RU2790947C1

RU2790947C1 - Method of ultrasonic bilosymmetry for assessing the state of hard tissues of teeth

Info

Publication number: RU2790947C1
Application number: RU2022120486A
Authority: RU
Inventors: Алексей Геннадьевич Седойкин; Александра Алексеевна Фокина; Сергей Николаевич Ермольев; Лариса Петровна Кисельникова; Олег Олегович Янушевич; Светлана Владимировна Текучёва
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2023-02-28

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: method of ultrasonic velosymmetry for assessing the state of hard tissues of teeth, which includes the following steps: adaptive cuffs are installed on the housings of the piezoelectric transducers of the dental ultrasonic densitometer transmitting and receiving the ultrasonic signal, oriented along the direction of signal propagation, gel for ultrasonic studies of high viscosity is applied to the protector area of the piezoelectric transducers to the level edges of the adaptive cuffs, the piezoelectric transducers are stabilized on the investigated area of the object under study with a positioner, the value of the ultrasonic signal velocity is determined using a dental ultrasonic densitometer, the difference between the ultrasonic signal velocity determined in this way and the predetermined reference velocity is calculated, and the condition of the hard tissues of the tooth is judged.

EFFECT: using this method ensures an increase to a statistically significant accuracy of assessing the state of hard tissues of the teeth by ultrasonic shadow velosymmetry as a result of reducing the spread of ultrasonic signal velocity indicators in the object under study.

6 cl, 3 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для выявления структурных изменений в твердых тканях временных и постоянных зубов, а также кариозных процессов, возникающих на разных стадиях развития кариеса.The invention relates to medicine, namely to dentistry, and is intended to detect structural changes in the hard tissues of temporary and permanent teeth, as well as carious processes that occur at different stages of caries development.

Наиболее близким является способ, описанный в [1. Ерганова О.И. Совершенствование методов комплексной диагностики состояния твердых тканей и пульпы зубов у лиц пожилого возраста: Автореф. дис. канд. мед. наук/. - М., 2010. - 23 с.]. В этом способе определяют акустические параметры твердых тканей зуба у лиц пожилого возраста с использованием теневой ультразвуковой денситометрии (in vitro). Сущность известного способа заключается в выполнении следующей последовательности действий:The closest is the method described in [1. Erganova O.I. Improving the methods of complex diagnostics of the state of hard tissues and dental pulp in the elderly: Abstract of the thesis. dis. cand. honey. Sciences/. - M., 2010. - 23 p.]. This method determines the acoustic parameters of hard tissues of the tooth in the elderly using shadow ultrasonic densitometry (in vitro). The essence of the known method is to perform the following sequence of actions:

слой геля накладывают между шлифом зуба и датчиком, чтобы обеспечить хороший акустический контакт,a layer of gel is applied between the tooth section and the transducer to ensure good acoustic contact,

с помощью универсального позиционера ультразвуковые (диагностические) датчики с нанесенным на них эхогелем неподвижно фиксируют на шлифе зуба,with the help of a universal positioner, ultrasonic (diagnostic) sensors with an echogel applied to them are fixedly fixed on the tooth section,

регистрируют расстояние между датчиками и время прохождения ультразвуковой волны, отображаемое на экране дефектоскопа,register the distance between the sensors and the time of passage of the ultrasonic wave, displayed on the screen of the flaw detector,

выполняют расчет скорости прохождения ультразвуковой волны производится по формуле V=S/t, где V - скорость распространения ультразвука, S - толщина шлифа, t - время прохождения ультразвука,perform the calculation of the ultrasonic wave propagation velocity is made according to the formula V=S/t, where V is the propagation velocity of ultrasound, S is the thickness of the section, t is the transit time of ultrasound,

по изменениям скорости распространения ультразвука в исследуемом зубе определяют минеральную плотность твердых тканей зуба.by changes in the speed of propagation of ultrasound in the examined tooth, the mineral density of the hard tissues of the tooth is determined.

Недостатком данного способа является большой разброс показателей ультразвукового исследования по причине отсутствия четкой локализации геля для ультразвукового исследования между исследуемым объектом и пьезоэлектрическими преобразователями. При плотном контакте диагностических датчиков с твердыми ткани зуба происходит растекание геля по поверхности, приводящее к более выраженному дифракционному расхождению ультразвуковых волн, увеличению их интерференции и искажению формы импульса, что влияет на разброс показателей скорости ультразвуковой волны в исследуемом объекте и точность исследования.The disadvantage of this method is the large scatter of ultrasound results due to the lack of a clear localization of the gel for ultrasound between the object under study and the piezoelectric transducers. When the diagnostic sensors are in close contact with the hard tissues of the tooth, the gel spreads over the surface, leading to a more pronounced diffraction divergence of ultrasonic waves, an increase in their interference and distortion of the pulse shape, which affects the spread of ultrasonic wave velocity in the object under study and the accuracy of the study.

