<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung und zur digitalen Anzeige der Lage des Zahnwurzelbehandlungsmittels im Zahnkanal.
Eine der wichtigsten Operationen der zahnärztlichen Betätigung und die wichtigste Aufgabe während der Zahnwurzelbehandlung ist die Erschliessung des durch die Pulpa eingenommenen Zahn- innenraums in der vollen Länge der Zahnkanäle. Diesbezügliche Untersuchungen der Zahnkanäle durch Röntgenaufnahmen können mit der erforderlichen Genauigkeit wegen der bei den einzelnen
Patienten jeweils andern Projektionsverhältnissen sowie den jeweils andern anatomischen Gegeben- heiten nicht durchgeführt werden.
Die vor der endgültigen Füllung der Zahnwurzelkanäle im Interesse der Entkeimung notwen- digen wichtigen Massnahmen sind die Reinigung (Sondierung) des Wurzelkanals, die Entfernung der entzündeten Gewebe und die Aufweitung des Wurzelkanals sowie der Spitzenöffnung.
Die durch die mit mechanischen Mitteln der Wurzelbehandlung bewirkbaren Zerstörungen, Überaufweitungen, Verletzungen der Gewebe in der Region der Füllung usw. könnten fallweise unver- meidbar zur Notwendigkeit der Entfernung des Zahnes führen.
Zur Bestimmung der Wurzelkanallänge erschien die Benutzung der zur Durchführung der Wur- zelbehandlung verwendeten mechanischen Mittel als Messinstrumente naheliegend.
Eine der ersten Lösungen hiefür war die Einführung der Nadelspitze in den Wurzelkanal bis zur Wurzelspitze, das Herausziehen derselben durch eine an die Kauoberfläche des Zahnes angelehn- te Pinzette und die Messung der Länge von der Griffstelle der Pinzette bis zur Nadelspitze. Gemäss einer neueren Lösung wird eine Gummischeibe oder ein aufziehbarer Anschlag auf die Wurzelbe- handlungsnadel aufgesteckt, dann bis zur Wurzelspitze vertieft und auf Grund der Nutzungslage die Entfernung zwischen der Nadelspitze und dem Anschlagsring auch für die nachfolgenden Operationen bestimmt (s. das 1978 erschienene Fachbuch von Adler Záray-Bánóczy :"Cariologia and Endodentia". Budapest, S. 286-87). Die Messungen sind aber umständlich und nicht sehr genau.
Aus der Literatur sind auch Vorrichtungen bekannt, durch welche die Lage des in den Wurzelkanal eingeführten Wurzelbehandlungsmittels auf Grund der Veränderung der Leitfähigkeit des Zahnmaterials und dem Ohm'sehen Widerstandes des Mittels bestimmt wird. Diese Vorrichtungen arbeiten auf Grund des Prinzips, dass die Leitfähigkeit des Zahnmaterials sich proportional mit der Eindringtiefe des Mittels im Verhältnis zur Wurzelspitze verändert, wobei dieser Wert bei der Wurzelspitze verhältnismässig konstant ist. Die Veränderung des Widerstandes wird durch ein Zeigerinstrument angezeigt.
Die tote Pulpa zeigt einen höheren Widerstand als die lebende ; die hiedurch bewirkten Zeigerverstellungen können jedoch nur subjektiv bzw. durch Vergleich oder Abschätzung bewertet werden und bieten keine genauen Angaben weder für die Kanallänge noch für Veränderungen der durch die Pulpa ausgefüllten Zahnhöhlen. Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen können wegen ihrer Nachteile die mit Zahnwurzelbehandlungen verbundenen Gefahren nicht vermeiden.
Ziel der Erfindung ist es, neben der Vermeidung der erwähnten Nachteile, die Auswertung der Messergebnisse unter Vermeidung von Ungenauigkeiten zu erleichtern, wie sie bei den bekannten Vorrichtungen durch eine subjektive Ablesung bedingt sind, u. zw. der bekannten Apparate derart, dass nicht allein die Wurzelkanallänge, sondern auch die Lage der Spitze des zur Wurzelbehandlung verwendeten Dehnungsmittels im Verhältnis zur Wurzelspitze in den verschiedenen anatomischen Abschnitten des Wurzelkanals mehrstufig in digitaler Form und nur solange, bis die Nadelspitze durch den entsprechenden Abschnitt passiert, angezeigt wird.
Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht durch die Änderungen der Impedanz zwischen dem mit dem Zahnfleisch stromleitend, insbe- sondere durch den Kontakt eines Speichelabsaugers anschliessbaren, sich in unterschiedlichen Tiefen des Zahnpulpenkanals, am jeweiligen Niveau der sogenannten anatomischen Abschnitte sich befindlichen Zahnwurzelbehandlungsmittel, die erfasst und nach erfolgter Verstärkung durch einen Verstärker in ein jeweiliges Gleichspannungsniveau umgewandelt und bei Erreichen der verschiedenen anatomischen Abschnitte durch Lichtanzeiger angezeigt werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann so vorgegangen werden, dass an den Ausgang einer den Verstärker, einen Spitzengleichrichter und einen Trennverstärker umfassenden Schaltungsan- trdnung, an der den in den unterschiedlichen Tiefenlagen des Zahnwurzelbehandlungsmittels gefühlLen Leitfähigkeitswerten entsprechende Signale anliegen, mit den den Impedanzgrenzen der anatomi-
<Desc/Clms Page number 2>
schen Abschnitte entsprechenden Kippniveaus einstellbare Verstärker bzw.
Komparatoren angeschlos- sen sind, durch welche die Gleichspannung unterschiedlichen Wertes an vier verschiedenen Niveau- werten geschaltet ist, und deren Ausgänge an entsprechende Eingänge einer digitalen Dekodier- schaltung, insbesondere eines BCD-Dezimaldekodierers angeschlossen sind, und die Ausgänge der letzteren steuernd mit den Niveauwerten bzw. anatomischen Abschnitten entsprechenden LED Leucht- dioden verbunden sind.
Es wird somit erfindungsgemäss die z. B. aus der GB-PS Nr. 1, 439,835 bekannte Wechselstrom- leitfähigkeitsmessung derart weiterentwickelt, dass anstatt durch die bisher bekannten Anzeigeein- richtungen die Eindringtiefe der Wurzelbehandlungsnadel kontinuierlich, diese nunmehr in Über- einstimmung mit den zu den einzelnen anatomischen Abschnitten gehörenden unterschiedlichen Leit- fähigkeitswerten durch das Aufleuchten verschiedener LED Dioden abschnittsweise angezeigt wird.
Durch das aufeinanderfolgende Umschalten der Ausgangsspannungen der Komparatoren am Ausgang der Spitzendetektorschaltung wird immer eine und nur eine LED Leuchtdiode geschaltet, welche die Anwesenheit der Spitze des Wurzelbehandlungsinstruments an der Wurzelspitze bzw. im vorher- gehenden bzw. nachfolgenden Bereich eindeutig anzeigt. Nachstehend ist die Erfindung unter Bezug- nahme auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen : Fig. l das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 und 3 Detailschaltpläne jeweils einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Das Signal eines Rechteckgenerators --1-- wird durch ein Tiefpassfilter --2-- in ein sinus- förmiges Signal umgewandelt, das am Eingang eines Treiberverstärkers --3-- mit niedriger Aus- gangsimpedanz anliegt. An den Ausgang des Treiberverstärkers --3-- ist eine Jack-Anschlussbuchse - angeschlossen, deren Zwischenleitungsabschnitt, über einen eingefügten Kalibrierwiderstand --R12-- mit einem Schaltkontakt-5a-- verbunden ist. In die Buchse --4-- kann gegen den elastisch federnden Widerstand eines Schaltkontaktes --5b--, mit welchem eine elektrische Anschlussleitung verbunden ist, ein mit einem Speichelabsauger --6-- verbundener Jack-Stecker --7-- eingesteckt werden.
