Зубы человека: Строение зубов человека, из каких частей состоит зуб

Содержание

Строение зубов человека, из каких частей состоит зуб

Белоснежные, жемчужные, ослепительные… Мы часто обращаем внимание на внешний вид зубов, но не стоит забывать и о тех важных функциях, которые они выполняют. Зубы не только измельчают пищу, подготавливая ее к перевариванию, но и помогают нам говорить, а также во многом определяют форму лица. Знакомство с их строением поможет вам осознать значимость гигиены полости рта, чтобы лучше ухаживать за своими зубами.

Типы зубов

Существует четыре типа зубов. В норме в глубине полости рта находится в общей сложности двенадцать моляров, по шесть на каждой из челюстей, включая и четыре зуба мудрости, которые прорезываются последними. Моляры – это самые плоские и самые широкие зубы человека.

Непосредственно перед ними располагаются премоляры. Их также называют малыми коренными или двубугорковыми зубами. Восемь премоляров – по четыре сверху и снизу – имеют плоскую окклюзионную поверхность, предназначенную для пережевывания пищи, а их вертикальный размер задает высоту нижнего отдела лица.

Между премолярами и зубами фронтальной группы, слева и справа на верхней и нижней челюстях расположены четыре клыка. Их легко отличить от других зубов по слегка заостренной форме, которая позволяет им разрывать и удерживать пищу. Кроме того, клыки обеспечивают поддержку губ.

Спереди находятся восемь резцов, по четыре на каждой челюсти. Эти плоские прямые зубы предназначены в первую очередь для откусывания пищи, но они также отвечают за артикуляцию и поддержку губ.

Строение зубов

На первый взгляд зубы – это твердые, белые, похожие на кость образования, назначением которых является перемалывание пищи. Однако они устроены сложнее, чем кажется. На популярном информационном стоматологическом сайте представлены наглядные схемы и подробное описание анатомии зуба и прилегающих к нему структур полости рта.

  • Клиническая коронка. Так называется верхняя, видимая часть зуба.
  • Эмаль. Эмаль покрывает коронку зуба и является самой твердой тканью в организме человека. Поскольку она ежедневно подвергается негативному воздействию кислот, выделяемых бактериями зубного налета, профилактика кариеса играет важнейшую роль в сохранении целостности эмали.
  • Пульпарная камера. Это полость внутри зуба, которая заполнена пульпой, состоящей из соединительной ткани с кровеносными и лимфатическими сосудами, а также нервными окончаниями.
  • Корневой канал. По нему проходят нервы и сосуды.
  • Корень. Корнем называется часть зуба, расположенная в альвеолярной лунке внутри челюсти.
  • Шейка. Шейка – это суженная часть зуба между коронкой и корнем.
  • Цемент. Цемент представляет собой специфическую ткань, которая покрывает поверхность корня и шейку зуба. Цемент менее прочный, чем эмаль на коронке зуба.
  • Дентин. Дентин составляет большую часть зуба и расположен под эмалью и цементом. Он пронизан микроскопическими канальцами, обеспечивающими иннервацию и питание твердых тканей. Стираемость эмали приводит к оголению дентинных канальцев и повышенной чувствительности зубов.
  • Альвеолярная кость. Альвеолярной костью, или гребнем, называется часть челюсти, поддерживающая корни зубов.
  • Периодонтальная связка. Периодонтальная связка состоит из соединительной ткани и коллагеновых волокон. С ее помощью корень зуба фиксируется в альвеолярной лунке.
  • Десны. Часть коронки, шейка зуба и небольшой участок корня окружены десной, которая помогает удерживать зуб в челюсти и защищает еще не прорезавшиеся зубы.

Знание – сила

У человека всего один комплект постоянных зубов, а это значит, что их нужно беречь. Знакомство со строением зубов помогает лучше понять, что необходимо для правильного ухода за ними. Чистить зубы следует как минимум два раза в день: утром после завтрака и на ночь перед сном. Использование фторидсодержащей зубной пасты, зубной щетки с мягкой щетиной и ополаскивателя для полости рта позволит не только сделать дыхание свежим, но и предотвратить развитие кариеса и гингивита.

Благотворно скажется на состоянии зубов и десен и ежедневное очищение межзубных промежутков с помощью зубной нити. Наконец, каждые полгода обязательно нужно проходить профилактические осмотры у стоматолога, которые вкупе со своевременным лечением и профессиональной чисткой зубов в клинике станут залогом сохранения здоровья полости рта на долгие годы.

Назначение зубов: виды зубов, функции, уход | Советы стоматолога

В полости рта здорового человека располагается 32 зуба. Они размещены на верхней и нижней челюсти, по 16 штук на каждой. По своему назначению и форме все зубы разделяются на четыре группы.

1. Резцы.
2. Клыки.
3. Премоляры.
4. Моляры.

В передней части полости рта находятся резцы. По две пары на нижней и верхней челюсти. Резцы необходимы, чтобы откусывать пищу без значительного давления. Функционирование резцов очень напоминает работу клещей. Подобные зубы обладают несколькими отличительными особенностями, а именно:

— одиночным корнем;
— уплощенной коронкой;
— тонким краем, который является основным «режущим» элементом.

С боковых сторон резцов размещаются клыки. Всего их 4, по одному на каждую сторону. То есть, два клыка находятся на нижней челюсти и два на верхней. Эти зубы предназначаются для отрыва кусков пищи с использованием большой силы. Клыки отличаются длинным корнем и более сильной коронкой по сравнению с резцами. Корень клыков самый длинный среди всех зубов. Поэтому данные зубы наиболее стабильны. Работу клыков можно сравнить с работой зубила.

Следующими зубами после клыков идут премоляры или малые корневые зубы. Премоляров всего 8 штук. Четыре размещаются на нижней челюсти и четыре на верхней. Основным назначением данных зубов служит захват и последующее растирание пищи. Строение премоляров практически идентично клыкам. Корневые зубы отличаются только призматической формой, а также расширенной поверхностью. По своей работе премоляры можно сравнить с отбивным молотком, имеющимся на кухне у каждой хозяйки.

За премолярами на краю зубных дуг находятся моляры, которые еще называются большими корневыми зубами. Всего их 12 штук. 6 на верхней и 6 на нижней челюсти, по 3 на каждую сторону. Поэтому они нумеруются «1», «2» и «3». Моляр № 3 может отсутствовать. Его народное название — зуб мудрости. Большие корневые зубы нужны для дробления и растирания пищи с использованием силы. Эти зубы обладают большой коронкой с большой жевательной поверхностью, на которой располагаются 5 бугорков (три в передней части и два сзади). Их наличие дает возможность перемалывать большие куски еды. Достаточно часто между бугорками накапливаются остатки пищи. В результате чего образуются различные отложения – зубной налет, что может привести к образованию кариеса и т.д. Это приводит к поражению моляров. Для их восстановления приходится проводить пломбирование. Материал для пломбы необходимо подбирать с учетом предстоящих нагрузок. Стоматолог старается сделать пломбу идентичной форме бугорков. В противном случае выполнять свою функцию в полном объеме зуб не сможет. Верхние моляры имеют по три корня, а нижние по два. Работа больших корневых зубов подобна мощным молоткам.

Леонтьев В.К. Статья 1 (7) «Зуб как жевательный орган зубочелюстной системы и организма в целом» | Актуальные статьи. Стоматология. Организация здравоохранения. Право.


Академик В.К. Леонтьев

Зуб – орган, часть зубочелюстной системы, который участвует в ряде функций человека – жевании, кусании и откусывании, удерживании пищи, эстетике, речи, ощущениях.

Функции зубов человека и животных существенно отличаются. У животных они заключаются в кусании и откусывании, удержании пищи и жевании. Эстетическая, речевая функция и ощущения через зубы у них отсутствует. Важным также является факт, что потеря зубов животными неизбежно влечет смерть. Человек адаптирован к такому положению и потеря зубов у него восполняется многими способами. Функции отдельных зубов и групп зубов существенно отличаются.

Группа фронтальных зубов – резцы и клыки участвуют в кусании, откусывании пищи, в ее удерживании (животные). Моляры и премоляры участвуют в процессах жевания.

Фронтальные зубы несут в себе большую часть эстетической функции и вместе с другими органами участвуют в речи. Для зуба как органа характерны специфические черты. Он имеет определенную форму, строение и свойства, характерные только для него. Форма зубов определяется его функцией и по этому показателю зубы человека делятся на 3 группы – резцы, клыки и жевательные. В последней группе различаются премоляры и моляры. Зубы верхней и нижней челюсти отличаются между собой.

Строение всех зубов (структура) принципиально одинакова. Они состоят из коронки и корня. Коронка и корень имеют строение в зависимости от принадлежности их к конкретной группе зубов. Внутри зуба имеется полость, в которой находится пульпа.

Все зубы, в принципе, имеют похожие свойства. Они прочные, эмаль крепко связана с дентином, а коронка с корнем, корень помещен в лунку зуба, находящуюся в челюсти, и прикрепляется к лунке системой пародонта. Зуб является самой твердой структурой в организме человека. Важнейшим свойством зуба является его постоянный контакт с внешней средой. Для этой цели он обладает рядом уникальных свойств – прочностью, высокой устойчивостью к давлению, к химическим воздействиям, к механическим нагрузкам, к микробной среде, к пище различного состава и свойств, к внешним вмешательствам, к изменениям внешней и внутренней среды.

Зуб в определенной мере способен к самовосстановлению в условиях полости рта, что позволяет ему функционировать многие десятки лет (процессы минерализации, де- и реминерализации). Обмен веществ внутренней части зубов (дентина, пульпы цемента), в принципе, не отличается от других тканей и состоит в постоянном обновлении тканей. Зуб относится к наиболее архаичным органам животных и человека. Он прекрасно сохраняется в скелетах, в черепе, в земле, в воде и не подвержен быстрым эволюционным изменениям. Поэтому его форма, строение, структура, свойства играют особую роль в анатомии, гистологии и патоанатомии, археологии, этнографии, сравнительной анатомии и др.

Очень низкий уровень обмена веществ также является уникальной и важной чертой зубов. Для сохранения зубов человека и животных во рту они обязательно должны омываться слюной, так как обмен веществ между слюной и эмалью играет важнейшую роль в сохранении зубов, их де- и реминерализации.

Эмаль зубов чрезвычайно плотно прикреплена к дентину. Это достигается путем наличия специальных «замковых» креплений поверхности дентина к эмали на всем протяжении их границы. Наибольшая толщина эмали в области бугров и других «выпячиваний» зубов (режущие края) – до 1, 5 мм. Наиболее тонка она в области шеек зуба и на дне некоторых фиссур (доли мм). Поверхность эмали

преимущественно гладкая и только на жевательной поверхности моляров и премоляров имеются щелевидные впячивания – фиссуры, которые образуют на поверхности зубов определенный рисунок – одонтоглифику. Этот рисунок на поверхности зубов генетически детерминирован, передается по наследству и по этому признаку, как и по рисунку на пальцах (дерматоглифика), можно определить личность любого человека. Это особенно важно в связи с тем, что после смерти человека отпечатки его пальцев вместе с их рисунком и кожей быстро исчезают, а одонтоглифика остается веками.