Задачей изобретения является повышение до статистически достоверной точности оценки состояния твердых тканей зубов посредством ультразвуковой теневой велосимметрии в результате уменьшения разброса показателей скорости ультразвукового сигнала в исследуемом объекте.The objective of the invention is to increase to a statistically significant accuracy of assessing the state of hard tissues of teeth by means of ultrasonic shadow velosymmetry as a result of reducing the spread of ultrasonic signal velocity indicators in the object under study.

Поставленная задача решается посредством способа ультразвуковой теневой велосимметрии для оценки состояния твердых тканей зубов, который включает следующие этапы:The problem is solved by means of the ultrasonic shadow velosymmetry method for assessing the state of hard dental tissues, which includes the following steps:

на корпуса передающего и принимающего ультразвуковой сигнал пьезоэлектрических преобразователей стоматологического ультразвукового денситометра устанавливают адаптационные манжеты, при этом адаптационные манжеты представляет собой трубки, ориентированные вдоль направления распространения сигнала,adaptive cuffs are installed on the housings of the piezoelectric transducers of the dental ultrasonic densitometer transmitting and receiving the ultrasonic signal, while the adaptive cuffs are tubes oriented along the direction of signal propagation,

на область протекторов пьезоэлектрических преобразователей наносят гель для ультразвуковых исследований высокой вязкости до уровня краев адаптационных манжет,a gel for ultrasonic studies of high viscosity is applied to the area of the protectors of the piezoelectric transducers to the level of the edges of the adaptation cuffs,

пьезоэлектрические преобразователи фиксируют неподвижно на исследуемой зоне исследуемого объекта посредством позиционера,piezoelectric transducers are fixed motionless on the studied area of the object under study by means of a positioner,

определяют значение скорости ультразвукового сигнала посредством стоматологического ультразвукового денситометра,determine the value of the speed of the ultrasonic signal using a dental ultrasonic densitometer,

вычисляют разность между определенной таким образом скоростью ультразвукового сигнала и заранее определенной эталонной скоростью и определяют состояние твердых тканей зуба.calculating the difference between the speed of the ultrasonic signal thus determined and the predetermined reference speed, and determining the state of the hard tissues of the tooth.

Внутренний диаметр отверстия адаптационной манжеты выбирают таким образом, что он равен диаметру основания протекторов пьезоэлектрических преобразователей.The inner diameter of the hole of the adaptation cuff is chosen in such a way that it is equal to the diameter of the base of the protectors of the piezoelectric transducers.

Толщину стенки адаптационной манжеты выбирают равной 1-2 мм.The wall thickness of the adaptive cuff is chosen equal to 1-2 mm.

В качестве материала адаптационной манжеты могут использовать медицинский силикон.As the material of the adaptation cuff, medical silicone can be used.

Исследуемым объектом может являться коронковая часть временного или постоянного зуба, или шлиф зуба.The object under study can be the crown part of a temporary or permanent tooth, or a section of a tooth.

Значение заранее определенной эталонной скорости могут заранее определять для каждой группы временных и постоянных зубов.The value of the predetermined reference speed may be predetermined for each group of temporary and permanent teeth.

В предлагаемом способе использование адаптационных манжет позволяет обеспечить оптимальное прилегание передающих и принимающих ультразвуковой сигнал пьезоэлектрических преобразователей к неровным поверхностям исследуемого объекта, например, коронковой части временного или постоянного зуба, шлифам зуба, предотвратить растекание и улучшить локализацию геля для ультразвукового исследования, создать оптимальный акустический тракт с менее выраженными дифракционным расхождением ультразвуковых волн, их интерференцией и искажениями формы импульса.In the proposed method, the use of adaptive cuffs makes it possible to ensure optimal fit of piezoelectric transducers transmitting and receiving an ultrasonic signal to uneven surfaces of the object under study, for example, the crown part of a temporary or permanent tooth, tooth sections, to prevent spreading and improve the localization of the ultrasound gel, to create an optimal acoustic path with less pronounced diffraction divergence of ultrasonic waves, their interference and distortion of the pulse shape.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество исследований и более точно выявлять скрытые очаги деминерализации, кариозные дефекты в структуре твердых тканей временных и постоянных зубов, возникающих на разных стадиях развития кариеса.The proposed method allows to improve the quality of studies and more accurately identify hidden foci of demineralization, carious defects in the structure of hard tissues of temporary and permanent teeth that occur at different stages of caries development.

Изобретение поясняется фигурой, при этом на фиг. 1 показано использование адаптационных манжет в предлагаемом способе.The invention is illustrated by a figure, wherein in FIG. 1 shows the use of adaptive cuffs in the proposed method.

