CN111629689A

CN111629689A - 使用透射式肺泡超声(tau)检测空洞的设备和方法

Info

Publication number: CN111629689A
Application number: CN201880087297.6A
Authority: CN
Inventors: J·勒赫纳; B·齐默尔曼; S·法尔克
Original assignee: J Lehena
Current assignee: J Lehena
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-09-04
Also published as: PT3720382T; WO2019110846A3; JP7227981B2; EP3720382B1; JP2021505356A; DE102017011311A1; US20210068779A1; EP3720382A2; WO2019110846A2; US11839508B2

Abstract

本发明涉及一种使用透射式肺泡超声(TAU)检测和定位颌骨中的牙齿空洞的设备、方法和系统。该设备包括测量单元，该测量单元包括超声换能器和圆形的超声接收器。该设备是手持设备，且被配置为限定超声换能器和超声接收器相对于彼此的几何位置，从而以最小的误差获得颌骨的高分辨率超声图像，以改善牙齿空洞的诊断。

Description

使用透射式肺泡超声(TAU)检测空洞的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测和定位空洞的设备和方法。具体地，本发明涉及使用透射式肺泡超声(TAU)来检测和定位颌骨中的牙齿空洞。

背景技术

通常，在医学领域，脉冲回波超声检查法广泛用于对各种软组织进行成像。原则上，通过分析超声波的反射来产生来自人体内部结构的图像。但是，由于超声波在骨骼/软组织间几乎完全反射，因此该方法不适合产生关于颌骨状态的有用信息。特别是，颌骨的松质部分不能用常规的超声设备检查。因此，至今为止，超声波在牙科医学中的用途非常有限。一个例外可能来自罗斯托克(Rostock，德国)的科拉·弗雷塞(Cora Freyse)的博士学位论文，在该论文中研究了使用超声波反射来确定硬组织中的缺陷，例如，填充物和天然牙组织的边界处的缺陷的可能性(参见http://www.deutschlandfunkkultur.de/zaehne-ultraschall-statt-strahlen.io67.de.html？dram:article_id＝28909i)。

颌骨松质骨的状态在临床上可能非常重要。杰里·鲍格(Jerry Bouquot)提供了解剖学证据，表明松质骨可以在很大程度上退化，他称这种现象为“导致空洞病变的缺血性骨坏死”。他将颌骨的骨坏死与神经痛联系起来，并定义了一种称为“神经痛引起空洞性骨坏死(neuralgia inducing cavitational osteonecrosis，NICO)”的疾病(参见J.E.鲍格(J.E.Bouquot)，A.M.罗伯茨(A.M.Roberts)，P.佩尔松(P.Person)和J.克瑞斯第安(J.Christian)，“神经痛引起的空洞性骨坏死(NICO)。面部神经痛患者的224个颌骨样本中的骨髓炎(Neuralgia-inducing cavitational osteonecrosis(NICO).Osteomyelitis in224jawbone samples from patients with facial neuralgia)”，Oral Surg Oral MedOral Pathol杂志，1992,73(3)1307-319；J.鲍格(J.Bouquot)、W.马丁(W.Martin)和G.沃伯莱斯基(G.Wrobleski)“基于计算机的穿透式超声检查(CTS)成像显示颌骨缺血性坏死-对6具尸体颌骨和15例疼痛患者进行的初步调查(Computer-based thru-transmissionsonography(CTS)imaging of ischemic osteonecrosis of the jaws-a preliminaryinvestigation of 6cadaver jaws and 15pain patients)”，Oral Surg Oral Med OralPathol Oral Radiol Endod杂志，2001,92:550.)。

约翰·莱希纳(Johann Lechner)深入研究了这些病变中的组织，这些组织表现为完好皮质骨内部的脂肪团。在手术过程中，只需将原料倒出。该组织处于缺血性脂肪变性状态。因此，莱希纳将观察到的变化定义为“颌骨脂肪变性骨溶解/骨坏死(FDOJ)”。他指出，在颌骨中发现的脂肪团具有非常强的生化活性，会产生大量的某种细胞因子，即RANTES(CCL-5)和FGF-2，还有PDGF和MCP-1。这些细胞因子的水平在许多系统性疾病中也有升高，例如癌症、痴呆、多发性硬化症或关节炎。强有力的证据表明——通过外科手术切除此类组织后取得了令人惊讶的临床改善——多种系统性疾病的发展和持续可能与颌骨的脂肪变性骨溶解(fatty-degenerative osteolysis of jawbone，FDOJ)有关。但是，在大多数情况下，神经痛的局部作用(NICO)缺失。(参见J·莱希纳(J.Lechner)和V·冯·贝尔(V.von Baehr)，“颌骨空洞中的RANTES和成纤维细胞生长因子2：引发全身性疾病？(RANTES andfibroblast growth factor 2in jawbone cavitations:triggers for systemicdisease？)”，国际普通医学杂志(International Journal of General Medicine)2013,6:277-290；J·莱希纳(J.Lechner)和W·玛雅(W.Mayer)“神经痛的免疫使者诱发颌骨空洞性骨坏死(NICO)和系统性干扰(Immune messengers in neuralgia inducing cavitationalosteonecrosis(NICO)in jaw bone and systemic interference)”，欧洲整合医学杂志(Eur.J.Integr.Med.)2010，2(2):71-77.)。

此外，在最近的出版物中，有理由认为NICO和FDOJ以及所谓的“颌骨无菌性缺血性骨坏死”(aseptic ischemic osteonecrosis in the jawbone，AIOJ)都描述了颌骨的相同病理状况，这在国际疾病和相关健康问题统计分类(第十修订版)中的代码M87.0中列出。(参见J·莱希纳(J.Lechner)，S·舒特(S.Schuett)和V·冯·贝儿(V.von Baehr)，“无菌性无血管性骨坏死：颌骨局部“沉默炎症”和RANTES/CCL5过度表达(Aseptic-avascularosteonecrosis:local′silent inflammation′in the jawbone and RANTES/CCL5overexpression)”，临床、美容和研究牙科杂志(Clinical,Cosmetic andInvestigational Dentistry)2017:9 99-109.)。

此外，根据比拉·阿纳瓦斯(Bilal Al-Nawas)的早期出版物，颌骨松质部分的状态对于牙齿种植体和种植学的成功非常重要。(参见M.O·莱茵(M.O.Klein)、K.A·格罗茨(K.A.Grotz)、B·马内菲尔德(B.Manefeld)、P.H·卡恩(P.H.Kann)和B·阿纳瓦斯(B.Al-Nawas)“牙齿植入前用于在体内无创评估颌骨质量的超声波传输速度(Ultrasoundtransmission velocity for non-invasive evaluation of jawbone quality in vivoprior to dental implantation)”，Ultrasound in Medicine&Biology期刊2008,34:1966-1971.)。