Одонтоглифика, хотя и сравнительно малоизвестна, очень важна для истории, судебной медицинской экспертизы, этнографии, генетики и др., но изучена пока явно слабо.

Для стоматологии фиссуры имеют особое значение. Они раньше всего, быстрее других поверхностей поражаются кариесом (первый кариес ребенка!). Чаще всего кариес появляется на дне фиссур (1-3 мм) и на ранних стадиях практически недоступен для диагностики (его на этих стадиях можно обнаружить только с помощью электрометрии). Сама эмаль в прорезавшихся зубах еще не зрелая (недоминерализована на 5-10%) и ее минерализация завершается лишь через 0, 5-2 года, причем на дне фиссур эмаль в связи с трудностью попадания сюда слюны, вообще остается недоминерализованной до конца жизни, что объясняет легкую подверженность фиссур кариесу (это главная проблема кариесологии). Поэтому кариес фиссур остается слабоизученной и наиболее трудной во всех отношениях проблемой нашей специальности. Во многом это связано с формой фиссур зубов. Они бывают щелевидными, ящикообразными, мешковидными, широкооткрытыми. В свою очередь их можно разделить на слабопромываемые слюной (мешковидные, щелевидные, ящикообразные) и хорошо промываемые слюной (открытые). В свою очередь, некоторые фиссуры в глубине зуба разветвлены. С другой стороны, в Омском университете было доказано, что описываемая форма фиссур генетически не детерминирована и в зависимости от условий полости рта, состава слюны, первоначальной формы фиссур они могут менять свою форму по глубине эмали вплоть до закрытия фиссур. Этот процесс можно регулировать с помощью кариеспрофилактических фторидсодержащих средств.

Самыми опасными по отношению к кариесу являются фиссуры, внутрь которых не проникает слюна, но попадают остатки пищи, детрита, микрофлора. Эти фиссуры не минерализуются, но в них из-за накопления кариесогенных остатков и микрофлоры развивается кариес, практически рано не диагностируемый. Процесс быстро распространяется вширь и вглубь, так как эмаль в фиссурах недоминерализована, здесь развивается первый кариес детей – фиссурный кариес жевательных поверхностей.

Дентин имеет специфическое строение и весь пронизан мелкими дентинными капальцами. Он неравномерен по толщине и по структуре и теснейшим образом («замки») соединен с эмалью зубов. В капальцах расположены отростки одонтобластов – клеток, продуцирующих дентин. Через капальцы, осуществляется доставка питательных и обменных веществ в дентин. Кровеносных сосудов в дентине нет и обеспечение роста и обмена в дентин идет через дентинную жидкость (лимфу?), поступающую из пульпы зуба, в которой на границе с дентином расположены специализированные клетки («одонтобласты»), чьи отростки через систему дентинных капальцев сообщаются с дентином, осуществляя трофическую функцию. Дентин также способен выполнять регенеративную функцию путем продуцирования вторичного дентина. Важно, что инфицированный дентин в твердом состоянии сохраняет регенеративные свойства, чем обосновывается лечение среднего и глубокого кариеса.

Белковой матрицей дентина является коллаген, особенность которого состоит в большом количестве поперечных связей, что обусловливает высокую степень его минерализации, устойчивость к деминерализации и способность связывать воду.

На поверхности дентина корней зубов располагается цемент. В зубах это – третья минерализованная ткань после эмали и дентина, обладающая как эмаль и дентин специфическими свойствами и функцией.

Функция цемента заключается в образовании связи между корнями зубов и костными фрагментами челюстей (альвеолярным отростком, окаймляющим лунки зуба). В пространстве между ними располагаются волокна периодонта, с одной стороны прикрепленные к цементу корню зуба, с другой – к костной пластине альвеолы. Периодонт состоит из коллагеновых и эластиновых волокон, обладающих определенных коэффициентом упругости. Зуб как бы «подвешен» этими волокнами к стенкам костной альвеолы челюстей. Направление хода волокон от почти горизонтального в области шейки зуба до практически вертикального в нижней части корня зуба и альвеолы. В целом зуб оказывается как бы подвешенным на периодонте, что обеспечивает его контролируемую нагрузку в процессе приема пищи. По своей физической природе эта система является своеобразным амортизатором, рессорным механизмом, обеспечивающим подвижность зубов и их длительное (десятилетиями) функционирование -осуществление откусывания и измельчения пищи. Между волокнами периодонта располагается большое количество сосудов и капилляров, образующих сосудистую сеть вокруг корня зуба, которая обладает значительными резервами объема крови. Эта сеть имеет множество анастомозов с костной сосудистой системой и десной, что способствует быстрому при нажатии (жевание) перераспределению крови из периодонта в кости и десну. Этим самым осуществляется амортизирующая функция пародонта при жевании. При размыкании челюстей кровь возвращается на свое место, а зуб возвращается в исходное положение.

Десна имеет свою биологическую жидкость – десневую. Она представляет собой транссудат сыворотки крови. Жидкость накапливается в десневой бороздке, обеспечивая ее промывание и защиту, и играет большую роль, осуществляя барьерную функцию. Определение ее состава имеет некоторое диагностическое значение.

Цемент зуба способен к регенерации и обмену веществ как костная ткань, но не имеет собственных кровеносных сосудов и нервов. Он в своем составе имеет цементобласты и цементоциты, которые способны продуцировать новый цемент и поддерживать в этой ткани обмен веществ.

Такова, вкратце, структура, состав и основные функции зубов человека и животных (жевание и размельчение пищи).

Остальные важные для стоматологии (и не только) функции зубов будут рассмотрены в последующих статьях.


Просмотрено 2125       Нравится 13       Мне нравится

Зубы человека нумерация

11 апреля 2015

В начало…

 

Зубочелюстная система человека – сложная структура, наиболее значимая часть жевательно-речевого аппарата.

Челюстные кости

Верхняя челюстная кость (maxilla) это кость, состоящая из двух симметричных частей. Каждая часть состоит из тела и нескольких отростков: альвеолярного (в нем находятся альвеолы, «ячейки», в которых размещаются корни зубов), скулового, лобного и небного.

Небные отростки обеих частей кости соединяются и образуют небо.
Так же, в кости верхней челюсти располагается верхнечелюстная пазуха. Ее дно расположено очень близко к корням зубом, и кость дна имеет небольшую толщину, что создает определенные трудности при имплантации зубов.

Верхняя челюсть соединяется с другими костями черепа неподвижно.
Эта кость легкая и тонкая, так как, преимущественно, состоит из губчатой костной ткани. Только тонкий наружный слой кости состоит из более плотной и прочной кортикальной костной ткани.
Нижняя челюстная кость (mandibula), посредством височнонижнечелюстного сустава, подвижно соединяется с костями черепа.

Нижнечелюстная кость более массивная и прочная, ее кортикальный слой более толстый, так как именно к нижней челюсти крепятся жевательные мышцы, и приходится наиболее сильная нагрузка.

Нижнечелюстная кость имеет тело в форме подковы, альвеолярную часть с альвеолами для корней зубов, две ветви, отходящие от тела под углом. Каждая ветвь разделяется на два отростка: суставной и венечный.
Альвеолярные «ячейки» и верхней, и нижней челюсти внутри выстланы соединительной тканью — периодонтом. Благодаря этой ткани корень зуба надежно закрепляется в альвеоле.

Ткани кости

Как уже было сказано выше, кости челюстей состоят из губчатой и кортикальной костной ткани. Кортикальная ткань представляет собой костные пластинки, на 95% состоящие из различных минеральных солей. Эти пластинки располагаются плотно, поэтому и кортикальная кость — твердая и прочная.

Губчатая ткань, наоборот, более мягкая, так как, по большей части, состоит из мягкой ткани, имеет ячеистую структуру, а костные пластинки в ней образуют перегородки.

Ткани костей состоят из разных видов клеток, и каждая из клеток выполняет свои функции. Так, остеобласты отвечают за образование новой ткани, а остеокласты — наоборот, за разрушение старой, стимулируя обновление тканей кости. Остеоциты — основные клетки кости. Интерстициальные клетки — своеобразная «прокладка» кости.

Зубы

В норме у человека имеется от 28 до 32 зубов. Почему от 28 до 32? Потому что так называемые «зубы мудрости» прорезаются поздно, у некоторых могут вообще не прорезаться, или разрушиться после прорезывания, поэтому их отсутствие считается нормой.

За всю жизнь человек только один раз меняет зубы — с молочных (временных) на коренные (постоянные). При этом и молочные, и коренные зубы формируются еще во время внутриутробного развития.

Уже на 6-7 неделе беременности, у эмбриона начинает формироваться зубная пластина с зачатками молочных зубов. Всего зачатков 20 — по 10 снизу и сверху. На третьем месяце развития формируются клетки пульпы, дентина и эмали, а с 4-го месяца формируются и сами ткани. Цемент зуба формируется уже на 4-5 месяце жизни ребенка.

Во время внутриутробного развития происходит и закладка коренных зубов – это происходит примерно на 5-м месяце. Зачатки коренных зубов находятся за зачатками молочных зубов.

Прорезывание молочных зубов начинается с 4-7 месяцев после рождения. Когда прорезывается молочный зуб, в зачатке коренного зуба начинается формирование дентина и эмали. Коренной зуб развивается, растет, его эмаль давит на корень молочного зуба, что, в конце концов, приводит к рассасыванию корня. В результате молочный зуб выпадает, а на его месте прорезывается коренной. Временные зубы начинают сменяться коренными на 6-7 году жизни ребенка, а заканчивается этот процесс, в среднем, в 14 лет. Самыми последними прорезываются «зубы мудрости», они же — третьи моляры. Эти зубы могут прорезаться и в 20 лет.

Строение зуба

Любой зуб условно разделяется на три части: корень, шейку зуба и коронку зуба.
Корень зуба расположен в альвеоле челюстной кости. Крепление корня в альвеоле челюстной кости осуществляется посредством волокон коллагена периодонта.

Шейка зуба — это небольшой участок, переход из корня в коронку.

Коронка — та часть зуба, которая выступает над поверхностью десны.

Внутри зуб не цельный — дентин образует полость, по форме идентичную форме зуба. Эта полость заполнена пульпой. Условно разделяют коронковую часть полости и корневые каналы. Каналы сквозные — в области верхушки корня они заканчиваются апикальным отверстием. Понятно, что количество каналов зуба равно количеству его корней.

Если рассматривать зуб послойно то мы увидим:

 

  1. Пелликула. Самый верхний, самый тонкий слой. Это органическая пленка, покрывающая эмаль и защищающая ее от разрушения.
  2. Эмаль. Это слой твердого, прочного, гладкого вещества, который покрывает коронку и шейку зуба. На жевательной поверхности зуба — самый толстый слой эмали, а на шейке зуба — самый тонкий. Эмаль имеет сложный состав, воспроизвести который сегодня еще не удалось. Несмотря на то, что эмаль является самой твердой тканью в нашем организме, она легко поддается воздействию кислот и разрушается.
  3. Цемент. Это ткань, которая покрывает корень зуба, и выполняет те же функции, что и эмаль. Кроме того, цемент обеспечивает надежное крепление корня зуба к периодонту. Цемент пропитан минералами и пронизан коллагеновыми волокнами, за счет которых и происходит крепление зуба к периодонту.
  4.  Дентин. Это основная ткань зуба, которая по строению сходна с тканью кости, но только более прочная, за счет большей минерализации.
  5. Пульпа. Это рыхлая соединительная ткань. Она заполняет всю полость зуба, и ее коронковую часть, и корневые каналы. В пульпе расположены кровеносные, лимфатические сосуды, нервы.

