DE102017011311A1

DE102017011311A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis und zur Lokalisierung von Kavitäten durch Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessungen (TAU)

Info

Publication number: DE102017011311A1
Application number: DE102017011311.4A
Authority: DE
Inventors: Johann Lechner; Bernd Zimmermann; Stefan Falcke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-13
Also published as: WO2019110846A2; WO2019110846A3; EP3720382B1; EP3720382A2; JP7227981B2; US20210068779A1; JP2021505356A; US11839508B2; PT3720382T; CN111629689A

Abstract

Es wird eine Vorrichtung beschrieben, die eine Messeinheit umfasst zur Durchführung von Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessungen (TAU), um Kavitäten im Kieferknochen zu lokalisieren, wobei die Messeinheit einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger umfasst. In einigen Ausführungsformen der Vorrichtung ist die geometrische Anordnung von Ultraschallsender und Ultraschallempfänger zueinander definiert. Gemäß anderen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung als Mittel, um eine gute akustische Leitfähigkeit sicherzustellen, ein Gel oder eine flexible Hülle oder einen Ballon. Der Ultraschallempfänger kann so ausgestaltet sein, dass der Minimumabstand vom Rand des Empfängers und einer Mehrzahl von aktiven piezoelektrischen Elementen die Hälfte eines einzelnen Elements aus der Mehrzahl der Elemente beträgt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, um Kavitäten nachzuweisen und zu lokalisieren. Die Erfindung betrifft besonders den Nachweis und die Lokalisierung von dentalen Kavitäten im Kieferknochen durch Verwendung von Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessungen (TAU).
Hintergrund der Erfindung
Im Bereich der Medizin wird die Puls-Echo-Sonographie in großem Umfang eingesetzt, um alle Arten von weichem Gewebe bildlich darzustellen. Grundsätzlich werden Strukturen im Inneren des Körpers abgebildet, indem Reflexionen von Ultraschallwellen ausgewertet werden. Diese Methode ist jedoch nicht brauchbar, um nützliche Informationen vom Zustand des Kieferknochens zu erhalten wegen der fast vollständigen Reflexion von Ultraschall an der Grenzfläche zwischen Knochen und weichem Gewebe. Insbesondere kann der spongiöse Teil des Kieferknochens mit üblicherweise verwendeter Ultraschallausrüstung nicht untersucht werden.
Deshalb ist bis heute Ultraschall von sehr begrenztem Nutzen in der Zahnmedizin. Eine Ausnahme könnte die Doktorarbeit von Cora Freyse aus Rostock in Deutschland darstellen, in welcher die Möglichkeiten untersucht wurde, unter Verwendung von Reflexionen von Ultraschallwellen Defekte im harten Gewebe zu ermitteln, d.h. Defekte an der Grenze zwischen einer Füllung und dem natürlichen Zahngewebe. (cf. http: /iwww.deutschlandfunkkultur.delzaehne-ultraschall-statt-strahlen.1067.de.html?dram:article_id=289091).
Der Zustand der Spongiosa im Kiefer kann klinisch von großer Bedeutung sein. Jerry Bouquot hat anatomische Beweise vorgelegt, dass der spongiöse Teil des Kiefers in großem Umfang degeneriert sein kann, ein Phänomen, das er unter anderem „ischemic osteonecrosis leading to cavitational lesions“ also „ischämische Osteonekrose, die zu Schäden durch Hohlraumbildung führt“ nennt. Er bringt die Osteonekrose des Kieferknochens mit neuralgischen Schmerzen in Verbindung und definiert eine Erkrankung genannt „neuralgia inducing cavitational osteonecrosis (NICO)“, also „Neuralgie induzierende hohlraumbildende Osteonekrosen (NICO)“ - (vgl. J. E. Bouquot, A. M. Roberts, P. Person and J.Christian, „Neuralgia-inducing cavitational osteonecrosis (NICO). Osteomyelitis in 224 jawbone samples from patients with facial neuralgia", Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1992, 73 (3):307-319; J. Bouquot, W. Martin and G. Wrobleski „Computer-based thrutransmission sonography (CTS) imaging of ischemic osteonecrosis of the jaws - a preliminary investigation of 6 cadaver jaws and 15 pain patients", Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2001, 92: 550.)
Johann Lechner untersuchte intensiv das Gewebe in solchen geschädigten Bereichen, das sich als Fettklumpen im Inneren einer intakten Kortikalis darstellt. Bei einer Operation wird dieses Material einfach ausgelöffelt. Dieses Gewebe ist in einem ischämischen, fettigdegenerierten Zustand. Lechner definiert deshalb die beobachteten Veränderungen als „fettig-degenerative Osteolyse/Osteonekrose des Kieferknochens (FDOK)“, im Englischen als „fatty-degenerative osteolysis/osteonecrosis of jawbone (FDOJ)“ bezeichnet. Er zeigte, dass diese Fettklumpen, die im Kieferknochen gefunden werden, biochemisch außerordentlich aktiv sind, indem sie bestimmte Zytokine in großen Mengen produzieren, namentlich RANTES (CCL5) und FGF-2, aber auch PDGF und MCP-1. Die Konzentration dieser Zytokine ist auch bei einer Anzahl von systemischen Krankheiten erhöht, wie bei Krebs, Demenz, multipler Sklerose oder Arthritis. Es gibt starke Hinweise - aufgrund von aufsehenerregenden klinischen Verbesserungen nach operativer Entfernung solcher Gewebe - darauf, dass die Entwicklung und das Fortdauern einer Vielfalt von systemischen Erkrankungen mit der fettig-degenerativen Osteolyse/Osteonekrose des Kieferknochens in Beziehung steht. Jedoch fehlt in den meisten Fällen der lokale Effekt des neuralgischen Schmerzes (NICO). (Vgl. J. Lechner and V. von Baehr, „RANTES and fibroblast growth factor 2 in jawbone cavitations: triggers for systemic disease?" International Journal of General Medicine 2013, 6: 277-290; J. Lechner and W. Mayer „Immune messengers in neuralgia inducing cavitational osteonecrosis (NICO) in jaw bone and systemic interference", Eur. J. Integr. Med. 2010, 2 (2): 71-77.)