因此，严重的健康风险可能与颌骨的脂肪变性骨溶解有关。然而，一个主要问题是，出现具有脂肪变性骨溶解的颌骨在X射线检查中没有发现异常。即使松质骨处于高度退化的状态，仅显示脂肪组织而不显示健康松质骨的海绵状海绵体(FDOJ)，也仍然是这样。由于几乎无法通过任何类型的X射线检查检测到，因此AIOJ、FDOJ和NICO的发生和现象仍然不为人知，甚至遭到争议或否认(参见J·莱希纳(J.Lechner)，“通过细胞因子RANTES验证牙科X射线-颌骨中细胞因子过度表达的X射线结果比较(Validation of dental X-ray bycytokine RANTES-comparison of X-ray findings with cytokine overexpression injawbone)”，美容和研究牙科杂志(Clinical,Cosmetic and Investigational Dentistry)2014,6:71-79.)。

为了克服上述问题，需要一种不同的方法。替代X射线或其他已建立的医学检查方法，对透射式肺泡超声(TAU)的使用进行了评估。

透射超声在一些技术领域是众所周知的，例如飞机工业，用于检查焊缝。但它也用于医学领域，用于确定骨密度以诊断骨质疏松症(参见C.M·兰顿(C.M.Langton)和C.F·尼耶(C.F.Njeh)“松质骨中宽带超声衰减的测量—科学技术综述(The Measurement ofBroadband Ultrasonic Attenuation in Cancellous Bone—A Review of the Scienceand Technology)”，IEEE超声波学报(IEEE Transactions on Ultrasonics)，铁电体和频率控制(Ferroelectrics,and Frequency Control)，2008(55)7:1546-1554.)。

据信US 6,030,221 A为用于检测颌骨空洞的透射式肺泡超声检查(TAU)设备的第一个公开发明。TAU设备产生超声脉冲并使该脉冲通过患者的颌骨。随后脉冲由超声接收单元检测并监视。脉冲幅度的衰减指示颌骨的病理变化。结果显示在彩色监视器上，根据衰减的不同程度显示不同的颜色。

与US 6,030,221 A相对应的TAU设备已经商业化多年。它就是由Cavitat医疗技术公司(Cavitat Medical Technologies)的工程师开发的Cavitat超声检测仪CAV 4000。现有的TAU设备使用了多个接收元件，其中输出脉冲的频率和声波的频率在大约2.5MHz的范围内。对接收到的声波的处理由工作频率约为100MHz的数字转换器执行。雅克·恩博(Jacques Imbeau)在以下出版物中更详细地介绍了该设备的基本原理和工作：J.Imbeau，“牙科医学中的透射式肺泡超声检查(TAU)简介(Introduction to Through-TransmissionAlveolar Ultrasonography(TAU)in Dental Medicine)”，The Journal ofCraniomandibular Practice杂志，2005(23)2:100-112。

然而，根据现有技术的TAU设备显示出相当大的缺陷，这由恩博在以上文章中的第106/107页中进行了更深入的解释。这些缺陷是：

-首先，在所涉及的解剖结构方面，传感器和换能器的正确且可再现的放置付出了大量的技能和经验，使该技术相当易受影响且困难，因此恩博称TAU为“用户敏感技术”(恩博，上文提到文章中的第105页)。相应地，测量的可再现性很低。此外，恩博已经提到了所使用的超声凝胶中复杂的气泡问题；气泡以不可预测的方式篡改通过介质(在这种情况下是通过颌骨)的超声信号。

-其次，Cavitat超声检测仪的接收元件发出的信号非常微弱。因此，对这些信号的评估是一项非常艰巨的任务。因此，TAU设备的灵敏度不是很高。此外，信号分析的方法未在US 6,030,221A中公开(参见恩博上文提到文章中的第104页)。

-第三，Cavitat超声检测仪的超声接收单元的结构不够稳固，以至于在使用过程中，接收单元的更多单个测量单元损坏，同时，制造商Cavitat医疗技术公司已经停业了一段时间，也不再提供维修备件。因此，该技术变得难以获取。

-第四，对于用户而言，不可能随时间推移定期检查TAU设备的校准。

本发明克服了一个或多个或所有上述缺点。

发明内容

本发明提供了一种新的TAU设备，包括超声换能器和超声接收器，在下文中称为“测量单元”，并且彼此以固定的几何位置布置，优选地，以共面的方式布置。

与现有技术相比，接收器的结构得到了极大的改善-(i)有源压电元件的数量增加了；(ii)至今为止围绕中心区域(具有有源压电元件)的宽圆形区域(没有任何有源压电元件)被最小化到非常小的缘边(rim)。

新的测量单元的尺寸使得可以很容易地将其引入患者的嘴巴中。在超声测量期间，颌骨必须位于测量单元的两个部件之间。

测量单元的一个部件，优选为超声换能器，可以在患者嘴巴的内部或外部使用，而测量单元的另一部件，优选为超声接收器，必须在嘴巴内部的舌侧或颌侧上。在外部定位的情况下，可以使用常规的超声凝胶以确保良好的声导率。

对于将要放置在患者嘴巴内的测量单元的所有部件，测量单元的各个部件与牙槽之间的声耦合可以(i)借助半固体凝胶进行，或者(ii)利用用于测量单元的各个部件的柔性套子，其中该套子装有合适的介质，例如常规的超声凝胶或优选是水，以使该套子仍具有足够的柔性(“有利填充(expedient filling)”)或(iii)利用非常有柔性和弹性的气球，填充合适的介质，常规的超声凝胶或优选是水或(iv)借助患者的舌头。不是优选的，但是可行的是(v)使用常规超声凝胶。

所有实施例都适合于均衡牙槽和测量单元的相应部件的平面之间的变化距离。上述所有实施例允许快速调整测量单元的位置，以便获得最佳结果。

附图说明

图1示出了本发明的优选示例性实施例。设备1是手持设备。左下方的厚圆形元件是超声换能器2，左上方的薄圆形元件是超声接收器3。它们共同构成测量单元4。支持测量单元4的两个臂5和6连接到右侧的手柄7。该手柄配有两个螺钉8和9，右侧的螺钉8表示臂5和6移动的枢轴点的位置；中间的螺钉9表示位于两个螺钉之间但在图中看不到的阻挡元件的位置。位于最右边位置的电缆10连接到处理单元(未示出)。

