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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung, welche die Zahnbeweglichkeit eines Zahnes zur Bestimmung des Zustandes des Zahnes misst.
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Die Zahnbeweglichkeitsmessung erfolgt zur Diagnose eines Zahnes und des Zustandes eines Zahnes (z. B. des Zustandes des einen Zahn stützenden periodontalen Gewebes). Herkömmlicherweise wird ein subjektives Messverfahren verwendet, bei welchem die Zahnbeweglichkeit auf der Grundlage von Untersuchungen, Abtasten/Abklopfen, des Bewegungszustandes der Zähne und dergleichen erfasst wird. Dieses Verfahren ist jedoch weitgehend von der Subjektivität des Bedieners abhängig. Da bei diesem Verfahren außerdem nur dem Verlagerungsbetrag eines Zahnes Bedeutung zugemessen wird, werden Eigenschaften wie z. B. die Visko-Elastizität des periodontalen Gewebes möglicherweise nicht klar hervorgehoben. Zur objektiven Bestimmung der Zahnbeweglichkeit wurde eine in der Japanischen Patentanmeldung
JP 4-279157 A offenbarte Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung entwickelt. Wie in
1 dargestellt, wird bei dieser Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung mit einem Hammer
4 auf einen Zahn geschlagen, mit einem Messwertgeber
3 die Veränderung des auf Grund des Schlages schwankenden Zahnes erfasst, die Veränderung in Form eines elektrisches Signals extrahiert und die Zahnbeweglichkeit des Zahnes auf der Grundlage des elektrischen Signals berechnet.
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In 2 ist eine weitere Vorrichtung dargestellt. Bei dieser Vorrichtung wird eine Spitze 26 durch die Kraft einer Feder 27 durch einen Zylinder 29 geschossen, um eine Stoßkraft auf einen Zahn 28 auszuüben.
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Bei der in der Japanischen Patentanmeldung
JP 4-279157 A beschriebenen Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung wird die Beschleunigung der Verlagerung eines Zahnes gemessen. Die Beschleunigung wird gemessen, indem der Hammer in direkten Kontakt mit dem Zahn gebracht und die Zahnbeweglichkeit auf der Grundlage der Beschleunigung gemessen wird. Daher muss zwecks genauer Messung die Hammerposition auf dem Zahn genau sein. Zusätzlich muss das Hämmern mit einer angemessenen Kraft ausgeübt werden. Wenn die Hammerkraft zu stark ist, empfindet der Patient möglicherweise Schmerzen. Die in
2 dargestellte herkömmliche Vorrichtung funktioniert mit automatischem Hämmern. Aus diesem Grund ist die Größenordnung der Last stabil und eine zu starke Hammerkraft ist unwahrscheinlich. Trotzdem empfinden Patienten, deren Zähne und periodontales Gewebe nicht in einem guten Zustand sind, möglicherweise Schmerzen beim Hämmern. Da sich außerdem die Beschleunigung des Hammers je nach Schräglage der Vorrichtung verändert, kann sich die Größenordnung der Last verändern und die Messgenauigkeit beeinflussen.
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Aus der
DE 31 27 731 A1 ist ein Gerät zur reproduzierbaren Bestimmung und Standardisierung der Zahnbeweglichkeit bekannt, bei der ein durch Druckluft angetriebener Bolzen auf den zu untersuchenden Zahn auftrifft und dadurch eine kurzzeitige Auslenkung des zu messenden Zahns bewirkt.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben erwähnten Situation entwickelt, wobei ihre Aufgabe in der Bereitstellung einer Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung besteht, welche die Zahnbeweglichkeit misst, indem sie mindestens die genaue Messung entweder der Verlagerung oder der Zahnbeweglichkeit eines Zahnes erzielt, ohne ein Messwerkzeug mit dem Zahn in Kontakt zu bringen, und somit die von einem Patienten empfundenen Schmerzen verringert. In dieser Patentbeschreibung umfasst der Begriff „Zahn” einen künstlichen Zahn wie z. B. ein Zahnimplantat, sowie einen natürlichen Zahn.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Düse gemäß Anspruch 12 gelöst.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Fluid vorzugsweise um ein Gas.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Gas vorzugsweise um Luft.
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Bei dieser Vorrichtung weist der Einspritzmechanismus oder Saugmechanismus vorzugsweise eine Düse auf, wobei die Düse eine Struktur aufweist, die an die Anordnung und die Form des zu untersuchenden Zahnes angepasst ist.
