RU2212185C1

RU2212185C1 - Method for measuring galvanic processes in oral cavity

Info

Publication number: RU2212185C1
Application number: RU2002109434/14A
Authority: RU
Inventors: А.В. Цимбалистов; Е.С. Михайлова; А.Г. Зайцева; Ю.А. Быстров; В.Л. Ласка; Д.Е. Тимофеев
Original assignee: Цимбалистов Александр Викторович; Ласка Владимир Львович
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves measuring DC value flowing via metal structures available in oral cavity. Electric current intensity is measured in direct and reversed connection polarity with respect to power supply source of galvanic system under study. System impedance is calculated as circuit resistance mean value in two measurements. The value is interpreted in terms of galvanic processes intensity in oral cavity. The oral cavity area under study is preliminarily dried. EFFECT: high accuracy and reliability of measurements. 3 dwg

Description

Изобретение касается проблем диагностики гальванических процессов в полости рта, в частности измерения патологий, обусловленных наличием в полости рта металлических включений. The invention relates to problems in the diagnosis of galvanic processes in the oral cavity, in particular the measurement of pathologies due to the presence of metallic inclusions in the oral cavity.

В стоматологии для изготовления зубных коронок и мостов применяются различные материалы, нахождение которых в электролитической среде (в частности, слюне) полости рта приводит к возникновению гальванических процессов. В результате взаимодействия металлических зубных протезов и пломб у некоторых пациентов развивается патологическая "непереносимость металлических включений в полости рта". Возможны три основных вида подобного патологического воздействия на организм человека: токсико-химическое, электрогальваническое и аллергическое. In dentistry, various materials are used for the manufacture of dental crowns and bridges, the presence of which in the electrolytic environment (in particular, saliva) of the oral cavity leads to the occurrence of galvanic processes. As a result of the interaction of metal dentures and fillings, some patients develop pathological "intolerance to metal inclusions in the oral cavity." There are three main types of such pathological effects on the human body: toxic-chemical, electro-galvanic and allergic.

Клиническая картина характеризуется следующими признаками: изменение вкуса (привкус металла, соли, горечи), парестезии, глоссалгии, гипо- или гиперсаливации, чувство "прохождения тока" при введении металлических предметов в полость рта. Возможны и следующие реактивные проявления: ринит, крапивница, дерматит, экзема. The clinical picture is characterized by the following symptoms: a change in taste (a taste of metal, salt, bitterness), paresthesia, glossalgia, hypo- or hypersalivation, a feeling of "passing current" when metal objects are introduced into the oral cavity. The following reactive manifestations are possible: rhinitis, urticaria, dermatitis, eczema.

Наиболее объективной характеристикой для гальванических процессов является величина тока, протекающего в гальванической системе. В полости рта такая система образуется из металлических включений, соединенных проводником, в качестве которых служат ткани полости рта, непосредственный контакт конструкций или металлический инструмент между ними. The most objective characteristic for galvanic processes is the magnitude of the current flowing in a galvanic system. In the oral cavity, such a system is formed from metal inclusions connected by a conductor, which are the tissues of the oral cavity, direct contact of structures or a metal tool between them.

Эквивалентная схема подобной системы показана на фиг.1. Величина тока для такой схемы определяется уравнением
I=Е/(R_TK+R_BH),
где I - ток в системе,
Е - ЭДС гальванического элемента,
R_TK - сопротивление тканей полости рта,
R_BH - внутреннее сопротивление гальванического элемента, образованного металлическими включениями в полости рта.An equivalent circuit of such a system is shown in FIG. The magnitude of the current for such a circuit is determined by the equation
I = E / (R _TK + R _BH ),
where I is the current in the system,
E - EMF of a galvanic cell,
R _TK is the resistance of the tissues of the oral cavity,
R _BH is the internal resistance of a galvanic cell formed by metallic inclusions in the oral cavity.