Классификация зубов

Зубы классифицируются по многим признакам:

  • По сроку существования: молочные и коренные.
  • По функциям: резцы, клыки, премоляры, моляры. Премоляры еще называют малыми коренными зубами, а моляры — большими коренными зубами.
  • По количеству корней: однокорневые, двукорневые, трехкорневые. К однокорневым относятся резцы, клыки, премоляры, к двукорневым – моляры нижней челюсти, к трехкорневым – моляры верхней челюсти.
  • По форме коронки (по количеству бугорков): однобугорковые, двубугорковые, многобугорковые. К однобугорковым относятся клыки и резцы, к двубугорковым – премоляры, к многобугорковым – моляры.

Все зубы, независимо от вида и типа, одинаково подвержены различным заболеваниям и повреждениям, которые могут привести к потере зубов. Поэтому уменьшение таких факторов, как неправильное питание, плохая гигиена полости рта, злоупотребление некоторыми фармацевтическими препаратами, вредные привычки и повышенный травматизм, избегание стоматологического лечения, станут лучшей гарантией сохранности зубов в любом возрасте.

Читать далее…


Вернуться к списку новостей Частые вопросы по имплантации

Здоровые зубы

Здоровье зубов

 

Здоровье зубов – важный фактор, от которого зависит и красота улыбки, и Ваша уверенность в себе.

На здоровье зубов влияет множество факторов, и далеко не каждый из них напрямую относится к состоянию полости рта. В организме человека все взаимосвязано. Следовательно,  любой «сбой» может  отразиться на здоровье зубов и десен.

 

  Питание беременной женщины и здоровье зубов ребенка

Зубочелюстной аппарат закладывается и формируется в период внутриутробного развития. При рождении ребенок не имеет зубов, но имеет зачатки как временных, так и постоянных зубов , которые вырастают согласно срокам прорезывания. От питания и ухода за зубами во время беременности зависит качество этих «зародышей», которые лишь спустя несколько лет станут полноценно выполнять возложенные на них функции. Дефицит питательных веществ, недостаток в рационе будущей мамы продуктов, богатых кальцием, фтором и магнием, могут стать причиной  нарушения здоровья зубов у ее ребенка. В таких случаях у малыша чаще всего наблюдается недостаточная насыщенность твердых тканей минеральными веществами, рыхлость зубной эмали, «молочный» кариес и другие патологии.

 

Вода и здоровье зубов человека

Качество жидкости, которую мы пьем, – немаловажный фактор, определяющий состояние здоровья зубов и других органов нашего организма.  Содержащиеся в ней минеральные вещества помогают восполнить дефицит некоторых микроэлементов, которые входят в состав костных и мягких тканей. При изменении количества, качества и состава воды в организме происходит нарушение важнейших процессов, в т. ч. усвоения питательных веществ, необходимых для нормального функционирования всех систем. Для профилактики кариеса у детей используют метод фторирования воды. Норма фтора в воде при этом не должна превышать 1 мг/л. Так как, при превышении вышеуказанной нормы фтора в воде и использовании такой воды для приготовления смесей и прикорма ребенку на первом году его жизни, может развиться такое заболевание постоянных зубов, как «флюороз». Суть его состоит в том, что кальций в кристаллической решётке эмали замещается фтором, эмаль становится более хрупкая и «ломкая». Вот почему так важно соблюдать «золотую середину».

 

Правильное и сбалансированное питание

 

Необходимость правильно и сбалансированно питаться. Благодаря сбалансированному рациону с присутствием в нем всех необходимых питательных веществ удается удовлетворить потребность организма в витаминах и минералах более эффективно, чем за счет приема витаминно-минеральных комплексов.

Для обеспечения здоровья зубов в ежедневное меню обязательно должны быть включены свежие и отварные овощи, мясо, рыба, фрукты и фруктовые соки (желательно разведенные водой для снижения активности органических кислот), молочнокислые продукты и зелень. Количество сладостей и хлебобулочных изделий в рационе необходимо свести к минимуму: эти продукты образуют на поверхности зубов и в межзубных промежутках налет, который становится благоприятной средой для микробов, вызывающих кариес и другие заболевания. Следите за разнообразием питания. Это гарантирует, что из разных продуктов в организм будут поступать необходимые вещества:

·     Кальций. Участвует во множестве процессов, протекающих на клеточном уровне, и является одним из самых необходимых для поддержания и регуляции различных функций. В костях скелета находится до 99 % кальция, и именно костные ткани являются резервуаром для восполнения этого вещества при его недостатке в пище. То есть при дефиците кальция этот микроэлемент извлекается из костей, что постепенно приводит к их истончению и повышенной ломкости. Учитывая то, что зубы также построены из кальция, неудивительно, что дефицит этого элемента сказывает и на их состоянии;

·     Магний. Обеспечивает работу нервной ткани, необходим для формирования костей. Магний входит в состав твердых тканей зуба и участвует в обменных процессах, позволяющих обеспечить нормальное состояние десен;

·     Фтор. Играет немаловажную роль в здоровье зубов. Благодаря этому микроэлементу обеспечивается высокая плотность твердых тканей зуба, что не позволяет им разрушаться под воздействием неблагоприятных факторов.

 

Для того, чтобы ваши зубки всегда были здоровыми, сияющими, белоснежными и доставляли вам много радости, необходимо соблюдать следующие правила, которые должен знать каждый:

1. Плановое посещение стоматолога. Ухаживать за своими зубами только в домашних условиях недостаточно. Для того чтобы любые заболевания или нарушения были выявлены своевременно, необходимо посещать стоматолога дважды в год даже при отсутствии жалоб на состояние зубов и десен.

2. Коррекция питания. Профилактика заболеваний полости рта подразумевает не только изменение рациона и включение в него продуктов с высоким содержанием питательных веществ, витаминов и микроэлементов. Немаловажной является и консистенция таких продуктов. В меню обязательно должны присутствовать твердые сорта яблок, морковь и другие плотные овощи и фрукты. Интенсивное жевание волокнистой пищи, которую и представляют собой овощи и фрукты, является отличной профилактикой нарушения кровообращение в деснах.

 

3. Правильный подбор зубной пасты и зубной щетки

Необходимо пользоваться ими эффективно и не навредить себе. Зубная щетка должна обязательно иметь искусственную щетину с закругленными кончиками, атравматичную головку, удобную ручку, под вашу руку и, главное, жесткость щетины должна соответствовать состоянию эмали и десен. Жесткую щетину вообще не стоит использовать, даже если у вас все хорошо. А уж коли страдаете повышенной чувствительностью зубов или десны кровоточат, то пользуйтесь только щеткой с мягкой щетиной.
Зубную пасту нужно тоже подбирать с умом. Тут опять смотрите по состоянию зубов и десен, выбирая себе то, что будет полезнее. Например, если у Вас гиперчувствительность, нельзя пользоваться высокоабразивными зубными пастами, можно себе навредить. Так называемые «пасты для всей семьи» вреда не принесут, но и пользы особой не будет, так как у каждого человека ситуация во рту разная, и зубная паста у каждого тоже должна быть своя.

 

4. Регуляция нагрузки на зубы

 Сильное механическое давление разрушает зубы. Причиной разрушения зуба могут стать даже обыкновенные нитки, если есть привычка постоянно перекусывать их одними и теми же зубами.
Опасна привычка слишком сильно сжимать зубы, а тем более — скрипеть ими: это приводит к истиранию эмали. Иногда это происходит во сне. Но и этот случай не безнадежен — существуют специальные каппы, надеваемые на зубы перед сном. Они защитят. А вот посильные нагрузки зубам и деснам необходимы. Не бойтесь жевать сырые овощи, не стремитесь измельчить и перемолоть продукты.

Связь зубов с внутренними органами

Сегодня многие специалисты в области стоматологии как практикующие, так и те, кто занимается научными разработками, высказывают мнение о том, что болезни зубов могут отражаться на функционировании многих органов человека. Какова же основа таких заключений и стоит ли считать их бесспорно верными?

Исследования, направленные на изучение взаимосвязи внутренних органов с зубами проводятся уже давно. Например, ученые выяснили, что чем меньше остается зубов, тем хуже у человека память, а вот нервозность и раздражительность наоборот возрастают. Порой звучат и совсем уж громкие заявления, подобные этому: удаление зуба сродни удалению части мозга(!). Аргументируют это тем, что при удалении происходит обрыв отростка тройничного нерва, связывающего верхнюю и нижнюю челюсть, а также лобную часть головы.

Впрочем, о влиянии зубов на внутренние органы говорили еще в древности. Было замечено, что малые коренные зубы влияют на поджелудочную железу, а состояние печени зависит от нижних клыков, передние зубы отражаются на работе суставов. Более того, в древности по состоянию зубов делали вывод о состоянии здоровья в целом – если какой-то зуб оказывался нездоровым, то заболевание искали и во внутренних органах.

Сегодня нередко специалисты берут за основу методику предков. Например, подмечено, что если человек болеет язвой желудка или 12-перстной кишки, то у него кровоточат десна и образуется зубной камень. Но справедливости рады замечают, что возможна и обратная связь – бактерии зубного камня могут стать причиной заболевания язвой.

Существует и масса других мнений. Нередко можно встретить даже распределение зависимости заболевания того или иного зуба с недомоганием того или иного зуба.

Считать все эти мнения истиной в последней инстанции не стоит. Но регулярный уход за зубами и совевременное посещение стоматолога не повредит.

Ортодонтия в Москве — уточняйте цены у наших представителей. Профилактика зубов не допустит болезни и снизит риск вероятного лечения.

Состояние зубов влияет на здоровье всего организма

Заботиться о зубах нужно не только для того, чтобы иметь красивую улыбку, но и потому, что состояние зубов влияет на здоровье всего организма.

Как воспаление корней зубов влияет на наше здоровье?

Из-за разрушенных вследствие кариеса зубов и невылеченных корней, в челюсти может развиться воспаление. Если оно будет развиваться, то структура челюсти может быть нарушена и воспаление перейдёт на слизистую или под кожу. К обычному воспалению не стоит относиться слишком легкомысленно, потому что если оно пойдёт дальше, в район мышц шеи и головы, достигнет мозга или сердца, то в самом худшем случае вашей жизни может грозить опасность. Также воспаление может, достигнув крупных кровеносных сосудов, вызывать бактериемию или отравление крови. При остром зубном воспалении во рту, на лице или шее образуется опухоль, которая может даже начать мешать дыханию. Общее состояние при этом очень плохое, поднимается температура.

Конечно, воспаление не всегда проявляет себя так остро. Часто случается так, что воспалительные процессы идут хронически и скрыто на протяжении многих лет, и человек о них может даже и не знать. В таком случае воспаление время от времени обостряется, например, при простуде, но в целом протекает незаметно. Вполне возможно, что организм человека постоянно подавляет воспаление. Часто этот процесс происходит за счёт подавления функций всего организма.