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Bei dieser Vorrichtung umfassen die gleichzeitig zu messenden Objekte vorzugsweise einen oder eine Mehrzahl von Zähnen.
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Bei dieser Vorrichtung kann der Regelungsmechanismus vorzugsweise den zuvor festgelegten Wert regulieren.
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Bei dieser Vorrichtung weist der Einspritzmechanismus vorzugsweise weiterhin einen Temperaturregelungsmechanismus auf, der die Temperatur des Fluids reguliert.
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Bei dieser Vorrichtung kann der Einspritzmechanismus mindestens entweder einen Einspritzzustand, eine Anzahl von Einspritzvorgängen oder eine zeitliche Steuerung der Einspritzung des mit Stoßkraftwirkung auf den zu untersuchenden Zahn einzuspritzenden Fluids regulieren.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Messwertgeber vorzugsweise um eine Messvorrichtung, die mindestens entweder eine Schwingungsveränderung von Luft oder eine Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Einspritzanschluss oder Unterdruckanschluss und der Zahnoberfläche erkennt, um den Verlagerungszustand des Zahnes zu erkennen.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Messwertgeber um eine den Zahn mit Licht bestrahlende Messvorrichtung, die den Verlagerungszustand des Zahnes auf der Grundlage von reflektiertem Licht erkennt.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Licht des Messwertgebers vorzugsweise um einen Laserstrahl.
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Bei dieser Vorrichtung weist die Lichtausgabe aus dem Messwertgeber auch eine positionsbestätigende Funktion zur visuellen Erkennung einer Position eines Zieles auf, welches einem durch den Stoßmechanismus ausgeführten Einspritz- oder Saugvorgang ausgesetzt werden soll.
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Bei dieser Vorrichtung ist der Messwertgeber vorzugsweise rund um den Einspritzanschluss oder den Unterdruckanschluss angeordnet.
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Bei dieser Vorrichtung handelt es sich bei dem Verlagerungszustand des zu erkennenden Zahnes mindestens entweder um einen Verlagerungsbetrag oder eine Verlagerungszeit des zu untersuchenden Zahnes.
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Bei dieser Vorrichtung berechnet der Zahnbeweglichkeitsberechnungsmechanismus vorzugsweise eine Beschleunigung der Verlagerung des Zahnes auf der Grundlage eines maximalen Verlagerungsbetrages und einer Verlagerungszeit des zu untersuchenden Zahnes.
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Bei dieser Vorrichtung berechnet der Zahnbeweglichkeitsberechnungsmechanismus die Zahnbeweglichkeit des zu untersuchenden Zahnes vorzugsweise auf der Grundlage mindestens entweder des Einspritzdruckes oder Saugdruckes für den Zahn, des maximalen Verlagerungsbetrages des Zahnes, der Verlagerungszeit des Zahnes und der Distanz zwischen einem Einspritzanschluss oder Unterdruckanschluss und dem zu untersuchenden Zahn.
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Bei dieser Vorrichtung weist die Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung vorzugsweise mindestens entweder eine Speichervorrichtung, die die berechnete Zahnbeweglichkeit speichert, einen Anzeigemechanismus, der die Zahnbeweglichkeit anzeigt, oder einen Ausgabemechanismus auf, welcher die Zahnbeweglichkeit auf ein Blatt Papier druckt.
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Bei dieser Vorrichtung weist die Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung weiterhin Einrichtungen zur Positionierung des Einspritzanschlusses oder des Unterdruckanschlusses im Verhältnis zu dem zu untersuchenden Zahn auf.
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Die dazugehörigen Zeichnungen, die in die Patentbeschreibung integriert sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen gegenwärtig bevorzugte Ausführungen der Erfindung und dienen zusammen mit der oben gegebenen, allgemeinen Beschreibung und der detaillierten Beschreibung der unten beschriebenen, bevorzugten Ausführungen der Erklärung der Prinzipien der Erfindung.