Известен способ выявления электрохимических процессов в полости рта, при котором измеряют разность потенциалов (РП) между металлическими конструкциями или между ними и слизистой оболочкой полости рта. Для этого параллельно R_TK подключают прибор для измерения напряжения (Рубежова И.С. "Явления гальваноза в полости рта и их лечение. Методическое пособие для врачей" Л., 1972 г. ). Однако степень выраженности патологических изменений не всегда пропорциональна величине РП. Считалось, что при РП, не превышающей 100 мВ, патологические проявления незначительны, однако известны случаи, когда пациенты страдали выраженным гальванизмом и при меньшем значении РП.A known method for detecting electrochemical processes in the oral cavity, in which measure the potential difference (RP) between metal structures or between them and the mucous membrane of the oral cavity. For this, a voltage measuring device is connected in parallel with R _TK (I. Rubezhova, “Phenomena of galvanosis in the oral cavity and their treatment. Methodical manual for doctors” L., 1972). However, the severity of pathological changes is not always proportional to the value of RP. It was believed that with RP not exceeding 100 mV, pathological manifestations are insignificant, however, there are cases when patients suffered from severe galvanism and with a lower value of RP.

В той же работе Рубежовой И.С. описан другой способ оценки электрохимических процессов, который заключается в непосредственном измерении токов гальванической системы с помощью низкоомного микроамперметра, включенного в цепь параллельно R_TK.In the same work, I. Rubezhova Another method for assessing electrochemical processes is described, which consists in directly measuring the currents of a galvanic system using a low-resistance microammeter connected in parallel with R _TK .

Этот способ также обладает существенными недостатками. Подключение низкоомного прибора шунтирует сопротивление тканей полости рта и приводит к искажению результатов измерения. This method also has significant disadvantages. Connecting a low-resistance device shunts the resistance of the tissues of the oral cavity and leads to a distortion of the measurement results.

В патенте РФ 2151546, А 61 В 5/05, от 11.10. 99 г. описан способ диагностики гальваноза, который по утверждению авторов позволяет повысить информативность и достоверность измерений. Суть изобретения заключается в том, что контролируемый параметр измеряют на исследуемом участке слизистой оболочки полости рта, результат измерений сравнивают с контрольным значением, и по результатам сравнения диагностируют гальваноз. В качестве контролируемого параметра в данном изобретении выбран индекс биомагнитной реактивности, обусловленный электрической составляющей электромагнитных колебаний, наведенных в ткани электромагнитными полями в результате ее биомагнитной активности. В качестве контрольного значения принимают показания измерительного прибора в физрастворе. Гальваноз диагностируют при превышении на 30% контролируемого параметра над контрольным значением. In the patent of the Russian Federation 2151546, A 61 B 5/05, dated 11.10. In 99, a method for the diagnosis of galvanosis was described, which, according to the authors, improves the information content and reliability of measurements. The essence of the invention lies in the fact that the controlled parameter is measured in the studied area of the oral mucosa, the measurement result is compared with the control value, and galvanosis is diagnosed by the results of the comparison. As a controlled parameter in this invention, the selected index of biomagnetic reactivity due to the electrical component of electromagnetic waves induced in the tissue by electromagnetic fields as a result of its biomagnetic activity. As a control value take the readings of the measuring device in saline. Galvanosis is diagnosed when the controlled parameter is 30% higher than the control value.

Однако на практике указанный способ оказался достаточно сложным и не достаточно достоверным. However, in practice, this method turned out to be quite complicated and not reliable enough.

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать способ, описанный в приведенной выше работе Рубежовой И.С. и заключающийся в измерении тока, включенного в гальваническую систему полости рта. The closest solution to the proposed can be considered the method described in the above work I. Rubezhova and consisting in measuring the current included in the galvanic system of the oral cavity.

Задача предлагаемого решения - повышение достоверности результатов измерения гальванических процессов в полости рта. The objective of the proposed solution is to increase the reliability of the results of measuring galvanic processes in the oral cavity.

Для решения поставленной задачи в способ измерения гальванических процессов в полости рта, основанном на измерении величины постоянного тока, протекающего через металлические конструкции в полости рта, внесены некоторые усовершенствования. Измерения производят при прямой и обратной полярности подключения исследуемой гальванической системы к источнику напряжения. Далее рассчитывают полное внутреннее сопротивление (импеданс) гальванической цепи на постоянном токе как среднее значение сопротивления цепи при двух измерениях. To solve this problem, some improvements have been made to the method for measuring galvanic processes in the oral cavity, based on measuring the magnitude of the direct current flowing through metal structures in the oral cavity. Measurements are made with direct and reverse polarity of the connection of the investigated galvanic system to the voltage source. Next, calculate the total internal resistance (impedance) of the galvanic circuit at constant current as the average value of the circuit resistance in two measurements.