Zudem ist es nach einer kürzlich erschienen Veröffentlichung plausibel, dass NICO und FDOK ebenso wie die sogenannte „aseptic ischemic osteonecrosis in the jawbone“ (AIOJ), also die aseptische, ischämische Osteonekrose im Kieferknochen, alle denselben pathologischen Zustand des Kieferknochens beschreiben, der unter dem Code M87.0 der Internationalen statistischen Klassifikation von Krankheiten und verwandten Gesundheitsproblemen, 10. Version (ICD-10) aufgeführt ist. (Vgl. J. Lechner, S. Schuett and V. von Baehr, „Aseptic-avascular osteonecrosis: local ,silent inflammation‘ in the jawbone and RANTES/CCL5 overexpression", Clinical, Cosmetic and Investigational Dentistry 2017:9 99-109.)
Außerdem ist der Zustand des spongiösen Anteils des Kieferknochens von großer Bedeutung für zahnärztliche Implantate und für den Erfolg der Implantologie, entsprechend einer früheren Veröffentlichung Bilal AI-Nawas. (Vgl. M.O. Klein, KA. Grotz, B. Manefeld, P.H. Kann and B. Al-Nawas, „Ultrasound transmission velocity for non-invasive evaluation of jaw bone quality in vivo prior to dental implantation", Ultrasound in Medicine & Biology 2008, 34: 1966-1971.)
Es können also schwerwiegende gesundheitliche Risiken mit einer fettig-degenerativen Osteolyse des Kieferknochens verbunden sein. Ein bedeutendes Problem dabei ist aber, dass ein Kieferknochen mit fettig-degenerativer Osteolyse im Röntgenbild keine ungewöhnlichen Befunde liefert. Das gilt selbst dann, wenn der Kieferknochen in einem weitgehend degenerierten Zustand ist und nur noch Fettgewebe anstelle der substantia spongiosa eines gesunden spongiösen Knochens (FDOK) aufweist. Das Auftreten und die Phänomene von AIOJ, FDOK und NICO bleiben weitgehend unbekannt und werden sogar bestritten oder verneint, weil sie bei jedweder Röntgenuntersuchung nicht nachweisbar sind. (Vgl. J. Lechner, „Validation of dental X-ray by cytokine RANTES - comparison of X-ray findings with cytokine overexpression in jawbone", Clinical, Cosmetic and Investigational Dentistry 2014, 6: 71-79.)
Um das oben beschriebene Problem zu überwinden, war eine andere Herangehensweise notwendig. Anstelle von Röntgenaufnahmen oder anderer etablierter medizinischer Untersuchungsmethoden wurde die Verwendung von Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessungen (TAU) ausgewertet. Transmissions-Ultraschallmessungen sind in einigen technischen Bereichen wie der Luftfahrtindustrie wohlbekannt, z.B. zur Untersuchung von Schweißnähten. Diese Untersuchungsmethode wird aber auch im medizinischen Bereich verwendet zur Bestimmung der Knochendichte bei der Diagnose von Osteoporose. (Vgl. C. M. Langton and C. F. Njeh. „The Measurement of Broadband Ultrasonic Attenuation in Cancellous Bone-A Review of the Science and Technology", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 2008 (55) 7: 1546-1554.)
US 6,030,221 A dürfte die erste Offenbarung einer Vorrichtung zur Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessung (TAU) sein, um Kavitäten im Kieferknochen nachzuweisen. Diese TAU-Vorrichtung erzeugt einen Ultraschallpuls und schickt diesen Puls durch den Kieferkochen eines Patienten. Der Ultraschallpuls wird dann von einer Ultraschallempfängereinheit gemessen und aufgezeichnet. Abschwächungen der Amplitude des Ultraschallpulses (Dämpfung) zeigen pathologische Veränderungen im Kieferknochen an. Die Ergebnisse werden auf einem Farbmonitor dargestellt und zeigen unterschiedliche Farben entsprechend unterschiedlichen Graden der Dämpfung.
Die TAU-Vorrichtung entsprechend der US 6,030,221 A war für einige Jahre kommerziell erhältlich. Es handelte sich um den Cavitat Ultrasonograph CAV 4000, entwickelt von Ingenieuren bei Cavitat Medical Technologies. Diese bekannte TAU-Vorrichtung verwendete eine Vielzahl von Empfängerelementen, wobei die Frequenz des ausgesendeten Ultraschallpulses und der Schallwelle im Bereich von etwa 2,5 MHz war. Die Verarbeitung der empfangenen Schallwellen wurde durch einen Digitalumsetzer mit einer Arbeitsfrequenz von etwa 100 MHz vorgenommen. Jacques Imbeau beschreibt ausführlicher die zugrundeliegenden Prinzipien und die Handhabung dieser Vorrichtung in der Veröffentlichung J. Imbeau, „Introduction to Through-Transmission Alveolar Ultrasonography (TAU) in Dental Medicine", The Journal of Craniomandibular Practice, 2005 (23) 2: 100-112.
Jedoch zeigt die TAU-Vorrichtung des Standes der Technik erhebliche Nachteile, die eingehend von Imbeau, a.a.O., S. 106/107 beschrieben sind. Diese Nachteile sind:

- Erstens erfordert die korrekte und reproduzierbare Positionierung von Ultraschallsender und Ultraschallempfänger - in Bezug auf die betroffenen anatomischen Strukturen - ein erhebliches Maß an Geschicklichkeit und Erfahrung, was die Technik ziemlich empfindlich und schwierig macht, so dass unter anderen Imbeau TAU eine „benutzerabhängige Technik“ nennt (Imbeau, a.a.O., S. 105). Dementsprechend war die Reproduzierbarkeit der Messungen mäßig. Außerdem wird schon von Imbeau das schwierige Problem der Luftblasen im verwendeten Ultraschallgel erwähnt; Luftblasen verfälschen in unvorhersehbarer Weise das Ultraschallsignal, das durch ein Medium gesendet wird, in diesem Fall durch einen Kieferknochen.
- Zweitens waren die Signale, die von den Empfängerelementen des Cavitat Ultrasonograph kamen, ziemlich schwach. Die Auswertung dieser Signale war deshalb eine sehr anspruchsvolle Angelegenheit. Aufgrund dessen war die Empfindlichkeit der TAU-Vorrichtung nicht sehr groß. Außerdem ist die Methode der Signalauswertung in US 6,030,221 A nicht offenbart (vgl. Imbeau, a.a.O., S. 104).
- Drittens ist die Konstruktion des Ultraschallempfängers beim Cavitat-Ultraschallgerät nicht ausreichend robust, so dass während des Gebrauchs der Vorrichtung immer mehr der individuellen Messelemente in der Messeinheit defekt wurden, während gleichzeitig Ersatzteile nicht mehr erhältlich waren, nachdem der Hersteller, Cavitat Medical Technologies seit einiger Zeit das Geschäft beendet hatte. Somit wurde die Technologie immer weniger zugänglich.