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1 ist ein Schaltplan einer herkömmlichen Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung;
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2 ist eine Ansicht, die das Prinzip einer anderen herkömmlichen Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung darstellt;
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3 ist eine Ansicht, die eine Ausführung einer Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist eine Vorderansicht eines Einspritzanschlusses an einem distalen Endabschnitt der Düse;
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5 ist eine Vorderansicht eines weiteren distalen Endabschnittes der Düse;
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6 ist eine Vorderansicht eines weiteren distalen Endabschnittes der Düse;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend auf der Grundlage einer in 3 bis 5 dargestellten Ausführung beschrieben. Unter Bezugnahme auf 3 weist eine Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung 30 einen Stoßmechanismus 42, der einen Einspritzmechanismus 43 mit einem Einspritzanschluss 38 aufweist, der ein Fluid (z. B. eine Flüssigkeit oder ein Gas) in einen Zahn 28 einspritzt, oder einen Saugmechanismus 43' mit einem Unterdruckanschluss 38', der Luft ansaugt, einen Messwertgeber 35 und einen Zahnbeweglichkeitsberechnungsmechanismus 44 auf.
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Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, in welchem der Stoßmechanismus 42 den Einspritzmechanismus aufweist. Auf der Grundlage dieser Beschreibung kann ein Fachmann auf diesem Gebiet auch leicht einen Fall verstehen und praktizieren, in welchem der Stoßmechanismus den Saugmechanismus aufweist.
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Der Einspritzmechanismus 43 kann einen Fluidkompressor 31, eine Düse 34, die ein Fluid in einen Zahn 28 einspritzt, ein elastisches Rohr 33, welches den Fluidkompressor 31 mit der Düse 34 verbindet, und einen Regelungsmechanismus 41 aufweisen. Ein Ventil 32 kann auf halbem Weg entlang des Rohres 33 angeordnet sein. Bei dem durch den Einspritzmechanismus 43 eingespritzten Fluid kann es sich um ein Gas, eine Flüssigkeit oder um ein daraus bestehendes Gemisch handeln.
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Vom Standpunkt der Sicherstellung einer leichten Handhabung und der Messgenauigkeit her wird vorzugsweise ein Gas und, genauer ausgedrückt, Luft verwendet. Bei Verwendung eines Gases als Druckfluid ist die Handhabung einfach. Da die Oberfläche des Zahnes in einem zum Messen geeigneten Zustand gehalten werden kann, erhöht sich außerdem die Messgenauigkeit. Bei Verwendung von Luft als Druckfluid muss kein Gaszylinder bereitgestellt werden und es fallen keine Kosten an, um ein spezifisches Gas wie z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid bereitzustellen, was zu einem Vorteil beim Raumbedarf und bei den Kosten führt. Andererseits ist bei Verwendung einer Flüssigkeit (z. B. Wasser) als Druckfluid die Handhabung relativ leicht, wobei eine zuvor festgelegte Stoßkraft durch Einspritzen mit einem Druck sichergestellt werden kann, der unter demjenigen von Gas liegt. Das durch den Einspritzmechanismus 43 eingespritzte Fluid wird nachfolgend als Gas bezeichnet.
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Der Fluidkompressor 31 beaufschlagt das Gas mit einem zuvor festgelegten Druck und gibt das Gas durch das Rohr 33 an die Düse 34 aus. Das Rohr 33 kann auf seiner Hälfte das Ventil 32 aufweisen, welches den Durchfluss des Druckgases steuert. Als Ventil 32 kann jeder Mechanismus verwendet werden, so lange dieser mittels Hand oder Fuß per EIN/AUS-steuerbar ist. So kann z. B. ein Magnetventil als Ventil 32 verwendet werden. Bei Verwendung des Magnetventils kann der Bediener das Ventil durch die EIN/AUS-Steuerung eines in seiner Nähe oder auf dem Hauptteil der Messvorrichtung angeordneten Schalters 36 per Hand oder Fuß leicht öffnen/schließen.
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Wenn die Öffnungs-Schließgeschwindigkeit, die Öffnungs-Schließzeit und der Offnungs-Schließgrad des Ventils 32 durch die elektromagnetische Kraft auf zuvor festgelegte Werte geregelt werden, können die Beanspruchungsform des Stoßes, d. h. der Einspritzzustand des eingespritzten Gases (d. h. die Einspritzung, die Einspritzmenge, Einspritzzeit) reguliert werden. Die Einspritzung kann in Form einer Impulseinspritzung oder einer sinusförmig variierenden Einspritzung erfolgen. Der Schalter kann einen Regler 37 auf Ein/Aus drehen, um das Öffnen-Schließen des Ventils 32 zu regulieren.