图2示出了根据本发明的第三方面的超声接收器3的示例，其中该超声接收器的有源压电元件11是六边形的，并且形成在薄膜上且以六边形的形式布置。根据图2所示的示例，超声接收器3被配置为超声接收器3的外表面和其中的四个有源压电元件11之间的最小距离是四个有源压电元件11中的单个有源压电元件的尺寸的一半。此外，图中还示出了包括放大器13和多路复用器14的电路。

图3示出了根据本发明的第四方面的系统12的示例性实现，其中，该系统包括根据本发明的第一和/或第二方面的手持设备1，其中，设备1还包括：用于放大由超声接收器3产生的模拟信号数据的放大器13以及优选地位于刚性臂6中紧邻超声接收器3的多路复用器14，以提高信噪比，即减小误差。图3所示的示例性系统还包括：主单元15，其包括：配置为对多路复用的模拟信号数据进行数字化的处理模块16和配置为对多路复用的模拟信号数据进行存储的存储器17；以及用于生成高压的模块18，其被配置为将所需频率的脉冲发送给该设备。

具体实施方式

Cavitat超声检测技术代表了最接近的现有技术(US 6,030,221A)，但显示出几个缺陷，参见上文。

本发明公开了克服这些缺陷的方法。但是，Cavitat超声检测仪的某些技术功能没有改进，例如输出脉冲的频率在大约2.5MHz的范围内。这增强了Cavitat设备和本发明的TAU设备的结果的可比性。

因此，本发明的目的是提供一种设备和方法，该设备和方法比已知的Cavitat超声检测仪更安全，更容易操作，从而即使没有经验的用户也无需进行彻底和深入的培训即可获得可再现的结果。

本发明的另一个目的是增强所用设备和方法的灵敏度，以便获得更精确和更有用的测量结果。

本发明的另一个目的是提供一种接收单元的结构，该结构足够稳固以在日常使用条件下保证完整的功能。

最后，本发明的目的是可以对设备进行校准。

前述目的已经通过测量单元的新结构以及通过确保患者的颌骨与设备之间的良好的声导率的新方式来实现。

a)本发明的测量单元

根据本发明，用于口腔超声测量的测量单元，即在嘴巴内部，包括超声换能器和超声接收器，即“测量单元”，它们彼此之间有明确定义且固定的几何位置。

在根据本发明实施例的TAU设备中，测量单元优选地以共面的方式定位。

为了提供明确定义且固定的几何位置，测量单元的两个部件优选地紧固到两个刚性臂或者优选地是两个刚性臂的一部分，这两个刚性臂通过连接元件连接。至少一个臂是可旋转的，使得测量单元的两个部件形成一个夹具。优选地，在枢转点与测量单元之间另外设置引导元件，以避免测量单元的两个部件彼此背离的剪切运动。通过使用刚性臂，测量单元的结构稳固程度使得实际上消除了由机械应变引起的接收器故障。

为了易于握持，优选以曲柄形式提供两个刚性臂。由超声换能器和接收器、两个刚性臂和连接元件组成的完整装置在下文中称为“手持设备”。

根据本发明，实现测量单元的固定几何位置的另一种可能性可以包括U形装置。该装置由位于中央的杆以及换能器和接收器组成，其中换能器和接收器垂直于杆作为侧面元件布置。换能器和接收器可沿杆水平移动，并可沿垂直方向另外重新定位。换能器和接收器之间的距离可由该装置的实际调节来立即确定。换能器和接收器的共面性是这种结构的固有特征。在水平方向上调整该装置可使换能器和接收器靠近颌骨，而垂直调整用于在医学上重要的颌骨区域进行测量。

在其末端带有这种U形装置的手持设备也是可能的。因此，将上述两种可能性结合在一起。

在下文中，仅讨论使用手持设备的解决方案。

根据本发明，通过将装置的两个臂放置在颌骨的两侧的怀疑或寻找空洞的存在的区域中来执行测量。当测量单元的两个部件都处于用于测量的最佳位置时，形成夹具的手持设备会受到轻微压缩，以通过以下公开的方法保证测量单元与颌骨之间的声学传导。

测量单元的一个部件，优选地是换能器，位于脸颊的外部某处或者位于嘴巴颊侧的内部，而接收器则应位于舌侧或颌侧。在这两种情况下，都可以通过安全、简单的方式很好地确定换能器和接收器的位置。无需特殊培训即可进行测量，并且由于定义了几何形状，因此可以获得最佳结果。

在大多数情况下，脸颊的柔性足以均衡现有的解剖特征，并且仍然能够实现共面；如果没有，则可以使用如下所述的半固体凝胶。但是，有时仍无法实现所有这些，并且必须接受某些共面度偏差，尽管应当将该共面度偏差保持得尽可能小。应当注意，共面度偏差仅在一个维度上发生，而对于Cavitat超声检测仪，偏差通常在所有三个维度上发生。

根据本发明的一种最小化共面度偏差的设计措施如下：通过将手持设备的两个臂的枢轴点放置在尽可能远离换能器和接收器的位置，只需要一个小角度就可以均衡明显的解剖特征。因此，仅会出现轻微的共面度偏差。在实际工作中，有时发现共面度偏差在3°至6°的范围内。共面度偏差的影响可以通过实验来监测。

由于在手持设备中优选包含位移换能器，因此可以精确确定超声换能器与接收器之间的角度，并且在分析来自接收器的信号时可以考虑偶然的共面度偏差。

更复杂的构造方法可以包括使用小铰链作为手持设备的两个臂的部件。这种构造方法也允许测量单元适应给定的解剖条件。然而，在这种情况下，测量单元的两个部件的距离及其相对定位变得模糊，从而需要其他用于确定距离和角度的方法，但是，此类方法对于本领域技术人员是可以得到的。

如果测量单元本身是刚性的，即没有可旋转的元件，则不可能压缩以产生所需的声导率。在这种情况下，可以修改为下面描述的所谓“柔性套子解决方案”和“气球解决方案”：首先，必须将柔性套子或气球引入到测量部位，并且其后必须使用合适的模块，例如附接到该套子或气球的一个小泵，来给套子或气球充气，以便产生足够的压力以保证良好的声导率。

