RU214859U1

RU214859U1 - DEVICE FOR MEASURING ELECTROCHEMICAL POTENTIALS IN THE ORAL CAVITY

Info

Publication number: RU214859U1
Application number: RU2022118996U
Authority: RU
Inventors: Ирина Михайловна Макеева; Александр Григорьевич Волков; Наталья Жоржевна Дикопова; Алина Владимировна Арзуканян; Татьяна Васильевна Будина; Владимир Евгеньевич Талалаев; Николай Александрович Волков; Георгий Евстафьевич Аманатиди; Юрий Олегович Парамонов; Ирина Андреевна Парамонова
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2022-11-17

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использована для измерения электрохимических потенциалов (ЭХП) различных металлических конструкций и включений в полости рта, а также измерения электрохимических потенциалов в различных участках слизистой оболочки рта с целью оптимизации диагностики гальванического синдрома. Устройство для измерения электрохимических потенциалов в полости рта, включающее корпус с расположенной внутри него платой управления, дисплей для отображения информации, расположенный с внешней стороны корпуса, ручку выбора точки на дисплее, соответствующей точке приложения активного индикаторного электрода в полости рта пациента, кнопку запуска процесса измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее, гнездо для подключения пассивного электрода сравнения, гнездо для подключения активного индикаторного электрода, выключатель сетевого питания, пассивный электрод сравнения, активный индикаторный электрод и элемент предварительной проверки, подключенный через высокоимпедансный усилитель к аналого-цифровому преобразователю, блоку управления, блоку питания, установленными на плате управления. Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств для измерения электрохимических потенциалов в полости рта. 3 фиг.

The utility model relates to medicine, namely to dentistry, and can be used to measure electrochemical potentials (ECP) of various metal structures and inclusions in the oral cavity, as well as to measure electrochemical potentials in various parts of the oral mucosa in order to optimize the diagnosis of galvanic syndrome. A device for measuring electrochemical potentials in the oral cavity, including a housing with a control board located inside it, a display for displaying information located on the outer side of the housing, a knob for selecting a point on the display corresponding to the point of application of the active indicator electrode in the patient's oral cavity, a button for starting the measurement process electrochemical potential at the point displayed on the display, a socket for connecting a passive reference electrode, a socket for connecting an active indicator electrode, a mains power switch, a passive reference electrode, an active indicator electrode and a preliminary check element connected through a high-impedance amplifier to an analog-to-digital converter, a block control, power supply installed on the control board. The technical result of the utility model is the expansion of the arsenal of technical means for measuring electrochemical potentials in the oral cavity. 3 fig.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использована для измерения электрохимических потенциалов (ЭХП) различных металлических конструкций и включений в полости рта, а также измерения электрохимических потенциалов в различных участках слизистой оболочки рта с целью оптимизации диагностики гальванического синдрома.The utility model relates to medicine, namely to dentistry, and can be used to measure electrochemical potentials (ECP) of various metal structures and inclusions in the oral cavity, as well as to measure electrochemical potentials in various parts of the oral mucosa in order to optimize the diagnosis of galvanic syndrome.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для измерения биопотенциалов в полости рта (патент РФ №173379), содержащее вольтметр, к измерительным выводам которого подключен кабель, разделенный на два провода, каждый из которых имеет разъемное соединение с соответствующим измерительным электродом, выполненным с возможностью размещения в полости рта пациента. Измерительные электроды выполнены с возможностью стерилизации, при этом один из измерительных электродов выполнен в виде щупа-зажима, предназначенного для осуществления контакта с металлическими включениями (коронкой или ортопедической конструкцией), а второй - в виде крючкообразного щупа, предназначенного для осуществления контакта со слизистой оболочкой или с другими металлическими включениями в полости рта.A device for measuring biopotentials in the oral cavity is known (RF patent No. 173379), containing a voltmeter, to the measuring leads of which a cable is connected, divided into two wires, each of which has a detachable connection with the corresponding measuring electrode, which can be placed in the patient's oral cavity. The measuring electrodes are made with the possibility of sterilization, while one of the measuring electrodes is made in the form of a probe-clamp designed to make contact with metal inclusions (a crown or an orthopedic structure), and the second is in the form of a hook-shaped probe designed to make contact with the mucous membrane or with other metallic inclusions in the oral cavity.