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Der Fluidkompressor 31 kann auch eine Temperaturregelungsvorrichtung aufweisen, welche die Temperatur des auszugebenden Fluids regelt. Die Temperaturregelungsvorrichtung reguliert das Gas auf eine zuvor festgelegte Temperatur, um von dem Temperaturunterschied zwischen dem eingespritzten Zahn und dem Gas verursachte Schmerzen in dem Zahn zu vermeiden.
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Die Düse 34 spritzt das von dem Fluidkompressor 31 komprimierte ausgegebene Gas durch das Ventil 32 auf den zu untersuchenden Zahn ein. Die Düse 34 weist vorzugsweise eine Struktur auf, die einem Bediener die Bedienung erleichtern und eine genaue Gaseinspritzung in einen in Messung befindlichen Zahn durchführen kann. Zu diesem Zweck können verschiedene Formen von Düsen verwendet werden. So weist das distale Ende der Düse bei der Messung eines Vorderzahnes vorzugsweise eine gerade Form auf, wie in 3 dargestellt. Andererseits weist das distale Ende der Düse zur Messung eines Backenzahnes vorzugsweise z. B. eine L-Form auf.
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Solche Formen können durch den Austausch des distalen Endabschnittes der Düse in Übereinstimmung mit dem zu untersuchenden Objekt realisiert werden. Alternativ können die Formen durch die Verwendung einer Düse mit einem distalen Endabschnitt mit einer biegsamen Struktur realisiert werden. Die Formen können durch die Abdeckung des distalen Endabschnittes der Düse mit einer Kappe mit zuvor festgelegter Form realisiert werden. Die in 3 dargestellte Düse 34 kann aus einem Griffabschnitt 34a und einem distalen Endabschnitt 34b bestehen. Der Griffabschnitt kann den Schalter 36 aufweisen, der die EIN/AUS-Steuerung des Ventils 32 oder Reglers 37 bewirkt. Bei dem Schalter kann es sich um einen Fußschalter handeln. Das Ventil 32, welches die die Einspritzung des von dem Fluidkompressor 31 gebildeten und durch das Rohr 33 geleiteten Gases ein-/ausschaltet, kann in dem Griff 34a angeordnet sein. Des Ventil 32 kann entweder in der Düse 34 oder dem Rohr 33 angeordnet sein. Vom Standpunkt der Sicherstellung einer schnellen Reaktionszeit der Ventilbetätigung ist das Ventil vorzugsweise in einer dem distalen Endabschnitt 34b näheren Position angeordnet.
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Der distale Endabschnitt 34b der Düse 34 kann eine sich ab dem Griff 34a ununterbrochen verjüngende Form aufweisen. Der distale Endabschnitt kann den kreisförmigen Einspritzanschluss 38 aufweisen, wie in 4 oder 5 dargestellt. Es kann eine sich von der kreisförmigen Form unterscheidende Form für den Einspritzanschluss verwendet werden. So kann z. B. ein Einspritzanschluss mit einer rechteckigen Querschnittsform für einen Vorderzahn und ein Einspritzanschluss mit einer elliptischen Querschnittsform für einen Backenzahn verwendet werden. Wenn wie in 5 dargestellt, eine Mehrzahl von Einspritzanschlüssen an dem distalen Endabschnitt der Dose bereitgestellt wird, kann eine Mehrzahl von Zähnen gleichzeitig gemessen werden.
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Der distale Endabschnitt 34b der Düse 34 kann mit dem Griff 34a integriert ausgeführt sein. Der distale Endabschnitt 34b kann jedoch lösbar von dem Griff 34a getrennt werden. Wenn der distale Endabschnitt 34b getrennt ist, kann er leicht von dem Griff 34a gelöst werden und einen Vorgang wie z. B. Reinigen durchlaufen. Zum Wechseln der Querschnittsform des Einspritzanschlusses der Düse und der Form des distalen Endabschnittes der Düse kann das distale Ende der Düse mit einer Kappe mit einer zuvor festgelegten Struktur abgedeckt werden.