相反，US 6,030,221(Cavitat超声检测仪)在超声换能器和接收器之间没有刚性的机械连接，因此必须徒手使用测量单元的两个部件。换能器和接收器之间的唯一连接由通向电子处理单元的电线构成(请参见US 6,030,221)。

b)改善设备的灵敏度

为了相对于已知的Cavitat设备提高新型TAU设备的灵敏度，已经采取了上面已经讨论过的两种措施：(i)增加了有源压电元件的数量，以及(ii)将目前为止围绕中心区域(具有有源压电元件)的宽圆形区域(没有任何有源压电元件)最小化到非常小的缘边。该缘边的最小宽度是有源压电元件的尺寸的一半。这种非常小的缘边允许在解剖结构中进行测量，而这是现有的Cavitat超声检测仪无法做到的。

优选使用多于90个压电元件，这些压电元件还应以六边形布置。除了这些措施之外，还应用了换能器的变迹配置，以减少衍射边缘效应并提高分辨率。

c)校准和功能测试

测量单元以规定的几何形状布置可以轻松测试设备的功能并进行校准。为了达到此目的，提供了具有不同声学特征的两种或更多种介质，并且在这些介质中相继进行测量。使用模拟胶(phantom)进行校准也是可行的。

在下面的示例中，对使用水和空气作为介质进行了说明，但是也可以选择其他介质。将测量单元完全浸入水中，逐渐将其移动通过水表面，最后将其完全置于空气中，同时通过测量单元连续发送超声信号，以此评估该设备的功能。水和空气给出了非常不同的信号和预期表现，特别是当测量单元移动通过水和空气之间的边界时，可以证明设备功能正常。此项检查在每次使用前均应进行。

d)安全地提供良好的声导率

根据US 6,030,221及本发明，在嘴巴外的测量单元的部件(超声换能器或接收器)仅需要少量的常用超声凝胶以实现良好的声导率。

出于技术测量的原因，如果根据本发明，能够实现换能器和接收器的清楚限定的位置，测量单元的布置是理想的。

然而，事实证明，在换能器和接收器的几何位置固定的情况下，实际的口腔超声测量(即在患者的嘴巴中)的实际应用是困难的。根据US 6,030,221在患者的嘴巴内使用的超声凝胶成为以一种容易的，首要地以可再现的方式从透射式肺泡超声检查(TAU)获得信号的主要障碍。

这有几个原因。

首先，由于凝胶的高粘度性，难以使所使用的超声凝胶没有任何类型的气泡。气泡阻碍了可靠和可再现的测量。

其次，测量部位的颌骨的解剖轮廓与测量单元(通常是接收器)的平面完全不吻合。测量单元表面与牙槽表面之间的距离变化很大，最大约为5mm，因此必须使用大量的耦合凝胶以完全填充间隙并在整个测量区域中获得良好的声导率，这对于用户而言是昂贵的，而对于患者而言则是非常不愉快的。

第三，再次施加如此大量的凝胶要求凝胶必须完全没有气泡，这实际上是很难实现的。

第四，凝胶必须保持在原处，但这通常仅出现有限的时间段。凝胶逐渐消失在患者嘴巴内的某处。因此，必须经常补充凝胶。这就产生了如何使凝胶保持无气泡的问题，因为很难对凝胶进行目视检查以确保在嘴巴内没有气泡。

第五，如果意外情况下牙槽仅被凝胶部分覆盖和/或意外情况下气泡夹带在凝胶内，TAU设备不会发出任何警告信号，但会继续显示超声图像，但是这些超声图像纯粹是伪影，没有任何病理生理意义，且当然没有可重复性。至今为止，伪影的出现和警告信号的缺失是TAU检测中最复杂的问题。

现有的Cavitat超声检测仪的非常有经验的用户仅仅由于通过倾斜接收器而得到换能器和接收器的非刚性排布可以部分地解决这些问题。通过倾斜接收器，可以将所需的凝胶量保持较小，并且可以在一定程度上减少凝胶处理的问题。

但是，由此产生的换能器和接收器的相对位置的不确定性是导致上述利用Cavitat超声检测仪的测量结果的可重复性和可靠性降低的另一个原因，如上所述，并且由凝胶性质引起的问题仍然存在。

另一方面，根据本发明，这种漏洞(loophole)是不可达的，因为倾斜是不可能的，被换能器和接收器的固定几何位置阻止。上述偏离共面布置的可能性仅减少了凝胶的一些问题。但是，通常使用的超声凝胶的问题处理仍然是一个主要问题。这是用户依赖和TAU测量中部分不可靠的主要原因。

因此，代替至今使用的超声凝胶，需要具有以下特性的另一种声学介质：(i)介质的声学特性不会受到适当测量的干扰；(ii)通过确保使用的声学介质中不存在气泡，并通过使介质与接收器和牙槽二者都保持完全永久接触，从而使测量装置(通常是接收器)和牙槽之间具有最佳的声导率；(iii)易于调整测量单元的位置，而不会干扰测量和(iv)在测量期间甚至测量之前，介质都不会以某种方式消失。

由于在嘴巴中存在唾液，因此在嘴巴内部无需分配额外的超声凝胶。唾液足以提供良好的声音传导性，并且由于唾液的粘度低，可以很容易消除气泡。

本发明公开了四种解决方案。(为便于说明，以下仅讨论测量单元位于嘴巴内部的部分的工作；优选是超声接收器。)

1.半固体凝胶解决方案

在该方案中，将半固体凝胶置于接收器和牙槽之间。该凝胶中的声速应与软组织的声速在同一范围内，即1460-1615m/s，并且凝胶的声音衰减应在0.3-1.5dB/cm(1MHz)范围内，以便颌骨特性的声学测量不受阻碍。

自发回弹的挤出速度(haul-off speed)最多应为80毫米/秒。

适当的半固体凝胶必须柔软、非常有弹性且非常柔韧，以便可以确保半固体凝胶与接收器和牙槽完全接触；可以通过目测检查来检查所用半固体凝胶中是否有气泡。由于凝胶的柔性，也可以在不干扰凝胶接触和不干扰测量的情况下调节测量单元的位置。凝胶的半固体性质防止凝胶在测量之前或测量期间消失。具有这种特性的半固体凝胶可商购，例如，Sonogel Sonokit soft，商品编号6510和6520，由德国巴德坎贝尔格(Bad Camberg)的Sonogel销售公司(Sonogel Vertriebs-GmbH)销售。它是一种苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯或苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯的氢化中间嵌段的苯乙烯嵌段共聚物，属于热塑性弹性体的化合物类别。

半固体凝胶可以如此使用，并插入接收器和牙槽之间以进行测量。在复杂的解剖情况下，合理的做法是在脸颊上(即嘴巴外)也使用半固体凝胶。在这种情况下，下面的气球解决方案可以同等使用。