- Viertens gab es für den Nutzer keine Möglichkeit, die Kalibrierung der TAU-Vorrichtung regelmäßig im Lauf der Zeit zu überprüfen.

Die vorliegende Erfindung überwindet eines oder mehrere oder alle der vorgenannten Nachteile.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine neue TAU-Vorrichtung zur Verfügung, die einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger umfasst, die im Folgenden als „Messeinheit“ bezeichnet werden und die in einer fixierten geometrischen Position zueinander angeordnet sind, vorzugsweise koplanar zueinander.
Verglichen mit dem Stand der Technik ist der Aufbau des Empfängers in hohem Maße verbessert - (i) die Zahl der aktiven piezoelektrischen Elemente ist vergrößert und (ii) die breite kreisförmige Fläche (ohne jegliche aktive piezoelektrische Elemente), die bislang die zentrale Fläche (mit den aktiven piezoelektrischen Elementen) umgab, ist auf einen sehr schmalen Rand minimiert.
Die Größe der neuen Messeinheit ist so, dass sie einfach in den Mund des Patienten eingeführt werden kann. Während der Ultraschallmessungen hat sich der Kieferknochen zwischen den beiden Teilen der Messeinheit zu befinden.
Ein Teil der Messeinheit, vorzugsweise der Ultraschallsender, kann im Mund oder außerhalb des Mundes verwendet werden, während der andere Teil der Messeinheit, vorzugsweise der Ultraschallempfänger, sich lingual oder palatinal im Inneren des Mundes befinden muss. Im Fall der Außenpositionierung kann ein konventionelles Ultraschallgel verwendet werden, um gute akustische Leitfähigkeit sicherzustellen.
Für alle Teile der Messeinheit, die im Innern des Mundes platziert werden, wird die akustische Kopplung zwischen dem jeweiligen Teil der Messeinheit und dem Alveolarkamm erreicht entweder (i) mit Hilfe eines formstabilen elastischen Gels oder (ii) mit einer flexiblen Hülle für entsprechende Teile der Messeinheit, wobei die Hülle mit einem geeigneten Medium, z.B. mit einem konventionellen Ultraschallgel oder bevorzugt mit Wasser derartig gefüllt ist, dass immer noch eine ausreichende Flexibilität der Hülle gegeben ist („zweckdienliche Füllung“) oder (iii) mit einem sehr flexiblen oder elastischen Ballon, gefüllt mit einem geeigneten Medium, einem konventionellen Ultraschallgel oder bevorzugt mit Wasser oder (iv) mit Hilfe der Zunge des Patienten. Nicht bevorzugt aber dennoch möglich ist (v) die Verwendung von konventionellen Ultraschallgelen.
Alle Ausgestaltungen sind geeignet, unterschiedliche Abstände zwischen dem Alveolarkamm und der ebenen Fläche des entsprechenden Teils der Messeinheit auszugleichen. Alle oben beschriebenen Ausgestaltungen erlauben eine rasche Anpassung der Position der Messeinheit, um optimierte Ergebnisse zu erhalten.
Kurze Erläuterung der Zeichnung
Die Figur zeigt eine bevorzugte beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung. Die Vorrichtung 1 stellt einen Handgriff dar. Das links befindliche, runde dicke Element, unterhalb angeordnet, ist der Ultraschallsender 2 und das links befindliche, runde dünne Element, oberhalb angeordnet, ist der Ultraschallempfänger 3. Zusammen bilden sie die Messeinheit 4. Zwei Arme 5 und 6 halten die Messeinheit 4 und stellen die Verbindung zum Handgriff 7 auf der rechten Seite dar. Der Handgriff ist mit zwei Schrauben 8 und 9 versehen - die rechts befindliche Schraube 8 zeigt die Position des Drehpunktes für die Bewegung der Arme 5 und 6 an; die in der Mitte befindliche Schraube 9 zeigt die Position eines Sperrgliedes an, das sich zwischen den beiden Schrauben befindet, aber in der Figur nicht zu sehen ist. Ein elektrisches Kabel 10 ganz rechts außen stellt die Verbindung zur Verarbeitungseinheit dar (nicht gezeigt).
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Der Cavitat Ultrasonograph stellt den nächst kommenden Stand der Technik dar ( US 6,030,221 A ), der allerdings eine Reihe von Nachteilen aufweist, siehe oben.
Die Erfindung zeigt Wege auf, diese Nachteile zu überwinden. Es sind jedoch einige technische Merkmale des Cavitat Ultrasonograph nicht verändert worden, wie zum Beispiel die Frequenz der ausgesendeten Pulse, die im Bereich von etwa 2,5 MHz liegt. Das erhöht die Vergleichbarkeit der Ergebnisse der Cavitat-Vorrichtung mit der TAU-Vorrichtung der Erfindung.
Es ist deshalb ein Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung und eine Methode zur Verfügung zu stellen, die sicherer und einfacher zu handhaben ist, als der bekannte Cavitat Ultrasonograph, so dass ohne die Notwendigkeit eines intensiven und gründlichen Trainings reproduzierbare Ergebnisse auch von weniger erfahrenen Nutzer erzielt werden können.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, die Empfindlichkeit der Vorrichtung und der benutzten Methode zu erhöhen, um genauere und informativere Messungen zu erhalten.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist eine Konstruktion des Ultraschallempfängers, die robust genug ist, um unter den Bedingungen des Alltagsgebrauchs voll funktionsfähig zu bleiben.
Schließlich ist ein Gegenstand der Erfindung, die Vorrichtung kalibrieren zu können.
Die genannten Gegenstände sind erreicht worden durch eine neue Konstruktion der Messeinheit und durch neue Wege, um gute akustische Leitfähigkeit zwischen dem Kieferknochen des Patienten und der Vorrichtung sicherzustellen.
Die Messeinheit der Erfindung
Gemäß der Erfindung umfasst die Messeinheit für enorale (d.h. im Inneren des Mundes) Ultraschallmessungen einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger, die sich in eine klar definierte, fixierte geometrische Position zueinander bringen lassen.
In der TAU-Vorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messeinheit bevorzugt koplanar ausgerichtet.
Um eine klar definierte, fixierte geometrische Position der beiden Teile der Messeinheit zu gewährleisten, sind sie befestigt an oder sind sie bevorzugt Teil von zwei steifen Armen, die über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. Mindestens eine der beiden Arme ist drehbar, so dass die beiden Teile der Messeinheit eine Zange bilden. Es ist bevorzugt, zusätzlich ein Führungselement zwischen Drehpunkt und Messeinheit vorzusehen, um Scherbewegungen der beiden Teile der Messeinheit gegeneinander zu vermeiden. Durch die Verwendung von steifen Armen ist die Konstruktion der Messeinheit derart robust, dass eine Fehlfunktion des Ultraschallempfängers durch mechanische Belastungen praktisch ausgeschlossen ist.