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Der Regelungsmechanismus 41 kann den Druck des von dem Fluidkompressor 31 komprimierten Gases auf einen zuvor festgelegten Druck regeln. Der zuvor festgelegte Druck muss nicht immer auf einen Wert eingestellt werden und kann in Übereinstimmung mit dem Zustand des Zahnes, dem Alter des Patienten (Erwachsener oder Kind), dem Untersuchungszweck und dgl. auf verschiedene Druckwerte eingestellt werden. Zur Einstellung des Einspritzzustandes des von dem Ventil 32 auf einen zuvor festgelegten Zustand einzuspritzenden Gases, kann der Regler 37, welcher die EIN/AUS-Steuerung des Ventils 32 durchführt, die Anzahl von Einspritzvorgängen, die zeitliche Steuerung der Einspritzung und dgl. regulieren. Der Regler 37 kann unabhängig installiert sein. Alternativ kann er in dem Regelungsmechanismus 41 eingebaut sein.
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Der Messwertgeber 35 erkennt die Bewegung des Zahnes 28, der nach Einwirkung einer Stoßkraft durch das von dem distalen Ende der Düse 34 eingespritzte Gas schwingt. Als Bewegung des Zahnes kann ein Amplitudenwert als Verlagerungsbetrag des Zahnes, die Schwingungsdauer als die Verlagerungszeit, das Auslaufstadium der Schwingung oder dgl. erkannt werden. Was den Messwertgeber 35 betrifft, so kann ein Messwertgeber verwendet werden, der eine Veränderung bei den Luftschwingungen wie z. B. eine Schallwelle oder Ultraschallwelle, oder eine Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Einspritzanschluss und der Zahnoberfläche erkennt, um den Verlagerungszustand des Zahnes zu erkennen.
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Eine Schallwelle kann passenderweise zur Erkennung einer langsamen Bewegung oder einer sehr kleinen Schwankung eines Zahnes verwendet werden. Bei Verwendung einer Veränderung der elektrostatischen Kapazität kann ein einfacher Messwertgeber verwendet und die Vorrichtung einfach hergestellt werden. Ein mit Licht arbeitender Messwertgeber ist am vorteilhaftesten. In diesem Fall wird ein Zahn mit Licht bestrahlt. Der Verlagerungszustand des Zahnes kann auf der Grundlage der Phasenverschiebung oder der Intensität des reflektierten Lichtes erkannt werden.
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Ein Laser wird vorzugsweise als einfallendes Licht verwendet, obwohl ein Licht von einer Xenonlampe oder LED ebenfalls verwendet werden kann. Bei dieser Ausführung wird ein Messwertgeber beschrieben, bei welchem ein Laser (nachfolgend als „Lasermesswertgeber” bezeichnet) verwendet wird. Der Lasermesswertgeber 35 kann an dem distalen Ende der Düse 34 des Einspritzmechanismus 43 angeordnet sein, wie in 4 dargestellt. Alternativ kann der Lasermesswertgeber 35, wie in 5 dargestellt, auf dem äußeren Umfang oder inneren Umfang (nicht dargestellt) der Düse 34 angeordnet sein. Es kann, einer oder eine Mehrzahl von Messwertgebern 35 angeordnet sein. Wenn eine Mehrzahl von Messwertgebern angeordnet ist, können verschiedene Positionen des zu untersuchenden Zahnes gemessen werden. Eine solche Messung ist sinnvoll, um die dreidimensionale Variation eines Zahnes zu erkennen und einen pathologischen Teilabschnitt zu diagnostizieren. Wenn eine Mehrzahl von Messwertgebern verwendet werden soll, werden vom Gesichtspunkt der Erhöhung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messung vorzugsweise vier Messwertgeber angeordnet.
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Ein von dem Messwertgeber kommendes Licht wird auf die Oberfläche des zu untersuchenden Zahnes punktgerichtet. Somit kann die Position, an welcher das Fluid von dem distalen Ende der Düse auf den Zahn eingespritzt wird, visuell wiedererkannt werden. Da der Zahn bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht mit einem Hammer geschlagen werden muss, kann die Untersuchung in der von einem Bediener gewünschten Position durchgeführt werden, ohne auf Grund einer Bewegung der Vorrichtung einen Hammerpositionsfehler zu verursachen.
