sonda para las caras interproximales y otras caras del diente.

Preferiblemente, dicho sustrato es de PTFE (PTFE = politetrafluoroetileno), y con la máxima preferencia, de Goretex. Cuando el dispositivo está destinado al examen de las caras dentales interproximales, dicho sustrato es lo suficientemente delgado como para encajar entre las caras adyacentes de los dientes contiguos.

En determinadas realizaciones del tercer aspecto de la invención, dicho electrodo que es al menos uno comprende una capa de material electroconductivo aplicado a dicho sustrato, siendo dicho material electroconductivo preferiblemente PTFE impregnado con carbón, y con la máxima preferencia Goretex impregnado con carbón. En otras realizaciones, los electrodos comprenden metal resistente a la corrosión u otro material conductor, tal como carbón. El sustrato puede incluir adicionalmente una tira de material absorbente o hidrofóbico que se extiende a lo largo de al menos un borde del mismo.

En determinadas realizaciones preferidas, el dispositivo de sondeo incluye una pluralidad de electrodos situados sobre dicho sustrato. Los de dicha pluralidad de electrodos están preferiblemente embebidos en dicho sustrato y sobresalen del mismo. Los electrodos pueden adoptar la forma de bandas o discos, y están adaptados para su conexión al circuito de medición de un sistema de detección de caries ya sea individualmente, o bien colectivamente o en grupos predeterminados. El sustrato está preferiblemente unido a unos medios portadores y de contacto que están adaptados para establecer la conexión eléctrica entre dichos electrodos y un circuito de medición. En una realización, el sustrato presenta una sección transversal que es progresivamente decreciente e incluye una parte de material compresible que constituye un alma de sección progresivamente decreciente, estando previstos electrodos sobre ambas caras opuestas de dicho sustrato.

Preferiblemente, los de dicha pluralidad de electrodos están dispuestos en una agrupación sobre dicho sustrato. Con la máxima preferencia, la anchura o el diámetro de dichos electrodos y el distanciamiento entre electrodos adyacentes es del orden de 0,5 \mum a 200 \mum.

Se exponen en la siguiente descripción de ejemplos de la invención otros aspectos y características preferidas de la invención.

Se describen a continuación realizaciones de la invención tan sólo a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Fig. 1 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un sistema de detección de caries que incorpora la invención;

La Fig. 2 es un gráfico que ilustra curvas de valores de impedancia a distintas frecuencias para tres dientes de muestra que presentan distintos grados de deterioro;

la Fig. 3 es una vista en planta de una cara de un electrodo sonda interproximal que está destinado a ser usado en un sistema de detección de caries tal como el de la Fig. 1 e incorpora un aspecto adicional de la invención;

la Fig. 4 es una vista del extremo del electrodo de la Fig. 3;

las Figs. 5(a) y 5(b) son respectivamente una vista del extremo y una vista de frente de una primera realización de una agrupación de microsondas que incorpora un aspecto adicional de la invención;

las Figs. 6(a) y 6(b) son respectivamente una vista del extremo y una vista de frente de una segunda realización de una agrupación de microsondas que incorpora dicho aspecto adicional de la
invención;

la Fig. 7 es una vista de frente de una tercera realización de una agrupación de microsondas que incorpora dicho aspecto adicional de la invención;

las Figs. 8(a) y 8(b) son respectivamente una vista del extremo y una vista de frente de una séptima realización de una agrupación de microsondas que incorpora dicho aspecto adicional de la invención y está configurada para ser usada sobre las caras oclusales de los dientes;

la Fig. 9 es una vista de frente de una octava realización de una agrupación de microsondas que incorpora dicho aspecto adicional de la invención y está configurada para ser usada en las caras oclusales de los dientes;

la Fig. 10 es una vista de frente de una novena realización de una agrupación de microsondas que incorpora dicho aspecto adicional de la invención y está configurada para ser usada en las caras oclusales de los dientes;

la Fig. 11 es una vista isométrica esquemática que ilustra una primera unidad portadora y de contacto que está destinada a ser usada con las agrupaciones de microsondas de las Figs. 5 a 12; y

la Fig. 12 es una vista isométrica esquemática que ilustra una segunda unidad portadora y de contacto que está destinada a ser usada con las agrupaciones de microsondas de las Figs. 5 a 12.