Однако в данном устройстве фактически отсутствует электрод сравнения (который не меняет свой электрохимический потенциал в процессе исследования), так как второй электрод, изготовленный из металла, предлагается располагать на слизистой оболочке рта, при этом будет меняться электрохимический потенциал при взаимодействии электрода со слизистой оболочкой.However, in this device, there is actually no reference electrode (which does not change its electrochemical potential during the study), since the second electrode, made of metal, is proposed to be placed on the oral mucosa, while the electrochemical potential will change when the electrode interacts with the mucous membrane.

Известно устройство для измерения электрохимических потенциалов (Патент РФ №2583938), состоящее из измерительного блока, заключенного в корпус, хлорсеребряного электрода сравнения и активного электрода, при этом хлорсеребряный электрод сравнения имеет на конце съемный стерильный электролитический ключ, представленный эндодонтической канюлей, заполненной физиологическим раствором, а конец активного электрода имеет круглую, плоскую форму диаметром 8 мм.A device for measuring electrochemical potentials is known (RF Patent No. 2583938), consisting of a measuring unit enclosed in a housing, a silver chloride reference electrode and an active electrode, while the silver chloride reference electrode has a removable sterile electrolytic key at the end, represented by an endodontic cannula filled with saline, and the end of the active electrode has a round, flat shape with a diameter of 8 mm.

Известно также устройство для измерения биопотенциалов полости рта биопотенциометр БПМ-03 (Данилина Т.Ф. и др. Расширение функциональных возможностей потенциалометров при диагностике гальваноза полости рта. Вестник новых медицинских технологий - 2013 - N 1), содержащее милливольтметр и два электрода - активный индикаторный электрод и пассивный хлорсеребряный электрод сравнения, предназначенные для размещения в полости рта.It is also known a device for measuring biopotentials of the oral cavity biopotentiometer BPM-03 (Danilina T.F. et al. Expanding the functionality of potentiometers in the diagnosis of galvanosis of the oral cavity. Bulletin of new medical technologies - 2013 - N 1), containing a millivoltmeter and two electrodes - an active indicator an electrode and a passive silver chloride reference electrode designed to be placed in the oral cavity.

Однако в известных устройствах размещение электродов в полости рта создает дополнительный дискомфорт для пациента и трудности для врача, делая труднодоступными для исследования некоторые участки полости рта. При проведении исследования милливольтметр регистрирует электродвижущую силу между двумя электродами, в связи с этим при определении электрохимических потенциалов в различных участках полости рта на результаты измерения будут оказывать влияние увлажненность слизистой оболочки и расстояние между двумя электродами, расположенными во рту. Использование в качестве материала для изготовления активного индикаторного электрода, которым во время исследования прикасаются к металлическим конструкциям и включениям, материала, не относящегося к благородным металлам, может приводить к погрешностям в измерениях. Кроме того, применение во рту хлорсеребряных электродов сравнения, где в качестве контактной среды используется хлорид калия, не безопасно.However, in the known devices, the placement of electrodes in the oral cavity creates additional discomfort for the patient and difficulties for the doctor, making some parts of the oral cavity difficult to study. When conducting a study, a millivoltmeter registers an electromotive force between two electrodes; therefore, when determining electrochemical potentials in various parts of the oral cavity, the measurement results will be influenced by the moisture content of the mucous membrane and the distance between the two electrodes located in the mouth. The use as a material for the manufacture of an active indicator electrode, which during the study is touched with metal structures and inclusions, of a material that is not related to noble metals, can lead to measurement errors. In addition, the use of silver chloride reference electrodes in the mouth, where potassium chloride is used as a contact medium, is not safe.