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4 ist eine Vorderansicht des distalen Endabschnittes der Düse 34. Der Einspritzanschluss 38, der das Gas einspritzt, ist nahezu in dem Mittelabschnitt des distalen Endabschnittes der Düse 34 vorgesehen. Die vier Lasermesswertgeber 35 können rund um den Einspritzanschluss angeordnet sein. Jeder Lasermesswertgeber 35 bestrahlt den Zahn mit einem Laserstrahl und empfängt den von dem Zahn reflektierten Laserstrahl. Wenn z. B. die Phase des Laserstrahls, mit welchem der Zahn bestrahlt wird, mit der Phase des empfangenen Laserstrahls verglichen wird, kann die Distanz zwischen dem Zahn und dem Messwertgeber auf der Grundlage der Phasenverschiebung ermittelt werden. Wenn die Distanz ermittelt wird, kann die Bewegung des schwingenden Zahnes erkannt werden. Die ermittelte Distanz kann auch zur Berechnung des Grades der Verringerung des Druckes des eingespritzten Gases verwendet werden. Der Lasermesswertgeber kann die Distanz auch aus der Intensität des reflektierten Lichtes ermitteln. Der Lasermesswertgeber kann die Bewegung des Zahnes auf der Grundlage einer Veränderung der Intensität von reflektiertem Licht ermitteln.
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Ein Zahnbeweglichkeitsberechnungsmechanismus (arithmetische Vorrichtung) 40 berechnet die Beschleunigung und die Zahnbeweglichkeit, wenn sich der Zahn bewegt. Herkömmlicherweise wird die Beschleunigung eines sich bewegenden Zahnes durch direktes Inkontaktbringen des distalen Endes des Hammers mit dem Zahn gemessen. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Beschleunigung jedoch aus dem Verlagerungsbetrag und der Verlagerungszeit des Zahnes errechnet werden, ohne den Zahn zu berühren. Daher können Bedienungsfehler durch den Bediener verringert werden und es kann eine genauere Berechnung der Zahnbeweglichkeit als mit der herkömmlichen Vorrichtung durchgeführt werden.
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Bei dieser Ausführung schwingt der Zahn nach Erhalt eines Stoßes von dem durch die Düse 34 eingespritzten Gas. Der Verlagerungsbetrag und die Verlagerungszeit des Zahnes werden von dem Messwertgeber 35 gemessen. Die mit der von dem Messwertgeber 35 gemessenen Zahnverlagerung in Zusammenhang stehenden Messdaten werden über einen A/D-Umwandler 16 in die arithmetische Vorrichtung 40 eingegeben. Die arithmetische Vorrichtung berechnet die A/D-umgewandelten Messdaten, um die Zahnbeweglichkeit des Zahnes zu berechnen. Das Zahnbeweglichkeitsberechnungsverfahren wird unten beschrieben.
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Es wird angenommen, dass F der Druck des Fluids, x der Verlagerungsbetrag des Zahnes und k der Elastizitätsmodul der Gingiva ist. Dann weisen diese das folgende Verhältnis auf F = –k·x (1)
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Da der Druck F einen bekanntere Wert aufweist und der Verlagerungsbetrag x das Messergebnis ist, kann der Elastizitätsmodul k ermittelt werden. Der Elastizitätamodul k verändert sich jedoch in Übereinstimmung mit der druckbeaufschlagenden Position auf dem Zahn. Genauer ausgedrückt erhöht sich der Verlagerungsbetrag, wenn sich die druckbeaufschlagende Position von der Zahnwurzel trennt, weshalb der Elastizitätsmodul k klein wird.
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Die Schwingungszeit des Zahnes, d. h. die Verlagerungszeit ist gegeben durch t = π(m/k)1/2 (2) wobei t die Verlagerungszeit und m die Masse des Zahnes und der Gingiva ist. Die Verlagerungszeit t wird durch Messung erhalten. Die Masse m weist. einen zuvor festgelegten Wert für das zu untersuchende Objekt auf.
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Wenn die Gleichungen (1) und (2) kombiniert werden, wird der Elastizitatsmodul k gelöscht und man erhält ein Verhältnis x/t2 = –F/mπ2 (3)
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Die linke Seite der Gleichung (3) gibt die Beschleunigung an. Wie aus der Gleichung (3) ersichtlich, ist die Beschleunigung proportional zu der ausgeübten Kraft F. Somit kann die Beschleunigung aus dem Verlagerungsbetrag und der Verlagerungszeit errechnet werden.
