Исследователи из ЛЭТИ разработали датчик для экспресс-диагностики кариеса с помощью тока

Исследователи из ЛЭТИ разработали датчик для экспресс-диагностики кариеса с помощью тока

Новое малогабаритное устройство позволит врачам-стоматологам легко и быстро определять протекание патологического процесса в тканях зуба на ранних стадиях.

29.02.2024 2944

Сегодня выявить наличие патологического процесса в тканях зуба на ранних стадиях возможно только с помощью специализированного оборудования, доступного не для каждой стоматологической клиники. Другой проблемой является обнаружение скрытых патологий в тканях, которое возможно только с помощью метода рентгенографии. Для проведения такой процедуры также требуется оборудование и большое количество времени, из-за чего процесс постановки диагноза может затянуться. Поэтому научными группами всего мира ведутся работы по созданию альтернативных устройств для стоматологической экспресс-диагностики. 

«Мы разработали концепцию малогабаритного прибора для оперативной диагностики депульпированных и пораженных кариесом зубов с помощью измерения импеданса (комплексного электрического сопротивления) на нескольких частотах. Устройство позволяет провести обследование зуба, в котором предположительно протекает патология, безболезненно для пациента и за короткое время прямо в кабинете лечащего врача. Стоматологу необходимо лишь разместить электроды на интересующем зубе и дождаться вывода результата на экран. В основу концепции работы прибора легли наши исследования, которые мы провели на здоровых и пораженных различными патологиями зубах».

Аспирант кафедры теоретических основ электротехники (ТОЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Андреевна Гореликова

Твердые ткани зуба преимущественно состоят из минеральных веществ, которые по своей природе являются очень плохими проводниками электрического тока. На начальных стадиях кариеса эти минеральные вещества начинают постепенно растворяться – происходит так называемая деминерализация твердых тканей зуба. С развитием патологии все большую часть начинают занимать проводящие электрический ток структуры, и сопротивление зуба существенно снижается. В случае депульпированных зубов ситуация обратная: внутри зуба нарушается циркуляция жидкости, из-за чего сопротивление зуба существенно возрастает.

Следовательно, если пропустить электрический переменный ток через интересующий зуб и измерить его импеданс в нескольких точках частотного диапазона, можно определить, является ли зуб здоровым, пораженным кариесом или депульпированным.

Для возможности такой классификации специалисты ЛЭТИ провели исследование частотной зависимости модуля импеданса сперва на удаленных, а потом на живых зубах. Материалы для исследований предоставили сотрудники Института стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова.

«Мы выяснили, что модуль импеданса зуба с кариозными поражениями меньше модуля импеданса здорового зуба как минимум на 30-50% в зависимости от того, в какой точке частотного диапазона проводятся измерения. Для депульпированных зубов, наоборот, значение модуля импеданса оказалось больше (так же на 30-50%), чем у здорового зуба», – подчеркнула Мария Андреевна Гореликова.

На данный момент уже разработан специальный датчик, представляющий собой два маленьких электрода цилиндрической формы, которые помещаются на исследуемый зуб. Существующие на рынке решения не подходили для работы с такими маленькими объектами, поэтому ученым предстояло самостоятельно решить данную задачу. Они продолжают свои исследования для иных патологических процессов, а также работают над созданием первого опытного образца. 

В дальнейшем специалисты планируют изучить, как состояние пульпы зуба отражается на исследуемых частотных характеристиках. Это позволит определять наличие воспалительного процесса в зубе. 

Результаты исследований были представлены в журнале «Cathedra-Кафедра. Стоматологическое образование», а также на различных конференциях международного уровня. На данный способ диагностики состояния тканей зуба и устройство для его реализации был получен патент (RU 2 782 999 C1).

Проект прототипа прибора для выявления заболеваний зуба на основе его частотных характеристик импеданса вошел в список победителей всероссийского конкурса «УМНИК – Проектная команда. Электроника» (очередь II).