Zur Erleichterung der Handhabung ist es bevorzugt, die beiden Arme in gekröpfter Form vorzusehen. Die komplette Anordnung, bestehend aus dem Ultraschallsender und -empfänger, den beiden steifen Armen und dem Verbindungselement, wird im Folgenden als „Handgriff“ bezeichnet.
Entsprechend der Erfindung kann eine andere Möglichkeit, eine fixierte geometrische Position der Messeinheit zu verwirklichen, eine U-förmige Einrichtung umfassen. Diese Einrichtung besteht aus einer zentral angeordneten Stange und aus Sender und Empfänger, die senkrecht zur Stange als Seitenelemente angeordnet sind. Sender und Empfänger sind horizontal auf der Stange bewegbar und sind zudem in der vertikalen Richtung verschiebbar. Der Abstand von Sender und Empfänger ist unmittelbar bestimmt durch das jeweilige Ausrichten der Einrichtung. Koplanarität von Sender und Empfänger ist ein inhärentes Merkmal einer solchen Konstruktion. Das Ausrichten der Einrichtung in horizontaler Richtung bringt Sender und Empfänger nahe an den Kieferknochen, während das vertikale Ausrichten dazu dient, die Messungen in der medizinisch wichtigen Kieferregion durchzuführen.
Es ist auch ein Handgriff möglich, der an seinem Ende eine solche U-förmige Einrichtung trägt; damit werden die beiden oben beschriebenen Möglichkeiten kombiniert.
Im Folgenden wird nur die Lösung unter Verwendung eines Handgriffes im eigentlichen Sinne diskutiert.
Die Messung nach der Erfindung wird durchgeführt, indem man die beiden Arme der Messeinheit an die beiden Seiten des Kieferknochens in der Gegend bringt, in der das Vorhandensein einer Kavität vermutet wird oder in der danach gesucht wird. Der Handgriff, der eine Zange bildet, wird leicht zusammengedrückt, wenn die beiden Teile der Messeinheit in der optimalen Stellung für Messungen sind, um gute akustische Leitfähigkeit zwischen der Messeinheit und dem Kieferknochen zu gewährleisten unter Verwendung von Mitteln, die nachstehend diskutiert werden.
Ein Teil der Messeinheit, vorzugsweise der Ultraschallsender, ist entweder an der Außenseite auf der Wange oder aber im Inneren auf der bukkalen Seite des Mundes, während der Ultraschallempfänger auf der lingualen oder palatinalen Seite zu positionieren ist. In beiden Fällen ist die Position von Sender und Empfänger auf sichere und einfache Weise gut definiert. Es ist kein spezielles Training erforderlich, um die Messungen durchzuführen und aufgrund der definierten Geometrie werden optimale Ergebnisse erhalten.
In den meisten Fällen ist die Flexibilität der Wange ausreichend, um bestehende anatomische Besonderheiten auszugleichen und dennoch Koplanarität zu erreichen; wenn nicht, ist es möglich, ein formstabiles elastisches Gel zu benutzen, das unten beschrieben wird. Jedoch kann es vorkommen, dass all das nicht realisierbar ist und dass Abweichungen von der Koplanarität akzeptiert werden müssen, obwohl diese Abweichungen so gering wie möglich gehalten werden sollten. Es sei aber darauf hingewiesen, dass Abweichungen von der Koplanarität nur in einer Raumrichtung stattfinden können, während beim Cavitat Ultraschallgerät die Abweichungen routinemäßig in allen drei Raumrichtungen vorliegen.
Eine konstruktive Maßnahme entsprechend der Erfindung, um Abweichungen von der Koplanarität zu minimieren, ist wie folgt: Indem der Drehpunkt der beiden Arme des Handgriffs so weit wie möglich entfernt von Sender und Empfänger platziert wird, ist nur ein kleiner Winkel notwendig, um auch ausgeprägte anatomische Besonderheiten auszugleichen; deshalb treten nur geringe Abweichungen von der Koplanarität auf. In der praktischen Arbeit werden gelegentlich Abweichungen im Bereich von 3° bis 6° gefunden; die Effekte der Abweichung von der Koplanarität können experimentell beobachtet werden.
Aufgrund der bevorzugten Aufnahme eines Stellungsgebers in den Handgriff, kann der Winkel zwischen Ultraschallsender und -empfänger genau bestimmt werden und gelegentliche Abweichungen von der Koplanarität können bei der Analyse der vom Empfänger kommenden Signale berücksichtigt werden.
Weiter ausgefeilte Konstruktionen können die Verwendung von schmalen Drehgelenken als Teil der beiden Arme des Handgriffs umfassen. Solche Konstruktionen erlauben ebenfalls eine Anpassung der Messeinheit an bestimmte anatomische Gegebenheiten. Jedoch werden unter solchen Bedingungen der Abstand und die relative Positionierung der beiden Teile der Messeinheit undeutlich, so dass andere Bestimmungsmethoden für Abstand und Winkel benötigt werden, die aber dem Fachmann zugänglich sind.
Falls die Messeinheit selbst starr ist, d.h. ohne drehbar gelagerte Teile, kann keine Kompression aufgebaut werden, um die erforderliche akustische Leitfähigkeit herzustellen. In diesem Fall können die sogenannte „Flexible-Hüllen-Lösung“ und die „Ballon Lösung“, die nachstehend beschrieben sind, modifiziert werden: Zunächst müssen die flexible Hülle oder der Ballon am Ort der Messung eingebracht werden und passende Mittel, z.B. eine kleine Pumpe, die entweder an der Hülle oder dem Ballon befestigt ist, sind anschließend einzusetzen, um die Hülle oder den Ballon auszudehnen, so dass genügend Druck aufgebaut wird, um gute akustische Leitfähigkeit sicherzustellen.
Im Gegensatz dazu hatte die US 6,030,221 (der Cavitat-Ultrasonograph) keine feste mechanische Verbindung zwischen dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger, so dass die beiden Teile der Messeinheit freihändig benutzt werden mussten. Die einzige Verbindung zwischen Sender und Empfänger bestand aus elektrischen Drähten, die zur elektronischen Verarbeitungseinheit führten (siehe US 6,030,221 ).