Это устраняет влияние внутренней ЭДС гальванического элемента на конечный результат, что позволяет повысить достоверность измерений. This eliminates the influence of the internal EMF of the galvanic cell on the final result, which improves the reliability of the measurements.

Импеданс Z содержит реактивную составляющую, которая возникает в реальной схеме из-за наличия двойных электрических слоев на границе раздела фаз между электродом и электролитом, межэлектродной емкости, емкости диэлектрика на электродах и т.д. Поскольку измерения производятся на постоянном токе, учитываются только активные составляющие сопротивлений, входящих в эквивалентную схему (фиг.2). Таким образом импеданс Z содержит в себе только R_TK и R_BH, которые определяют ток в системе.The impedance Z contains a reactive component, which occurs in a real circuit due to the presence of double electric layers at the interface between the electrode and electrolyte, interelectrode capacitance, dielectric capacitance on the electrodes, etc. Since the measurements are made with direct current, only the active components of the resistances included in the equivalent circuit are taken into account (Fig. 2). Thus, the impedance Z contains only R _TK and R _BH , which determine the current in the system.

Важным отличием предлагаемого способа от прототипа является существенное снижение искажений, вносимых измерительной схемой в исследуемую гальваническую систему. An important difference of the proposed method from the prototype is a significant reduction in distortion introduced by the measuring circuit into the investigated galvanic system.

Для устранения влияния внутренней ЭДС гальванического элемента на результат в два этапа проводятся измерения отношения падения напряжения на измерительном сопротивлении. Для вычисления импеданса измеряют ток источника напряжения U, протекающий через систему. Этот ток равен R_ип к величине этого сопротивления. Сначала измеряют ток, протекающий через гальваническую систему при подключении к ней источника напряжения U. Этот ток I' равен отношению падения напряжения U на измерительном сопротивлении R_TK. На втором этапе определяют ток I'' от источника напряжения U при обратной полярности его подключения.To eliminate the influence of the internal EMF of the galvanic cell on the result in two stages, the measurements of the ratio of the voltage drop across the measuring resistance are performed. To calculate the impedance, the voltage source current U flowing through the system is measured. This current is equal to R _un to the value of this resistance. First, the current flowing through the galvanic system is measured when a voltage source U is connected to it. This current I 'is equal to the ratio of the voltage drop U at the measuring resistance R _TK . At the second stage, the current I 'from the voltage source U is determined with the reverse polarity of its connection.

Значение импеданса определяется как среднее значение от результатов измерений при разноименной полярности и вычисляется по формуле
Z=2U/(I'+I").The impedance value is determined as the average value of the measurement results with opposite polarity and is calculated by the formula
Z = 2U / (I '+ I ").

Подобная последовательность измерений позволяет устранить влияние собственной ЭДС измеряемого объекта на результат измерения. Such a sequence of measurements eliminates the influence of the intrinsic EMF of the measured object on the measurement result.

На фиг.3 приведена блок-схема устройства для осуществления предложенного способа. Figure 3 shows a block diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит источник напряжения 1, датчик 2 контроля напряжения, включенный параллельно источнику 1, переключатель полярности 3, включенный параллельно другим выходам источника 1, амперметр 4, подключенный к выходу переключателя. К выходу амперметра подключены электроды 5 и 6 в виде щупов, которые присоединяются к стоматологическим конструкциям. The device comprises a voltage source 1, a voltage control sensor 2 connected in parallel to the source 1, a polarity switch 3 connected in parallel with other outputs of the source 1, an ammeter 4 connected to the output of the switch. Electrodes 5 and 6 are connected to the output of the ammeter in the form of probes, which are connected to the dental structures.

Измерения производятся следующим образом. Measurements are made as follows.

Включают питание 1 измерительного устройства. С помощью датчика 2 измеряют величину напряжения. Если значение напряжения соответствует номинальному, приступают к измерениям. Turn on the power of 1 measuring device. Using the sensor 2 measure the magnitude of the voltage. If the voltage value corresponds to the nominal, proceed to the measurements.

Устанавливают выбранную полярность напряжения с помощью переключателя 3. Set the selected voltage polarity using switch 3.