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Wie oben beschrieben, ist zur Ermittlung der Beschleunigung die auf den Zahn ausgeübte Kraft, d. h. der Druckwert des Fluids notwendig. Da die das Fluid auf den Zahn einspritzende Düse 34 jedoch von dem Zahn 28 getrennt ist, kann der Druck des eingespritzten Fluids in einem gewissen Umfang abfallen. Um damit zu Recht zu kommen, wird bei der vorliegenden Erfindung die Distanz zwischen der Einspritzdüse 34 und der Zahnoberfläche 28 im Voraus von einem Messwertgeber gemessen. Der berechnete Druck wird gemeinsam mit der berechneten Beschleunigung, wie oben beschrieben, ausgewertet und als Zahnbeweglichkeit ausgedrückt.
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Die berechnete Beschleunigung und Zahnbeweglichkeit des Zahnes kann in einer Speichervorrichtung 22 des Regelungsmechanismus 41 gespeichert und auch auf einer Anzeigevorrichtung 23 angezeigt werden. Die Zahnbeweglichkeit des Zahnes kann auch von einem Drucker 25 auf ein Blatt Papier gedruckt werden.
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Es wird ein Verfahren zur Messung der Zahnbeweglichkeit eines Zahnes unter Verwendung der in 3 dargestellten Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Unter Bezugnahme auf 3 wird Druckgas durch einen Fluidkompressor 31 gebildet. Der Druck des Druckgases wird durch den Regelungsmechanismus 41 auf einen zuvor festgelegten Wert geregelt. Die Temperatur des Druckgases wird durch einen Temperaturregelungsmechanismus 45 auf einen zuvor festgelegten Wert geregelt. Der Bediener bringt den distalen Endabschnitt 34b der Düse 34 in die Nähe des Mittelabschnittes eines als Untersuchungsobjekt dienenden Zahnes eines in einem Stuhl sitzenden Patienten. Ein auf dem Zahn zu messender Teil kann im Voraus gekennzeichnet werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der distale Endabschnitt 34b der Duse 34 vorzugsweise im rechten Winkel im Verhältnis zu dem Mittelabschnitt gehalten, ohne den zu messenden Zahn zu berühren.
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Je tiefer sich der zu untersuchende Zahn im Mund befindet, umso schwieriger wird die Positionierung des distalen Endes der Düse auf dem Mittelabschnitt des Zahnes. Wenn z. B. ein Backenzahn gemessen werden soll, kann der distale Endabschnitt der Düse mit einer L-fömigen Kappe abgedeckt werden. Zusätzlich ist, wenn Licht von dem auf dem distalen Endabschnitt 34b der Düse 34 angeordneten Messwertgeber 35 ausgegeben wird. die Stoßposition des von der Düse 34 eingespritzten Fluids visuell erkennbar. Somit kann selbst bei einem Zahn wie z. B. einem schwer zu untersuchenden Backenzahn der Einspritzanschluss leicht so positioniert werden, dass er dem zu untersuchenden Zahn gegenüberliegt.
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Der Bediener bedient den Schalter 36 auf der Düse 34 per Hand- oder Fußschalter, um diesen einzuschalten. Mit diesem Schaltvorgang beginnt die Regelung durch den Regler 37 und das Ventil 32 in der Düse 34 öffnet/schließt sich auf eine zuvor festgelegte Art und Weise. Während das Ventil 32 auf eine zuvor festgelegte Art und Weise geöffnet ist, wird das von dem Fluidkompressor 31 durch das Rohr 33 geschickte Gas von dem Einspritzanschluss 38 der Düse 34 in einem z. B. impulsähnlichen Muster auf den Mittelabschnitt des Zahnes eingespritzt.
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Der Zahn bewegt sich bei der Einspritzung. Der Messwertgeber 35 erkennt zuvor festgelegte Posten wie z. B. den Verlagerungsbetrag und die Verlagerungszeit des sich bewegenden Zahnes und die Distanz von dem Einspritzanschluss 38 zu dem zu untersuchenden Zahn. Die Fragmente der erkannten Informationen werden durch einen Verstärker 11 verstärkt, durch einen A/D-Umwandler 16 in Digitaldaten umgewandelt und dann in die arithmetische Vorrichtung 40 eingegeben. Die arithmetische Vorrichtung kann auch die Druckinformationen des Druckgases oder der Distanz zwischen der Düse und dem Zahn von dem Regelungsmechanismus 41 oder mit dem Gaseinspritzustand in Zusammenhang stehende Daten von dem Regler 37 empfangen. Die arithmetische Vorrichtung 40 berechnet die Zahnbeweglichkeit auf der Grundlage der Eingabedaten. Die das Messergebnis darstellende Zahnbeweglichkeit kann in der Speichervorrichtung 22 des Regelungsmechanismus 41 gespeichert, oder auf der Anzeigevorrichtung 23 in Form eines Zahlenwertes oder eines Schaubildes angezeigt werden. Das Messergebnis kann bei Bedarf auch von einem Drucker 25 auf ein Blatt Papier druckt werden. Alternativ kann das Ergebnis durch eine Tonausgabevorrichtung 24 als Ton ausgegeben werden.