Verbesserung der Empfindlichkeit der Vorrichtung
Um die Empfindlichkeit der Vorrichtung zu verbessern, verglichen mit der bekannten Cavitat-Vorrichtung, sind zwei Maßnahmen vorgenommen worden, die oben bereits diskutiert worden sind - (i) die Zahl der aktiven piezoelektrischen Elemente wurde vergrößert und (ii) die breite kreisförmige Fläche (ohne jegliche aktive piezoelektrische Elemente), die bislang die zentrale Fläche (mit den aktiven piezoelektrischen Elementen) umgab, ist zu einem sehr schmalen Rand minimiert worden. Die minimale Breite dieses Randes ist die Hälfte der Größe eines aktiven piezoelektrischen Elements. Dieser schmale Rand erlaubt Messungen auch in anatomischen Strukturen, die für das bekannte Cavitat-Gerät nicht zugänglich sind.
Die Verwendung von mehr als 90 piezoelektrischen Elementen ist bevorzugt, die außerdem hexagonal angeordnet sein sollten. Zusätzlich zu diesen Maßnahmen wird eine apodisierte Anordnung des Senders angewendet, um Beugungseffekte an Ecken zu reduzieren und um die Auflösung zu verbessern.
Kalibrierung und funktionelle Tests
Die Anordnung der Messeinheit in einer definierten Geometrie erlaubt einen einfachen Test der Funktionalität und der Kalibrierung der Vorrichtung. Zu diesem Zweck werden zwei oder mehr Medien mit unterschiedlichen akustischen Eigenschaften vorgesehen und Messungen werden nacheinander in diesen Medien durchgeführt. Die Verwendung eines Phantoms ist ebenfalls möglich.
Im folgenden Beispiel wird die Verwendung von Lift und Wasser als erläutert, es können aber auch andere Medien ausgewählt werden. Die Beurteilung der Funktionsweise der Vorrichtung kann überprüft werden, indem man die Messeinheit zunächst vollständig in Wasser eintaucht, sodann allmählich durch die Wasseroberfläche zieht, bis sich schließlich die Messeinheit ganz in der Luft befindet, während kontinuierlich Ultraschallsignale durch die Messeinheit gesendet werden. Wasser und Luft ergeben sehr unterschiedliche Signale und ihr erwartetes Auftreten, besonders wenn die Messeinheit durch die Grenzfläche von Wasser und Luft geführt wird, erlaubt den Nachweis der korrekten Funktionsweise der Vorrichtung. Diese Überprüfung sollte vor jeder Verwendung der Vorrichtung durchgeführt werden.
Sicherstellung von guter akustischer Leitfähigkeit
Gemäß der US 6,030,221 A und gemäß der Erfindung erfordert der Teil der Messeinheit außerhalb des Mundes (Ultraschallsender oder Empfänger) nur eine kleine Menge eines üblichen Ultraschallgels, um gute akustische Leitfähigkeit zu erreichen.
Aus messtechnischen Gründen ist die Anordnung der Messeinheit ideal, wenn nach der Lehre der Erfindung eine klar definierte Position von Sender und Empfänger verwirklicht werden kann.
Jedoch stellte sich der praktische Einsatz von enoralen Messungen (d.h. im Mund eines Patienten) mit einer fixierten geometrischen Position von Sender und Empfänger als schwierig heraus. Das Ultraschallgel (verwendet gemäß US 6,030,221 A ) im Inneren des Mundes, zeigte sich als das Haupthindernis beim Versuch, Signale in einfacher und vor allem reproduzierbarer Weise durch Transmissions-Alveolar-Ultraschallmessungen (TAU) zu erhalten.
Das hat mehrere Gründe:
Erstens ist es aufgrund der hohen Viskosität des Ultraschallgels schwierig, das Gel frei von jeglichen Luftblasen zu halten. Luftblasen verhindern verlässliche und reproduzierbare Messungen.
Zweitens passen das anatomische Profil des Kieferknochens an der Stelle der Messung und die ebene Oberfläche der Messeinheit (normalerweise die des Empfängers) ganz und gar nicht zusammen. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Messeinheit und der Oberfläche des Alveolarkamms variiert stark, bis zu ungefähr 5 mm, so dass große Mengen des Kopplungs- bzw. Ultraschallgels angewendet werden müssen, um den Abstand ganz aufzufüllen und um gute akustische Leitfähigkeit über die ganze Messfläche zu erhalten, was für den Anwender teuer und für den Patienten sehr unangenehm ist.
Drittens erfordert auch die Anwendung großer Mengen an Gel, dass das Gel vollkommen frei von Luftblasen zu halten ist, ein Erfordernis, das in der Realität schwer zu erfüllen ist.
Viertens muss das Gel an Ort und Stelle bleiben, aber das ereignet sich normalerweise nur für eine begrenzte Zeitperiode. Allmählich verschwindet das Gel irgendwo im Inneren des Mundes des Patienten. Deshalb muss das Gel regelmäßig erneuert werden; das schafft umso mehr das Problem, das Gel frei von Luftblasen zu halten, weil im Inneren des Mundes die visuelle Überprüfung des Gels auf die Abwesenheit von Luftblasen sehr schwierig ist.
Fünftens liefert die TAU-Vorrichtung, falls versehentlich der Alveolarkamm nur teilweise mit Gel bedeckt ist und/oder versehentlich Luftblasen im Gel eingeschlossen sind, keinerlei Warnsignale, sondern liefert weiterhin Ultraschallbilder, die jedoch Artefakte ohne pathophysiologische Bedeutung darstellen und natürlich nicht reproduziert werden können. Das Auftreten von Artefakten und das Fehlen von Warnsignalen stellen bislang die schwierigsten Probleme mit TAU-Messungen dar.
Ein sehr erfahrener Nutzer des bekannten Cavitat-Ultraschallgeräts konnte diesen Problemen teilweise begegnen, indem aufgrund der nicht fixierten Anordnung von Sender und Empfänger der Empfänger etwas gekippt wurde. Durch das Kippen des Empfängers konnte die Menge an erforderlichem Gel kleiner gehalten werden und die Probleme mit der Handhabung des Gels konnten in gewissem Umfang reduziert werden.
Jedoch stellt die hierdurch verursachte Unsicherheit über die relative Position von Sender und Empfänger einen anderen Grund dar für reduzierte Wiederholbarkeit und Verlässlichkeit der Messungen mit dem Cavitat-Ultraschallgeräts, wie oben beschrieben; die Probleme verursacht durch die Eigenschaften des Gels bestehen weiterhin.