Физической основой способа является ультразвуковой велосимметрический контроль, учитывающий влияние дефектов на скорость распространения упругих волн в исследуемом объекте, а также на изменение пути волны между излучателем и приемником, вызванном наличием дефекта. Это явление фиксируют по запаздыванию прихода импульса. Исследование этим методом велосимметрического контроля может осуществляться односторонним и двусторонним способами. Регистрируется разность скоростей на бездефектном и дефектном участках, а также изменение амплитуды принятого сигнала [2. Алешин Н.П., Бобров В.Т., Ланге Ю.В., Щербинский В.Г. Ультразвуковой контроль: учеб. пособие / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Издательский дом «Спектр», 2011. - 224 с.: ил. - Диагностика безопасности. ISBN 978-5-904270-59-9. 3. Зацепин, А.Ф. Акустический контроль: учебное пособие / А.Ф. Зацепин; под ред. чл.-кор. РАН, проф., д-ра техн. наук В.Е. Щербинина. — Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2016 - 211 с., ISBN 978-5-7996-1818-6.].The physical basis of the method is ultrasonic velosymmetric testing, which takes into account the effect of defects on the propagation velocity of elastic waves in the object under study, as well as on the change in the wave path between the transmitter and receiver caused by the presence of a defect. This phenomenon is fixed by the delay in the arrival of the pulse. The study by this method of velosymmetric control can be carried out in one-sided and two-sided ways. The speed difference is recorded in the defect-free and defective areas, as well as the change in the amplitude of the received signal [2. Aleshin N.P., Bobrov V.T., Lange Yu.V., Shcherbinsky V.G. Ultrasonic control: textbook. allowance / under total. ed. V.V. Klyuev. M.: Spektr Publishing House, 2011. - 224 p.: ill. - Security diagnostics. ISBN 978-5-904270-59-9. 3. Zatsepin, A.F. Acoustic control: textbook / A.F. Zatsepin; ed. Corresponding Member RAS, prof., Dr. tech. Sciences V.E. Shcherbinin. - Yekaterinburg: Publishing house Ural, un-ta, 2016 - 211 p., ISBN 978-5-7996-1818-6.].

Для осуществления способа используют стоматологический ультразвуковой денситометр, который содержит передающий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь 1, который преобразует электрический сигнал в ультразвуковые колебания с зондирующей частотой в диапазоне от 5,0 до 10,0 МГц, излучаемые в исследуемый объект 4, и принимающий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь 3, который преобразует ультразвуковые колебания в электрический сигнал, подаваемый на вход предварительного усилителя. Исследуемым объектом 4 может быть коронковая часть временного или постоянного зуба (как показано на фиг. 1), или шлифы зуба.To implement the method, a dental ultrasonic densitometer is used, which contains a transmitting ultrasonic piezoelectric transducer 1, which converts an electrical signal into ultrasonic vibrations with a probing frequency in the range from 5.0 to 10.0 MHz, emitted into the object under study 4, and a receiving ultrasonic piezoelectric transducer 3 , which converts ultrasonic vibrations into an electrical signal applied to the input of the preamplifier. The investigated object 4 can be the crown part of a temporary or permanent tooth (as shown in Fig. 1), or sections of the tooth.

Оба ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователя 1 и 3 выполнены с возможностью установки на них адаптационных манжет 6. Адаптационные манжеты 6 могут представлять собой трубки, выполненные из медицинского силикона. К положительным свойствам медицинского силикона можно отнести: не поглощает влагу; препятствует адгезии; не выделяет токсинов; высокая совместимость с органическими тканями; отсутствие неприятного запаха; гибкость, быстрая восстанавливаемость; высокая прочность - удлинение на разрыв составляет до 700% от первоначальной длины; устойчивость к деформации; хорошие изоляционные свойства.Both ultrasonic piezoelectric transducers 1 and 3 are designed to be fitted with adaptive cuffs 6. Adaptive cuffs 6 can be tubes made of medical grade silicone. The positive properties of medical silicone include: does not absorb moisture; prevents adhesion; does not emit toxins; high compatibility with organic tissues; no unpleasant odor; flexibility, fast recovery; high strength - elongation at break is up to 700% of the original length; resistance to deformation; good insulating properties.

Адаптационная манжета 6, являясь трубкой, представляет собой полый цилиндр и в надетом на преобразователь 1 или 3 состоянии ориентирована вдоль направления распространения сигнала. Внутренний диаметр отверстия адаптационной манжеты 6 равен диаметру основания протекторов пьезоэлектрических преобразователей, а толщина стенки манжеты 6 составляет 1-2 мм.The adaptive cuff 6, being a tube, is a hollow cylinder and, when put on the transducer 1 or 3, is oriented along the signal propagation direction. The inner diameter of the opening of the adaptive cuff 6 is equal to the diameter of the base of the protectors of the piezoelectric transducers, and the wall thickness of the cuff 6 is 1-2 mm.