Воспаление возникает в тканях дёсен вследствие плохой гигиены. Учёные обнаружили связь пародонтита с такими серьёзными заболеваниями как диабет, сердечно-сосудистые заболевания, инсульт и даже преждевременные роды.

Как отсутствие или плохое состояние зубов влияет на наш организм?

Если часть зубов отсутствует или разрушены, меняется и меню человека. Поскольку жевать становится тяжело, то приходится ограничиваться мягкой пищей. Это в свою очередь влияет на пищеварение и даже может привести к недостатку определенной доли необходимых питательных веществ. Из-за отсутствия зубов может быть нарушена работа челюстных мышц и скорее всего придется отказаться от слишком холодных, горячих и сладких продуктов, потому что разрушенные зубы обычно чувствительны.

Как отсутствие или плохое состояние зубов может повлиять и на наше психическое здоровье?

Страдает и психическое здоровье человека, потому что отсутствие зубов и несвежее дыхание напрямую влияют на самооценку. Очень часто люди со сломанными зубами перестают улыбаться, при разговоре стараются прикрыть рот или, при самом плохом раскладе, начинают как можно меньше общаться с другими. Можно сказать, что здоровые зубы — это важно не только с точки зрения здоровья организма, но и с точки зрения психического здоровья, хорошего настроения и социального благополучия.

Др. Ингрид Кокманн, Объединённые клиники Unimed

Знаете ли вы все имена человеческих зубов?

Ваши зубы делятся на четыре типа : резцы, клыки, премоляры и моляры. В лучшем случае у вас 32 постоянных зуба, но вы начинаете с 20 молочных зубов, включая только резцы, клыки и коренные зубы, согласно Американской стоматологической ассоциации (ADA). Если немного поправить — каламбур — все имена человеческих зубов, расположение каждого типа и их функцию, вы сможете лучше понять, почему так важен уход за полостью рта.

Резцы Slice Food

Ваша улыбка начинается с резцов. Эти восемь зубов находятся в передней части рта, четыре сверху и четыре снизу, как поясняет Ирландский фонд Dental Health Foundation . Ваши резцы в основном работают, чтобы разрезать пищу на более легко пережевываемые кусочки. Есть два типа резцов:

  • Центральные резцы

    Эти резцы находятся прямо в середине рта.Согласно таблице зубов ADA, они, как правило, являются первыми зубами, которые прорезаются у младенцев и первыми выпадают, чтобы освободить место для постоянных зубов взрослых. Они также особенно склонны к переломам и поломкам. Согласно отчету Sports Health , травмы верхних центральных резцов часто встречаются во время занятий спортом, поэтому детям и спортсменам важно использовать специальные средства защиты, такие как капа , при занятиях спортом.
  • Боковые резцы

    Два передних зуба могут играть «центральную» роль в вашей улыбке, но зубы рядом с ними — боковые резцы — также помогают сформировать ощущение красивой улыбки.Исследование, проведенное в Periodontics and Prosthodontics , указывает на то, что форма, расположение и положение этих зубов по отношению к вашим центральным резцам составляют «золотую пропорцию», то есть соотношение размеров, которое люди воспринимают как визуально приятные.

Еда для захвата и отрыва клыков

Ваши четыре клыка — это похожие на клыки зубы, которые расположены рядом с вашими боковыми резцами. Их также часто называют глазными зубами (в случае двух верхних) или клыками .Как отмечает Dental Health Foundation, эти зубы имеют острую поверхность для прикуса и помогают зажимать пищу и рвать ее. Их положение во рту также помогает вашим зубам и еде занять оптимальное положение при жевании, согласно данным Advantage Career Institute Medical & Dental School (ACI).

Премоляры Crush Food

Ваши премоляры — это следующие зубы, примыкающие к вашим клыкам, и они встречаются только в постоянном наборе зубов.Эти восемь зубов помогают измельчать пищу, как объясняет Dental Health Foundation. Что касается названий человеческих зубов, их также называют двустворчатыми — термин, который указывает на то, что у них есть две точки, согласно Медицинскому словарю .

Моляры Grind Up Food

Ваши коренные зубы расположены в задней части рта и являются основными зубами, которые вы используете для жевания, как отмечает ACI. В полном наборе постоянных зубов всего будет шесть коренных зубов, три сверху и три снизу:

  • Первые и вторые моляры

    Первые моляры расположены ближе к задней части рта, рядом со вторыми премолярами.Как показано на диаграмме ADA, за ними находятся вторые моляры. На этих зубах есть ямки и трещины — бороздки, в которых могут скапливаться бактерии и разлагаться. Чтобы защитить эти зубы от кариеса, ваш стоматолог может порекомендовать стоматологические герметики , как объясняется в ADA .
  • Третьи моляры

    Ваши третьи коренные зубы, также известные как зубы мудрости, являются самыми дальними в задней части рта. Они уникальны, потому что являются последними, извергающими в рот, и, как отмечает ACI, их часто нужно извлекать.

Согласно ADA , зубы могут служить сотни лет, но они подвержены износу, повреждению и разрушению в течение всей жизни. Обязательно чистите зубы два раза в день, пользуйтесь зубной нитью ежедневно и регулярно посещайте стоматолога, чтобы все ваши зубы оставались здоровыми.

Знай свои зубы — 4 типа человеческих зубов — North Central Dental

Хотя у большинства взрослых 32 зуба, эти зубы далеко не идентичны. Зубы различаются по строению от человека к человеку и даже в пределах нашего рта.Например, крайне маловероятно, что любые два ваших резца будут близнецами. Фактически, ваши зубы — или зубной ряд — могут быть такими же уникальными, как отпечатки пальцев.

Тем не менее, у большинства людей одинаковое количество и типы зубов. Давайте посмотрим на типы человеческих зубов, их функции и возможные проблемы.

Резцы

Резцы — это набор из восьми зубов в передней части рта: четыре снизу и четыре сверху. Они обычно имеют прямоугольную форму и служат для укусов.Поскольку люди всеядны, то есть мы можем есть как мясо, так и растения, ваши резцы можно одинаково хорошо использовать, чтобы отрезать кусок сельдерея или кусок колбасы.

Резцы являются одними из первых «молочных зубов», которые появляются в раннем детстве, а также первыми заменяются постоянными взрослыми зубами. Поскольку до них легко добраться с помощью зубной щетки и зубной нити, резцы обычно не подвержены кариесу, но они, безусловно, могут страдать от пренебрежения гигиеной полости рта.

Из-за своего выдающегося положения резцы относятся к числу наиболее часто повреждаемых зубов.Растение для лица на скейтборде или использование зубов для открытия упаковки — это лишь два из способов, которыми можно отколоть резец или вообще потерять зуб.

Собаки

По обе стороны от резцов расположены клыки. Эти острые зубы часто являются «клыками» у других млекопитающих, где они используются для боя, а также для еды. У людей наши четыре клыка позволяют нам рвать и измельчать жесткую пищу, такую ​​как мясо или волокнистые овощи.

Как и резцы, вы можете легко достать клыки для ежедневного ухода за зубами.Как и резцы, переднее положение клыков делает их особенно уязвимыми для травм в результате занятий спортом и несчастных случаев.

Премоляры

Ваши четыре премоляра работают как измельчители и измельчители. Обратите внимание в следующий раз, когда вы откусите хрустящую еду, такую ​​как яблоко или морковь, вы, вероятно, заметите, что неосознанно перемещаете пищу к задней части рта, где расположены ваши премоляры и моляры. Это необходимо для того, чтобы вы могли измельчить пищу до состояния кашицы, чтобы ее можно было проглотить.

«Детские» премоляры отсутствуют. Вместо этого человеческие премоляры являются постоянными и прорезываются примерно в десять лет. Доступ к этим зубам может быть затруднен, поэтому будьте особенно осторожны, чтобы избежать кариеса.

Моляры

Как и премоляры, моляры представляют собой скрежетание и жевание зубов. У взрослых есть восемь постоянных коренных зубов, и эти зубы расположены в самой задней части рта. Такое расположение означает, что моляры иногда труднодоступны и часто страдают от неполной ежедневной чистки и, как следствие, кариеса.

Кроме того, большинству людей в конечном итоге приходится иметь дело с третьими коренными зубами, более известными как зубы мудрости. Эти зубы начинают появляться в подростковом возрасте и в начале двадцатых годов. Большинству пациентов необходимо удалить зубы мудрости, чтобы предотвратить скученность и инфекцию. К счастью, ваш стоматолог может обнаружить зубы мудрости задолго до их прорезывания и удалить их до того, как они вызовут проблемы.

зубов животных vs. человеческие зубы %%

Дорогие семьи детской стоматологии в Маунтин-Вью,

В середине марта мы последовали рекомендациям губернатора штата Юта, Американской стоматологической ассоциации и Министерства здравоохранения штата Юта закрыть наши офисы, за исключением случаев оказания неотложной стоматологической помощи.Ранее на этой неделе мы получили сообщение от Министерства здравоохранения штата Юта, что мы можем начать принимать пациентов для плановых процедур (чистки, обследования, пломбирования и т. Д.). Вместе с этой новостью вы найдете рекомендации по защите наших пациентов, нашей команды и нашего сообщества.

С понедельника, 27 апреля, мы откроем наши офисы и будем следовать указаниям Министерства здравоохранения штата Юта. Это не будет обычным делом. Мы не начнем сразу же принимать пациентов так, как мы их видели до закрытия наших офисов.Ниже приведены некоторые из рекомендаций, которые мы будем применять, чтобы обеспечить безопасность наших пациентов, нашей команды и нашего сообщества:

  • Каждому пациенту будут заданы краткие медицинские и социальные вопросы во время звонка для подтверждения.
  • Только один опекун может сопровождать пациентов на прием.
  • Температура пациентов будет измеряться по прибытии на прием.
  • Пациенты не будут ждать в приемной до назначенного времени.
  • Родителей попросят позвонить в офис по прибытии на стоянку. Когда будет свободна комната вашего ребенка, мы вам перезвоним. Вы попадете прямо в кабинет вашего ребенка.
  • Опекунов и пациентов попросят носить маски в офисе. Пациенты снимут маски для лечения. Из-за нехватки масок в стране мы просим пациентов и опекунов предоставить свои собственные. Если у их опекуна нет маски, их попросят подождать в машине.
  • Если соответствует возрасту, родителей могут попросить подождать в машине, если их ребенок проходит процедуру, при которой образуется большое количество аэрозолей.
  • Мы сокращаем наш обычный график, чтобы соответствовать усилиям по социальному дистанцированию. Вы будете видеть меньше пациентов в офисе в любой момент времени.
  • Мы продолжим следовать нашим и без того строгим методам дезинфекции и стерилизации.
  • Все сотрудники будут носить маски, защитные очки и защитную одежду.

Мы продолжим ежедневно отслеживать ситуацию и следовать рекомендациям наших государственных и профессиональных ассоциаций.