Andererseits ist ein solcher Ausweg bei der Erfindung nicht zugänglich, weil das Kippen nicht möglich ist, weil es durch die fixierte geometrische Anordnung von Sender und Empfänger verhindert wird. Die oben erläuterten Möglichkeiten, von der Koplanarität abzuweichen, schwächen nur einige Probleme mit dem Gel ab. Die schwierige Handhabung der üblicherweise verwendeten Ultraschallgele stellt aber weiterhin eine große Herausforderung dar; sie ist der Hauptgrund für die Nutzerabhängigkeit und die partielle Unzuverlässlichkeit der TAU-Messungen.
Somit wird anstelle der bislang verwendeten Ultraschallgele ein anderes akustisches Medium benötigt, mit folgenden Eigenschaften: (i) keine Störung der akustischen Eigenschaften des Mediums mit den eigentlichen Messungen, (ii) optimale akustische Leitfähigkeit zwischen dem Messgerät, normalerweise dem Empfänger und dem Alveolarkamm durch sichere Abwesenheit von Luftblasen im akustischen Medium und durch vollen und dauerhaften Kontakt sowohl mit dem Empfänger als auch mit dem Alveolarkamm, (iii) leichte Verstellbarkeit der Messeinheit ohne die Messungen zu stören und (iv) keine Tendenz des Mediums während oder sogar schon vor den Messungen irgendwie zu verschwinden.
Im Inneren des Mundes ist ein zusätzliches Ultraschallgel entbehrlich wegen der Gegenwart von Speichel im Mund. Der Speichel ist ausreichend für gute akustische Leitfähigkeit und Luftblasen können aufgrund der niedrigen Viskosität des Speichels leicht entfernt werden.
Die Erfindung offenbart vier Lösungen. (Zur Vereinfachung der Darstellung wird im Folgenden nur die Arbeit beschrieben mit dem Teil der Messeinheit, der im Inneren des Mundes platziert ist; bevorzugt ist das der Ultraschallempfänger.)
Die Lösung mit einem formstabilen elastischen Gel
Bei dieser Lösung wird ein formstabiles elastisches Gel zwischen Empfänger und Alveolarkamm gebracht. Die Schallgeschwindigkeit in diesem Gel sollte im selben Bereich liegen wie in den Weichteilen des Körpers, d.h. 1460-1615 m/s und das Gel sollte eine Dämpfung von 0,3-1,5 dB/cm (1 MHz) aufweisen, so dass die akustischen Messungen der Eigenschaften des Kieferknochens nicht beeinträchtigt werden. Die Rückstellgeschwindigkeit für die spontane Rückverformung sollte mindestens 80 mm/s betragen.
Geeignete formstabile elastische Gele müssen weich, sehr elastisch und sehr flexibel sein, so dass ein vollständiger Kontakt des formstabilen elastischen Gels mit dem Empfänger und dem Alveolarkamm sichergestellt werden kann; die Abwesenheit von Luftblasen in dem Gel kann durch visuelle Inspektion überprüft werden.
Wegen der Flexibilität des Gels ist es auch möglich, die Position der Messeinheit zu justieren, ohne den Kontakt des Gels und ohne die Messungen zu stören. Die formstabile Eigenschaft des Gels verhindert, dass das Gel vor oder während der Messung verschwindet. Formstabile elastische Gele mit solchen Eigenschaften sind kommerziell erhältlich, z.B. SONOGEL Sonokit soft, Artikelnummern 6510 und 6520, die von der Sonogel Vertriebs-GmbH in Bad Camberg, Deutschland vertrieben werden. Es ist ein Styrol-Block-Copolymer mit einem hydrogenierten Mittelblock aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol oder Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol und gehört zu der Verbindungsklasse der thermoplastischen Elastomere.
Das formstabile elastische Gel kann als solches verwendet werden und wird zwischen Empfänger und Alveolarkamm eingebracht, um die Messungen durchzuführen. Im Fall von komplizierten anatomischen Bedingungen kann es sinnvoll sein, das formstabile elastische Gel ebenso auf der Wange, also außerhalb des Mundes einzusetzen. In solchen Fällen kann auch die Ballon-Lösung verwendet werden, siehe unten.
Das funktioniert gut im Bereich des Unterkiefers, während im Bereich des Oberkiefers einige praktische Fähigkeiten nötig sind, um das Gel am Platz halten. Das Gel kann manuell gehalten werden oder es kann mit einer kleinen Hilfskonstruktion gestützt werden. Die Größe des Gelstücks sollte so groß sein, dass alle relevanten Teile, die für die Messungen benötigt werden, sicher bedeckt sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Stück des formstabilen elastischen Gels am Empfänger befestigt. Zu diesem Zweck wird ein Gelblock an der Schmalseite so aufgeschnitten, dass eine kleine Tasche entsteht, in die der Empfänger eingeführt werden kann; die Verwendung einer sehr kleinen Menge von Gleitmittel, z.B. das bislang benutzte Ultraschallgel oder Wasser, erleichtert das Einführen des Empfängers. Nach Entfernen von jeglichen Luftblasen zwischen dem Empfänger und dem formstabilen elastischen Gel ist die Messeinheit fertig zum Gebrauch.
Die Lösung mit einer flexiblen Hülle
Bei dieser Lösung wird eine flexible Hülle, die zudem auch elastisch sein kann, nur an der Seite der Messeinheit befestigt, wo sich die piezoelektrischen Elemente befinden. Um die Messungen durchzuführen, wird eine flüssige Füllung in die Hülle eingebracht. Als Flüssigkeit kann ein übliches Gel verwendet werden, aber einfaches Wasser ist bevorzugt. Die Gegenwart von Luftblasen muss sorgfältig vermieden werden. Die Menge an Flüssigkeit muss so sein, dass die Hülle immer noch flexibel ist und leicht in jegliche Richtung gedrückt werden kann. Der Füllungsgrad wird als „zweckdienliche Füllung“ bezeichnet, weil eine prall gefüllte Hülle für die beabsichtigten Messungen nicht geeignet ist. Während der Messung wird der Empfänger mit der gefüllten Hülle gegen den Alveolarkamm gedrückt, so dass alle Luftblasen zwischen der Hülle und dem Kamm entfernt sind und eine gute akustische Leitfähigkeit erreicht wird.