Известно устройство для измерения электрохимических потенциалов в полости рта (Макеева И.М., Волков А.Г., Дикопова Н.Ж., Макаренко Н.В. Определение электрохимических потенциалов в полости рта, как способ диагностики гальванического синдрома, способствующего развитию заболеваний слизистой оболочки. Голова и шея = Head and neck. Russian Journal. 2018;6(1):42-45), включающее милливольтметр с подключенными к нему пассивным и активным электродами, при этом пассивный электрод представляет собой нейтральный хлорсеребряный электрод и выполнен с возможностью расположения на запястье руки, а активный электрод представляет собой инертный металлический электрод, изготовленный из золота 900 пробы, и выполнен с возможностью расположения внутри полости рта для прикосновения к различным металлическим конструкциям и включениям во рту. В качестве милливольтметра используют милливольтметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением (более 20 МОм), чувствительностью выше 200 мВ, защитой от воздействия внешних помех и автономным электропитанием. С помощью милливольтметра определяют разность потенциалов в мВ между пассивным электродом, размещенным на запястье руки, и активным электродом, который располагают последовательно на различных металлических конструкциях и включениях во рту.A device for measuring electrochemical potentials in the oral cavity is known (Makeeva I.M., Volkov A.G., Dikopova N.Zh., Makarenko N.V. Determination of electrochemical potentials in the oral cavity as a method for diagnosing galvanic syndrome that contributes to the development of mucosal diseases shells. on the wrist, and the active electrode is an inert metal electrode made of gold 900, and is designed to be located inside the mouth to touch various metal structures and inclusions in the mouth. As a millivoltmeter, a DC millivoltmeter with a high input resistance (more than 20 MΩ), a sensitivity above 200 mV, protection against external interference and autonomous power supply is used. Using a millivoltmeter, the potential difference in mV is determined between a passive electrode placed on the wrist and an active electrode, which is placed in series on various metal structures and inclusions in the mouth.

Однако в известном устройстве отсутствует элемент предварительной проверки, позволяющий определить работоспособность устройства перед началом его использования, что существенно осложняет дальнейшую работу устройства и снижает эффективность при измерении электрохимических потенциалов в полости рта. Кроме того, в устройстве не предусмотрена программная обработка и сохранение результатов измерений, а вычисление разности электрохимических потенциалов производится вручную, что также может сказаться на эффективности работы устройства.However, in the known device there is no element of preliminary verification, which allows to determine the operability of the device before its use, which significantly complicates the further operation of the device and reduces the efficiency in measuring electrochemical potentials in the oral cavity. In addition, the device does not provide for software processing and saving of measurement results, and the calculation of the electrochemical potential difference is performed manually, which can also affect the efficiency of the device.

Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка эффективного устройства для измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта, а также измерения электрохимических потенциалов в различных участках слизистой оболочки рта с целью оптимизации диагностики гальванического синдрома.The technical problem addressed by the utility model is the development of an effective device for measuring the electrochemical potentials of various metal structures and inclusions in the oral cavity, as well as measuring electrochemical potentials in various parts of the oral mucosa in order to optimize the diagnosis of galvanic syndrome.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств для измерения электрохимических потенциалов в полости рта. Конструктивное решение полезной модели позволяет повысить эффективность измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта, и, что особенно важно, возможность определить работоспособность устройства перед началом его использования с помощью элемента предварительной проверки.The technical result of the utility model is the expansion of the arsenal of technical means for measuring electrochemical potentials in the oral cavity. The constructive solution of the utility model makes it possible to increase the efficiency of measuring the electrochemical potentials of various metal structures and inclusions in the oral cavity, and, most importantly, the ability to determine the operability of the device before using it using a preliminary check element.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для измерения электрохимических потенциалов в полости рта, включающее корпус с расположенной внутри него платой управления, дисплей для отображения информации, расположенный с внешней стороны корпуса, ручку выбора точки на дисплее, соответствующей точке приложения активного индикаторного электрода в полости рта пациента, кнопку запуска процесса измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее, гнездо для подключения пассивного электрода сравнения, гнездо для подключения активного индикаторного электрода, выключатель сетевого питания, пассивный электрод сравнения, активный индикаторный электрод и элемент предварительной проверки, подключенный через высокоимпедансный усилитель к аналого-цифровому преобразователю, блоку управления, блоку питания, установленными на плате управления.The technical result is achieved due to the fact that a device for measuring electrochemical potentials in the oral cavity, including a housing with a control board located inside it, a display for displaying information located on the outer side of the housing, a knob for selecting a point on the display corresponding to the application point of the active indicator electrode in of the patient's mouth, a button for starting the process of measuring the electrochemical potential at the point displayed on the display, a socket for connecting a passive reference electrode, a socket for connecting an active indicator electrode, a mains power switch, a passive reference electrode, an active indicator electrode and a pre-test element connected via a high-impedance amplifier to the analog-to-digital converter, control unit, power supply installed on the control board.