Спасибо за вашу поддержку в это уникальное время,
Доктор Кэм, доктор Джейк, доктор Кимбалл, доктор Эди и команда детской стоматологии в Маунтин-Вью

Зубы человека — ключевые навыки и клинические иллюстрации

В этом разделе исследуется использование в новом подходе одномерного волнового анализа сигнала, ценного инструмента для определения основных характеристик неисправностей, возникающих в литий-ионной батарее, a полезный базовый принцип для разработки простого обнаружения их дефектов.Эти методы основаны на обнаружении изменений, которые происходят внезапно в вариации остаточного сигнала из-за неисправного датчика тока или неисправного датчика измерения температуры, таких как разработанные в предыдущем разделе. Следовательно, аналогичный метод генерации и оценки остаточных сигналов полезен для получения ценной информации для использования возможности вейвлет-преобразования для извлечения основных характеристик (структур) неисправностей из остаточного выходного напряжения батареи. Эти сбои заметно влияют на характеристики литий-ионного аккумулятора, такие как выходное напряжение и SOC.Динамика исследуемой модели батареи показана в разделе 2. Обратите внимание, что SOC играет решающую роль в обнаружении неисправностей (изоляции).

3.1 Вейвлет-преобразование: краткое представление и описание

Со временем преобразование Фурье (FT) зарекомендовало себя как полезный инструмент для анализа частотных составляющих сигнала в самых разных приложениях. Однако у него есть существенный недостаток, потому что, когда он охватывает всю ось времени, невозможно увидеть, когда частота увеличивается.Вместо этого краткосрочное преобразование Фурье (STFT) использует скользящее окно для поиска спектрограммы, которая предоставляет полную информацию как по времени, так и по частоте. Небольшое препятствие при использовании STFT в приложениях связано с длиной окна, которое ограничивает разрешение по частоте [10]. В этих ситуациях вейвлет-преобразования (WT) кажутся приемлемым решением, поскольку его можно применить к небольшому вейвлету ограниченной длительности. В частности, вейвлет предоставляет информацию о локальной частоте по сравнению с FT, которая фиксирует глобальные характеристики, такие как гармонические составляющие всего сигнала.Кроме того, масштабированные вейвлеты позволяют анализировать сигнал в различных масштабах. Основные функции обозначают «вейвлеты», которые представляют собой не что иное, как масштабированные и сдвинутые копии одного и того же «материнского вейвлета». При правильном выборе материнского вейвлета базисные вейвлеты могут быть ортонормированными или, по крайней мере, линейно независимыми. Таким образом, вейвлеты образуют полную основу, а вейвлет-преобразования спроектированы так, чтобы быть обратимыми.

3.1.1 Непрерывные и дискретные вейвлет-преобразования

Вейвлет — это форма волны эффективно ограниченной продолжительности, которая имеет среднее значение, равное нулю, и ненулевую норму, как указано в [12].Вейвлеты по сравнению с синусоидальными волнами, как основа анализа Фурье, «имеют тенденцию быть нерегулярными и асимметричными, в то время как синусоиды гладкие, предсказуемые, и их продолжительность не ограничена» [12]. Таким образом, вейвлет представляет собой волнообразное колебание с амплитудой, которая начинается с нуля, увеличивается, а затем снова уменьшается до нуля. Более того, большинство представляющих интерес сигналов и изображений «демонстрируют кусочно-гладкое поведение, перемежающееся переходными процессами», а «сигналы с резкими изменениями могут анализироваться с нерегулярным вейвлетом, чем с гладкой синусоидой», что является отличной идеей для применения этого метода для разработки методы обнаружения неисправностей [12].Фундаментальная работа, рекомендованная читателям для получения отличных теоретических знаний о вейвлетах, — это ссылка [13]. Давайте рассмотрим функцию анализа вейвлетов, также называемую «материнским вейвлетом», и непрерывное вейвлет-преобразование (CWT). CWT сравнивает исследуемый сигнал, обозначенный y (t), со смещенной и масштабируемой (сжатой или растянутой) версиями вейвлет-функции [12]. Поскольку физический сигнал y (t), который может быть выходным сигналом объекта или остаточной ошибкой, является действительным, то CWT также является действительным знаком как функция масштаба и положения.Для параметра масштаба a> 0 и местоположения b возможное представление 1-D CWT может быть таким же, как в [12, 13]:

CWTabytψt = 1a∫ − ∞ + ∞ytψ ∗ t − badtE24

где ψt ∗ — функция, сопряженная с ψt, а CWTabytψt обозначает коэффициенты вейвлет-преобразования CWT. На них влияют значения масштабируемых и смещаемых параметров положения a, соответственно b, а также выбор вейвлет-функции ψt. «Материнский вейвлет» — это форма волны, для которой большая часть энергии ограничена конечной продолжительностью [8].Он определяется как

ψtab = 1aψt − baE25

, где 1/ a обозначает частоту, а 1 / a — нормирующая константа каждого параметра масштаба. В любом случае существует бесконечное количество функций, которые можно рассматривать как «материнский вейвлет». В уравнениях. (24) и (25) переменная a также называется переменной «масштаб» или «расширение», поскольку выполняет растягивающее или сжимающее действие над «материнским вейвлетом», тогда как переменная b упоминается как «сдвиг во времени» или «перевод», который задерживает или ускоряет начало сигнала [5].CWT (a, b; yt, ψt, в результате вейвлет-преобразования сигнала y (t) — это вектор вейвлет-коэффициентов длины L (количество выборок) и компонентов (Ai, Di, i = 1, N¯, где N = long, как функция масштаба a и смещения b , то есть функция:

AD = CWTabytψt = cwtabE26

Каждый коэффициент vectorcab (Ai, Di, i = 1, N¯) «представляет, как Масштабированный вейвлет тесно коррелирован с частью сигнала y (t), который определяется трансляцией »[12]. Фактически, коэффициенты c (a, b) представляют собой временной масштаб сигнала y (t) , и поэтому CWT является важным инструментом анализа, способным «предложить понимание свойств сигнала как во временной, так и в частотной области» [12].Результаты этой интерпретации приводят к следующим полезным наблюдениям, которые будут рассмотрены при разработке предлагаемой стратегии обработки и анализа вейвлет-сигналов [16]:

  • Более высокие масштабы соответствуют «наиболее» растянутым вейвлетам, более того, «более растянутым вейвлетам». чем длиннее сравнивается часть сигнала, и, следовательно, тем грубее характеристики сигналов, измеренные с помощью вейвлет-коэффициентов ».

  • Более грубые элементы захватывают низкочастотные компоненты (Ai, i = 1, N¯), называемые «приближениями», которые обеспечивают основные формы и свойства исходного сигнала y (t)

  • Низкомасштабные компоненты (Di , i = 1, N¯) называются «деталями» и фиксируют высокочастотную информацию.

  • CWT вычислительно неэффективен, поскольку требует вычисления коэффициентов c (a, b) в каждом отдельном масштабе, что требует больших вычислительных затрат.

Альтернативой CWT является DWT дискретного вейвлет-преобразования, гораздо более эффективный и с высокой точностью, определяемый аналогично CWT в формуле. (24) [14]:

DWTj, kabytψt = 1a0j∫ − ∞ + ∞ytψa0 − jt − kb0dt = ∫ − ∞ + ∞ytψj, ktdtE27

Для параметра ( 0 , b 0 ) к значениям: a 0 = 2, b 0 = 1 получается конкретная диадическая дискретизация частотно-временной плоскости (набор коэффициентов на октаву), как указано в [14].Таким образом, для этой конкретной выборки можно получить для набора ψj, k ортонормированный базис с «материнским вейвлетом» ψt, хорошо локализованным как по времени, так и по частоте, такой как вейвлеты Морле, Хаара и Добеши, показанные на рисунке 6 [14]. DWT основан на вейвлет-анализе в масштабах и сдвигах, равных степени двойки, таких как 2, 4, 6, 16 и так далее [12, 13, 14], а также на вейвлет-аппроксимациях Aψj0k и подробных коэффициентах Dψjk на этапе k , определены как в [10],

Рисунок 6.

Примеры вейвлет-функции: (a) вейвлет-функция Морле с 10 моментами исчезновения; (б) вейвлет-функция Хаара; (c) Вейвлет-функция Добеши с 4 нулевыми моментами и соответствующая масштабированная функция.

Aψj0k = 1N∑nynψj0, kn, j0, k, nϵN, натуральные числа E28

Dψjk = 1N∑nynψj, kn, j> j0, j, k, nϵN, натуральные числа E29

Наконец, согласно уравнениям. (28) и (29) исходный сигнал может быть аппроксимирован как,

yn = ∑kAψj0k + ∑kDψjkE30

или проще,

y = AN + ∑i = 1NDiE31

, начиная с последнего этапа N в направлении первого этапа разложения. , и рекурсивно, на уровне стадии k, это может быть записано:

Ak = Dk + 1 + Ak + 1, k = 1, N¯E32

В [16] упоминаются «приближения» исследуемых сигналов «Предоставить основные тенденции и характеристики исходных сигналов, в то время как детали представляют собой ароматический сигнал».Результатом применения DWT к исходному сигналу y является так называемое вейвлет-разложение вокруг обоих векторов ключевых коэффициентов, [A] (вектор коэффициентов аппроксимации) и [D] (вектор коэффициентов детализации). Разложение повторяется для приближений на каждом этапе. Многокаскадный DWT разбивает исходный сигнал на множество последовательно более низких компонентов разрешения, как описано в [15]. Согласно [15], «на каждом этапе вектор коэффициентов аппроксимации [A] представляет основные тенденции характеристик исходного сигнала, в то время как вектор коэффициентов деталей [D] дает представление о сигнале».Процесс, обратный разложению, — это восстановление сигнала с помощью обратного дискретного вейвлет-преобразования (IDWT). Более подробно об определениях примеров вейвлетов, известных как вейвлеты Хаара, Морле и Добеши, читатель может найти в [8, 13, 17]. Как показано на рисунке 6, в приложениях систем управления предпочтительнее использовать вейвлет-функцию Морле для непрерывного анализа с использованием CWT [13, 14], по сравнению с функциями семейства вейвлетов Хаара и Добеши, которые очень полезны для DWT [8, 9, 10] .Используя MATLAB / SIMULINK вейвлет и инструменты обработки в реальном времени, предложенная стратегия одномерного вейвлет-анализа реализуется в соответствии с рекомендациями из [8, 10, 11, 12].

3.1.2 Анализ вейвлет-преобразования для выделения признаков неисправностей в литий-ионной аккумуляторной батарее — настройки

Обработка сигналов — хорошо известный инструмент для диагностики неисправностей. Полезно непосредственно анализировать сигналы, измеренные в режиме онлайн, избегая моделирования системы по сравнению с методами фильтрации Калмана, основанными на модели.Преобразование волн предлагает новый подход к анализу переходных режимов, которые меняются во времени. Он обладает особой способностью анализировать сигналы одновременно во временной и частотной областях. Кроме того, он может автоматически настраивать окна анализа в соответствии с частотой, а именно более короткие окна для более высоких частот и наоборот. Следовательно, вейвлет-преобразование очень подходит для определения характеристик неисправностей, которые возникают в исследуемой литий-ионной батарее. Однако идентификация таких основанных на вейвлетах функций в приложениях HEV Li-ion BMS является новинкой.Характеристики сигнала, такие как неоднородность или сингулярность, легко обнаруживаются с помощью одномерного вейвлет-преобразования. Внезапные переходы сигналов приводят к высоким абсолютным значениям волновых коэффициентов. Изменения в эволюции сигнала предоставляют ценную информацию, когда в эволюции сигнала происходит что-то фундаментальное. Эти функции предлагают отличную идею в нашем тематическом исследовании о том, как обнаруживать ошибки измерительного датчика, которые часто возникают в литий-ионных аккумуляторах, используемых в приложениях HEV.