这对于下颌骨效果很好，而对于上颌骨，则需要一些实用技能来使凝胶保持在适当位置。凝胶可以手动保持，也可以由一些辅助结构支撑。所用半固体凝胶的片状大小应足够大，以安全地覆盖测量所需的所有相关部分。

在本发明的优选形式中，一片半固体凝胶被固定到接收器上。为此，在狭窄的一侧切一块凝胶，以形成一个可以插入接收器的小口袋。使用非常少量的润滑剂，例如以前使用的超声凝胶或水，有助于插入接收器。消除接收器和半固体凝胶之间的任何气泡后，即可使用测量单元。

2.柔性套子解决方案

在该解决方案中，柔性套子(其最终还是有弹性的)被固定到测量单元的仅压电元件所在的一侧。为了进行测量，将液体填充物插入到套子中。普通的耦合凝胶作为液体，最终可以使用，但简单地优选水。必须小心避免气泡的存在。液体的量必须使得套子仍然是柔性的且可以容易地向任何方向挤压。填充度被称为“有利填充”，因为紧密填充的套子不适用于预期的测量。在操作过程中，带有填充的套子的接收器被挤压到牙槽嵴上，从而消除了套子和嵴之间的任何气泡，并获得了良好的声导率。

测量单元(接收器)的背面不应连接到正面，以防止填充物在测量期间必须施加的轻微压力下移到背面，实际上消失。可以从背面夹住该柔性套子，也可以通过背面的刚性面罩固定该柔性套子，还可以仅将该柔性套子粘贴或层压到正面。必须注意，接收器的背面没有反射层，否则会产生干扰信号。建议设置一个阻尼层。

在本发明的优选形式中，柔性套子包括三层，形成两个口袋。这三层在三个侧面上是封闭的，而第四侧面则保持敞开以方便操纵套子，并且后续可以封闭。

两层形成一个狭窄的口袋，可以将接收器插入其中。柔韧套子接收器然后通过例如在该口袋内部施加少量的超声凝胶，将其声学上连接到套子上，其余的则可以保持打开状态。

接收器正面上的层形成三层结构的中间层。第三层放置在该中间层上方，它们共同形成第二个口袋，即实际的套子，液体填充物被引入其中。套子的尺寸并不重要，但必须至少大到足以安全地覆盖测量所需的所有部件。再次必须注意，填充是“有利填充”。在闭合至少第二口袋的开口端之后，创建了一种装置，该装置提供了可靠且易于执行测量的可能性。

三层套子可以被实现为单向物品，其中“有利填充”已经预先完成，并且在使用之前，用户仅需将接收器插入保持打开的小口袋中即可。

本发明的另一个优选实施例是由四层组成的套子。两层用于形成用于接收器的口袋，见上文。另外两层用于形成指定来保持住填充物(有利填充)的套子。正确连接两个口袋后，即可准备好柔性套子。同样，插入接收器和填充物后即可使用。

3.气球解决方案

该解决方案使用一个单独的、非常柔性的充满了超声凝胶或优选是水的气球，该气球被放置在患者嘴巴内的测量单元的一个或多个部分与牙槽之间。为了确保良好的声导率，气球完全充满所使用的超声介质，使得仍可能将气球向任意方向挤压；气球内不得有空气。处于填充状态的气球的尺寸不是关键的，应使其至少具有测量单元(在大多数情况下是接收器)的尺寸，以确保在挤压后气球将完全充满测量单元和牙槽嵴之间的空间，以便安全覆盖测量所需的所有部分。

在测量过程中，由形成测量单元的两个部件的超声换能器和超声接收器来挤压填充的气球，其中超声换能器和超声接收器位于彼此主要或完全共面的位置。挤压气球可消除所有可能夹在气球与牙槽或接收器之间的空间中的气泡。该解决方案非常适合测量下颌骨。上颌骨的测量存在气球由于重力而下落的问题。然而，通过用位于下方的小型扁平装置支撑气球，可以轻松防止下落。小型设备本身可以固定在测量单元的刚性臂上。由于水的超声特性非常合适，因此在气球中优选使用水可以避免对测得的超声信号产生任何干扰。

4.舌头解决方案

在该解决方案中，将患者的舌头在测量单元和颌骨、舌或腭的部分之间稍稍挤压，必须通过TAU检查，从而提供良好的声导率。舌头的声学特性是已知的，不会干扰颌骨松质部分的测量。任何气泡都会从测量单元和舌头之间以及舌头和牙槽之间的界面中挤出，不会干扰测量。

从技术上讲，此变形非常简单，但有时会使患者感到非常不适。

e)其他实施例

出于卫生和经济的原因，提供了一次性套子的使用，该一次性套子有利地保持测量装置或半固体凝胶或柔性套子或气球清洁和可重复使用。此外，一次性套子不会干扰所用介质的柔性特性，因此，如在超声测量中经常发现的那样，使用了非弹性但柔性的塑料薄膜，并在内部填充了非常少量的适当的润滑剂，例如，通常的超声凝胶，从而使得测量装置、半固体凝胶、柔性套子或气球可以在套子内部自由移动。对于柔性套子解决方案，当柔性套子本身用作一次性物品时，使用另一个一次性套子就不是必需的。

在本发明的其他实施例中，提供了一个或多个发光二极管(LED)以改善接收器的位置识别。此外，还可以使用一个或多个摄像机以便在执行测量期间记录超声换能器和/或超声接收器的位置。作为照相机的替代或补充，提供了姿态传感器以便确定超声波的方向。所有措施都可以单独采取或合并采取。

本发明的其他优选实例

根据图1的本发明的一个方面，提供一种设备1，其包括用于执行TAU以定位颌骨中的空洞的测量单元4，其中该测量单元包括超声换能器2和圆形的超声接收器3。超声接收器3的形状在图1中被示为环形，但是，在其他实施方式中，它可以具有不同的形状，例如具有圆角点的六边形。根据本发明，该设备是便携式的，即手持的，并且被配置为限定超声换能器和超声接收器相对于彼此的几何位置。

在优选的示例中，超声换能器和超声接收器各自限定一个平面，并且该设备还被配置为将各自的平面布置在基本上彼此相对和/或基本上彼此面对的位置，其中，在使用期间，这些平面基本上彼此平行，优选地彼此之间的最大偏离角为20度，更优选为10度，甚至更优选为5度，最优选为3度。