Die Rückseite des Messeinheit (Empfänger) sollte nicht mit der Vorderseite verbunden sein, um zu verhindern dass sich die Füllung zur Rückseite hin bewegt, genauer gesagt dass die Füllung dorthin verschwindet, verursacht durch den leichten Druck, der während der Messungen angewendet werden muss. Die flexible Hülle kann von der Rückseite her geklippt werden, oder sie kann durch eine feste Maske auf der Rückseite befestigt sein oder sie kann nur auf der Vorderseite geklebt oder laminiert werden. Es muss darauf geachtet werden, dass die Rückseite des Empfängers frei von reflektierenden Schichten bleibt, die sonst störende Signale verursachen würden. Es ist ratsam, eine Dämpfungsschicht vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die flexible Hülle aus drei Lagen, die zwei Taschen bilden. Die Lagen sind an drei Seiten geschlossen, während die vierte Seite zur Handhabung der Hülle offengehalten wird; sie kann danach geschlossen werden.
Zwei Lagen bilden eine enge Tasche, in die der Empfänger eingeführt werden kann; der Empfänger wird dann akustisch gekoppelt mit der Hülle, z.B. durch Einbringen einer sehr kleinen Menge eines Ultraschallgels ins Innere der Tasche, die im Übrigen offen bleiben kann.
Die Lage auf der Vorderseite des Empfängers bildet die mittlere Lage der dreilagigen Anordnung. Die dritte Lage befindet sich über dieser mittleren Lage und zusammen bilden sie die zweite Tasche, eigentliche Hülle, in die die flüssige Füllung eingefüllt wird. Die Größe der Hülle ist nicht kritisch, sie hat aber zumindest so groß zu sein, dass alle für die Messungen benötigten Teile sicher bedeckt sind. Wiederum ist darauf zu achten, dass die Füllung eine „zweckdienliche Füllung“ ist. Nach dem Verschließen des offenen Endes zumindest der zweiten Tasche ist eine Vorrichtung gebildet, die es ermöglicht, verlässliche und einfach durchzuführende Messungen vorzunehmen.
Die dreilagige Hülle kann als Einwegartikel ausgeführt sein, bei der die „zweckdienliche Füllung“ bereits zuvor vorgenommen worden ist und vor der Verwendung hat der Benutzer lediglich den Empfänger in die schmale Tasche einzuführen, die offen gelassen ist.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht aus einer Hülle mit vier Lagen. Zwei Lagen bilden die Tasche für den Empfänger, siehe oben. Zwei weitere Lagen dienen dazu, die Hülle zu bilden, die zum Halten der Füllung vorgesehen ist (zweckdienliche Füllung). Nach genauem Verbinden der beiden Taschen ist die flexible Hülle fertig. Wiederum kann die Hülle verwendet werden, nachdem der Empfänger und die Füllung eingeführt worden sind.
Die Ballon-Lösung
Diese Lösung verwendet einen separaten, sehr flexiblen Ballon, der mit einem Ultraschallgel oder bevorzugt mit Wasser gefüllt ist und der zwischen dem Teil oder den Teilen der Messeinheit im Inneren des Mundes des Patienten und dem Alveolarkamm eingebracht wird. Um gute akustische Leitfähigkeit zu sicherzustellen, ist der Ballon vollkommen mit dem verwendeten Ultraschallmedium gefüllt, so dass es möglich ist, den Ballon in jede Richtung zu drücken; es sollte sich keine Luft im Inneren des Ballons befinden. Die Größe des Ballons im gefüllten Zustand ist nicht kritisch und sollte zumindest die Größe der Messeinheit, in den meisten Fällen die des Empfängers haben, um sicherzustellen, dass der Ballon nach dem Andrücken den Raum zwischen der Messeinheit und dem Alveolarkamm vollständig ausfüllt, so dass alle zur Messung benötigten Teile sicher bedeckt sind.
Während der Messungen wird das Drücken des gefüllten Ballons durch den Ultraschallsender und den Ultraschallempfänger, die zwei Teile der Messeinheit bilden, die vorwiegend oder vollständig koplanar zueinander angeordnet sind. Das Drücken des Ballons entfernt alle Luftblasen, die zwischen dem Ballon und dem Alveolarkamm oder dem Empfänger eingeschlossen sein können. Diese Lösung funktioniert gut im Unterkieferbereich. Messungen im Oberkieferbereich haben das Problem, dass aufgrund der Schwerkraft der Ballon nach unten sinkt. Das Heruntersinken kann aber leicht dadurch verhindert werden, dass der Ballon mit einer kleinen flachen Einrichtung abgestützt wird, die von unten her angebracht ist. Die kleine Einrichtung selber kann an dem starren Arm der Messeinheit befestigt werden. Die bevorzugte Verwendung von Wasser im Ballon vermeidet jegliche Störungen der gemessenen Ultraschallsignale wegen der perfekt passenden Ultraschalleigenschaften von Wasser.
Die Zungen-Lösung
Bei dieser Lösung wird die Zunge des Patienten leicht zwischen die Messeinheit und den Teil des Kiefers, lingual oder palatinal, gedrückt, der mit TAU untersucht werden soll, um so gute akustische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Die akustischen Eigenschaften der Zunge sind bekannt und stören die Messung des spongiösen Teils des Kiefers nicht. Alle Luftblasen werden aus den Berührungsflächen zwischen Messeinheit und Zunge sowie zwischen Zunge und Alveolarkamm herausgedrückt und können die Messungen nicht stören.
Diese Lösung ist technisch sehr einfach, kann aber manchmal für den Patienten recht unangenehm sein.