Шаг 1.Диаграмма модели Simulink литий-ионного аккумулятора и настройка механизма ввода неисправностей.

На этом этапе исследуется возможность использования одномерного вейвлет-анализа для обнаружения некоторых аномалий в BMS литий-ионной батареи, вызванных двумя неисправностями, введенными в датчик тока, соответственно, температуры. На рисунке 7 показана диаграмма Simulink общей модели литий-ионной батареи, включая тепловую модель и механизм ввода неисправностей как в исправные, так и в тепловые блоки.

Рис. 7.

Диаграмма Simulink литий-ионной батареи, включая тепловую модель и настройку механизма ввода неисправностей.

Шаг 2. Исправные и неисправные модели литий-ионных аккумуляторов.

Диаграммы Simulink для моделей исправных и дефектных аккумуляторных элементов изображены на рисунках 8 и 9. На этих рисунках также видны блоки ввода неисправностей внутри батареи (рисунок 8) и тепловые (рисунок 9) модели.

Рис. 8.

Диаграмма Simulink тепловой модели и настройки механизма ввода разломов.

Рисунок 9.

Диаграмма Simulink литий-ионной батареи, неправильная настройка модели.

3.1.3 Анализ вейвлет-преобразования: реализация и моделирование MATLAB

Шаг 1. Разложение банка вейвлет-фильтров — описание биортогонального вейвлета.

Основанные на разложении одномерного DWT-сигнала, фильтры анализа (разложения) и синтеза (восстановления) представляют больший интерес, чем связанные с ними функция масштабирования и вейвлет для одномерного CWT. Например, на рисунке 10 в MATLAB реализованы два фильтра анализа и два других фильтра синтеза для биортогонального вейвлета B-сплайна, который может воспроизводить полиномы (свойство исчезающего момента) с тремя исчезающими моментами в фильтре реконструкции и пятью исчезающими моментами в фильтре разложения, очень полезен для использования при обнаружении неисправностей.Точнее, как фазовый анализ, так и синтез требуют двух фильтров нижних частот (LPF) для фильтрации сигналов низких частот, соответственно, двух фильтров верхних частот (HPF) для фильтрации сигналов высоких частот [8, 12, 18, 19, 20, 21] .

Рис. 10.

Фильтры разложения нижних и верхних частот анализа и синтеза, соответственно фильтры нижних частот и восстанавливающие фильтры верхних частот.

Кроме того, банки ортогональных и биортогональных фильтров представляют собой набор фильтров нижних, верхних и полосовых фильтров, которые делят наборы данных сигналов на поддиапазоны [12, 17, 18, 19, 20, 21].Если поддиапазоны не изменены, эти фильтры позволяют безупречно восстанавливать исходные данные. В большинстве приложений данные обрабатываются по-разному в разных поддиапазонах, а затем восстанавливаются модифицированные версии исходных данных. Банки ортогональных фильтров не имеют линейной фазы по сравнению с банками биортогональных фильтров, которые имеют линейную фазу [12, 18, 19, 20]. Фильтры вейвлета и масштабирования задаются количеством исчезающих моментов, что позволяет удалить или сохранить полиномиальное поведение в наборах данных сигналов.

Кроме того, подъемник позволяет создавать блоки фильтров идеальной реконструкции со специфическими свойствами. Для получения и использования наиболее распространенных ортогональных и биортогональных вейвлет-фильтров можно использовать функции Wavelet Toolbox ™ [20]. Разработка настраиваемого банка фильтров идеальной реконструкции осуществляется посредством элементарных подъемных этапов. Кроме того, также могут быть добавлены собственные пользовательские вейвлет-фильтры. Используя архитектуру банка вейвлет-фильтров, изображенную на рисунке 11, можно получить остатки, которые заметно изменяются, чтобы предоставить ценную информацию о своевременном обнаружении неисправностей и их серьезности [20, 21].Модель поддиапазона предлагается в [18, 19] в виде:

Рисунок 11.

Банк вейвлет-фильтров. Трехуровневая декомпозиция с использованием фильтров нижних и верхних частот для понижающей дискретизации на два.

M (z) = 1 − z − 1 − s (a + bz − 1) E33

где s — целое число, а a, b — действительные числа. В [18] используется вейвлет «db8» для проектирования банка вейвлет-фильтров уровня 3 декомпозиции для объекта с одним входом и одним выходом (SISO), расширенного в [19] для объекта с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO).Кроме того, в той же ссылке разработана схема аналитической избыточности частотных поддиапазонов на основе вейвлетов для вычисления остатков для различных неисправностей, которая использует для синтеза и анализа банка вейвлет-фильтров разложение третьего уровня, как показано на рисунке 11. Тот же вейвлет-фильтр bank принят в нашем тематическом исследовании, даже если разрешение декомпозиции может увеличиться за счет увеличения количества уровней. Тем не менее, в нашем тематическом исследовании основное внимание уделяется только «концепции доказательства» и демонстрации эффективности предлагаемой техники обнаружения ошибок, основанной на использовании инструмента анализа многомерных одномерных сигналов.На рисунке 11 G (z) и H (z) представляют z-преобразования фильтра нижних частот (LPF) и фильтра верхних частот (HPF) соответственно. Двухканальный банк фильтров с критической выборкой играет важную роль для фильтрации входного сигнала, то есть остаточного выходного напряжения аккумуляторной батареи, за счет использования пары фильтра нижних частот (LPF) и фильтра верхних частот (HPF) [18, 19, 21] . Выходы поддиапазонов фильтров понижают дискретизацию на два, чтобы сохранить общее количество отсчетов. Чтобы восстановить входной сигнал, выполните повышающую дискретизацию на два, а затем интерполируйте результаты, используя фильтры синтеза низких и высоких частот.Если фильтры удовлетворяют определенным свойствам, достигается идеальная реконструкция входа [18, 19, 20, 21].

На рисунке 12 (a) и (b) представлена ​​схема разложения банка вейвлет-фильтров на двух уровнях (a), соответственно, простая интерпретация коэффициентов DWT в частотной области [14].

Рис. 12.

Интерпретация коэффициентов DWT (снимок из [14]): (a) банк вейвлет-фильтров, аппроксимации (ak1, ak2) и детали (dk1, dk2) коэффициенты DWT, соответствующие уровню разложения 2; (б) частотная область.

Схема на рисунке 12 (a) дает нам представление о рекурсивном численном алгоритме для вычисления коэффициентов DWT на основе цифровых фильтров на всех уровнях j = 1: N, которые используют преимущества использования процессора цифровых сигналов (DSP):

ak0 = yk; akj = ∑lh∼2k − lalj − 1; dkj = ∑lg∼2k − lalj − 1E34

Шаг 2. Представление сценариев внедрения неисправностей:

Только для целей моделирования и «доказательной концепции». В этом разделе разрабатываются два сценария для внесения ошибок, а именно: сбой смещения 2А, вводимый в датчик тока, и сбой температуры смещения 10 ° C, вводимый в тепловую модель литий-ионного BMS.Неисправности вводятся отдельно, в том же окне [500,1500] секунд, и их влияние на выходное напряжение батареи анализируется с использованием того же метода остаточного образования и оценки литий-ионной батареи, что и в предыдущем разделе.

Шаг 2.1 Сценарий 1: Сбой по току смещения Реализация MATLAB.

В качестве первого сценария рассматривается сбой смещения 2А, введенный в датчик тока внутри окна (500,1500) секунд.

Шаг 2.1.1 Выходное напряжение Li-ion и остаточная генерация MATLAB SOC — исходные и восстановленные сигналы.

Результаты моделирования MATLAB показаны на рисунках 13 и 14 для SOC батареи (исправный, неисправный и остаточный), соответственно для остаточного напряжения батареи, (исправный и неисправный), исходный и восстановленный с использованием анализа (аппроксимации) и детализации вейвлет-фильтров. (в реконструкции).

Рисунок 13.

Влияние введенного тока смещения на SOC литий-ионной батареи.

Рисунок 14.

Выходное напряжение на клеммах литий-ионного аккумулятора: (а) сигнал исправности; (б) ошибочный сигнал.

Шаг 2.1.2. Методы шумоподавления остаточных сигналов — реализация MATLAB.

На рисунке 15 используется способность шумоподавления одномерных вейвлет-синтезирующих фильтров «sym4» для максимального снижения уровня шума в исправных и ошибочных сигналах. В [22, 23] показано, как использовать вейвлеты для шумоподавления сигналов и изображений. Поскольку вейвлеты локализуют функции в наборе данных измерений в различных масштабах, важные характеристики сигнала или изображения могут быть сохранены при удалении шума [22]. «Основная идея вейвлет-шумоподавления или пороговой обработки вейвлетов заключается в том, что вейвлет-преобразование приводит к разреженному представлению для многих реальных сигналов и изображений» [22].Таким образом, вейвлет-преобразование концентрирует характеристики сигнала и изображения в нескольких вейвлет-коэффициентах большой величины [22]. Небольшие по величине вейвлет-коэффициенты обычно являются шумом и могут быть «уменьшены», эти коэффициенты или намного лучше могут быть удалены, не влияя на качество сигнала или изображения. За операцией пороговой обработки коэффициентов следует восстановление данных с использованием обратного вейвлет-преобразования. Операция шумоподавления входных-выходных сигналов может выполняться с использованием метода скользящего среднего [23], или децимированного (команда MATLAB «wdenoise») и недецимированного (команда MATLAB «wden») вейвлет-преобразований [22].На рисунке 15 показана разность между зашумленным сигналом и шумоподавляющим сигналом, где вейвлет-шумоподавление удалило значительную часть шума, сохранив при этом резкие особенности сигнала, что также является проблемой для шумоподавления или фильтрации на основе Фурье. Шумоподавление или фильтрация на основе Фурье использует фильтр нижних частот (LPF) для удаления шума. Однако, «когда данные имеют высокочастотные характеристики, такие как всплески сигнала или края изображения, фильтр нижних частот сглаживает их», как указано в [22].Более того, вейвлеты можно использовать для шумоподавления сигналов, в которых шум неоднороден [22].

Рис. 15.

Остаточное напряжение на выходе литий-ионного аккумулятора — зашумленные сигналы.