Haciendo ahora referencia a los dibujos, un sistema básico de detección de caries según la invención comprende un primer electrodo "sonda" (o una primera agrupación de electrodos, como se expondrá más adelante) 10, un segundo "contraelectrodo" 12, una fuente 14 de corriente alterna (c.a.) de frecuencia variable y medios 16 de medición de impedancia que como está ilustrado están conectados en serie con un circuito abierto establecido entre el electrodo sonda y el contraelectrodo, y medios 18 de control y proceso de datos que están conectados para recibir datos procedentes de los medios 16 de medición de impedancia y para controlar el funcionamiento de la fuente de c.a. 14.

El electrodo sonda 10 está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con la cara del diente que debe ser examinada, y el contraelectrodo 12 está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con otra parte del cuerpo del paciente, como se ha expuesto anteriormente, completando así el circuito para que los medios 16 de medición de la impedancia midan la impedancia entre los dos electrodos.

En condiciones de uso del aparato, la fuente de c.a. 14 aplica un voltaje predeterminado entre los electrodos 10, 12, con lo cual la corriente que circula en el circuito varía con la impedancia entre los electrodos. Esta impedancia es medida por los medios 16 de medición de la impedancia. Durante el examen de un diente, la frecuencia de la fuente de c.a. 14 es variada dentro de una gama de frecuencias predeterminada, y son registradas las mediciones de la impedancia para las de una serie de frecuencias dentro de la gama de frecuencias.

Las mediciones de impedancia son analizadas por los medios de proceso de datos. Según la realización preferida de la invención, el análisis comprende una técnica de espectroscopia de impedancia de c.a. (ACIST). Convenientemente, las frecuencias de medición están situadas dentro de la gama de frecuencias que va hasta los 500 kHz. Las frecuencias inferior y superior dentro de la gama de frecuencias y el número de frecuencias a las cuales son efectuadas las mediciones de la impedancia pueden ser seleccionados sobre la base del tipo, del tamaño y de la configuración del (de los) electrodo(s) sonda, de la (las) cara(s) dental(es) específica(s) y/o del (de los) sitio(s) específico(s) con la cual o con las cuales o con el cual o con los cuales se establezca contacto, y de si el diente ha sido previamente restaurado o no lo ha sido.

El uso de la técnica ACIST en la detección del deterioro dental fue sometido a ensayo usando una muestra de dientes que constaba de 26 dientes premolares extraídos no restaurados que presentaban distintos grados de lesiones cariosas en sus caras interproximales. Las caras interproximales individuales fueron asignadas a uno de tres grupos sobre la base de su aspecto visual directo, siendo los criterios de clasificación de cada uno de dichos grupos los siguientes: sano (S) si no era manifiesto signo visible alguno de caries; con lesión (L) cuando eran manifiestas lesiones en forma de manchas blancas o marrones (indicativas de desmineralización debida a la caries) sin pérdida detectable de esmalte superficial; y con cavitación (C) si había una lesión cariosa con una zona en la que había una obvia pérdida de esmalte superficial. Para cada grupo se midieron diez caras dentales. A continuación de la medición, los dientes fueron hemiseccionados y seccionados serialmente para validar la categorización visual de los dientes y para determinar el verdadero grado de toda caries en el esmalte o en la dentina.

A estos efectos experimentales, las mediciones de la impedancia de c.a. fueron efectuadas con los dientes puestos en una cámara de perspex hecha a medida. Cada diente fue posicionado de forma tal que una de sus caras interproximales estaba encarada a una abertura practicada en la cámara, pudiendo ser introducido a través de dicha abertura para tocar la superficie del diente el electrodo sonda, que constaba de una varilla de acero inoxidable con un adecuado material electroconductivo (que se expone más adelante) en la punta. Fue usado un contraelectrodo de platino, completándose el circuito a base de usar el gel lubricante K-Y (de Johnson & Johnson) como gel conductor entre el contraelectrodo y la raíz del diente. Cada diente sometido a ensayo estaba sostenido en cera en la base de la cámara.

Las mediciones fueron efectuadas usando un Analizador de Respuesta de Frecuencia (FRA) Solartron 1255 controlado por ordenador y conectado a la pila eléctrica a través de un Potenciostato Solartron 1286 o de un amplificador EG&G 181. Esta última configuración fue usada para mediciones de alta impedancia (> 1 M\Omega). Las mediciones de impedancia fueron efectuadas dentro de una amplia gama de frecuencias que iba típicamente desde 300 kHz hasta 1 Hz. Fueron efectuadas al menos seis mediciones en cada uno de los dientes para establecer la reproducibilidad de los resultados.

Los resultados de las mediciones de un diente representativo de cada una de las tres categorías S, L y C están ilustrados en el gráfico de la Fig. 2, donde están registradas gráficamente en el plano complejo las impedancias medidas a cada frecuencia para cada una de las tres muestras de diente representativas. Los valores de la impedancia imaginaria Z'' están registrados gráficamente referidos a la impedancia real Z'. Fueron así obtenidos tres "espectros" de impedancia para los tres dientes de muestra, que están identificados con las letras S, L y C en el gráfico. En aras de la claridad, está ampliada en la ampliación insertada en la esquina la curva correspondiente al diente del grupo C. La distancia de cada punto al origen de coordenadas del gráfico representa la magnitud de la impedancia, y el ángulo formado con el eje x representa el ángulo de fase \theta.

La respuesta eléctrica de todo material puede ser representada mediante un circuito eléctrico equivalente que consta tan sólo de resistores y condensadores. En este caso particular, el circuito equivalente consta de cuatro componentes, que son dos resistores y dos condensadores. El componente que representa la mayor parte de la resistencia está conectado en paralelo con el condensador que representa la mayor parte de la capacidad. La segunda resistencia está conectada en paralelo con un elemento de fase constante cuya impedancia viene dada por A\omega^{-n}-jB\omega^{-n}, donde A, B y n son constantes y \omega = 2\pif, donde f es la frecuencia del voltaje que varía sinusoidalmente.

Los datos de impedancia compleja fueron analizados usando el programa de ordenador llamado "Z Plot" (de Solartron Instruments). Fueron llevados a cabo los de una serie de experimentos iniciales para establecer la contribución de los electrodos, del gel, de los contactos y de los conductores. Se comprobó que dichas contribuciones eran despreciables en comparación con la impedancia de los dientes.

El circuito equivalente deducido para ser usado en los experimentos fue ajustado a los datos de medición usando un procedimiento no lineal de los mínimos cuadrados. En la Fig. 2, las líneas continuas representan el mejor ajuste obtenido, y los puntos representan los datos. Queda claramente de manifiesto la escala de las diferencias en las respuestas eléctricas de los dientes en cada una de las tres categorías histológicas S, L y C.

Los valores medios (con las desviaciones estándar) para las resistencias totales en M\Omega (la suma de las dos resistencias en el circuito equivalente) para cada uno de los tres grupos fueron los siguientes:

Sano, S -	53,47 (+/- 11,2)
Con lesión, L -	3,73 (+/- 2,58)
Con cavitación, C -	0,31 (+/- 0,18).

Los valores de impedancia para cada uno de los tres grupos difieren en un orden de magnitud de los de los otros dos grupos. El grupo S tenía valores situados dentro de la gama de valores de 37-77 M\Omega, en comparación con los valores del grupo L, que estaban situados dentro de la gama de valores de 0,9-10 M\Omega, y con los valores del grupo C, que estaban situados dentro de la gama de valores de 76-559 k\Omega.

A continuación de las mediciones efectuadas mediante la técnica ACIST, los aspectos interproximales de los dientes que habían sido medidos fueron fotografiados antes de la hemisección de los dientes en el plano mesiodistal. Las hemisecciones fueron examinadas con 2,5 y 10 aumentos en un estereomicroscopio, usando luz reflejada, para valorar el grado de caries. Fueron tomadas fotografías de cada hemisección, y los dientes fueron a continuación seccionados serialmente para producir secciones de 120 \mum de espesor que fueron entonces observadas microscópicamente y puntuadas con respecto a la caries, y fueron asignadas a uno de los grupos S, L y C para establecer la pertinente comparación con los resultados del análisis efectuado mediante la técnica
ACIST.