在另外的优选示例中，该设备允许超声换能器2和超声接收器3之间的距离可改变，并且优选地还包括阻挡元件9，该阻挡元件9限定超声换能器或超声接收器之间的最小距离，以使它们的位置能够彼此非常接近但是会阻止它们接触。

在一个优选的例子中，测量单元的超声换能器和超声接收器分别连接到刚性臂5和6，刚性臂5和6通过连接元件7彼此连接。这实际上形成了像钳子那样的一对结构，超声换能器和超声接收器布置在两个臂的末端。两个臂中的至少一个优选地与连接元件可枢转地连接。前述阻挡元件可以优选地位于枢转点8与超声换能器或超声接收器之间。

在另一示例中，可以提供引导元件，该引导元件防止超声换能器2和超声接收器3彼此抵靠地剪切运动的可能性。引导元件优选地位于枢转点与超声换能器或超声接收器之间。

根据另一示例，两个臂中的至少一个臂被配置为相对于两个刚性臂中的另一个可侧向调节或平行移动，和/或两个臂中的至少一个优选为曲柄。

根据前述示例，超声换能器和超声接收器优选地在水平和/或垂直方向上可移动或可调节。

根据本发明的第二方面，类似于上述第一方面，提供了一种设备，包括用于执行TAU以定位颌骨中的空洞的测量单元4，其中该测量单元包括超声换能器2和超声接收器3，并且，该设备包括用于确保良好声导率的模块。该模块包括以下至少一项：

a)优选的半固体凝胶，声速在1460m/s至1615m/s的范围内，声衰减在0.3dB/cm至1.5dB/cm(1MHz)的范围内和/或自发回弹的挤出速度最多为80毫米/秒，凝胶优选固定在换能器和/或接收器上；

b)填充有液体或凝胶，优选是水的柔性套子，使得该套子可以向任何方向挤压，其中该柔性套子优选地固定在换能器和/或接收器上；和

c)充满液体或凝胶的柔性和弹性气球，使得可以将气球挤压到任何方向。

柔性套子优选地包括彼此连接的两个口袋，这两个口袋分别保持超声接收器和液体填充物，且其中该柔性套子优选地是一次性制品。

根据第二方面的设备还可以包括相对于第一方面公开的任何前述示例性附加特征。该设备还可以优选地进一步包括至少一个发光二极管(LED)和/或至少一个照相机和/或至少一个姿态传感器，以帮助围绕颌骨定位。

在另一示例中，超声换能器2和/或超声接收器(3)由一次性套子覆盖，该一次性套子优选地不干扰测量单元执行的测量。

在本发明的第三方面，提供了一种用于设备1的超声接收器3，该设备1包括测量单元4，用于执行TAU以定位颌骨中的空洞，该测量单元包括超声换能器2和超声接收器3，其中，超声接收器3被配置为使超声接收器的外表面与其中的多个有源压电元件11之间的最小距离优选为多个有源压电元件中的单个有源压电元件的尺寸的一半。换句话说，至少一些有源压电元件非常紧密地靠近超声接收器的外缘边，使得一些有源压电元件的边缘与该缘边之间的距离小于有源元件本身的尺寸。这可以在图2中看到，并将在下面更详细地讨论。这样的超声接收器3优选用作根据本发明的第一方面和第二方面的前述设备中的超声接收器3。

在一个优选的示例中，超声接收器的有源压电元件是六边形的，形成在薄膜上并以六边形的形式排列，其中薄膜优选地由聚偏二氟乙烯PVDF制成。该技术充分利用了接收器的表面积，使有源压电元件可以高度覆盖接收器的表面，消除了死角，使得可以在小面积上形成的传感器元件的数量实现最大化，并且还能根据用于处理由超声接收器产生的信号的主单元的现场可编程门阵列对元件进行编程。此外，可以以多个周期进行测量，例如可以通过依次对每个六边形段中的传感器组进行测量。

根据图2所示的另一个优选示例，超声接收器3被配置成使得超声接收器的外表面与其中的四个有源压电元件11之间的最小距离是四个有源压电元件11中的单个压电元件的尺寸的一半。

根据另外的优选示例，前述设备优选地还包括柔性带，该柔性带被配置为测量施加到至少一个臂上的力，并且其中，前述设备被配置为通过视觉和/或听觉方式提供对所测量的力的指示。通过优选地在连接到超声接收器的设备的臂中放置柔性带，该示例防止了过大的力被施加到超声换能器和超声接收器之间的凝胶界面。此外，LED或显示器优选地提供对施加到该设备的力的指示，并且优选地，提供由用户施加到该设备的至少一个臂上的这种力的水平的指示。

根据另一示例，响应于所测量的力超过或低于一个或多个预定阈值，该设备优选地被配置为根据所测量的力的值或该设备的控制操作来提供指示。如果测得的力超过预定阈值(例如这可能指示超声换能器和接收器彼此之间的距离太低)，则该设备可以显示和/或发出声音警报，或者如果测得的力低于预定阈值(即指示用户未在活跃地使用该设备)，则关闭该设备以减少不必要的功耗。

根据另一示例，前述设备优选地还包括配置来测量超声换能器与超声接收器之间的角度的模块。超声换能器和接收器之间的角度可以被定义为两个刚性臂之间的角度，两个刚性臂中的至少一个相对于另一个可移动。该模块优选地被配置来针对该设备执行的每次测量来测量角度。优选地保存每次测量的角度数据，并且随后可以用于评估和避免测量误差。该数据还可以用于导出超声换能器和接收器之间的距离值和/或与力测量值一起使用，以提供进一步的背景信息，以便在进一步处理时进行评估和减轻错误测量。

在另一个优选的例子中，上述设备还包括放大器13或被配置为对由超声接收器产生的模拟信号数据进行放大的模块。通过在传输之前放大模拟信号数据，可以减轻高信号强度以及减少由于弱信号导致的错误。

在另一个优选的例子中，上述设备还包括多路复用器14或被配置来对超声接收器产生的模拟信号数据进行多路复用的模块。放大模块和/或多路复用模块优选地位于超声接收器所耦接的臂中并且紧邻超声接收器，以便改善信噪比，即减小误差。

在另一个优选的例子中，该设备还包括一个发送器或用于将多路复用的模拟信号数据发送给一个分立的主单元的模块，该主单元与该设备分离但与之相关联，以便进一步处理信号。由于多路复用，从设备到主单元的传输模块的数量有利地小于超声接收器中的有源压电元件的数量。在有线示例中，即，当传输模块包括多根电缆时，通过将从所有有源压电元件(例如96个元件)中的多个元件中同时接收的模拟信号数据进行多路复用，该设备有利地减少了将处理后的信号数据发送给主单元所需的电缆数量(例如8条电缆，而不是96条电缆)，从而实现信号数据的串行传输和处理。在无线的实施例中，即当传输模块是无线发射机时，该设备将类似地减少将复用的信号无线发送给主单元所需的信道数量，从而有效地利用传输资源。

在前述的包括用于确保良好声导率的模块的设备的另一示例中，该模块固定到超声换能器的有源侧，并且其厚度是超声换能器厚度的3至6倍。通过在超声换能器的发射表面上包括与其自身厚度相比相对较厚的凝胶层，该示例使得能够容易地进行操纵，即，改变换能器的角度，以便测量复杂的(即非均质的)解剖结构。

根据如图3所示的本发明的又一个第四方面，提供了一种系统12，包括根据本发明的第一和/或第二方面的前述设备，并且包括主单元15，该主单元15包括配置为对多路复用的模拟信号数据进行数字化的处理模块16，和配置为存储多路复用的模拟信号数据的存储器17，以及用于生成高电压的模块18，其配置成将所需频率的脉冲传输至设备1。该系统可以进一步包括服务器19，该服务器19用于存储测量和处理的数据并通过有线或无线方式连接到主单元，和/或包括也通过有线或无线方式连接到主单元的显示单元20。

在本发明的第五方面中，提供了一种用于确定颌骨中不存在和/或存在空洞以及空洞位置的方法，优选地使用前述设备之一或其优选示例。在这种方法中，优选通过使用超声凝胶和/或使用患者的舌头来建立声传导。

在一个例子中，该方法还包括以下步骤：将放大和多路复用的模拟信号数据发送到与该设备相关联的离散主单元中的处理模块，同时将信号数据数字化；部分处理数字信号数据；将经部分处理的信号数据存储在存储器中；以及将部分处理的数字信号数据发送到软件应用程序以进行最终处理，然后再发送到与该设备相关联的显示单元。通过分开存储所有原始信号数据与(部分)处理的(例如数字化的)信号数据，使得能够基于原始数据进行后续信号处理，以便例如改变，即改善TAU图像的分辨率。

在一个优选的例子中，该方法包括同时顺序地接收压电元件组的模拟信号数据；对超声接收器产生的模拟信号数据进行多路复用和放大。通过以这种方式将信号数据分成较小的部分，可以促进预处理。此外，这使得能够在一个周期期间对来自例如8个有源压电元件的信号进行连续处理。然而，在每个周期上，优选地使用不相邻的有源压电元件以确保良好的测量范围或分布。例如，对于总共96个压电元件可以执行12个循环。这种方法的优点是避免了在处理过程中元件之间可能发生的串扰，因此可以减少误差并提高分辨率。

在另一优选示例中，该方法包括以下步骤：通过将不同信号强度与以下至少一项相关联来显示进一步处理的数据：包括不同色调的灰度，包括不同颜色和一图表的一种或多种配色方案，优选地，其中对于无问题的区域的信号数据，将以减少的彩色区域显示，而将指示异常的数据显示为大区域。通过提供一种或多种灰度/配色方案，这有助于用户识别相关数据。此外，以图表形式显示信号数据使得能够快速诊断。可以以2D格式(例如，堆积的条形图)或3D格式。通过测量例如2.5MHz的基波和例如7.5MHz的三次谐波，本发明的该示例仅在需要较少处理资源的情况下才能够对基波值进行初始分析。此外，随后可以分析三次谐波的值。这样的测量和分析可以用来形成图表，例如，该图表可以指示快速波的存在，以显示潜在空洞。可选地，信号数据也可以在平面图中显示，其中颌骨的无问题区域的信号以减少的彩色区域显示，而异常处以大区域显示，从而有助于诊断。

在另一个优选示例中，可以通过将进一步处理的数据叠加在正在使用TAU测量的颌骨区域的X射线图像上来显示该数据。这有益地提供了更多的诊断背景，并改善了对相关数据的识别。

最后，提供了一种根据上述描述的用于校准和测试设备的适当功能的方法，其中该方法包括在具有不同和已知声学特性的介质中连续执行多个超声测量，并将执行的超声测量的结果与默认值进行比较。为了便于校准，可以使用两种对比强烈的介质进行这种校准，例如，首先在水中进行超声测量，然后从水中取出换能器和接收器，然后继续在空气中(作为第二种介质)进行测量。

Claims

1.一种设备(1)，包括测量单元(4)，所述测量单元用于执行透射式肺泡超声(TAU)以定位颌骨中的空洞，其中，所述测量单元包括超声换能器(2)和圆形的超声接收器(3)，所述设备被配置为限定所述超声换能器和所述超声接收器相对于彼此的几何位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述超声换能器和所述超声接收器各自定义一平面，且所述设备还被配置为将相应平面布置在基本上相反和/或基本上彼此面对的位置。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，在使用期间，所述平面基本上彼此平行，优选地彼此的最大偏离角为20度，更优选地为10度，甚至更优选地为5度，并且最优选是3度。

4.根据上述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述设备允许所述超声换能器(2)与所述超声接收器(3)之间的距离改变。

5.根据权利要求4所述的设备，还包括阻挡元件(9)，所述阻挡元件限定了所述超声换能器或所述超声接收器之间的最小距离。

6.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述测量单元的所述超声换能器和所述超声接收器分别耦接到两个优选的刚性臂(5、6)，所述刚性臂通过连接元件(7)彼此连接。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述两个臂中的至少一个与所述连接元件可枢转地耦接。

8.根据权利要求5和7所述的设备，其中，所述阻挡元件位于枢转点(8)与所述超声换能器或所述超声接收器之间。

9.根据权利要求7或8所述的设备，还包括引导元件，所述引导元件允许基本上避免所述超声换能器(2)和所述超声接收器(3)彼此抵靠的剪切运动。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述引导元件位于所述枢转点与所述超声换能器或所述超声接收器之间。

11.根据权利要求6至10中的一项所述的设备，其中，所述两个臂中的至少一个被配置为相对于所述两个刚性臂中的另一个可横向调节或平行移动。

12.根据权利要求6至11中的一项所述的设备，其中，所述两个臂中的至少一个是曲柄的。

13.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述超声换能器和所述超声接收器在水平和/或垂直方向上是可移动的或可调节的。