Das Signal liegt über die Kontaktoberfläche --6a-- des Speichelabsaugers --6-- mit einer niedrigen Impedanz am Zahnfleisch --9-- an und wird während der Einführung des Wurzelbehand- lungsmittels --10-- in unterschiedliche Tiefen des Zahnkanals --11-- erfasst. Dieses sich zufolge der in unterschiedlichen Tiefen des Zahnkanals vorliegenden unterschiedlich grossen Impedanzen ändernde Signal liegt über die Leitung --8-- am Eingang eines Empfangsverstärkers --12-- an und ändert dessen Verstärkungsfaktor derart, dass an seinem Ausgang ein beinahe sinusförmiges Signal variabler Amplitude entsteht, das durch einen Spitzengleichrichter --13-- in eine der Amplitude des Signals entsprechende Gleichspannung umgewandelt wird.
Diese Gleichspannung wird durch einen Trennverstärker --14-- von hoher Eingangs- und niedriger Ausgangsimpedanz der Reihe nach an verschiedene, den Impedanzgrenzen der durch das Wurzelbehandlungsmitel --10-- während des Eindringens in den Zahnkanal --11-- gestreiften anatomischen Abschnitten entsprechende Verstärker von immer niedrigerem Verstärkungsgrad bzw. an Komparatoren mit immer höherem Kippniveau - geleitet. Die Wurzelbehandlungsmittel --10-- können die in der zahnärztlichen Praxis üblichen von Hand aus oder mechanisch betätigten Auftreiber, Feilen, Nadeln, Reibahlen od. dgl. sein.
Die Ausgangsspannungen der Verstärker bzw. der Komparatoren werden unter dem Einfluss der sich erhöhenden Eingangsspannungsniveaus der Reihe nach sprungartig zu niedrigen logischen Niveaus umgewandelt. Die Ausgänge --15a, 15b, 15c und 15d-des Komparators-15-- sind an die entsprechenden Eingänge einer digitalen Dekodierschaltung --16--, insbesondere eines BCD-Dezimaldekodierers, angeschlossen, von dessen Ausgängen immer durch einen andern, aber immer nur einen der angeschlossenen LED Leuchtdiodenanzeiger --17--, den Kombinationen der niedrigen logischen Eingangsniveaus entsprechend, die Lichtanzeige ausgesteuert wird.
Im Schaltschema gemäss Fig. 2 einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung sind die Einheiten des Blockschemas gemäss Fig. 1 mit strichlierten Begrenzungslinien und derselben Numerierung eingezeichnet. Aus der nachstehenden Beschreibung der Fig. 2 folgt Wirkungsweise und Handhabung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
In Block-l-wird durch einen astabilen Multivibrator ein Rechteckwellensignal, das durch die Filterkette --2-- und den Antriebsverstärker --3-- in einer annähernd sinusförmigen Form an die Jack-Anschlussbuchse --4-- der Messleitung und durch den Kalibrierwiderstand-R12-- an den Kontakt --5a-- geleitet wird, erzeugt. Ist der Jack-Stecker --7-- nicht eingesteckt, sind die Kon-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Basis des Transistors --T4-- des Empfangsverstärkers --4--. Beim die Buchse --4-- eingesteckten
Jack-Stecker --7-- sind die Kontakte-5a und 5b-- geöffnet und der Messstrom gelangt-dem Block- schema entsprechend-durch den Speichelabsauger --6--, das Zahnfleisch, den Zahnkanal bzw.
Wurzelkanal --11--, das leitende Material der Treibnadel des Wurzelbehandlungsmittels --10-- und die Leitung --8-- an den Transistor --T4--.
Die Leitfähigkeit der obigen Stromstrecke wird entscheidend durch die Lage der Auftreibnadel des Wurzelbehandlungsmittels --10-- im Zahnwurzelkanal --11-- im Verhältnis zur Wurzelspitze bestimmt.
Der Wert des Widerstandes --R12-- ist auf den in der die Wurzelspitze erreichten Lage der Treibnadelspitze des Wurzelbehandlungsmittels-10-- zwischen dem Speichelabsauger --6-- und der Wurzelbehandlungsnadel messbaren Widerstandswert eingestellt. Dadurch kann die Empfindlichkeit und die Anzeige der Vorrichtung unmittelbar mit Bezug auf die Wurzelspitzenlage kalibriert werden.