Puede verse por la Fig. 2 que las mediciones de impedancia para cada una de las tres clases de dientes, S, L y C, quedan dentro de tres grupos totalmente distintos que se correspondían exactamente con los resultados del subsiguiente examen microscópico de los dientes. Era excelente la reproducibilidad de estos resultados.

Este estudio demuestra que la resistencia "total" de los dientes obtenida de las mediciones espectroscópicas de la impedancia de c.a. guarda una alta correlación con la presencia y el grado de deterioro en los dientes, como queda validado mediante el examen histológico.

Los resultados demuestran que tanto con respecto a la sensibilidad como con respecto a la especificidad la precisión de la técnica de espectroscopia de impedancia de c.a. era efectivamente de un 100% en este estudio.

La técnica experimental que fue usada en este estudio "in vitro" puede ser trasladada con una modificación mínima al uso "in vivo", proporcionando con ello la base para un sistema para uso clínico que tiene una precisión considerablemente mayor que la de los actuales métodos de diagnosis de caries.

La fuente de c.a., los medios de medición de la impedancia y los medios de control y proceso de datos que son necesarios pueden ser integrados y/o montados formando un conjunto de cualquiera de las de una serie de maneras para el uso clínico. Se entenderá que el diagrama de bloques de la Fig. 1 tiene primariamente finalidades ilustrativas y no refleja necesariamente la disposición física de los componentes de un sistema clínico práctico.

Además de la metodología básica, del soporte físico y del soporte lógico informático que son necesarios para aplicar el enfoque de la técnica ACIST a la detección de caries, el otro requisito principal que debe satisfacer un sistema clínico es el relativo a la cuestión de que sean previstos electrodos sonda que estén convenientemente configurados y optimizados para el uso "in vivo" a fin de permitir el examen de todas las relevantes caras interproximales, oclusales y lisas al descubierto de los dientes.

Se describe a continuación una realización preferida de un electrodo sonda interproximal según un aspecto adicional de la invención.

Haciendo ahora referencia a las Figs. 3 y 4, un electrodo sonda 110 destinado a ser usado para examinar las caras interproximales de los dientes en un sistema eléctrico/electrónico de detección de caries comprende un sustrato electroaislante 120 que tiene una parte electroconductiva superpuesta sobre al menos una parte del mismo y está adaptado para establecer el contacto con la cara interproximal de un diente cuando el sustrato 120 es introducido entre dientes adyacentes.

En este ejemplo, el sustrato 120 tiene partes conductivas 122 sobre ambas caras del mismo, lo cual permite que las caras interproximales de dos dientes adyacentes sean examinadas sin necesidad de retirar y reorientar el sustrato. También en este ejemplo, el sustrato 120 es un rectángulo en general alargado, y las partes conductivas 122 comprenden tiras de material conductor que se extienden a todo lo largo del sustrato 120 siendo más cercanas a un borde lateral del mismo que al otro pero estando distanciadas de ambos bordes laterales. Las partes conductivas 122 que están previstas sobre cada cara del sustrato 120 están aisladas eléctricamente una de otra.

A fin de ser adecuado para el uso clínico, el electrodo debe ser lo suficientemente delgado, resistente y flexible como para ser apto para ser pasado por entre las caras interproximales de dientes adyacentes que están estrechamente en contacto entre sí, y debe ser hidrofóbico y susceptible de ser convertido en electroconductivo en sitios específicos seleccionados.

Un material particularmente preferido que satisface estos criterios es el politetrafluoroetileno (PTFE), que es electroaislante pero es susceptible de ser impregnado selectivamente con material conductor. Con la máxima preferencia, el PTFE comprende un material tal como el que es fabricado y vendido con la Marca de Fábrica "Goretex".

En el ejemplo ilustrado, el sustrato 120 está hecho de material de PTFE electroaislante, mientras que las tiras conductoras 122 comprenden capas de PTFE impregnado con carbón fijadas al sustrato 120. El electrodo es no conductor en la zona que establecerá contacto con la gingiva, en uso (es decir, en el borde lateral interior). Las propiedades hidrofóbicas del PTFE ayudan a aislar eléctricamente de los fluidos orales la zona conductora del electrodo.

El electrodo sonda 110 según este aspecto de la invención proporciona por consiguiente unos medios para establecer un contacto eléctrico aislado con la cara interproximal de un diente individual, proporcionando al mismo tiempo aislamiento eléctrico entre el electrodo y la encía adyacente al diente que se examina. El electrodo sonda 110 puede estar conectado a un adecuado conductor con propiedades electroconductivas que forme parte del circuito de la Fig. 1, o bien un electrodo que forme parte de dicho circuito puede ser puesto temporalmente en contacto con aquella parte de la correspondiente parte conductora 122 del electrodo sonda 110 que sobresale de entre los dientes cuando deben ser tomadas las mediciones, siendo el contraelectrodo sostenido por el paciente, o bien siendo dicho contraelectrodo puesto en contacto con otra parte del cuerpo del paciente distante del diente.

La configuración del electrodo sonda 110 es tal que se impide que la corriente eléctrica pase a través de los dientes adyacentes o a través de la encía, puesto que el material conductor 122 del electrodo 110 está limitado a zonas discretas del sustrato 120 y queda aislado de la encía por la parte inferior 124 del sustrato no conductor.

Fue usado PTFE impregnado con carbón, unido al extremo de una varilla de acero inoxidable, para establecer contacto eléctrico con las caras de los dientes en los ensayos experimentales que han sido descritos anteriormente en relación con las Figs. 1 y 2. Los iniciales estudios "in vivo" que fueron efectuados usando un electrodo según la Fig. 3 produjeron resultados que son coherentes con los del estudio "in vitro", lo cual indica que en una situación "in vivo" se logra el requerido aislamiento eléctrico entre las partes conductoras del electrodo sonda y los fluidos y las superficies que no sean la superficie que está siendo sometida a ensayo.

Variantes de la realización que está ilustrada en las Figs. 3 y 4 podrían incluir partes conductoras 122 que estuviesen limitadas a zonas específicas, tales como zonas elípticas, sobre el sustrato, con prolongaciones del material conductor que condujesen al borde lateral superior del sustrato 120 para permitir la conexión al circuito del aparato de detección. Asimismo, podría estar incorporado un material absorbedor de fluidos a lo largo del borde lateral inferior del sustrato 120 para absorber los fluidos orales y ayudar al aislamiento eléctrico de las partes conductoras 122.

Se describen a continuación realizaciones de un adicional sistema de sondeo según otro aspecto adicional de la invención.

Este aspecto adicional de la invención se refiere al uso de un dispositivo de sondeo que tiene una serie de pequeños electrodos sonda ("microelectrodos" o "microsondas") dispuestos en una agrupación. Las microsondas pueden estar hechas de varios posibles materiales conductores tales como metales que sean resistentes a la corrosión en el ambiente oral (como p. ej. platino u oro) o carbón. Las microsondas pueden adoptar la forma de hilos, tiras (bandas) o discos empotrados o embebidos en un material electroaislante de soporte. Los microelectrodos pueden tener un diámetro situado dentro de la gama de diámetros que va desde 1 \mum hasta 100 \mum. El material de soporte puede ser rígido (como p. ej. vidrio), o bien puede ser un material delgado y flexible que pueda ser puesto en íntimo contacto con la superficie de los dientes. Como alternativa, las microsondas pueden tener dimensiones submicrométricas (con aproximadamente 10^{6} electrodos activos por centímetro
cuadrado).

Agrupaciones de microsondas de este tipo pueden ser usadas en calidad de sonda de un sistema eléctrico/electrónico de detección de caries tal como el de la Fig. 1. El sistema puede incluir soporte lógico informático de ordenador que transforme los resultados de las mediciones de impedancia de c.a. de los dientes en información relativa a su estado de salud y estructura interna.

El uso de tales agrupaciones facilita el análisis del estado de salud y de la estructura de los dientes con gran precisión (a escala micrométrica) tomando en consideración la profundidad y la superficie del diente que se estudia. Esto permite obtener un perfil tridimensional (en profundidad y en superficie) del diente, proporcionando con ello un mapa de la caries dental en el interior del diente y facilitando el estableciendo de un diagnóstico muy preciso acerca del estado de salud del diente de manera indolora, segura y rápida (en unos pocos minutos por paciente).