Конструктивное выполнение устройства вышеописанным образом обеспечивает возможность расположения используемого для исследования пассивного электрода (электрода сравнения) вне ротовой полости, на коже любого удаленного от полости рта участка тела. Это позволяет, за счет удаленности пассивного электрода сравнения от полости рта, исключить влияние на результаты измерений увлажненности слизистой оболочки рта и расстояния между активным индикаторным электродом и пассивным электродом сравнения при определении электрохимических потенциалов в различных участках полости рта. Кроме того, расположение пассивного электрода сравнения на коже исключает его негативное влияние на слизистую оболочку рта, не создает дополнительный дискомфорт для пациента и трудностей для врача, связанные с расположением пассивного электрода сравнения в полости рта. Также аппарат имеет активный индикаторный инертный электрод, изготовленный из золота не ниже 900 пробы, что исключает химическое взаимодействие электрода со слюной и исследуемой поверхностью. В устройство введен элемент предварительной проверки, с помощью которого тестируется его работоспособность перед проведением каждого исследования для исключения аппаратной ошибки. Используемая в устройстве плата управления, например, компании Rezonit (https://www.rezonit.ru), позволяет осуществлять программную обработку измерений, производить вычисление разности электрохимических потенциалов между заранее заданными точками полости рта и сохранять полученные результаты в электронном виде, что исключает ошибки, связанные с ручной обработкой данных. Использование всех вышеприведенных элементов конструкции значительно повышает эффективность диагностики гальванического синдрома.The design of the device in the manner described above makes it possible to locate the passive electrode (reference electrode) used for research outside the oral cavity, on the skin of any part of the body remote from the oral cavity. This allows, due to the remoteness of the passive reference electrode from the oral cavity, to exclude the influence on the measurement results of the moisture content of the oral mucosa and the distance between the active indicator electrode and the passive reference electrode when determining electrochemical potentials in various parts of the oral cavity. In addition, the location of the passive reference electrode on the skin eliminates its negative effect on the oral mucosa, does not create additional discomfort for the patient and difficulties for the doctor associated with the location of the passive reference electrode in the oral cavity. The device also has an active indicator inert electrode made of gold of at least 900 fineness, which excludes the chemical interaction of the electrode with saliva and the surface under study. A pre-test element has been introduced into the device, with the help of which its performance is tested before each study in order to exclude a hardware error. The control board used in the device, for example, by Rezonit (https://www.rezonit.ru), allows for software processing of measurements, calculation of the electrochemical potential difference between predetermined points of the oral cavity and saving the results in electronic form, which eliminates errors associated with manual data processing. The use of all the above structural elements significantly increases the efficiency of diagnosing galvanic syndrome.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Полезная модель поясняется чертежом, где The utility model is illustrated by the drawing, where

на фиг. 1 представлен общий вид устройства; in fig. 1 shows a general view of the device;

на фиг. 2 - схема платы управления, установленной в корпусе устройства; in fig. 2 - diagram of the control board installed in the device case;

на фиг. 3 - вид информации, отраженный на дисплее.in fig. 3 - the type of information reflected on the display.