Шаг 2.1.3. Функции обнаружения неисправностей:

На рисунке 13 легко увидеть влияние введенной неисправности в окнах (500,1500) секунд, где SOC изменяется максимум на 10%. Информация, извлеченная из остатка SOC на рисунке 13 и остатка выходного напряжения на рисунке 15, полезна для обнаружения начального момента повреждения, его продолжительности и серьезности, если выбрано пороговое значение.Наличие неисправности внутри окна [500,1500] видно, поскольку внезапные изменения SOC и выходного напряжения остаточных уровней легко визуализировать. Устранение неисправности в конце введенного окна заметно из-за внезапного изменения уровней сигналов в противоположном направлении в момент инициирования введения неисправности. На рис. 16 (a) и (b) изображены остаточные напряжения выходного напряжения, зашумленные и лишенные шумов оригиналы и их идеальная реконструкция. Впечатляющий результат показан на Рисунке 17, где наличие разлома внутри введенного окна, без сомнения, обнаруживается путем анализа дисперсии вейвлета в сигнале по шкале до инжектированного разлома, внутри окна и после устранения разлома в виде столбиков.Для предлагаемой стратегии обнаружения неисправностей полезно применить дискретное волновое преобразование к сигналу выходного напряжения литий-ионной батареи. Это эквивалентно ветви анализа (с понижающей дискретизацией) двухканального банка фильтров (декомпозиция) с использованием LPF и HPF, предложенных в [17, 18]. Они используются для понижения дискретизации входного сигнала до уровня 3, как показано на рисунке 18 для всех трех уровней, подробности волнового коэффициента D1, D2 и D3 и коэффициента анализа A3.

Рисунок 16.

Остаточное напряжение на выходе литий-ионного аккумулятора — исходные и восстановленные формы сигналов с использованием анализируемых вейвлет-фильтров (реконструкция): (а) загрязнены шумом; (б) шумоподавленные сигналы.

Рис. 17.

Остаточное выходное напряжение литий-ионного терминала — вейвлет-дисперсия сигнала по шкале до внесения неисправности, внутри окна и после устранения неисправности — отображение в виде столбика.

Рис. 18.

Разложение остаточного напряжения на выходе литий-ионного аккумулятора по трем уровням.

Шаг 2.1.4. Анализ одномерного вейвлет-преобразования, используемый для разложения трех уровней остаточного напряжения батареи — Аппроксимационный коэффициент A4 и подробные коэффициенты D1, D2 и D3:

На рисунке 18 представлен результат моделирования MATLAB разложения остаточного напряжения батареи на трех уровнях на основе банки вейвлет-фильтров, показанные на рисунках 11 и 12.

Для декомпозиции используется вейвлет-преобразование Symlet ‘sym4’ с четырьмя исчезающими моментами. Характеристики, извлеченные из вейвлет-коэффициентов, суммированы в Таблице 2 и интерпретированы в конце этого раздела в сравнении со вторым разломом.

D3 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 ошибка −0376 −3 581
Детальные коэффициенты Анализирующие коэффициенты
Извлеченные элементы Неисправности
1,7821 0,8357 0,3631 97
Температурная ошибка 4,46 2.7 5,349 87,5
Асимметрия Текущий сбой 0,063 −0,17 0,15 −4,9
Температурный отказ3 0,03 0,03
Эксцесс Текущий сбой 5,8 11,1 23,11 27,38
Температурный сбой 5,8 71.4 389,13 56
Статистический критерий RMSE Коэффициент D1
Энергия Текущая ошибка 1,7821 Примечание:
Температурные характеристики неисправности показывают значительные значения.
Температурный сбой 4,4654
Асимметрия Текущий сбой 0,063
Температурный сбой 0,063
Куртозис 6 Текущий
Температурная неисправность 5.7581

Таблица 2.

Основные функции, извлеченные для обнаружения неисправностей.

Шаг 2.2. Сценарий 2 Реализация MATLAB:

В качестве второй неисправности исследуется неисправность смещения 10 ° C, введенная в датчик температуры внутри окна (500, 1500) секунд.

Шаг 2.2.1 Выходное напряжение Li-ion и остаточная генерация MATLAB SOC — исходные и восстановленные шумоподавленные сигналы:

Как и для первого сценария, та же информация извлекается из рисунков 19 и 20.На рисунке 19 (a) показан SOC батареи с почти нулевым воздействием сбоя из-за введенной температуры, поскольку в этом исследовании мы предположили, что SOC существенно не изменится, если температура внутри батареи изменится. Это предположение нереально, поскольку в «реальной жизни» SOC и внутреннее сопротивление литий-ионного аккумулятора зависят от температуры. Это предположение было принято для существенного упрощения модели литий-ионной батареи, поскольку модель батареи высокой сложности выходит за рамки темы, развиваемой в данной исследовательской работе.Более того, это предположение также подтверждается тем фактом, что анализ обнаружения неисправностей с использованием инструмента одномерного вейвлет-анализа выполняется в режиме онлайн. Модель не требуется, что является значительным преимуществом нового подхода по сравнению с основанным на модели подходом на основе метода фильтра Калмана, разработанным в предыдущем разделе, для которого критически важна точность SOC модели батареи. Кроме того, основная цель этой статьи состоит в том, чтобы предоставить «концепцию доказательства» и продемонстрировать эффективность использования одномерного вейвлет-анализа для нахождения существенных особенностей в остаточной дисперсии выходного напряжения для проектирования MATLAB и реализации исследуемой неисправности. техника обнаружения.На рисунке 19 (b), (c) и (d) визуализируются исправный, неисправный и остаточная температура батареи (b), исправный, неисправный и остаточное выходное напряжение (c), соответственно, использование 1-D вейвлет ‘Sym4’ для удаления остаточного выходного напряжения (d). Остаточное шумоподавление выходного напряжения батареи и соответствующая им построенная волна представлены на Рисунке 20 (а).

Рис. 19.

Температурный сбой литий-ионного аккумулятора, введенный: (a) SOC и его остаточное значение; (б) нормальные, неисправные и остаточные температуры; (c) исправное, неисправное и остаточное внутреннее сопротивление батареи; (d) исходные (зашумленные), шумоподавленные и остаточные сигналы выходного напряжения.

Рисунок 20.

Остаточное выходное напряжение литий-ионной батареи Второй сценарий: (a) исходное шумоподавленное остаточное выходное напряжение; (b) детали (D1, D2, D3) и аппроксимация (A3) Symlet4 (четыре исчезающих момента) разложение вейвлет-коэффициентов на уровне 3.

Шаг 2.2.2. Особенности обнаружения неисправностей.

Результат моделирования MATLAB, показанный на рисунке 19 (b), (c) и (d), показывает, что наличие температурного сбоя заметно по его влиянию на остаточное выходное напряжение в начале, внутри и в конце закачанное окно.и коэффициенты D1, D2, D3 и A3 вейвлета «Sym4» показаны на рисунке 20 (b). Характеристики, извлеченные из рисунка 20 (b), обобщены в таблице 2 и проанализированы в конце этого раздела.

3.1.4 Анализ вейвлет-преобразования метода обнаружения неисправностей. Сравнение производительности

Строгий анализ производительности использования инструмента одномерного вейвлет-преобразования для стратегии обнаружения неисправностей выполняется на основе информации, извлеченной из детальных коэффициентов разложения остаточного выходного напряжения для обоих сценариев.

Из подробных значений коэффициентов D1, D2 и D3 могут быть извлечены характеристики энергии вейвлета, асимметрии и эксцесса. Эти статистические данные могут идентифицировать типы неисправностей на основе их различного значения, как определено в [14], MATLAB Wavelet Toolbox (для энергии вейвлета), соответственно MATLAB Statistics и Machines Learning Toolbox для асимметрии и эксцесса).

  • Энергия вейвлета является важным индикатором, который дает ценную информацию о наличии разлома внутри окна, которое имеет концентрированное большое значение энергии вейвлета, определяемое как:

EWDT = ∑j = 13DjE35

  • Асимметрия — это мера асимметрии данных относительно выборочного среднего.Если асимметрия отрицательная, данные расходятся больше слева от среднего, чем справа. Если асимметрия положительная, данные растягиваются вправо. Он определяется как

SKWTDi = E {Dij − μi) 3σi3E36

  • Эксцесс — это мера того, является ли распределение слишком пиковым, т. Е. Очень узким распределением с большей частью ответов в центре, и определяется как,

KTWTDi = E {Dij − μi) 4σi4E37

, где μi — среднее значение Dij, σi — стандартное отклонение Dij, а E (.) представляет собой ожидаемое значение. Значения трех индикаторов, определенных в уравнениях. (31) — (33) введены в Таблицу 2 для обоих сценариев ошибок.

Избыточный эксцесс и асимметрия каждого коэффициента A3, D1, D2 и D3 в наборе данных можно интерпретировать следующим образом:

  1. Для асимметрии, если распределение ответов для переменной простирается к правому или левому хвосту распределения, то распределение называется асимметричным. Общее правило для асимметрии состоит в том, что если число больше +1 или меньше -1, это указывает на существенно искаженное распределение.

  2. Для эксцесса, если число больше +1, распределение слишком пиковое. В противном случае эксцесс менее -1 указывает на слишком плоское распределение.

  3. Когда и асимметрия, и эксцесс равны нулю, образец ответов считается нормальным распределением.

Кроме того, в таблице 2 представлена ​​среднеквадратическая ошибка критерия статистической оценки (RMSE) для конкретного анализа набора данных высокочастотного компонента детализации D1.

Результаты моделирования MATLAB, проанализированные с точки зрения особенностей неисправности, извлеченных из таблицы 2, показывают тот факт, что температурный отказ показывает значительные значения по сравнению с возможным возникновением текущего отказа в литий-ионной батарее.

Рисунки 21 и 22 показывают, как метод разложения с несколькими разрешениями, такой как одномерный вейвлет-анализ, позволяет нам изучать компоненты сигнала в относительной изоляции в той же шкале времени, что и исходные данные [22]. Анализ с множественным разрешением (MRA) относится к «разбиению сигнала на компоненты, которые производят исходный сигнал точно при повторном сложении» [22].Компоненты идеально разделяют изменчивость данных на физически значимые и интерпретируемые части, как указано также в [22].

Рис. 21.

Остаточный сигнал выходного напряжения литий-ионного аккумулятора с использованием вейвлет-MRA для сценария 1 неисправности тока смещения на 8 уровнях разложения — извлеченный плавный тренд (S8) и локализация переходных изменений.

Рис. 22.

Синтетический сигнал с использованием вейвлет-MRA с 8-ю разрешениями (уровнями) разложения для сценария 2 смещения температурного сбоя — извлеченный плавный тренд (S8) и локализация переходных изменений.

Термин MRA часто ассоциируется с вейвлетами, и в «реальной жизни» сигналы состоят из смеси различных компонентов. Часто интерес сосредоточен только на подмножестве этих компонентов. Вот почему MRA позволяет нам ограничить анализ исходного сигнала, разделив его на компоненты с разным разрешением. Извлечение компонентов сигнала с разным разрешением означает разложение вариаций данных в разных временных масштабах или, что эквивалентно, в разных частотных диапазонах [22].Следовательно, изменчивость сигнала в разных масштабах или диапазонах частот может быть видна одновременно.

На рисунках 21 и 22, используя вейвлет MRA, остаточный сигнал выходного напряжения литий-ионной батареи анализируется в MATLAB с восемью разрешениями или уровнями, следуя процедуре, показанной в [22] для изоляции обоих неисправностей.

