DE10333515A1

DE10333515A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten

Info

Publication number: DE10333515A1
Application number: DE10333515A
Authority: DE
Inventors: Michael Haisch; Ludwin Monz
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: US20050014106A1; US20080274437A1; DE10333515B4; US7445448B2

Abstract

Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten (3) eines Zahns (1), wird der Zahn mit Licht (5), insbesondere mit sichtbarem Licht, bestrahlt. Das Licht (5), mit dem die Bestrahlung erfolgt, umfasst dabei mindestens einen Wellenlängenbestandteil, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders als vom Zahnmaterial absorbiert oder gestreut wird, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit oder in seiner Farbe unterscheidet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Kenntlichmachen von Zahnfüllungsresten (3) derart erfolgen, dass der Zahnarzt die Zahnfüllungsreste (3) mit bloßem Auge ggf. unter Zuhilfenahme einfacher technischer Hilfsmittel, wie bspw. einem Farbfilter, erkennen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten.
Seit einiger Zeit kommen in der Zahnmedizin Zahnfüllungen zum Einsatz, die sich von gesundem Zahn nicht mehr ohne weiteres unterscheiden lassen. Müssen diese Füllungen entfernt werden, ist es für den Zahnarzt sehr schwierig zu erkennen, ob die Füllung vollständig entfernt worden ist.

Zum Auffinden von Zahnfüllungsresten sind daher technische Hilfsmittel vorgeschlagen worden. In der DE 196 19 067 ist vorgeschlagen, Zahnfüllungsreste von der Zahnsubstanz anhand ihres unterschiedlichen Streuverhaltens bei Raman-Streuung zu unterscheiden. Zum Auffinden von Zahnfüllungsresten wird das freie Ende einer Lichtleitfaser, an deren anderem Ende ein Laser vorhanden ist, auf den Zahn gerichtet. Mittels einer Auffangeinrichtung wird von der Zahnsubstanz gestreutes Licht aufgefangen und einer Auswerteeinheit zugeleitet, wo es spektral gefiltert oder zerlegt wird. Anhand charakteristischer Intensitäten erfolgt dann in der Auswerteeinheit eine Detektion des Zahnfüllungsmaterials. Das Ergebnis der Detektion wird dem Zahnarzt über eine Anzeigeeinrichtung mitgeteilt oder mittels einer Registriereinrichtung automatisch registriert. Eine derartige Vorrichtung erfordert jedoch eine relativ aufwendige Analyse des gestreuten Lichtes sowie einen relativ hohen technischen Aufwand zum Anzeigen des Analyseergebnisses.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kenntlichmachen von Zahnfüllungsresten zur Verfügung zu stellen, mit dessen Hilfe sich das Detektieren von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten vereinfachen lässt. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.

Die erste Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns gemäß Anspruch 1, die zweite Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns gemäß Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns, wird der Zahn mit Licht, insbesondere mit sichtbarem Licht, bestrahlt. Das Licht, mit dem die Bestrahlung erfolgt, umfasst dabei mindestens einen Wellenlängenbestandteil, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders als vom Zahnmaterial absorbiert oder gestreut wird, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit, d.h. in der Intensität des Streulichtes, oder in seiner Farbe unterscheidet. Unter einem Wellenlängenbestandteil soll hierbei eine einzelne Wellenlänge oder ein Wellenlängenbereich zu verstehen sein und unter einem Farbunterschied ein spektraler Unterschied zwischen dem vom Zahnmaterial gestreuten Licht und dem vom Zahnfüllungsmaterial gestreuten Licht, der sich im sichtbaren Wellenlängenbereich bemerkbar macht.

Aufgrund der unterschiedlichen Absorption oder Streuung mindestens eines Wellenlängenbestandteils kann das Zahnfüllungsmaterial anhand von Helligkeits- oder Farbunterschieden im Vergleich zum Zahnmaterial von diesem unterschieden werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann daher das Kenntlichmachen von Zahnfüllungsresten derart erfolgen, dass der Zahnarzt die Zahnfüllungsreste mit bloßem Auge ggf. unter Zuhilfenahme einfacher technischer Hilfsmittel, wie bspw. einem Farbfilter, erkennen kann. Eine spektrale Analyse oder ein spektrales Zerlegen des vom Zahn gestreuten Lichtes ist zum Erkennen von Zahnfüllungsresten ebensowenig nötig wie eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Analyseergebnisses. Der technische Aufwand, der zum Erkennen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten betrieben werden muss, ist daher geringer als im Stand der Technik.

In einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Bestrahlung des Zahns in einem lokal begrenzten Bereich, der bspw. durch einen Punkt oder eine Linie gegeben sein kann. Das Bestrahlen kann dabei sowohl mit kohärentem als auch mit inkohärentem Licht erfolgen. Wenn der Punkt oder die Linie des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes eine sehr geringe Ausdehnung besitzt, kann das Verfahren ein Abtasten (Scannen) des Zahnbereiches, in dem die Zahnfüllungsreste vorhanden sind, umfassen. Die linieförmige Bestrahlung bietet dabei den Vorteil, dass das Scannen nur in einer Richtung zu erfolgen braucht.

In der ersten Ausführungsvariante wird die Tatsache ausgenutzt, dass sichtbares Licht im Zahnmaterial, insbesondere im Dentin, stark gestreut aber nur in geringem Maße absorbiert wird. Vom Zahnfüllungsmaterial wird das Licht dagegen in den meisten Fällen in höherem Maße absorbiert, als vom Zahnmaterial. Bei einer lokalen Bestrahlung des Zahns tritt das gestreute Licht im Bereich um den Beleuchtungspunkt herum wieder aus dem Zahn aus, so dass um den Beleuchtungspunkt herum ein heller Hof erscheint. Da ein Füllungsrest zumeist mehr Licht absorbiert als das Zahnmaterial, erscheinen die Füllungsreste im Bereich des Hofs meistens dunkler als das Zahnmaterial oder sogar ganz schwarz. Zahnfüllungsreste sind daher gut mit bloßem Auge, ggf. unter Zuhilfenahme eines Farbfilters, zu erkennen. Es sein jedoch darauf hingewiesen, dass sich das Streuverhalten von Zähen und Füllmaterial von Person zur Person bzw. von Füllmaterial zu Füllmaterial stark unterscheiden kann. Es kann daher auch vorkommen, dass die Füllungsreste weniger Licht als das Zahnmaterial absorbieren. In diesen Fällen liefert das Verfahren ein Ergebnis, in dem die Zahnfüllungsreste im Hof entsprechend heller erscheinen als das Zahnmaterial.

Wenn die Bestrahlung mit farbigem, insbesondere monochromatischem, Licht erfolgt, so kann die Wellenlänge des Lichtes derart an das Zahnfüllungsmaterial oder die Empfindlichkeit des Auges angepasst werden, dass der Helligkeitsunterschied zwischen dem Zahnmaterial und dem kenntlich zu machenden Zahnfüllungsmaterial bzw. die Wahrnehmung des Unterschiedes optimiert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diejenige Wellenlänge verwendet wird, in der der Unterschied im Absorptions- und/oder Streuverhalten zwischen Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial am größten ist, da sich dann die Intensitäten des von den Materialien ausgehenden Streulichtes stark unterscheiden. Als gut geeignet hat sich insbesondere rotes oder grünes Licht erwiesen.

In einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Bestrahlen mit Licht, dessen Spektrum ungleichmäßig verteilte Wellenlängen aufweist. Dieser Ausführungsvariante liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sichtbares Licht vom Zahnmaterial, insbesondere vom Dentin, in der Regel mit sehr geringer Wellenlängenabhängigkeit stark gestreut, aber nur in geringem Maße absorbiert wird. Je nach Material tritt in Zahnfüllungen dagegen eine wellenlängenabhängige Streuung und Absorption auf. Wird der Zahn mit Licht bestrahlt, das eine spektral ungleichmäßige Wellenlängenverteilung aufweist, so lassen sich farbliche Unterschiede und/oder Intensitätsunterschiede zwischen dem wellenlängenunabhängig streuenden Zahnmaterial und dem wellenlängenabhängig streuenden Zahnfüllungsmaterial mit bloßem Auge oder unter Zuhilfenahme eines Filters erkennen. Insbesondere können die ungleichmäßig verteilten Wellenlängen durch mindestens zwei Wellenlängen gegeben sein, bei denen sich das Absorptions- und/oder Streuvermögen des Zahnmaterials stark von dem des Zahnfüllungsmaterials unterscheidet.