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Die Zahnbeweglichkeit des Zahnes kann auf die oben beschriebene Art und weise gemessen werden. Diese Messung kann für einen Zahn entweder einmal oder mehrere Male durchgeführt werden. Wenn die Messung mehrere Male durchgeführt wird, kann eine Mehrzahl von Messungen innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden, indem der Regler 37 dazu veranlasst wird, das Ventil 32 periodisch ununterbrochen zu öffnen/zu schließen. Wenn die Messung mehrere Male durchgeführt wird, kann derselbe Einspritzzustand des Druckgases mehrere jedes Mal angewandt werden. Alternativ kann der Einspritzzustand des Druckgases jedes Mal automatisch durch den Regler 37 verändert werden. Wenn die Messung durchgeführt und der Einspritzzustand des Druckgases jedes Mal verandert wird, kann die Zahnbeweglichkeit durch die Auswahl des optimalen Zustandes für den Zahn aus verschiedenen Zuständen gemessen werden. Das oben erwähnte Untersuchungsverfahren kann nicht nur für einen Zahn, sondern auch gleichzeitig für eine Mehrzahl von Zähnen ausgeführt werden. Es kann sogar z. B. ein mittels einer Brücke fixierter, künstlicher Zahn gleichzeitig untersucht werden.
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Bei der Durchführung des oben erwähnten Zahnbeweglichkeitsmessvorgangs kann die Zahnbeweglichkeitsmessvorrichtung 30 einen Meldemechanismus (Tonausgabevorrichtung 24) aufweisen, die dem Bediener das Ende der Messung z. B. per Ton (z. B. Piepton) meldet. Wenn der Meldemechanismus keinen Ton ausgibt, der das Ende anzeigt, kann der Bediener leicht erkennen, dass die Messung noch nicht beendet ist und sich für den Beginn einer neuen Messung entscheiden.
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Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann ein Zahn bei Verwendung eines Fluids bewegt werden, ohne diesen direkt zu berühren. Bei Verwendung eines Fluids kann die auf den Zahn auszuübende Stoßkraft einen genauen Wert aufweisen. Außerdem kann die Zahnbeweglichkeit durch das Verfahren zur Errechnung der Beschleunigung die Zahnbeweglichkeit gemessen werden, ohne den Messwertgeber mit dem Zahn in Kontakt zu bringen. Da die Vorrichtung nicht in direkten Kontakt mit dem Zahn gebracht werden muss, kann sie im Gegensatz zu der herkömmlichen Vorrichtung, bei welcher eine Sterilisation erforderlich ist, leicht desinfiziert werden.
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Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann der Druck des einzuspritzenden Druckfluids oder der Saugdruck durch den Regler 37 reguliert werden. Wenn ein Zahn mit einer hohen Zahnbeweglichkeit zu untersuchen ist, kann der Druck verringert werden. Somit kann die Messung bei gleichzeitiger Verringerung von Schmerzen bei dem Patienten ausgeführt werden. Zusätzlich kann auch die Temperatur des Druckfluids reguliert werden. Daher kann die Messung bei gleichzeitiger Verringerung der Schmerzen oder der Unannehmlichkeiten für den Patienten durchgeführt werden.
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Weitere Vorteile und Abänderungen sind für Fachleute auf diesem Gebiet leicht ersichtlich. Deshalb ist die Erfindung in ihren erweiterten Aspekten nicht auf die in diesem Dokument dargestellten und beschriebenen, spezifischen Details und reprasentativen Ausführungen begrenzt. Dementsprechend können verschiedene Abänderungen vorgenommen werden, ohne von dem Gedenken oder dem Umfang des allgemeinen Erfindungskonzeptes abzuweichen, wie es in den beigefügten Ansprüchen und ihren Entsprechungen festgelegt ist.