Las agrupaciones pueden incluir números variables de electrodos y pueden estar convenientemente configuradas para ser aplicadas a las caras oclusales, a las caras interproximales y a las caras lisas al descubierto de las coronas de los dientes, así como a las superficies radiculares de dientes tanto restaurados como no restaurados. El contraelectrodo puede ser colocado sobre el diente no restaurado o restaurado y/o sobre una parte restaurada de un diente restaurado que esté siendo objeto de medición, o bien sobre los tejidos blandos orales, o bien puede ser sostenido en la mano del paciente.

Se describen a continuación realizaciones de tales dispositivos haciendo referencia a las Figs. 5 - 12. Se entenderá que estos dibujos tienen tan sólo finalidades ilustrativas, y que el tamaño, los números y los distanciamientos de las microsondas pueden variar considerablemente con respecto a las ilustraciones. En particular, las microsondas pueden ser de tamaño considerablemente menor, pueden estar previstas en mayor número, y pueden ser más cercanas. Típicamente, el diámetro o anchura de las microsondas y de los espacios existentes entre las microsondas adyacentes puede estar situado(a) dentro de la gama de dimensiones de 0,5 - 200 \mum.

El diseño de la agrupación variará según el sitio con el que deba establecerse contacto y según el material que se use para los microelectrodos.

La Fig. 5 muestra un ejemplo de una agrupación 210 de microsondas que está configurada en particular para ser usada sobre las caras interproximales de los dientes. En este ejemplo, los microelectrodos 212 comprenden bandas estrechas embebidas en un cuerpo de soporte 214 de material no conductor, tal como resina. Las microsondas 212 sobresalen típicamente 1 - 100 \mum de la cara "anterior" (la cara que está destinada a establecer contacto con el diente) del soporte 214, y se extienden hasta su borde superior para establecer la conexión con el circuito del aparato de detección.

El soporte 214 es de forma en general planar y rectangular, teniendo típicamente una anchura de 10 mm y un espesor situado dentro de la gama de espesores de 75-120 \mum. La longitud del soporte 214 es la suficiente para que la necesaria agrupación de microsondas pueda ser acomodada dejando espacios en cada extremo para facilitar la manipulación. La agrupación de microsondas 212 puede extenderse típicamente a lo largo de una longitud de 5 - 10 mm de la parte central del soporte 214. Una tira de material absorbente o hidrofóbico 216 se extiende a lo largo del borde inferior del soporte 214 para ayudar a aislar la agrupación de microsondas de la encía y de los fluidos orales y también para actuar como un compresor físico. Preferiblemente, ésta es una tira de PTFE (Goretex) que puede tener un espesor de hasta 50 \mum y una anchura de 1 - 2 mm.

Las Figs. 6 y 7 muestran realizaciones alternativas en las cuales las microsondas comprenden discos 218, 220 respectivamente. En la Fig. 6, cada microsonda 218 tiene un conductor individual 222 que la conecta al borde superior del soporte 214. En la Fig. 7, las microsondas 220 están conectadas al borde superior del soporte 214 en grupos por los conductores 224.

Las agrupaciones de microsondas destinadas a ser usadas sobre las caras lisas al descubierto de los dientes pueden ser en general similares a los dispositivos interproximales que están ilustrados en las Figs. 5 a 6, siendo las dimensiones totales del soporte y de la propia agrupación variada para adecuarse a las superficies en cuestión.

Las Figs. 8 a 10 ilustran realizaciones de agrupaciones de microsondas que están configuradas para ser usadas sobre las caras oclusales de los dientes.

En el ejemplo de la Fig. 8, el dispositivo 310 comprende un soporte no conductor 314 que lleva una agrupación de microelectrodos 312 tipo banda sobresalientes que son similares a los de la Fig. 5. El soporte 314 tiene típicamente un espesor de unas 40 \mum y está unido a lo largo de su borde superior a una unidad portadora y examinadora de contacto 316 (que se describe más adelante). Un soporte 318 que es de sección progresivamente decreciente y está hecho de material compresible (preferiblemente PTFE/Goretex) está fijado al soporte 314 en la cara del mismo que es opuesta a la de las microsondas 312.