Auch können die Wellenlängenverteilungen derart gewählt sein, dass das Zahnfüllungsmaterial oder das Zahnmaterial bei mindestens einer dieser Wellenlängen ein Extremum, d.h. ein Maximum oder ein Minimum, in Streu- und/oder Absorptionsverhalten aufweist. Das Maximum bzw. Minimum braucht dabei nicht notwendigerweise ein absolutes Maximum oder Minimum (Maximum mit dem höchsten Streu- oder Absorptionsvermögen aller Maxima bzw. Minimum mit dem niedrigsten Streu- oder Absorptionsvermögen aller Minima) zu sein, vielmehr können auch lokale Maxima oder Minima (d.h. Maxima oder Minima, deren Streu- oder Absorptionsvermögen nicht dem des größten Maximums bzw. Minimums entspricht) Verwendung finden, was die Anzahl der verwendbaren Wellenlängen erhöht. Bei der Wahl der verwendeten Wellenlängen können dabei insbesondere auch wirtschaftliche Gesichtspunkte zum Tragen kommen. So sind Lichtquellen für verschiedene Wellenlängen bspw. unterschiedlich teuer. Bei der Wahl der Wellenlängen kann daher ein Abwägen zwischen der Eignung zur Verwendung im Verfahren und der Wirtschaftlichkeit erfolgen, bspw. kann ein Maximum mit einem nicht ganz so hohen Streu- oder Absorptionsvermögen gewählt werden, wenn die entsprechende Lichtquelle deutlich billiger als die für die Wellenlänge eines anderen Maximums ist.

In einer Ausgestaltung der zweiten Ausführungsvariante ist die Verteilung der Wellenlängen derart gewählt, dass die Mischung der Wellenlängen weiß erscheint. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass das Spektrum drei Wellenlängen aufweist, bspw. rot, grün, blau, deren Mischung weißes Licht ergibt. Zahnmaterial als wellenlängenunabhängiger Streuer erscheint in diesem Fall weiß. Zahnfüllungsreste zeigen als zumeist wellenlängenabhängige Streuer dagegen einen Farbstich, anhand dessen sie sich identifizieren lassen.

In einer alternativen Ausgestaltung der zweiten Ausführungsvariante ist die Wellenlängenverteilung im Spektrum derart gewählt, dass das Spektrum eine bestimmte Farbtemperatur aufweist. Üblicherweise ist der Farbton des Zahnfüllungsmaterials derart an den Farbton des Zahns angepasst, dass das Zahnfüllungsmaterial entweder bei Tageslicht oder bei Raumbeleuchtung nicht von gesundem Zahn zu unterscheiden ist. Verändert man jedoch die Farbtemperatur, so sind Unterschiede zwischen gesundem Zahn und Zahnfüllungsresten zu erkennen.

Das Licht, mit dem die Bestrahlung im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt, kann in seinem Bestrahlungsquerschnitt bspw. ein Gauß'sches Profil aufweisen. Dies kann unter Umständen jedoch dazu führen, dass sich nur schwer erkennen lässt, ob im Streulicht auftretende Intensitätsunterschiede auf Intensitätsvariationen im Gauß'sches Profil des Bestrahlungslichtes zurückzuführen sind, oder auf dem Unterschied im Streu- bzw. Absorptionsverhalten von Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial beruhen. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher das Bestrahlen mit Licht erfolgen, bei dem die Intensitätsverteilung im Bestrahlungsquerschnitt in mindestens einer Richtung einen konstanten Abschnitt aufweist. Insbesondere kann das Bestrahlen mit einem Lichtstrahl erfolgen, dessen Intensitätsverteilung in Radialrichtung einen konstanten Abschnitt, bspw. in Form eines sog. Hat-Top-Verlaufs, aufweist. Mit dieser Ausgestaltung treten die genannten Probleme nicht oder nur in geringem Ausmaß auf, da die bestrahlten Bereiche im Wesentlichen mit Licht derselben Intensität bestrahlt werden.

Die Erfindung stellt neben dem Verfahren zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Verfügung.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns umfasst eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen des Zahns mit Licht. Die Bestrahlungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle, die sich dadurch auszeichnet, dass sie Licht mit mindestens einem Wellenlängenbestandteil ausstrahlt, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders absorbiert oder gestreut wird als vom Zahnmaterial, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit oder in seiner Farbe unterscheidet. Außerdem kann eine Einstellvorrichtung zum Einstellen oder Abschwächen der Intensität des Lichtes der Lichtquelle vorhanden sein, und die Bestrahlungseinrichtung kann insbesondere bspw. derart ausgestaltet sein, dass sie den Zahn punkt- oder linienförmig beleuchtet.

In einer ersten Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Bestrahlungseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie eine lokale Bestrahlung des Zahns ermöglicht. Außerdem strahlt die Lichtquelle Licht mit mindestens einem Wellenlängenbestandteil aus, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders absorbiert oder gestreut wird als vom Zahnmaterial, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit unterscheidet.