На чертеже представлены следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - дисплей для отображения информации, 3 - ручка запуска измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее, и выбора точки приложения активного индикаторного электрода в полости рта пациента, 4 - гнездо для подключения пассивного электрода сравнения, 5 - гнездо для подключения активного индикаторного электрода, 6 - выключатель питания сети, 7 - пассивный электрод сравнения, 8 - активный индикаторный электрод, 9 - блок питания, 10 - процессорный блок, 11 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 12 - высокоимпедансный усилитель, 13 - нормальный элемент сравнения.The drawing shows the following symbols: 1 - case, 2 - display for displaying information, 3 - handle for starting the measurement of the electrochemical potential at the point displayed on the display and selecting the point of application of the active indicator electrode in the patient's mouth, 4 - socket for connecting the passive electrode comparison, 5 - socket for connecting an active indicator electrode, 6 - mains power switch, 7 - passive reference electrode, 8 - active indicator electrode, 9 - power supply, 10 - processor unit, 11 - analog-to-digital converter (ADC), 12 - high-impedance amplifier, 13 - normal comparison element.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Устройство содержит корпус 1, на внешней стороне которого на верхней панели закреплен дисплей 2 для отображения информации (схематическое изображение формулы зубов на верхней и нижней челюсти), ручку 3 запуска измерения электрохимического потенциала в точке, отображенной на дисплее 2, и выбора точки приложения активного индикаторного электрода 8 в полости рта пациента, гнездо 4 для подключения пассивного электрода 7 сравнения, гнездо 5 для подключения активного индикаторного электрода 8, выключатель (включатель) сетевого питания 6.The device comprises a housing 1, on the outer side of which a display 2 is fixed on the top panel for displaying information (a schematic representation of the formula of the teeth on the upper and lower jaws), a handle 3 for starting the measurement of the electrochemical potential at the point displayed on the display 2, and selecting the point of application of the active indicator electrode 8 in the patient's mouth, socket 4 for connecting a passive reference electrode 7, socket 5 for connecting an active indicator electrode 8, mains power switch (switch) 6.

Внутри корпуса 1 расположена печатная плата с установленными на ней блоком питания 9, процессорным блоком 10, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) И (например, модуль PCF 8591), высокоимпедансным усилителем 12, (например, Microchip из семейства PIC18) и нормальным элементом сравнения 13.Inside case 1 there is a printed circuit board with a power supply 9 installed on it, a processor unit 10, an analog-to-digital converter (ADC) AND (for example, the PCF 8591 module), a high-impedance amplifier 12 (for example, Microchip from the PIC18 family) and a normal comparison element 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При включении устройства кнопкой 6 напряжение подается на блок питания 9, откуда напряжение питания поступает на блоки 10, 11, 12, расположенные на печатной плате внутри корпуса 1 устройства. Управление устройством осуществляется при помощи ручки управления 3. Хлорсеребряный (пассивный) электрод 7 подключают к гнезду 4. Активный электрод 8 подключают к гнезду 5. При запуске устройства на дисплее 2 автоматически отображается значение потенциала нормального элемента сравнения 13. Соответствие отображенного значения потенциала на дисплее 2 заранее выбранному (установочному) значению свидетельствует о полной готовности устройства к работе.When the device is turned on with the button 6, voltage is supplied to the power supply 9, from where the supply voltage is supplied to the blocks 10, 11, 12 located on the printed circuit board inside the device case 1. The device is controlled using the control knob 3. The silver chloride (passive) electrode 7 is connected to socket 4. The active electrode 8 is connected to socket 5. When the device is started, the potential value of the normal comparison element is automatically displayed on display 2 13. Correspondence of the displayed potential value on display 2 pre-selected (setting) value indicates the complete readiness of the device for operation.