Weitere Ausgestaltungen
Aus hygienischen und aus ökonomischen Gründen ist die Verwendung von Einweg-Hüllen vorgesehen, die vorzugsweise die Messeinheit oder das formstabile elastische Gel oder die flexible Hülle oder den Ballon sauber und wiederverwendbar halten. Außerdem stört die Einweg-Hülle die flexiblen Eigenschaften der verwendeten Medien nicht und deshalb wird, wie oft bei Ultraschallmessungen, ein nicht elastischer aber flexibler Plastikfilm verwendet, der innen mit einer sehr kleinen Menge an Gleitmittel, z.B. einem Ultraschallgel, gefüllt ist, so dass sich die Messeinrichtung, das formstabile elastische Gel, die flexible Hülle oder der Ballon frei in der Hülle bewegen können. Im Fall der Lösung mit einer flexiblen Hülle ist die Verwendung einer zusätzlichen Einweg-Hülle nicht notwendig, falls die flexible Hülle selbst ein Einweg-Artikel ist.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) vorgesehen, um die Erkennung der Lage des Empfängers zu verbessern. Außerdem können eine oder mehrere Kameras benutzt werden, um die Position von Sender und/oder Empfänger während der Durchführung der Messungen zu dokumentieren. Als Alternative oder zusätzlich zu einer Kamera, ist ein Lagesensor vorgesehen, um die Position der Ultraschalleinheiten zu bestimmen. Alle Maßnahmen können einzeln oder kombiniert getroffen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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US 6030221 [0042]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Vorrichtung (1) mit einer Messeinheit (4) für Transmissions-Alveolar-Ultraschalluntersuchungen (TAU), um Kavitäten in einem Kieferknochen zu lokalisieren, wobei die Messeinheit einen Ultraschallsender (2) und einen Ultraschallempfänger (3) umfasst und wobei die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass die geometrische Anordnung von Ultraschallsender und Ultraschallempfänger zueinander definiert ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Ultraschallsender und Ultraschallempfänger jeweils eine Fläche definieren und die Vorrichtung weiterhin so gestaltet ist, dass die jeweiligen Flächen in Positionen im Wesentlichen gegenüber und/oder im Wesentlichen einander gegenüberstehend angeordnet sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der während des Gebrauchs die Flächen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, bevorzugt in einem maximalen Abweichungswinkel von 20 Grad zueinander, mehr bevorzugt von 10 Grad, noch mehr bevorzugt von 5 Grad und am meisten bevorzugt von 3 Grad.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei welcher der Abstand zwischen Ultraschallsender und Ultraschallempfänger angepasst werden kann.
Die Vorrichtung nach Anspruch 4, die zusätzlich ein Sperrglied (9) umfasst, das einen Minimumabstand zwischen Ultraschallsender (2) oder Ultraschallempfänger (3) festlegt.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger der Messeinheit jeweilig mit zwei vorzugsweise steifen Armen (5, 6) gekoppelt sind, die miteinander über ein Verbindungselement (7) verbunden sind.
Die Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der zumindest einer der beiden Arme drehbar mit dem Verbindungselement verbunden ist.
Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 5-7, wobei das Sperrglied zwischen dem Drehpunkt (8) und dem Ultraschallsender oder dem Ultraschallempfänger angeordnet ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, die zusätzlich ein Führungselement umfasst, das es erlaubt, Scherbewegungen zwischen dem Ultraschallsender (2) und dem Ultraschallempfänger (3) im Wesentlichen zu vermeiden.
Die Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Führungselement zwischen dem Drehpunkt und dem Ultraschallsender oder dem Ultraschallempfänger angeordnet ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei mindestens einer der beiden Arme so ausgeführt ist, dass er gegenüber dem anderen Arm seitlich verstellbar oder parallel bewegt werden kann.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei mindestens einer der beiden Arme gekröpft ist.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger in der horizontalen und/oder vertikalen Richtung beweglich oder verstellbar sind.
Eine Vorrichtung (1) mit einer Messeinheit (4) für Transmissions-Alveolar-Ultraschalluntersuchungen (TAU), um Kavitäten im Kieferknochen zu lokalisieren, wobei die Messeinheit einen Ultraschallsender (2) und einen Ultraschallempfänger (3) umfasst, sowie Mittel, um gute akustische Leitfähigkeit zu gewährleisten, wobei diese Mittel zumindest eines der folgenden umfassen: a) ein vorzugsweises formstabiles elastisches Gel mit einer Schallgeschwindigkeit im Bereich von 1460 m/s bis 1615 m/s, einer Schalldämpfung im Bereich von 0,3 dB/cm bis 1,5 dB/cm (1 MHz) und/oder einer Rückstellgeschwindigkeit für die spontane Rückverformung von höchstens 80 mm/sec, wobei das Gel vorzugsweise am Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger befestigt ist; b) eine flexible Hülle, die derart mit einer Flüssigkeit oder einem Gel, vorzugsweise mit Wasser gefüllt ist, dass die Hülle in jede Richtung gedrückt werden kann, wobei die flexible Hülle vorzugsweise am Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger befestigt ist; und c) ein flexibler und elastischer Ballon, der so mit einer Flüssigkeit oder einem Gel gefüllt ist, dass der Ballon in jede Richtung gedrückt werden kann.
Die Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die flexible Hülle zwei Kammern umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei die zwei Kammern jeweilig den Ultraschallempfänger und die flüssige Füllung aufnehmen und wobei die flexible Hülle vorzugsweise ein Einweg-Artikel ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Vorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die zusätzlich zumindest eine Licht emittierende Diode (LED) und/oder zumindest eine Kamera und/oder einen Lagesensor umfasst.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der der Ultraschallsender (2) und/oder der Ultraschallempfänger (3) mit einer Einweg-Hülle bedeckt ist/sind, die vorzugsweise auf die Messungen nicht störend einwirkt, die mit der Messeinheit vorgenommen werden.
Ein Ultraschallempfänger (3) zur Verwendung in einer Vorrichtung (1) mit einer Messeinheit (4) zur Durchführung von Transmissions-Alveolar-Ultraschalluntersuchungen (TAU), um Kavitäten in einem Kieferknochen zu lokalisieren, wobei die Messeinheit einen Ultraschallsender (2) und den Ultraschallempfänger (3) umfasst, bei der der Ultraschallempfänger (3) so konfiguriert ist, dass ein minimaler Abstand besteht zwischen einer äußeren Fläche des Ultraschallempfängers und einer Vielzahl von darin befindlichen aktiven piezoelektrischen Elementen, wobei der Abstand halb so groß ist wie eines der Vielzahl der aktiven piezoelektrischen Elemente.
Eine Vorrichtung (1) umfassend eine Messeinheit (4) zur Durchführung von Transmissions-Alveolar-Ultraschalluntersuchungen (TAU), um Kavitäten in einem Kieferknochen zu lokalisieren, wobei die Messeinheit einen Ultraschallsender (2) und einen Ultraschallempfänger (3) nach Anspruch 19 umfasst.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Vorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.
Ein Verfahren zur Bestimmung der Abwesenheit und/oder des Vorliegens und der Lokalisation von Kavitäten in einem Kieferknochen unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und 20 oder 21.
Das Verfahren nach Anspruch 22, bei dem akustische Leitfähigkeit hergestellt wird durch Verwendung von Ultraschallgelen und/oder durch die Verwendung der Zunge des Patienten.
Eine Methode zur Kalibrierung und zum Testen der ordnungsgemäßen Funktion einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 und 20 oder 21, bei der eine Vielzahl von Ultraschallmessungen nacheinander in Medien mit unterschiedlichen und bekannten akustischen Eigenschaften durchgeführt wird und die Ergebnisse der durchgeführten Ultraschallmessungen mit Vorgabewerten verglichen werden.