Die Bestrahlungseinrichtung kann insbesondere als ein die Lichtquelle umfassender Stift ausgebildet sein, welcher derart ausgestaltet ist, dass er direkt an den Zahn anzuhalten ist.

Alternativ kann die Bestrahlungseinrichtung auch einen mit der Lichtquelle verbundenen Lichtleiter umfassen, welcher insbesondere derart ausgestaltet sein kann, dass er direkt an den Zahn anzuhalten ist. Ggf. kann am distalern Ende des Lichtleiters eine Optik angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Lichtquelle selbst stationär ausgebildet sein, wodurch der Ausgestaltung der Lichtquelle weniger strenge Grenzen auferlegt sind, als wenn diese in einen Stift zu integrieren ist.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Bestrahlungseinrichtung in ein Operationsmikroskop zum Beobachten des Zahns integriert sein. Insbesondere kann sie derart ausgestaltet sein, dass der Beleuchtungspunkt relativ zum Fokuspunkt des Operationsmikroskops versetzt ist. Das Beobachten des Zahnes wird dadurch erleichtert, da die Beobachtung in einem Bereich erfolgt, in dem der Hof nicht durch von der Zahnoberfläche reflektiertes Licht der Bestrahlungseinrichtung überstrahlt wird. Alternativ kann dies auch dadurch erreicht werden, dass die Bestrahlungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Beleuchtung ringförmig um den Fokuspunkt des Operationsmikroskops herum erfolgt.

Als Lichtquelle eignen sich Laser und Diodenlaser, aber auch inkohärente Lichtquellen wie bspw. LEDs.

In einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lichtquelle derart ausgestaltet, dass ihr Spektrum eine ungleichmäßige Wellenlängenverteilung aufweist, wobei die Mischung der Wellenlängen insbesondere weißes Licht ergeben kann. Das Spektrum umfasst mindestens einen Wellenlängenbestandteil, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders absorbiert oder gestreut wird als vom Zahnmaterial, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Farbe unterscheidet. Die Bestrahlungseinrichtung kann insbesondere drei monochromatische Lichtquellen umfassen, deren Strahlungen verschiedene Wellenlängen aufweisen.

In einer dritten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Lichtquelle eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Farbtemperatur des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes zugeordnet. Die Einstellvorrichtung kann dazu genutzt werden, die Farbtemperatur des Lichtes derart einzustellen, dass Unterschiede zwischen gesundem Zahn und Zahnfüllungsresten zutage treten.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Licht, mit der die Bestrahlung erfolgt, in mindestens einer Richtung ein Profil mit einer konstanten Intensitätsverteilung aufweisen. Falls die Bestrahlungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie den Zahn punkförmig beleuchtet, so kann der Punkt insbesondere eine Intensitätsverteilung aufweisen, die in Radialrichtung einen konstanten Abschnitt besitzt. Ein Profil mit einer Intensitätsverteilung, die einen konstanten Abschnitt aufweist, bspw. ein Hat-Top-Profil, kann, wie oben ausgeführt, gegenüber einem Gauß'schen Profil von Vorteil sein, da weniger Intensitätsschwankungen im bestrahlten Bereich des Zahns auftreten.