14.一种设备(1)，包括测量单元(4)，所述测量单元用于执行透射式肺泡超声(TAU)以定位颌骨中的空洞，其中，所述测量单元包括超声换能器(2)和超声接收器(3)，所述设备包括确保良好声导率的模块，其中，所述模块包括以下至少一项：

a)优选地半固体凝胶，所述半固体凝胶的声速在1460m/s至1615m/s的范围内，声衰减在0.3dB/cm至1.5dB/cm(1MHz)的范围内和/或自发回弹的挤出速度最高为80毫米/秒，所述凝胶优选地固定在所述换能器和/或所述接收器上；

b)填充有液体或凝胶，优选是水的柔性套子，使得所述套子可以沿任意方向挤压，其中所述柔性套子优选地固定至所述换能器和/或所述接收器；和

c)充满液体或凝胶的柔性和弹性气球，所述气球可以被挤压到任意方向。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述柔性套子包括彼此连接的两个口袋，所述两个口袋分别保持所述超声接收器和所述液体填充物，并且其中，所述柔性套子优选地是一次性制品。

16.根据权利要求14或15中的一项所述的设备，其中，所述设备是根据权利要求1至13中的一项所述的设备。

17.根据权利要求1至16中的一项所述的设备，还包括至少一个发光二极管(LED)和/或至少一个照相机和/或至少一个姿态传感器。

18.根据权利要求1至17中的一项所述的设备，其中，所述超声换能器(2)和/或所述超声接收器(3)被一次性套子覆盖，所述一次性套子优选地不干扰所述测量单元执行的测量。

19.一种用于设备(1)中的超声接收器(3)，所述设备包括测量单元(4)，所述测量单元用于执行透射式肺泡超声(TAU)以定位颌骨中的空洞，所述测量单元包括超声换能器(2)和所述超声接收器(3)，其中，所述超声接收器(3)被配置为使得所述超声接收器的外表面与其中的多个有源压电元件之间的最小距离为所述多个有源压电元件中的单个的尺寸的一半。

20.一种设备(1)，包括：测量单元(4)，用于执行透射型肺泡超声(TAU)以定位颌骨中的空洞，所述测量单元包括超声换能器(2)和根据权利要求19所述的超声接收器(3)。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述设备是根据权利要求1至18中的一项所述的设备。

22.一种使用根据权利要求1至18或20或21中的一项所述的设备确定颌骨中的空洞的不存在和/或存在以及位置的方法。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，通过使用超声凝胶和/或使用患者的舌头来建立声传导。

24.一种用于校准和测试根据权利要求1至18或20或21中的一项的设备的正常功能的方法，所述方法包括在具有不同的和已知的声学特性的介质中连续地执行多个超声测量，并将执行的超声测量的结果与默认值进行比较。

25.根据权利要求6至18、20或21中任一项所述的设备，还包括柔性条，所述柔性条被配置为测量施加到所述臂中的至少一个上的力，并且其中，所述设备被配置为提供所测量的力的指示，其中，所述指示通过视觉和/或听觉方式提供。

26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述设备被配置为响应于所测量的力超过或低于一个或多个预定阈值，提供根据所测量的力的值或所述设备的控制操作的指示。

27.根据权利要求6至18、20或21、25至26中任一项所述的设备，还包括被配置为测量所述超声换能器与超声接收器之间的角度，优选地针对由所述设备执行的每次测量来测量所述角度的模块。

28.根据权利要求6至18、20或21、25至27中任一项所述的设备，还包括被配置为放大所述超声接收器生成的模拟信号数据的模块。

29.根据权利要求6至18、20或21、25至28中任一项所述的设备，还包括被配置为对所述超声接收器生成的模拟信号数据进行多路复用的模块。

30.根据权利要求28或29所述的设备，其中，所述放大模块和/或所述多路复用模块位于所述超声接收器所耦接的臂中，并且紧邻所述超声接收器。

31.根据权利要求29或30所述的设备，还包括用于将多路复用的模拟信号数据发送到与所述设备相关联的分立的主单元以进行进一步处理的模块，其中，从所述设备到所述主单元的发送模块的数量小于所述超声接收器中的有源压电元件的数量。

32.根据权利要求14至16中任一项所述的设备，其中，所述用于确保良好声导率的模块被固定到所述超声换能器的有源侧，并且其厚度是所述超声换能器的厚度的3至6倍之间。

33.根据权利要求1至18、20、21和25至32中任一项所述的设备，其中，所述设备是手持设备。

34.根据权利要求19所述的超声接收器，其中，所述有源压电元件是六边形，并且形成在薄膜上并且以六边形的形式布置，其中，所述薄膜优选地由聚偏二氟乙烯PVDF制成。

35.根据权利要求19和34中的一项所述的超声接收器，其中，所述超声接收器(3)被配置为使得所述超声接收器的外表面与其中的四个有源压电元件之间的最小距离是所述四个有源压电元件中的单个有源压电元件的尺寸的一半。

36.一种系统，包括：

根据权利要求1至18、20、21、25至33中任一项所述的设备；

主单元，包括：

处理模块，其被配置为对多路复用的模拟信号数据进行数字化；

存储器，其被配置为对所述多路复用的模拟信号数据进行存储；以及

用于产生高电压的模块，其被配置为将所需频率的脉冲发送给所述设备。

37.根据权利要求22和23中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

在将所述信号数据数字化的同时，将放大和多路复用的模拟信号数据发送给与所述设备相关联的离散的主单元中的处理模块；

部分处理所述数字信号数据；

将部分处理的信号数据存储在存储器中；以及

将部分处理的数字信号数据发送给软件应用程序以进行最终处理，然后再发送给与所述设备关联的显示单元。

38.根据权利要求37所述的方法，还包括以下步骤：

同时依次接收压电元件组的所述模拟信号数据；

对所述超声接收器产生的所述模拟信号数据进行多路复用和放大。

39.根据权利要求38所述的方法，还包括以下步骤：

通过将不同的信号强度与以下至少一项相关联来显示进一步处理的数据：包括不同色调的灰度、包括不同颜色和一图表的一种或多种配色方案，优选地，其中，其中对于无问题区域的信号数据，将以减少的彩色区域显示，而将指示异常的数据显示为大区域。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括通过将进一步处理的数据叠加在被测量的颌骨的X射线图像上来显示所述进一步处理的数据。

41.根据权利要求22、23和37至40中任一项所述的方法，还包括：

测量施加到所述设备的至少部分上的力，并且提供所测量的力的指示，并且响应于所测量的力超过或低于一个或多个预定阈值，提供根据所测量的力的值或所述设备的控制操作的指示。