С помощью ручки 3 выбирают зуб для измерения ЭХП. Располагают электроды - пассивный 7 на запястье руки, активный 8 - на металлической конструкции зуба, соответствующего зубу, выбранному на дисплее, а затем нажимают на кнопку 3 запуска процесса измерения ЭХП. Возможен вариант реализации устройства с сенсорным дисплеем, в этом варианте отсутствует ручка управления 3, все действия осуществляют непосредственно нажатием на дисплей.Using knob 3, a tooth is selected for measuring ECP. Electrodes are placed - passive 7 on the wrist, active 8 - on the metal structure of the tooth corresponding to the tooth selected on the display, and then the button 3 is pressed to start the ECP measurement process. It is possible to implement a device with a touch screen, in this option there is no control knob 3, all actions are carried out directly by pressing the display.

После нажатия на ручку 3 происходит процесс измерения ЭХП.After pressing the knob 3, the ECP measurement process takes place.

Работа устройства в целом происходит в соответствии с программой, заложенной в процессорном блоке 10 (свидетельство на программу ЭВМ №2020618575), при нажатии на ручку 3 по сигналу от процессорного блока 10 через АЦП 11 к высокоимпедансному усилителю 12 подключается нормальный элемент сравнения 13 с известными параметрами, например, элемент нормальный ненасыщенный, марки МЭ 4700.The operation of the device as a whole occurs in accordance with the program embedded in the processor unit 10 (certificate for computer program No. 2020618575), when you press the knob 3 on a signal from the processor unit 10 through the ADC 11, a normal comparison element 13 with known parameters is connected to the high-impedance amplifier 12 , for example, a normal unsaturated element, brand ME 4700.

Далее процессорный блок 10 дает команду высокоимпедансному усилителю 12 на подключение к его входу активного электрода 8 и хлорсеребряного электрода сравнения 7. Информация о разности потенциалов между измерительными электродами 7, 8 поступает на высокоимпедансный усилитель 12, затем на АЦП 11 и на дисплей 2, где она отображается в мВ, при этом, полученная информация о разности потенциалов привязана к конкретной точке (конкретному зубу) измерения в полости рта.Next, the processor unit 10 instructs the high-impedance amplifier 12 to connect the active electrode 8 and the silver chloride reference electrode 7 to its input. is displayed in mV, while the received information about the potential difference is tied to a specific point (a specific tooth) of measurement in the oral cavity.

Аналогичные измерения проводят во всех точках, необходимых для проведения полной диагностики полости рта.Similar measurements are carried out at all points necessary for a complete diagnosis of the oral cavity.

Таким образом, на дисплее отображаются результаты всех проведенных измерений ЭХП в полости рта, по результатам которых можно определить точки с максимальными и минимальными значениями ЭХП и определить максимальное значение разности потенциалов между измеренными точками в полости рта.Thus, the display shows the results of all measurements of the ECP in the oral cavity, according to the results of which it is possible to determine the points with the maximum and minimum values of the ECP and determine the maximum value of the potential difference between the measured points in the oral cavity.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расширение арсенала технических средств для измерения электрохимических потенциалов в полости рта за счет повышения эффективности измерения электрохимических потенциалов различных металлических конструкций и включений в полости рта.Thus, the proposed device provides an expansion of the arsenal of technical means for measuring electrochemical potentials in the oral cavity by increasing the efficiency of measuring the electrochemical potentials of various metal structures and inclusions in the oral cavity.

Claims

A device for measuring electrochemical potentials in the oral cavity, including a housing with a control board located inside it, a display for displaying information located on the outer side of the housing, a knob for selecting a point on the display corresponding to the point of application of the active indicator electrode in the patient's oral cavity, a button for starting the measurement process electrochemical potential at the point shown on the display, a socket for connecting a passive reference electrode, a socket for connecting an active indicator electrode, a mains power switch, a passive reference electrode, an active indicator electrode and a preliminary check element connected through a high-impedance amplifier to an analog-to-digital converter, a block control, power supply installed on the control board.