Außerdem kann die Bestrahlungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Operationsmikroskop oder eine OP-Beleuchtung integriert sein. Selbstverständlich kann sie auch als eigenständige Einheit ausgeführt sein. Zudem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abtasteinheit zum Abtasten (Scannen) des Zahnes umfassen. Schließlich kann sie auch eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der Intensität des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes aufweisen, um dem Anwender die Möglichkeit zu geben, eine Intensität einzustellen, die ihm das Erkennen der Zahnfüllungsreste erleichtert und die ihm angenehm ist.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren.
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
8 zeigt ein mögliches Intensitätsprofil eines in der Erfindung verwendeten Lichtstrahles in Radialrichtung.
9 zeigt eine alternative Ausgestaltung des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels.
Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren anhand von 1 beschrieben.
In 1 dargestellt sind ein Zahn 1, ein Zahnfüllungsrest 3 sowie ein Lichtstrahl 5, mit dem der Zahn 1 in einem lokal begrenzten Bereich bestrahlt wird. Der Lichtstrahl 5 weist in Radialrichtung das in 8 dargestellte Hat-Top-Profil als Intensitätsprofil auf und ist vorzugsweise aus farbigem und insbesondere monochromatischem Licht gebildet. Die Wellenlänge(n) des Lichtstrahles 5 ist bzw. sind derart gewählt, dass das Licht vom Zahnmaterial, insbesondere vom Dentin, stark gestreut, vom Zahnfüllungsmaterial jedoch stark absorbiert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt rotes oder grünes Licht zur Anwendung. Das vom Zahnmaterial gestreute Licht tritt dann u.a. um den bestrahlten Bereich herum aus, wie dies in 1 durch die Pfeile 7 angedeutet ist. Um den Beleuchtungspunkt herum erscheint daher ein farbiger Hof. Vom Zahnfüllungsmaterial wird das gestreute Licht jedoch stärker absorbiert als vom Zahnmaterial, so dass an der Stelle des Zahnfüllungsrestes 3 weniger gestreutes Licht aus dem Zahn austritt, wodurch der Zahnfüllungsrest 3 dunkler als das ihn umgebende Zahnmaterial erscheint. Im Extremfall kann der Zahnfüllungsrest 3 sogar ganz schwarz erscheinen.
Im beschrieben Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass das Zahnfüllungsmaterial 3 das zur Bestrahlung verwendete Licht stärker absorbiert als das Zahnmaterial 1. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass dies keine Voraussetzung für das Funktionieren des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Wichtig ist nur, dass sich das Absorptions- und/oder Streuverhalten von Zahnfüllungsmaterial 3 und Zahnmaterial 1 für das zur Bestrahlung gewählte Licht unterscheiden und sich dieser Unterschied in einem Helligkeits- oder Farbunterschied im vom Zahnfüllungsmaterial 3 bzw. vom Zahnmaterial 1 gestreuten Licht bemerkbar macht. Bspw. kann das Zahnfüllungsmaterial 3 je nach verwendetem Material und individuellem Absorptionserhalten der Zähne auch das zur Bestrahlung ausgewählte Licht weniger stark absorbieren als das Zahnmaterial. In diesem Fall würde das Zahnfüllungsmaterial 3 heller erscheinen als das Zahnmaterial 1. Entsprechendes gilt auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
In einer alternativen Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels erfolgt die Bestrahlung des Zahns 1 nicht punktförmig, sondern Linienförmig, wie dies in 9 dargestellt ist. Das Intensitätsprofil der Linie weist senkrecht zu ihrer Ausdehnungsrichtung vorzugsweise einen konstanten Abschnitt, bspw. in Form eines sehr schmalen Hat-Top-Profils, auf. In den Bereichen beidseitig der Bestrahlungslinie 6 kann anhand der Intensität des gestreuten Lichtes zwischen dem Zahnmaterial 1 und dem Zahnfüllungsmaterial 3 unterschieden werden. Aufgrund der stärkeren Absorption des Lichtes im Zahnfüllungsmaterial 3 erscheinen die Bereiche beidseitig der Bestrahlungslinie 6 dort, wo sich Zahnmaterial 1 befindet, heller als dort, wo sich Zahnfüllungsmaterial 3 befindet. Durch Abtasten des Zahnes 1 senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der Bestrahlungslinie 6 kann der Arzt die Ausdehnung der Zahnfüllung bzw. Zahnfüllungsreste ermitteln.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren. Der Zahn 1 wird in diesem Ausführungsbeispiel großflächig mit Licht 5' bestrahlt. Das zum Bestrahlen verwendete Licht weist ein Spektrum mit ungleichmäßig verteilten Wellenlängen und vorzugsweise eine über den gesamten Bestrahlungsquerschnitt weitgehend konstante Intensität auf. In der Mischung der Wellenlängen erscheint es jedoch weiß. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Spektrum rotes, grünes und blaues Licht, wie in 2 durch gepunktete, durchgezogene bzw. gestrichelte Linien angedeutet ist. Das Licht 5' wird vom Zahnmaterial gestreut, und ein Teil des gestreuten Lichtes 7 tritt aus dem Zahn 1 wieder aus. Da das Zahnmaterial, insbesondere das Dentin, sichtbares Licht nur mit einer sehr geringen Wellenlängenabhängigkeit streut, erscheint das gestreute Licht 7 im Wesentlichen ebenso weiß, wie das Licht 5', mit dem der Zahn 1 bestrahlt wird.
Das Zahnfüllungsmaterial weist im Gegensatz zum Zahnmaterial jedoch ein wellenlängenabhängiges Streu- und Absorptionsverhalten auf. Im Bereich eines Zahnfüllungsrestes 3 hat das gestreute Licht daher einen Farbstich, anhand dessen sich der Zahnfüllungsrest 3 leicht identifizieren lässt.
Die Wellenlängen des Spektrums des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes werden vorzugsweise so gewählt, dass sie vom Zahnfüllungsmaterial stark unterschiedlich gestreut werden.
Zwar wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mischung aus rotem, grünem und blauem Licht zum Bestrahlen des Zahnes verwendet, jedoch reicht es aus, wenn mindestens zwei verschiedene Wellenlängen verwendet werden. Zwar erscheint der Zahn dann nicht mehr weiß, jedoch lässt sich noch immer ein Farbunterschied zwischen Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial feststellen, insbesondere dann, wenn die verwendeten Wellenlängen an das Streu- oder Absorptionsvermögen des Zahnmaterials und/oder des Zahnfüllungsmaterials angepasst sind.
In einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels kann die Bestrahlung des Zahnes 1 auch mit Licht erfolgen, dessen Farbtemperatur variabel ist.
Üblicherweise ist der Farbton des Zahnfüllungsmaterials derart an den Zahn angepasst, dass die Zahnfüllung entweder bei Tageslicht oder bei Raumbeleuchtung nicht vom Zahnmaterial zu unterscheiden ist. Anhand einer Variation der Farbtemperatur, bspw. von Licht, dessen Farbtemperatur Tageslicht entspricht, zu Licht dessen Farbtemperatur einer Raumbeleuchtung entspricht, lassen sich Unterschiede zwischen Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial erkennen, die auf das wellenlängenabhängige Streu- und Absorptionsverhalten des Zahnfüllungsmaterials zurück gehen. Ist das Streu- und Absorptionsverhalten des Zahnfüllungsmaterials bereits vorab bekannt, so kann die Farbtemperatur des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes von vornherein derart an das Zahnfüllungsmaterial angepasst sein, dass leicht zu erkennende Unterschiede zwischen Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial auftreten.
Die 3 bis 7 zeigen Verschieden Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten eines Zahns.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt 3. Dieses Ausführungsbeispiel ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.
Dargestellt sind der Zahn 1 sowie das gestreute Licht 7. Zum lokalen Bestrahlen des Zahns 1 ist eine Bestrahlungseinrichtung vorhanden, die als Stift 11 ausgebildet ist. Zum Einstellen der Intensität der Bestrahlung umfasst die Bestrahlungseinrichtung außerdem einen Intensitätsregler (nicht dargestellt).
Der Stift 11 umfasst eine Lichtquelle 12, die bspw. rotes oder grünes Licht abgibt, und kann zur lokalen Bestrahlung direkt an den Zahn 1 angehalten werden. Er erzeugt einen Lichtpunkt dessen radiale Intensitätsverteilung dem in 8 dargestellten Hat-Top-Profil entspricht. Die Versorgung der Lichtquelle 12 mit Energie erfolgt über eine Leitung 13, sie kann jedoch alternativ auch mittels eines in den Stift 11 integrierten Energiespeichers, wie bspw. einer Batterie oder eines Akkumulators, erfolgen.
Als Lichtquellen 12 können kohärente Lichtquellen, wie bspw. Laser oder Diodenlaser, aber auch inkohärente Lichtquellen, wie bspw. LEDs, Verwendung finden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt 4. Dieses Ausführungsbeispiel ist ebenfalls zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.
Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Bestrahlungseinrichtung statt einem Stift 11 mit einer integrierten Lichtquelle 12 eine ortsfeste Lichtquelle 22 und einen Lichtleiter 21 umfasst. Der Lichtleiter 21 kann an den Zahn angehalten werden, so dass der Zahn mit Hilfe des Lichtleiters 11 lokal mit dem Licht der Lichtquelle 22 bestrahlt werden kann.