Для обеспечения хорошего акустического контакта и лучшей передачи ультразвукового сигнала используют гель 2 для ультразвуковых исследований, при этом гелем 2 заполняют отверстия адаптационных манжет 6 между пьезоэлектрическими преобразователями 1 или 3 и исследуемым объектом 4.To ensure good acoustic contact and better transmission of the ultrasonic signal, gel 2 is used for ultrasound research, while gel 2 is used to fill the holes of adaptive cuffs 6 between piezoelectric transducers 1 or 3 and the object under study 4.

В качестве стоматологического ультразвукового денситометра может быть использован, например, ультразвуковой аппаратно-программный комплекс (УАПК), представляющий собой компьютеризированную многофункциональную систему обработки и хранения аналоговой и цифровой информации и содержащий два ультразвуковых широкополосных пьезоэлектрических преобразователя, входной широкополосный малошумящий усилитель "Olympus" (модель 5682) и портативный промышленный компьютер "ОНИКС-4412/14", снабженный блоками цифро-аналогового преобразования (ЦАП типа "Генератор сигналов произвольной и специальной формы ГСПФ-52") и аналого-цифрового преобразования (АЦП типа "ЛА-н10-12РС1", предназначенный для прецизионного аналого-цифрового преобразования с высокой частотой дискретизации и снабженный двумя синхронными каналами, что позволяет работать с квадратурными каналами или с двумя приемными антеннами).As a dental ultrasonic densitometer, for example, an ultrasonic hardware-software complex (UHPC) can be used, which is a computerized multifunctional system for processing and storing analog and digital information and containing two ultrasonic broadband piezoelectric transducers, an input broadband low-noise amplifier "Olympus" (model 5682 ) and a portable industrial computer "ONIKS-4412/14", equipped with blocks of digital-to-analog conversion (DAC of the type "Generator of signals of arbitrary and special form GSPF-52") and analog-to-digital conversion (ADC of the type "LA-n10-12RS1", designed for precision analog-to-digital conversion with a high sampling rate and equipped with two synchronous channels, which allows you to work with quadrature channels or with two receiving antennas).

Усилитель, входящий в состав УАПК, увеличивает входной сигнал, поступивший от пьезоэлектрического преобразователя 3 и с выхода передает его на вход АЦП, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой, сохраняет его во внутреннем буфере, а затем передает данные в оперативную память промышленного компьютера. Компьютер осуществляет хранение, обработку сигнала с использованием программы «Denta.32» и вывод результата обработки на экран в виде осциллограмм, диаграмм и графиков.The amplifier, which is part of the UAPK, increases the input signal received from the piezoelectric transducer 3 and transmits it from the output to the input of the ADC, which converts the analog signal into a digital one, stores it in an internal buffer, and then transfers the data to the RAM of an industrial computer. The computer stores and processes the signal using the "Denta.32" program and displays the processing result on the screen in the form of oscillograms, diagrams and graphs.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is carried out as follows.

На корпуса пьезоэлектрических преобразователей 1 и 3 устанавливают адаптационные манжеты 6 из медицинского силикона.Adaptive cuffs 6 made of medical silicone are installed on the housings of piezoelectric transducers 1 and 3.

На область протекторов пьезоэлектрических преобразователей 1 и 3 наносят гель 2 для ультразвуковых исследований высокой вязкости до уровня края адаптационной манжеты 6.On the protector area of piezoelectric transducers 1 and 3, gel 2 is applied for ultrasonic studies of high viscosity to the level of the edge of the adaptation cuff 6.

Преобразователи 1 и 3 неподвижно фиксируют на исследуемой зоне исследуемого объекта 4 посредством позиционера.The transducers 1 and 3 are fixedly fixed on the investigated area of the investigated object 4 by means of a positioner.

Используя программу Denta.32 стоматологического ультразвукового денситометра, выставляют необходимые параметры ультразвукового сигнала, наиболее подходящие для акустических свойств твердых тканей, обладающих гетерогенной структурой: рабочая частота 6500 кГц, девиация 50%, включается флажок «теневой режим», активируется «накопление» и выставляется параметр «100» для исключения возникновения помех УЗ сигнала, активируется флажок «порог 0,5» для выявления необходимого значения задержки сигнала в мкс. Скорость ультразвукового сигнала в м/с программа вычисляет в автоматическом режиме.Using the Denta.32 program of the dental ultrasonic densitometer, the necessary parameters of the ultrasonic signal are set, which are most suitable for the acoustic properties of hard tissues with a heterogeneous structure: the operating frequency is 6500 kHz, the deviation is 50%, the “shadow mode” flag is turned on, the “accumulation” is activated and the parameter is set "100" to exclude the occurrence of interference of the ultrasonic signal, the "threshold 0.5" flag is activated to determine the required value of the signal delay in µs. The program calculates the speed of the ultrasonic signal in m/s automatically.