Las Figs. 9 y 10 muestran variantes de dispositivos oclusales que son similares a las variantes de las Figs. 6 y 7. En la Fig. 9, los electrodos 320 realizados en forma de discos están conectados individualmente a conductores 322. En la Fig. 10, grupos de electrodos 324 realizados en forma de discos están conectados en grupos por conductores 326.

Las unidades portadoras y de contacto de las Figs. 8 a 10 sirven para facilitar la manipulación de los dispositivos y proporcionan asimismo unos medios para conectar los distintos microelectrodos/conductores al circuito de medición del sistema de detección. Los dispositivos pueden ser configurados de forma tal que todos los microelectrodos de la agrupación queden conectados individualmente, o bien en grupos, o todos en común. Cuando dichos microelectrodos estén conectados individualmente en grupos, la unidad portadora y examinadora y/o el circuito de medición puede(n) incluir medios para conectar por turnos cada electrodo o grupo con el circuito para tomar mediciones de impedancia (es decir, para "ir pasando por los distintos electrodos" en la medición). La Fig. 11 ilustra una unidad portadora y de contacto 516 en la cual está dispuesta una "barra colectora" común 520 para establecer el contacto con todos los conductores/microsondas de la agrupación. La Fig. 12 ilustra una unidad portadora y de contacto 616 en la cual están previstos conductores individuales 620 para establecer la conexión con los conductores/microelectrodos individuales o con los grupos de conductores/microelectrodos de la agrupación. La elección de una conexión individual, por grupos o común de la agrupación puede hacerse en dependencia del tipo de información que se requiera del examen.

Para los dispositivos oclusales, los electrodos con forma de bandas o de discos pueden ser dispuestos en varias configuraciones para facilitar el contacto eléctrico con el esmalte de la agrupación de fosas y fisuras de las caras oclusales (que varía entre los distintos dientes individuales). El tamaño de estas agrupaciones oclusales pueden variar en anchura, en profundidad y en espesor.

El soporte lógico informático de ordenador que procesa los datos de medición que proceden de las agrupaciones de microsondas puede transformar las mediciones de impedancia en información que presente el análisis de la capacidad y resistencia eléctrica de la estructura dental medida. Por medio de un circuito equivalente logrado experimentalmente, esto es a su vez transformado en información relativa al grado de mineralización y a la integridad superficial de la estructura dental, como se ha descrito anteriormente. Los circuitos equivalentes que de hecho se logren dependerán del tamaño y de la configuración de las agrupaciones de microsondas que se usen. Mediante el uso de los resultados obtenidos experimentalmente para las propiedades eléctricas del tejido dental sano y enfermo a nivel submicrométrico, puede usarse un programa informático basado en un modelo tridimensional desarrollado del tejido dental en varios sitios específicos para transformar los datos de impedancia de c.a. obtenidos durante un examen en un perfil tridimensional (en profundidad y en superficie) de la superficie dental que se mide. Esto puede proporcionar un mapa de la caries dental dentro del diente, facilitando el establecimiento de un diagnóstico muy preciso sobre el estado de salud del diente.

El sistema de la Fig. 1 es ventajosamente usado con uno o varios de los tipos de dispositivo de examen con electrodo sonda que han sido descritos haciendo referencia a las Figs. 3 a 12, proporcionando un sistema de detección de caries que puede permitir efectuar un examen fiable, repetible y preciso de todas las caras oclusales, las caras interproximales y las caras lisas al descubierto de los dientes "in vivo".

Podrán introducirse mejoramientos y modificaciones sin salir fuera del alcance de la invención.

Claims (20)

1. Aparato que está destinado a ser usado en la detección de caries dentales, comprendiendo dicho aparato al menos un electrodo sonda (10) que está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con una cara interproximal de un diente de un paciente, un segundo electrodo (12) que está adaptado para ser puesto en contacto eléctrico con otra parte del cuerpo del paciente, una fuente de corriente alterna (14) que está adaptada para pasar una corriente eléctrica alterna entre dicho electrodo sonda y dicho segundo electrodo, y medios (16) de medición de la impedancia para medir la impedancia eléctrica que es opuesta entre los electrodos a dicha corriente eléctrica; siendo dicha fuente de corriente alterna (14) una fuente de corriente alterna de frecuencia variable, con lo cual la frecuencia de la corriente alterna que es aplicada al diente puede ser variada dentro de una gama de frecuencias predeterminada, y estando los medios de medición de la impedancia adaptados para medir las impedancias correspondientes a los de una pluralidad de valores de frecuencia dentro de dicha gama de frecuencias, y comprendiendo el electrodo sonda (110), que es al menos uno, un sustrato de material electroaislante (120), comprendiendo dicho sustrato (120) un material hidrofóbico flexible y en general planar y al menos un electrodo de material electroconductivo (122) dispuesto sobre al menos una cara de dicho sustrato.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho material hidrofóbico es PTFE.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que dicho material hidrofóbico es Goretex.

4. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que dicho sustrato es lo suficientemente delgado como para encajar entre las superficies interproximales de dientes contiguos.

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicho electrodo sonda (110) que es al menos 1 comprende 1 capa de material electroconductor (122) aplicado a dicho sustrato.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el que dicho material electroconductivo (122) comprende PTFE impregnado con carbón.

7. Aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que dicho material electroconducitvo (122) comprende Goretex impregnado con carbón.

8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que los electrodos comprenden metal resistente a la corrosión u otro material conductor, tal como carbón.

9. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que dicho sustrato (120) incluye además una tira de material absorbente o hidrofóbico que se extiende a lo largo de al menos un borde del mismo.

10. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que el dispositivo de sondeo incluye una pluralidad de electrodos (212) situados sobre dicho sustrato (214).

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que los de dicha pluralidad de electrodos (212) están embebidos en dicho sustrato (214) y sobresalen del mismo.

12. Aparato según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que dichos electrodos (212) adoptan la forma de bandas o discos y están adaptados para ser conectados a la fuente de corriente alterna ya sea individualmente o bien colectivamente o en grupos predeterminados.

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que los de dicha pluralidad de electrodos (212) están dispuestos en una agrupación sobre dicho sustrato (214).

14. Aparato según la reivindicación 13, en el que la anchura o el diámetro de dichos electrodos (212) y el distanciamiento entre electrodos adyacentes están situados dentro de la gama de dimensiones que va desde 0,5 \mum hasta 200 \mum.

15. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que dicho sustrato (314) está unido a unos medios portadores y de contacto (316) que están adaptados para establecer la conexión eléctrica entre dichos electrodos (312) y la fuente de corriente alterna (14).

16. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que dicho sustrato (314) tiene una sección transversal progresivamente decreciente e incluye una parte (318) que constituye un soporte de sección progresivamente decreciente y está hecha de material compresible, estando previstos electrodos (312) sobre ambas caras opuestas de dicho sustrato.

17. Aparato según cualquier reivindicación precedente, que incluye además medios (18) de proceso de datos que están adaptados para analizar las mediciones de impedancia y las correspondientes frecuencias por medio de una técnica de espectroscopia de impedancia de corriente alterna (ACIST) a fin de generar un espectro de impedancia.

18. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que las frecuencias de medición están situadas dentro de la gama de frecuencias que va hasta los 500 kHz.

19. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que el aparato está adaptado para permitir la selección de las frecuencias superior e inferior de la gama de frecuencias y del número de frecuencias a las cuales se efectúan las mediciones de impedancia sobre la base del tipo, del tamaño y de la configuración del (de los) electrodo(s) sonda, de la(s) cara(s) específica(s) del diente y/o del (de los) sitio(s) específico(s) del diente con la cual o con las cuales y/o con el cual o con los cuales se establece contacto, y de si el diente ha sido previamente restaurado (empastado) o no lo ha sido.

20. Aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que el electrodo sonda (10) comprende una agrupación de electrodos miniatura (312) que permiten efectuar mediciones de impedancia simultáneas o secuenciales en múltiples sitios en una o varias caras del diente.