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.
Die Figur zeigt neben dem Zahn 1 und dem gestreuten Licht 7 ein Operationsmikroskop 30, in welches eine Bestrahlungseinheit 31, 32 integriert ist. Die Bestrahlungseinheit umfasst eine bspw. rotes oder grünes Licht abgebende Lichtquelle 32 sowie eine Fokussieroptik 31, mit deren Hilfe die Bestrahlung des Zahnes 1 lokal beschränkt werden kann. Die Fokussieroptik 31 kann derart ausgebildet sein, dass das Licht der Lichtquelle 32 auf einen Punkt fokussiert wird, der relativ zum Fokuspunkt des Mikroskops 30 leicht versetzt ist. Als Fokussieroptik 31 kann dann im einfachsten Fall eine einzelne Fokussierlinse dienen. Alternativ kann die Fokussieroptik 31 auch derart ausgebildet sein, dass die Bestrahlung des Zahns 1 ringförmig um den Fokuspunkt des Mikroskops 30 herum erfolgt. Helligkeitsschwankungen im farbigen Hof, die nicht auf Zahnfüllungsreste zurückzuführen sind, werden durch die ringförmige Beleuchtung vermindert. Als weitere Alternative kann die Bestrahlung linienförmig erfolgen, wie dies in 9 dargestellt ist. In diesem Fall umfasst die Bestrahlungseinrichtung zusätzlich eine Abtasteinrichtung, um den Zahn mit der Linie abtasten zu können. Eine Abtasteinrichtung kann aber auch bei punkt- oder kreisförmiger Beleuchtung vorhanden sein, insbesondere, wenn der Punkt- oder Kreisquerschnitt sehr klein oder der zu untersuchende Bereich des Zahnes groß ist.
Die Untersuchung des Zahns 1 auf Zahnfüllungsreste erfolgt mit dem Operationsmikroskop 30. Selbstverständlich kann die Untersuchung auch dann mit Hilfe eines Operationsmikroskops erfolgen, wenn die Bestrahlungseinheit nicht in das Operationsmikroskop integriert, sondern als eigenständige Einheit ausgebildet ist.
Ein viertes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt 6. Dieses Ausführungsbeispiel ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren ausgelegt.
Dargestellt ist eine Bestrahlungsvorrichtung 40, die eine Lichtquelleneinheit 42 zum Erzeugen von weißem Licht und eine Bestrahlungsoptik 41 zum Bestrahlen des Zahns mit dem weißen Licht umfasst. Die Lichtquelleneinheit umfasst drei Lichtquellen 43a, 43b, 43c zum Erzeugen von rotem, grünem und blauem Licht. Als Lichtquellen 43a, 43b, 43c können bspw. Laser oder LEDs Verwendung finden. Die Lichtquellen 43a, 43b, 43c sind über Lichtleiter 44a, 44b, 44c mit einem Mischer 45 verbunden, in dem eine Mischung des Lichts derart erfolgt, dass das gemischte Licht weiß erscheint. Über einen weiteren Lichtleiter 46 ist der Mischer 45 mit einer Bestrahlungsoptik 41 verbunden. Die Bestrahlungsoptik 41 ist derart ausgebildet, dass der Zahn insbesondere großflächig und gleichmäßig mit dem gemischten Licht bestrahlt werden kann. Um ein gleichmäßiges Bestrahlen zu gewährleisten, ist die Bestrahlungsoptik 41 bspw. derart ausgelegt, dass der Strahlquerschnitt in Radialrichtung das in 8 dargestellte Hat-Top-Profil aufweisen.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt 7. Die Vorrichtung 50 umfasst eine Lichtquelle 52 sowie eine Bestrahlungsoptik 51, mit deren Hilfe der Zahn insbesondere großflächig und gleichmäßig mit dem Licht der Lichtquelle bestrahlt werden kann. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn der Strahlquerschnitt eine konstante Intensitätsverteilung aufweist.
Die Lichtquelle 52 ist derart ausgebildet, dass ihre Farbtemperatur mittels einer mit der Lichtquelle verbundenen Einstellvorrichtung 53 variiert werden kann. Zum Kenntlichmachen von Zahnfüllungsresten kann die Farbtemperatur mittels der Einstellvorrichtung so lange variiert werden, bis eine Farbtemperatur eingestellt ist, bei der sich das Zahnfüllungsmaterial vom Zahnmaterial unterscheidet. Ist das Streu- oder Absorptionsverhalten des Zahnfüllungsmaterials bekannt, kann die Farbtemperatur auch bereits vor der Bestrahlung derart eingestellt werden, dass das Zahnfüllungsmaterial zu erkennen ist. Das Suchen der richtigen Einstellung ist in diesem Fall nicht nötig.
Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele können eine Einstellmöglichkeit zum Einstellen der Intensität des zur Bestrahlung verwendeten Lichtes aufweisen, um dem Anwender die Möglichkeit zu geben, die Intensität auf einen für ihn angenehmen und ein optimales Unterscheiden von Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial gewährleistenden Wert einzustellen.