Используя автоматически определенную таким образом скорость ультразвукового сигнала в твердых тканях временных и постоянных зубов, вычисляют разность между этой скоростью ультразвукового сигнала и заранее определенной эталонной скоростью, затем по вычисленной разности скоростей определяют состояние твердых тканей зуба.Using the speed of the ultrasonic signal automatically determined in this way in the hard tissues of temporary and permanent teeth, the difference between this speed of the ultrasonic signal and a predetermined reference speed is calculated, then the state of the hard tissues of the tooth is determined from the calculated speed difference.

Например: скорость ультразвукового сигнала через здоровый дентин в зубах группы премоляров у подростков составляет в среднем 2932 м/с, через деминерализированный дентин в среднем - 2170 м/с, разница этих значений на 762 м/с является задержкой ультразвукового сигнала измененными деминерализированными тканями и может быль использована как диагностический критерий.For example: the speed of the ultrasonic signal through healthy dentin in the teeth of premolars in adolescents is on average 2932 m/s, through demineralized dentin on average 2170 m/s, the difference of these values by 762 m/s is the delay of the ultrasonic signal by altered demineralized tissues and can was used as a diagnostic criterion.

Указанное выше значение 2932 м/с для скорости ультразвукового сигнала через здоровый дентин в зубах группы премоляров может быть использовано в качестве заранее определенной эталонной скорости для этой группы зубов. Специалист может сформировать набор значений заранее определенной эталонной скорости для каждой группы временных и постоянных зубов. Это позволит повысить точность диагностики.The above value of 2932 m/s for the speed of the ultrasonic signal through healthy dentin in the teeth of the group of premolars can be used as a predetermined reference speed for this group of teeth. The specialist can generate a set of predetermined reference speed values for each group of temporary and permanent teeth. This will improve the accuracy of diagnosis.

Результатом исследования может быть, например, обнаружение очагов деминерализации, кариозной полости 5, и других дефектов твердых тканей зубов.The result of the study may be, for example, the detection of foci of demineralization, carious cavity 5, and other defects in the hard tissues of the teeth.

Авторы установили, что эта разница скоростей ультразвуковой сигнала у здоровых и патологически измененных твердых тканей эмали и дентина временных и постоянных зубов, является диагностически значимой.The authors found that this difference in the speed of the ultrasonic signal in healthy and pathologically altered hard tissues of the enamel and dentin of temporary and permanent teeth is diagnostically significant.

Примеры Пример № 1Examples Example #1

Проводилось изучение разброса скорости ультразвукового сигнала в образцах шлифов зубов пьезоэлектрическими преобразователями 1 и 3 стоматологического ультразвукового денситометра с использованием адаптационных манжет 6 и без них. Исследование проводилось на удаленных у детей подросткового возраста по различным показаниям постоянных зубах группы премоляров. В исследование включали зубы с сохраненной коронкой и отсутствием видимых изменений. Образцы зубов для исследования собирались в нужном количестве и замораживались. Перед исследованием зубы размораживались, очищались от мягких тканей, далее с целью дезинфекции помещались в 0,05% водном растворе хлоргексидина. Из этих зубов для исследования приготовили сагиттальные шлифы толщиной ~2,0 мм в количестве 18 штук.The dispersion of ultrasonic signal velocity in samples of thin sections of teeth was studied by piezoelectric transducers 1 and 3 of a dental ultrasonic densitometer using adaptive cuffs 6 and without them. The study was conducted on permanent teeth of the premolars group removed from adolescents for various indications. The study included teeth with a preserved crown and no visible changes. Samples of teeth for the study were collected in the right amount and frozen. Before the study, the teeth were thawed, cleaned of soft tissues, then placed in a 0.05% aqueous solution of chlorhexidine for the purpose of disinfection. Of these teeth, 18 sagittal sections ~2.0 mm thick were prepared for the study.