Оба графика на рисунках 21 и 22 начинаются с самого верхнего графика и идут вниз до тех пор, пока не достигнут график исходных данных, и стоит отметить, что компоненты стали постепенно более гладкими.График D2 выделяет локализованную во времени высокочастотную составляющую, которую можно увидеть и исследовать как важную характеристику сигнала практически изолированно. Следующие два графика показывают колебания более низкой частоты. Стоит упомянуть, что «важный аспект анализа с множественным разрешением, а именно, важные компоненты сигнала могут не оказаться изолированными в одном компоненте MRA, но они редко находятся более чем в двух» [22]. Наконец, из графика S8 можно извлечь член плавного тренда, который предоставляет нам ценную информацию для локализации переходных изменений, как это видно в окне ввода разломов [500, 1500] секунд.Таким образом, наличие короткого замыкания по току смещения и сбоя температуры смещения обнаруживается и локализуется как значительное переходное изменение в нестационарном остаточном сигнале выходного напряжения Li-ion. При соответствующем выборе значений порогов обе неисправности могут быть обнаружены непосредственно на графике S8, полностью исключив наличие ложных тревог.

Кроме того, значение статистического критерия RMSE энергетической характеристики, извлеченное из детального коэффициента D1, для обоих разломов, показанных на рисунках 18 и 20 (b), несомненно, подтверждает валидацию результатов, полученных в таблице 3, адекватных для различать две неисправности.Однако в таблице 3 показана сигнатура неисправности преобразования одномерного вейвлет-анализа, полезная для изоляции неисправностей. Чтобы различить обе неисправности, введенные в литий-ионную батарею, то есть неисправность смещения датчика тока, соответственно, неисправность смещения температуры, ценная информация предоставляется с помощью SOC батареи и остатков внутреннего сопротивления батареи. Это показано в Таблице 3, как и для стратегии FDI на основе модели AEKF, разработанной в Разделе 2. Интересная информация связана с «пограничными эффектами внесения ошибок», которые отчетливо видны при устранении температурного сбоя, поскольку появляется сигнал исправности. от неисправного в окне до соответствующего времени tf = 1500 секунд.Эти «пограничные эффекты» требуют дальнейшего изучения в будущей работе.

Res_y Res_SOC Res_Rcell Сигнатура ошибки
1 1 (<0) ошибка ложный сигнал 0376 0 0 1 Температурный сбой, нет ложной тревоги

Таблица 3.

Литий-ионный аккумулятор — сигнатура неисправности Преобразование одномерного вейвлет-анализа.

Из чего сделаны зубы?

Зубы участвуют в важных функциях пережевывания пищи, глотания, пищеварения, речи и эстетики у людей. Каждый компонент зуба служит определенной цели.

Чрезвычайно крупный план передних резцов взрослой женщины. Кредит изображения: Muskoka Stock Photos / Shutterstock

Развитие человеческих зубов начинается в утробе матери. Обычно у детей прорезывание молочного зуба (молочного зуба) происходит примерно в 6-месячном возрасте.К 12 годам большинство молочных зубов теряется, и вторичные зубы продолжают заменять эти зубы до зрелого возраста.

Части человеческого зуба

Анатомическая схема кариеса человеческого зуба с описанием. Иллюстрация поперечного сечения зуба. Кредит изображения: Cessna152 / Shutterstock

Человеческий зуб делится на три части:

  • Коронка — это видимая часть зуба. Он покрывает почти две трети всей структуры зуба.Коронка лежит над десной (десной).
  • Шейка — Маленькая и узкая часть, лежащая между коронкой и корнем зуба.
  • Корень — Он состоит из одной трети зуба и глубоко расположен внутри кости, поддерживающей зуб. Эта часть зуба находится ниже десен и обычно не видна на здоровых зубах.

Зуб человека — части и состав

Зубы человека состоят из нескольких слоев твердых и мягких тканей.Эмаль, дентин и цемент — более твердые части зуба, тогда как пульпа — более мягкая часть зуба.

Эмаль

Эмаль окружает коронку и действует как защитное покрытие. Он различается по толщине в разных частях зуба. Он наиболее толстый в области бугров моляров и премоляров. Самая тонкая эмаль находится на шейке зуба.

Цвет эмали варьируется от желтого до серовато-белого и обычно отражает степень минерализации и окрашивания поверхности зубов.

Состав эмали

Эмаль образована клетками амелобласта и является самым твердым веществом человеческого тела из-за высокого процента минеральных солей в кристаллическом состоянии.

Эмаль состоит из 95-98% неорганических и 1% органических веществ, при этом вода составляет от 1% до 4% эмали.

Неорганические вещества в основном состоят из ионов кальция и фосфата. Они объединяются, чтобы сформировать кристалл гидроксиапатита высокой прочности, который позволяет эмали выдерживать высокие жевательные силы.

Органическое вещество в зубах в основном состоит из белков эмалинов .

Органические и неорганические компоненты и вода систематически структурируются в эмали. Хорошо организованная структура приводит к образованию длинных тонких стержней , эмаль . Эти эмалевые стержни имеют диаметр от 4 до 8 мкм и их количество примерно от 5 до 12 миллионов на зуб. Они окружены эмалью, а пространство между каждым стержнем известно как эмаль между стержнями или цемент.

Дентин

Дентин покрыт эмалью у коронки и цементом у корня. Он увеличивает объем и общую форму структуры зуба. Дентин — это живая ткань, состоящая из небольших канальцев, известных как дентинные канальцы. Эти канальцы находятся на стыке цементно-эмали (соединение между эмалью и цементом) и пульпой.

Дентин образован клетками, известными как одонтобласты. Несмотря на кальцинирование, дентин по своей природе слегка сжимаем и эластичен.Поскольку дентин — это живая ткань, он может определять ощущения тепла и холода от еды и питья.

Дентин имеет слегка желтый цвет и состоит из 70% неорганических и 30% органических веществ. Неорганический компонент дентина похож на эмаль и содержит ионы кальция и фосфата. Однако кристаллы гидроксиапатита в дентине меньше по размеру, чем в эмали. Это изменение размера делает дентин относительно мягче, чем эмаль.

Цемент

Цемент — это костяная структура, окружающая корень зуба.Он действует как средство для прикрепления зуба к кости, окружающей зуб. Цемент соединяет эмаль в местах соединения цементно-эмали.

Цемент состоит из 55% органических и 45% неорганических соединений. Органическая часть цемента состоит в основном из коллагена I типа и белковых полисахаридов. Неорганическая часть в основном состоит из ионов кальция и фосфата.

Целлюлоза

Пульпа — это самая внутренняя часть структуры зуба. Пульпа богата кровеносными сосудами и нервами, которые помогают поддерживать жизнеспособность зубов.Пульпа, которая присутствует в коронке, называется коронковой пульпой, тогда как пульпа внутри корней называется корневой пульпой.
Пульпа также состоит из нейронов, фибробластов, макрофагов и сосудистой ткани. Это мягкая и живая часть зуба, которая содержит клетки, образующие дентин, известные как одонтобласты.

Дополнительная литература

Стоматологическая анатомия человека

Анатомия зубов человека

Люди эволюционировали как всеядные, и наши зубы отражают эту историю.У нас относительно жалкие клыки по сравнению с кошками и даже другими приматами, такими как бабуины. Наши премоляры и коренные зубы не так эффективны, как у жвачных или лошадей, для измельчения жесткого растительного материала. Тем не менее, наши зубы обычно служат нам хорошо при той диете, которую мы едим.

Третьи коренные зубы человека также известны как «зубы мудрости» . Эти зубы обычно появляются в возрасте от 17 до 25 лет и часто забивают другие зубы, так что их приходится вытаскивать.У некоторых людей нет зубов мудрости, что избавляет их от этой травмы. Если вы увлекаетесь декоративно-прикладным искусством и у вас вырваны зубы мудрости, интересным проектом будет создание ожерелья с зубами, как показано справа.

В анатомии зубов человека клыки обозначаются как , глазные зубы , а премоляры — как , двустворчатые зубы .

Обратите внимание, что в приведенной ниже формуле лиственных пород у людей описаны коренные зубы, в отличие от домашних животных, у которых, как говорят, есть премоляры.

Стоматологические формулы
Лиственные 2 1 0 2
2 1 0 2
= 10 Постоянный 2 1 2 3
2 1 2 3
= 16
Прорезывание зуба

Лиственный Постоянный
675 месяцев 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 904 Клыки 16-20 месяцев 11 лет
Премоляры
11-13 лет
Моляры 9037 месяцев 6-24 месяцев 907

Верхнечелюстная аркада
Верхнечелюстная аркада
(вид сбоку)
Нижнечелюстная аркада
Нижнечелюстная аркада
(вид сбоку)

Автор: Мелисса Руж

Отправить комментарий Ричарду[email protected]

Зубы фиксируют жизненные события человека, как кольца деревьев

Открытие того, что наши зубы являются «архивом жизни», может позволить нам лучше понять менопаузу, модели рождения и воспитание детей среди первых людей, согласно новому докладу команды исследователей из Нью-Йоркского университета.

«Наши результаты ясно показывают, что скелет — это не статический орган, а скорее динамический», — заявила в пресс-релизе ведущий автор исследования Паола Черрито, докторант кафедры антропологии и стоматологического колледжа Нью-Йоркского университета.

Черрито сказал CNN, что команда была приятно удивлена ​​последствиями своего исследования, которое они первоначально разработали как способ изучения репродуктивных моделей вымерших предков человека, таких как Homo erectus.

«Мы не ожидали таких результатов», — сказала она.

Так называемый биологический архив наших зубов показывает влияние репродукции, системных заболеваний и заключения на наш организм, говорят авторы исследования, сосредоточившие свои исследования на цементе, разновидности зубной ткани, покрывающей корни наших зубов.

С момента выхода зуба из десны цемент начинает образовывать годичные слои, похожие на кольца дерева.

«Открытие того, что интимные подробности жизни человека записаны в этой малоизученной ткани, обещает поставить цемент прямо в центр многих текущих дебатов, касающихся эволюции истории человеческой жизни», — сказал соавтор Тимоти Бромейдж, профессор стоматологического колледжа Нью-Йоркского университета.

Например, в статье показано, что в микроструктуре цемента у человека, страдающего системным заболеванием, будут постоянные изменения, и это можно точно датировать.

Серрито сказал CNN, что этот метод может быть использован в археологии, например, для сбора информации о человеческих останках древних цивилизаций, и в судебной археологии, помогая исследователям узнать более подробную информацию о неопознанных человеческих останках, таких как найденные на Граница США и Мексики.

Команда исследовала почти 50 человеческих зубов людей с известной историей болезни и данными об образе жизни, используя методы визуализации, чтобы выявить полосы цемента.

Затем они связали эти полосы с этапами жизни и обнаружили связь между жизненными событиями и формированием зубов.

«Так же, как годичные кольца, мы можем рассматривать« зубные кольца »: непрерывно растущие слои ткани на поверхности корня зуба», — сказал Черрито в пресс-релизе.

«Эти кольца представляют собой достоверный архив физиологических переживаний и факторов стресса человека, от беременностей и болезней до тюремного заключения и менопаузы, которые оставляют неизгладимый неизгладимый след».

Полный текст статьи опубликован в журнале Scientific Reports.

Затем Серрито и его команда работают над тем, как различать жизненные события, изучая изменения в уровнях определенных минералов, таких как цинк и медь.

Это позволит получить еще более подробную картину жизни зуба.

Исследователи также работают с компьютерной томографией высокого разрешения, чтобы разработать неразрушающий метод исследования цемента.

Это позволило бы им изучать образцы неандертальцев и других существ, которые по соображениям охраны природы нельзя разрезать физически.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *