Мысль о походе к стоматологу заставляет зубы дрожать от страха? Вы не одиноки. Считается, что от 15 до 20 процентов взрослых страдают от одонтофобии, то есть стоматологической тревожности. Это мешает им регулярно проходить чистку и осмотры у стоматолога.
Один из главных источников тревоги — пронзительный звук бормашины, используемой для обработки зубов.
«Я неоднократно видела, как пациенты, включая моего ребёнка, испытывали тревогу или дискомфорт из-за звука бормашины, — рассказывает доктор Томоми Ямада, стоматолог и профессор Университета Осаки в Японии, изданию Popular Science. — В какой-то момент я поняла, что кто-то должен серьёзно отнестись к этой проблеме».
Сегодня Ямада представляет новое исследование о том, как снизить уровень шума в стоматологических инструментах, на Шестом совместном заседании Акустического общества Америки и Акустического общества Японии в Гонолулу, на Гавайях.
«Поскольку эта задача связана как с психологией человека, так и с механикой устройства, я понимала, что её нельзя решить только с помощью стоматологии», — говорит она.
Чтобы лучше понять аэродинамику бормашины, Ямада и её коллеги из Университета Осаки, Университета Кобе и Национального университета Ченгкунг использовали главный суперкомпьютер Японии для проведения крупномасштабных аэроакустических симуляций. Они изучили внутренний и внешний воздушный поток бормашины, которая работает от сжатого воздуха и вращается со скоростью примерно 320 000 оборотов в минуту.
Используя эти компьютерные симуляции, команда визуализировала, как воздух движется через бормашину и вокруг неё, создавая характерный неприятный шум. Они проанализировали воздушный поток, а также звуковое давление внутри и снаружи бормашины, чтобы точно определить, где генерируется шум.
«Самым удивительным было то, что мы смогли визуализировать сверхбыстрый воздушный поток внутри бормашины», — говорит Ямада. «Внутри турбины сжатый воздух может достигать скорости около 135 метров в секунду — примерно 0,4 Маха [около 306 миль в час]».
Симуляции показали, что для снижения шума недостаточно просто сделать бормашину тише. Необходимо также улучшить качество звука. Чтобы решить эту задачу, команда работает над оптимизацией геометрии лезвия и выпускного отверстия бормашины, чтобы минимизировать шум, сохраняя при этом её производительность.
Ямада и команда также хотели убедиться, что их исследование ориентировано на человека и учитывает опыт пациентов. Они проверили психологическое воздействие высоких звуков бормашины. У молодых слушателей реакция на бормашину отличается: они воспринимают её звуки как более громкие и неприятные.
«Если ребёнок говорит, что бормашина „болит“ или „звучит страшно“, это не просто его воображение, — говорит Ямада. — Дети действительно слышат и воспринимают высокочастотные звуки иначе, чем взрослые — часто громче и неприятнее».
Следующие шаги команды включают работу с производителями стоматологических инструментов для создания рабочих прототипов для тестирования. По словам Ямады, полностью устранить звук невозможно по соображениям безопасности, поскольку звук бормашины сигнализирует пациентам об её активности и помогает им сохранять неподвижность.
Они также планируют изучить возможность создания более приятного звукового дизайна, который будет более успокаивающим и обнадеживающим для пациентов.
«Хотя многие проблемы остаются, мы стремимся улучшить звуковую среду в стоматологической помощи, — заключает Ямада. — Создание более комфортной звуковой среды может побудить людей регулярно проходить стоматологическое обследование, помогая им поддерживать здоровье полости рта и, в конечном итоге, способствуя общему благополучию и здоровому долголетию».