Проводилась оценка акустических свойств твердых тканей шлифов зубов в теневом режиме работы с использованием адаптационных манжет 6 и без них. Исследование проводилось в зоне щечного бугра эмали и щечного бугра дентина у каждого образца. Для изучения разброса в ряде данных использовали статистическую программу «BioStat 7» при вычислении статистического коэффициента вариации для каждой из групп образцов. Результаты исследования: результаты измерения представлены в таблице №1.The acoustic properties of hard tissues of teeth sections were evaluated in the shadow mode of operation using adaptive cuffs 6 and without them. The study was carried out in the zone of the buccal tubercle of enamel and the buccal tubercle of dentin in each sample. To study the scatter in a series of data, the statistical program "BioStat 7" was used to calculate the statistical coefficient of variation for each of the groups of samples. Research results: the measurement results are presented in table No. 1.

Коэффициент вариации позволяет оценить разброс данных по относительной величине в условных единицах и процентах. При использовании ПЭП без AM в группе образов в зоне щечного бугра эмали, и щечного бугра дентина были получены данные скорости прохождения ультразвукового сигнала с коэффициентом вариации 36% и 34% соответственно. При использовании ПЭП с AM разброс данных скорости прохождения ультразвукового сигнала в зоне щечного бугра эмали в группе образцов сокращается до 23%, для щечного бугра дентина в группе образцов сокращается до 17%. Таким образом, точность измерения скорости ультразвукового сигнала пьезоэлектрическими преобразователями с адаптационными манжетами для эмали увеличивается до 40%, для дентина до 50%.The coefficient of variation makes it possible to estimate the spread of data in relative terms in arbitrary units and percentages. When using PEP without AM in the group of images in the area of the buccal cusp of enamel and buccal cusp of dentin, data on the speed of passage of the ultrasound signal were obtained with a coefficient of variation of 36% and 34%, respectively. When using probes with AM, the scatter in the data of the ultrasonic signal transmission velocity in the zone of the buccal cusp of enamel in the group of samples is reduced to 23%, for the buccal dentin cusp in the group of samples it is reduced to 17%. Thus, the accuracy of ultrasonic signal velocity measurement by piezoelectric transducers with adaptive cuffs increases up to 40% for enamel and up to 50% for dentin.

Пример № 2Example #2

Проводилось изучение скорости ультразвукового сигнала в образцах шлифов зубов до и после деминерализации пьезоэлектрическими преобразователями 1 и 3 стоматологического ультразвукового денситометра с использованием адаптационных манжет 6. Исследование проводилось на удаленных у детей подросткового возраста по различным показаниям постоянных зубах группы премоляров. В исследование включали зубы с сохраненной коронкой и отсутствием видимых дефектов. Образцы зубов для исследования собирались в нужном количестве и замораживались. Перед исследованием зубы размораживались, очищались от мягких тканей, далее с целью дезинфекции помещались в 0,05% водном растворе хлоргексидина биглюконата. Из этих зубов для исследования готовили сагиттальные шлифы толщиной ~2,0 мм в количестве 14 штук.The speed of the ultrasonic signal was studied in samples of thin sections of teeth before and after demineralization by piezoelectric transducers 1 and 3 of a dental ultrasonic densitometer using adaptive cuffs 6. The study was carried out on permanent teeth of the premolars group removed from adolescents for various indications. The study included teeth with a preserved crown and no visible defects. Samples of teeth for the study were collected in the right amount and frozen. Before the study, the teeth were thawed, cleaned of soft tissues, then, for the purpose of disinfection, they were placed in a 0.05% aqueous solution of chlorhexidine bigluconate. From these teeth, 14 sagittal sections ~2.0 mm thick were prepared for research.

Для воспроизведения деминерализации твердых тканей зуба в эксперименте, проводили следующую подготовку каждого образца: половину шлифа каждого из зубов покрывали кислотоустойчивым лаком, далее после полимеризации лака образцы помещали в пробирку с 50 мл р-ра лактатного буфера, который содержал 2,2 мМ кальция и фосфата в соответствии с рекомендациями [Mclntyre JM, Featherstone JDB, Fu J. Studies of dental root surface caries. 1: comparison of natural and artificial root caries lesions. Australian Dental Journal. 2000 Mar; 45(l):24-30. English. PubMed: 10846269]. Буферный раствор доводили до рН 3,0. Раствор для деминерализации меняли еженедельно в течение 2 недель. После извлечения образцов из деминерализирующего раствора, образцы обрабатывались в ультразвуковой ванночке в деионизированной воде с тимолом, чтобы предотвратить рост бактерий.To reproduce the demineralization of hard tissues of the tooth in the experiment, the following preparation of each sample was carried out: half of the section of each of the teeth was covered with acid-resistant varnish, then after polymerization of the varnish, the samples were placed in a test tube with 50 ml of lactate buffer solution, which contained 2.2 mM calcium and phosphate in accordance with the recommendations [Mclntyre JM, Featherstone JDB, Fu J. Studies of dental root surface caries. 1: comparison of natural and artificial root caries lesions. Australian Dental Journal. 2000 Mar; 45(l):24-30. English. PubMed: 10846269]. The buffer solution was adjusted to pH 3.0. The demineralization solution was changed weekly for 2 weeks. After removing the samples from the demineralizing solution, the samples were ultrasonicated in deionized water with thymol to prevent bacterial growth.