Die sinusförmige Spannung gelangt vom Kollektor des Transistors --T4-- an den aus den Dioden - 9 D,--und dem Kondensator-C13--bestehenden Spitze-Spitze Gleichrichter, dessen Ausgangsgleichspannung durch den Transistor --T5-- des Trennverstärkers --14--, durch welchen die hohe Eingangs- und die niedrige Ausgangsimpedanz realisiert wird, an die als Komparator-15-arbei- tende Verstärkerreihe gelangt.
Die Basisströme der Transistoren --T6, T7, T8, T9-- werden durch die Emitterspannung des Transistors --T5-- durch die Widerstände-R19, R21. R23. R24. R25. R26-- derart eingestellt, dass die Transistoren in der Reihenfolge der anwachsenden Spannung in die Öffnungslage gesteuert werden, die dann die entsprechenden, an ihre Kollektoren angeschlossenen Eingänge der BCD-Dezimaldekodierschaltung --16- an Masse, d. h. an ein niedriges logisches Niveau, schalten.
EMI3.2
Von den 10 Ausgängen werden bloss 4 verwendet, wodurch bei entsprechenden logischen Zuständen an den Eingängen der Kathode immer nur einer LED Leuchtdiode --17-- an Masse geschaltet wird. Die Dezimalplatzwerte der verwendeten Ausgänge sind 7,6, 4,2. Die bei der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendete digitale Anzeige kann durch eine Energiequelle von 9 V gespeist und durch einen Akkumulator aufgeladen werden, wodurch die Messung an 40 bis 50 Zahnkanälen mit Sicherheit ohne Tausch der Energiequelle durchgeführt werden kann. Die jeweilige Zuverlässigkeit der Messung wird durch die beim Anschluss der Messleitung -8- automatisch ausschaltbare Kalibrierschaltung, mit Hilfe des auf den entsprechenden Wert eingestellten Widerstandes --R12-sichergestellt.
Die Vorrichtung arbeitet bei einer Frequenz von 300 Hz, einem Messstrom von 0,5 mA und einer Messspannung von 1 bis 2 V, welche Werte völlig unschädlich für das lebende Gewebe und nicht einmal fühlbar sind. So ist die Messung vollkommen objektiv, die Mitwirkung des Patienten ist unnötig. Eine Messleitung ist leicht lösbar an das Wurzelbehandlungsmittel - 10-, z. B. einer Kerr'schen Auftreiber angeschlossen. Die zweite Elektrode wird an den Speichelabsauger angeklemmt. Durch die digitale Anzeige wird die Auswertung der Messergebnisse äusserst erleichtert. Im Zahninneren wird der Zahnpulpenraum-11-in vier Bereiche gemäss den mit - lla, llb, llc und lld-bezeichneten Eindringtiefen bzw. den Widerstandswerten aufgeteilt.
Dementsprechend wird die Lage der Spitze des Wurzelbehandlungsmittels-10-im Verhältnis zur Wurzelspitze durch vier lichtemittierende LED Dioden angezeigt. Durch die erste, grüne Leuchtdiode wird die Eindringtiefe --11a-- der Spìtze (cavum pulpae) angezeigt ; dieser Abschnitt ist kurz und entspricht einem Vordringen von 1 bis 1, 5 mm der Elektrode (75 bis 58 kOhm). Das folgende grüne Licht zeigt die volle Länge der Eindringtiefe --11b-- an (canalis pulpae), die der Zahnlänge entsprechend 12 bis 25 mm beträgt (58 bis 6, 5 kOhm). Das Erreichen der Wurzelspitze (apex) wird durch ein rotes Lichtsignal angezeigt. Dies ist ein sehr enger Bereich von 0, 1 bis 0,2 mm (6500 Ohm).