Прикасаются концами щупов 5 и 6 к заданным точкам исследуемых стоматологических конструкций. При этом следует избегать контакта щупов с увлажненными участками полости рта, так как это может закоротить цепь и исказить результаты измерений. Для исключения подобного контакта полость рта на исследуемом участке предварительно осушается. Touch the ends of the probes 5 and 6 to the specified points of the studied dental structures. In this case, contact of the probes with moistened areas of the oral cavity should be avoided, as this can short circuit and distort the measurement results. To exclude such contact, the oral cavity in the study area is pre-dried.

После установления контакта измеряют величину протекающего в цепи тока. After contact is established, the value of the current flowing in the circuit is measured.

Далее меняют с помощью переключателя 3 полярность напряжения, подводимого к щупам 5 и 6, и повторно измеряют ток в цепи при новой полярности. Next, with the help of switch 3, the polarity of the voltage supplied to the probes 5 and 6 is changed, and the current in the circuit is re-measured with a new polarity.

Сопротивление измеряемого участка цепи вычисляют как среднее значение сопротивления Z, измеренного при двух разных полярностях
Z=2U/(I'+I"),
где U - напряжение источника питания,
I' - величина тока в измерительной цепи при первой полярности напряжения на щупах,
I" - величина тока в измерительной цепи при второй полярности напряжения на щупах.The resistance of the measured section of the circuit is calculated as the average value of the resistance Z, measured at two different polarities
Z = 2U / (I '+ I "),
where U is the voltage of the power source,
I 'is the magnitude of the current in the measuring circuit at the first polarity of the voltage across the probes,
I "- the magnitude of the current in the measuring circuit with a second voltage polarity on the probes.

Полученное соотношение позволяет сделать следующие практические выводы:
- увеличение импеданса системы приводит к снижению протекающих в ней гальванических токов; это снижение может быть достигнуто с равной эффективностью увеличением R_TK или R_BH;
- снижения величины тока можно добиться также снижением разности потенциалов между металлическими элементами системы.The resulting ratio allows us to draw the following practical conclusions:
- an increase in the impedance of the system leads to a decrease in the galvanic currents flowing in it; this reduction can be achieved with equal efficiency by increasing R _TK or R _BH ;
- reducing the magnitude of the current can also be achieved by reducing the potential difference between the metal elements of the system.

Добиться снижения разности потенциалов можно подбором материалов металлических конструкций в полости рта, а также изменением различных факторов, влияющих на ЭДС (водородного показателя среды полости рта, условий аэрации электродов и т. д.). Очевидно, что этот путь малоэффективен в практическом отношении. It is possible to achieve a reduction in the potential difference by selecting materials of metal structures in the oral cavity, as well as by changing various factors affecting the emf (the hydrogen index of the oral medium, the conditions for aeration of the electrodes, etc.). Obviously, this way is ineffective in practical terms.

Более перспективным является увеличение внутреннего сопротивления системы, т. е. импеданса. Это может быть достигнуто путем нанесения диэлектрического слоя на металлическую поверхность металлических элементов зубных протезов. За счет изоляции поверхности металлических конструкций от электролита (слюны) увеличивается как внутреннее сопротивление гальванического элемента R_BH, так и сопротивление цепи, через которую этот ток замыкается, т.е. сопротивление тканей полости рта R_TK.More promising is an increase in the internal resistance of the system, i.e., impedance. This can be achieved by applying a dielectric layer to the metal surface of the metal elements of the dentures. Due to the isolation of the surface of metal structures from the electrolyte (saliva), both the internal resistance of the galvanic cell R _BH and the resistance of the circuit through which this current is closed, i.e. oral tissue resistance R _TK .

Предлагаемый способ прост в реализации и может быть осуществлен на стандартном оборудовании. The proposed method is simple to implement and can be implemented on standard equipment.

Claims

A method for measuring galvanic processes in the oral cavity, which consists in measuring the magnitude of the direct current flowing through metal structures in the oral cavity, characterized in that the current measurements are carried out with direct reverse polarity of the test system to the voltage and power source, and the system impedance is calculated as the average value circuit resistance in two measurements, the value of which characterizes the level of galvanic processes in the oral cavity, while the oral cavity in the studied area is pre itelno osushivayut.