Оценка акустических свойств твердых тканей шлифов зубов проводилась пьезоэлектрическими преобразователями 1 и 3 стоматологического ультразвукового денситометра с использованием адаптационных манжет 6. Исследование проводилось в зоне щечного бугра эмали и щечного бугра дентина у каждого образца до и после деминерализации. Статистический анализ проводили на персональном компьютере с использованием программы "BioStat 7". Для проверки достоверности различий значений в группах использовали U-критерий Манна-Уитни.Assessment of the acoustic properties of hard tissues of teeth sections was carried out by piezoelectric transducers 1 and 3 of a dental ultrasonic densitometer using adaptive cuffs 6. The study was carried out in the area of the buccal tubercle of the enamel and the buccal tubercle of the dentin in each sample before and after demineralization. Statistical analysis was carried out on a personal computer using the BioStat 7 program. The Mann-Whitney U-test was used to test the significance of differences in the values in the groups.

Результаты измерения представлены в таблице №2The measurement results are presented in table No. 2

вычислялась по стандартной формуле расчета U-критерия Манна-Уитни для сравниваемых независимых выборок.was calculated according to the standard formula for calculating the Mann-Whitney U-test for compared independent samples.

При сравнении средних значений скорости ультразвукового сигнала в группах образцов эмали до и после декальцинации - «эмаль №1» и «эмаль №2» выявлены статистически значимые различия (U=44<55). Так же выявлены статистически значимые различия (U=27<55) средних значений скорости ультразвукового сигнала в группах образцов дентина до и после декальцинации - «дентин №2» и «дентин №4».When comparing the average values of the velocity of the ultrasonic signal in the groups of enamel samples before and after decalcification - "enamel No. 1" and "enamel No. 2", statistically significant differences were revealed (U=44<55). Statistically significant differences (U=27<55) were also found in the average values of the ultrasonic signal velocity in the groups of dentin samples before and after decalcification - "dentin No. 2" and "dentin No. 4".

Пример № 3Example #3

Проводилось изучение скорости ультразвукового сигнала в образцах коронковой части временных и постоянных зубов пьезоэлектрическими преобразователями 1 и 3 стоматологического ультразвукового денситометра с использованием адаптационных манжет 6. В исследование включали временные и постоянные зубы группы моляров, удаленные у детей разного возраста по хирургическим показаниям с сохраненной коронкой частью и наличием кариозного дефекта. Образцы зубов для исследования собирались в нужном количестве и замораживались. Перед исследованием зубы размораживались, очищались от мягких тканей, далее с целью дезинфекции помещались в 0,05% водном растворе хлоргексидина биглюконата. Датчики располагали на щечной и язычной поверхностях коронковой части зуба, в зонах со здоровыми твердыми тканями и кариозным дефектом. Вычисляли разницу показателей скорости ультразвукового сигнала (АС) для каждого образца в зонах со здоровыми твердыми тканями и кариозным дефектом (Сз.т. -С_д)The speed of the ultrasonic signal in samples of the crown part of temporary and permanent teeth was studied using piezoelectric transducers 1 and 3 of a dental ultrasonic densitometer using adaptive cuffs 6. The study included temporary and permanent teeth of the molars group, removed from children of different ages for surgical indications with a preserved crown part and the presence of a carious defect. Samples of teeth for the study were collected in the right amount and frozen. Before the study, the teeth were thawed, cleaned of soft tissues, then, for the purpose of disinfection, they were placed in a 0.05% aqueous solution of chlorhexidine bigluconate. The sensors were placed on the buccal and lingual surfaces of the crown part of the tooth, in areas with healthy hard tissues and a carious defect. The difference in ultrasonic signal velocity (AS) was calculated for each sample in areas with healthy hard tissues and a carious defect (Sz.t. -S _d )

Результаты измерения представлены в таблице №3The measurement results are presented in table No. 3

Таблица №3. Оценка скорости ультразвукового сигнала в (м/с) в исследуемых объектах - коронковая часть временных и постоянных зубов.Table number 3. Estimation of the speed of the ultrasonic signal in (m/s) in the objects under study - the coronal part of temporary and permanent teeth.