Wenn das Niveau-lld-- über-llc- (apex) durch das Wurzelbehandlungsmittel erreicht wird (perispicalis regio = Region unter der Wurzelspitze), leuchtet das Licht der gelben Diode auf. Nach der Kalibrierung kann die Vorrichtung zu routingemässen Wurzelfüllung (z. B. mit Paste, komprimierter Gutta-Percha) verwendet werden. Sohin bedeutet die Benutzung des Instruments keinerlei Mehrarbeit.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<Desc/Clms Page number 5>
an der Spannung, wobei die Anode der Diode-LD4-- über eine Diode-Damit den Anoden der andern Dioden zusammengeschaltet ist. Die durch den Kondensator --C20- des Spitzengleichrichters
EMI5.1
bei der Frequenz des Sinus-Oszillatorenblocks --1-2-3-- ein leichter Spannungsabfall zwischen den Spitzenwerten zweier nacheinanderfolgenden Perioden entsteht.
In dieser Weise wird eine durch ein Sägezahnsignal niedriger Amplitude modulierte Gleichspannung am Eingangspunkt"C"der Komparatoren erhalten. Dadurch wird die Umschaltung in der Nähe des Umschaltspannungsniveaus der Kompa- ratoren --15a, 15b, 15c, 15d-- entsprechend der Frequenz des Sinus-Oszillators moduliert. So geschieht die Umschaltung der anzeigenden Leuchtdioden von einem Niveau zum andern mit der Verblassung bzw. Verstärkung der Lichtintensitäten gemäss der Änderung des modulierenden Sägezahnsignals beim Durchschreiten des Niveaus bzw. gemäss des sich mindernden bzw. anwachsenden Füllfaktors der die Schaltung der benachbarten LED Dioden steuernden Rechtecksignale am Ausgang der BCD-Dezimaldekodierschaltung.
Beim Durchgang des Komparationsniveaus erfolgt die Umschaltung zwischen zwei LED Dioden ausserordentlich schnell, deshalb gibt der Lautsprecher --H-- ein Schallsignal nur dann ab, wenn nach dem Niveaudurchmesser das Niveau der Spannung am Punkt"A"sich ändert.
Im Falle der LED Dioden -L01 und LD2-- (grün), deren Typ derselbe und deren Öffnungsspannung auch beinahe gleich ist, wird die Umschaltung durch keinen Schalleffekt begleitet.
Die Öffnungsspannung der LED Diode --LD3-- (rot) ist mir zirka 1 V niedriger, als die der LED Diode --LD2--, deshalb entsteht beim Durchgang des Niveaus --l1c-- ein Schall einer mit jener des Sinus-Oszillatorblocks-1-2-3-übereinstimmenden Frequenz, jedoch moduliert gemäss der Eindringtiefe, was unterschiedliche Lautstärken des Schallsignals bedingt.
Die Öffnungsspannung der LED Diode --LD4-- (gelb), ist zirka um 1 V höher, als die der Diode --LD3--, gleichzeitig wird beim Durchgang des Niveaus --l1d-- der im Punkt"A"ent- stehende Spannungssprung und damit die Schallintensität im Lautsprecher --H-- auch durch die Öffnungsspannung der mit der LED Diode --LD4-- in Reihe geschalteten Diode --D10-- erhöht. Punkt
EMI5.2
von über 75 kOhm. die Spannung im Punkt "C" niedriger, als die an den gemeinsamen Punkt der Widerstände --R37 , R38-- des Komparators --15d-- angelegte Komparationsspannung. Dadurch ist der Wert der Spannung im Punkt "A" beinahe gleich U T'da keine der LED Dioden eingeschaltet ist.
Der Kondensator --C20-- wird durch den Widerstand-R -auf das Schaltspannungsniveau
EMI5.3
--15d- aufgeladenPunkt "A" bis zirka zur Öffnungsspannung der Diode --LD1-- ab, wodurch auch die Spannung im Punkt "C" des Kondensators --C20-- langsam abfällt. Die unmittelbare Rückschaltung des Komparators --15d-- wird durch die Erhöhung der Hysterese des Komparators zufolge der positiven Rück-
EMI5.4
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.