По результатам исследования установлено: скорость ультразвукового сигнала через коронковую часть временных моляров в зоне здоровых твердых тканях (Сз.т) определялась в диапазоне 2,5-4,0×10³ м/с , в зоне кариозного дефекта (Сд) определялась в диапазоне 1,4-2.0×10³ м/с, Разница значений (АС) составила в диапазоне 1.0-2.4×10³ м/с. Скорость ультразвукового сигнала через коронковую часть постоянных моляров в зоне здоровых твердых тканях (Сз.т) определялась в диапазоне 2,0-2,2×10³ м/с , в зоне кариозного дефекта (Сд) определялась в диапазоне 1,1-1,7×10³ м/с, Разница значений (ΔС) составила в диапазоне 0.5-0.7×10³ м/с.According to the results of the study, it was established that the speed of the ultrasonic signal through the coronal part of the temporary molars in the zone of healthy hard tissues (Sz.t) was determined in the range of 2.5-4.0×10 ³ m/s, in the zone of the carious defect (Sd) was determined in the range 1.4-2.0×10 ³ m/s. The difference in values (AC) was in the range of 1.0-2.4×10 ³ m/s. The speed of the ultrasonic signal through the coronal part of the permanent molars in the area of healthy hard tissues (Sz.t) was determined in the range of 2.0-2.2×10 ³ m/s, in the area of the carious defect (Sd) was determined in the range of 1.1-1 ,7×10 ³ m/s. The difference in values (ΔС) was in the range of 0.5-0.7×10 ³ m/s.

Вывод: разработанный способ ультразвуковой велосимметрии для оценки состояния твердых тканей временных и постоянных зубов, в котором используют пьезоэлектрические преобразователи с адаптационными манжетами, с высокой степенью точности позволяет дифференцировать кариозные дефекты, а также деминерализированные ткани эмали и дентина от здоровых (не деминерализированных), что дает возможность рекомендовать данный способ исследования для дополнительной диагностики скрытых очагов деминерализации, кариозных дефектов в структуре твердых тканей временных и постоянных зубов, возникающих на разных стадиях развития кариеса.Conclusion: the developed method of ultrasonic velosymmetry for assessing the state of hard tissues of temporary and permanent teeth, which uses piezoelectric transducers with adaptive cuffs, with a high degree of accuracy allows to differentiate carious defects, as well as demineralized enamel and dentin tissues from healthy (not demineralized), which gives the opportunity to recommend this research method for additional diagnosis of hidden foci of demineralization, carious defects in the structure of hard tissues of temporary and permanent teeth that occur at different stages of caries development.

Достоинствами способа являются: безопасность (в отличие от рентгеновского снимка, компьютерной томографии и других методов рентгенологической диагностики в ультразвуковом способе отсутствует радиоактивное излучение, что делает его оптимальным способом обследования для беременных и детей на регулярной основе, без ограничений по частоте прохождения); скорость обследования (процесс диагностики занимает в среднем 5-7 минут); мобильность (портативный аппарат легко перемещается при необходимости, подходит для массовой диагностики); доступность (по сравнению с МРТ- и КТ-денситометрией, ультразвуковые обследования отличаются невысокими ценами).The advantages of the method are: safety (unlike X-ray, computed tomography and other methods of X-ray diagnostics, there is no radioactive radiation in the ultrasound method, which makes it the best method of examination for pregnant women and children on a regular basis, without restrictions on the frequency of passage); the speed of the examination (the diagnostic process takes an average of 5-7 minutes); mobility (a portable device can be easily moved if necessary, suitable for mass diagnostics); availability (compared to MRI and CT densitometry, ultrasound examinations are notable for their low prices).

Claims

1. The method of ultrasonic velosymmetry for assessing the state of hard dental tissues, which includes the following steps:

adaptive cuffs are installed on the housings of the piezoelectric transducers of the dental ultrasonic densitometer transmitting and receiving the ultrasonic signal, while the adaptive cuffs are tubes oriented along the direction of signal propagation,

a gel for ultrasonic studies of high viscosity is applied to the area of the protectors of the piezoelectric transducers to the level of the edges of the adaptation cuffs,

piezoelectric transducers are fixed motionless on the studied area of the object under study by means of a positioner,

determine the value of the speed of the ultrasonic signal using a dental ultrasonic densitometer,

calculating the difference between the speed of the ultrasonic signal thus determined and the predetermined reference speed, and determining the state of the hard tissues of the tooth.

2. The method according to p. 1, characterized in that the inner diameter of the hole of the adaptation cuff is chosen in such a way that it is equal to the diameter of the base of the protectors of the piezoelectric transducers.

3. The method according to p. 1, characterized in that the wall thickness of the adaptive cuff is chosen equal to 1-2 mm.

4. The method according to p. 1, characterized in that medical silicone is used as the material of the adaptive cuff.

5. The method according to p. 1, characterized in that the object under study is the crown part of a temporary or permanent tooth or a tooth section.

6. The method according to claim. 1, characterized in that the value of a predetermined reference speed is determined in advance for each group of temporary and permanent teeth.