Claims

Verfahren zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten (3) eines Zahns (1), bei welchem der Zahn (1) mit Licht (5; 5') bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit Licht (5, 5') erfolgt, welches mindestens einen Wellenlängenbestandteil umfasst, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders als vom Zahnmaterial absorbiert oder gestreut wird, dass sich der Zahnfüllungsrest vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit oder in seiner Farbe unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestrahlung des Zahns (1) in einem lokal begrenzten Bereich erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der lokal begrenzte Bereich eine Linie darstellt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein Abtasten des Zahnes (1) mit dem Bestrahlungslicht erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Bestrahlung mit Licht (5) erfolgt, das eine Wellenlänge aufweist, bei der der Unterschied im Absorptions- und/oder Streuverhalten von Zahnmaterial und Zahnfüllungsmaterial am größten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Bestrahlung mit farbigem, insbesondere monochromatischem, Licht (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Bestrahlung mit rotem oder grünem Licht (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bestrahlen mit Licht (5') erfolgt, dessen Spektrum ungleichmäßig verteilte Wellenlängen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum mindestens zwei Wellenlängen aufweist, bei denen sich das Absorptions- und/oder das Streuvermögen des Zahnmaterials stark von dem des Zahnfüllungsmaterials unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Wellenlängen derart gewählt sind, dass das Zahnfüllungsmaterial oder das Zahnmaterial bei mindestens einer dieser Wellenlängen ein Extremum in Streu- und/oder Absorptionsverhalten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, bei dem die Verteilung der Wellenlängen im Spektrum derart gewählt ist, dass die Mischung der Wellenlängen weißes Licht ergibt.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Spektrum drei verschiedene Wellenlängen aufweist, deren Mischung weißes Licht (5) ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Wellenlängen im Spektrum derart gewählt ist, dass das Spektrum eine bestimmte Farbtemperatur aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei denen das Bestrahlen mit Licht (5) erfolgt, dessen Intensitätsverteilung in mindestens einer Richtung einen konstanten Abschnitt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Bestrahlen mit einem Lichtstrahl erfolgt, dessen Intensitätsverteilung in Radialrichtung einen konstanten Abschnitt aufweist.
Vorrichtung zum Kenntlichmachen von zahnfarbenen Zahnfüllungsresten (3) eines Zahns (1) mit einer eine Lichtquelle (12; 22; 32; 42; 52) umfassenden Bestrahlungseinrichtung (11; 21, 22; 31, 32; 40; 50) zum Bestrahlen des Zahns (1) mit Licht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (12; 22; 32, 42, 52) Licht mit mindestens einem Wellen längenbestandteil ausstrahlt, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders als vom Zahnmaterial absorbiert oder gestreut wird, dass sich der Zahnfüllungsrest (3) vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit oder in seiner Farbe unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einstellvorrichtung zum Einstellen oder Abschwächen der Intensität des Lichtes der Lichtquelle (12; 22; 32, 42, 52) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (11; 21, 22; 31, 32) derart ausgestaltet ist, dass sie eine lokale Bestrahlung des Zahns (1) ermöglicht und dass die Lichtquelle (12; 22; 32) Licht mit mindestens einem Wellenlängenbestandteil ausstrahlt, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders als vom Zahnmaterial absorbiert oder gestreut wird, dass sich der Zahnfüllungsrest (3) vom Zahnmaterial in seiner Helligkeit unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung als ein die Lichtquelle (12) umfassender Stift (11) ausgebildet ist, welcher derart ausgestaltet ist, dass er direkt an den Zahn (1) anzuhalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung einen Lichtleiter (21) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung in ein Operationsmikroskop (30) zum Beobachten des Zahns (1) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (31, 32) derart ausgestaltet ist, dass der Beleuchtungspunkt relativ zum Fokuspunkt des Operationsmikroskops (30) versetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (31, 32) derart ausgestaltet ist, dass die Bestrahlung ringförmig um den Fokuspunkt des Operationsmikroskops (30) herum erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der die Lichtquelle (43a, 43b, 43c) derart ausgestaltet ist, dass ihr Spektrum eine ungleichmäßige Wellenlängenverteilung aufweist und mindestens einen Wellenlängenbestandteil umfasst, der vom Zahnfüllungsmaterial derart anders absorbiert oder gestreut wird als vom Zahnmaterial, dass sich der Zahnfüllungsrest (3) vom Zahnmaterial in seiner Farbe unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängenverteilung derart gewählt ist, dass die Mischung der Wellenlängen weißes Licht darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung (40) drei monochromatische Lichtquellen (43a, 43b, 43c) umfasst, deren Licht jeweils eine andere Wellenlänge aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei welcher der Lichtquelle (52) eine Einstellvorrichtung (53) zum Einstellen der Farbtemperatur des von der Lichtquelle (52) ausgehenden Lichtes zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Bestrahlungseinrichtung (11; 21, 22; 31, 32; 40; 50) derart ausgestaltet ist, dass sie den Zahn (1) linienförmig bestrahlt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Bestrahlungseinrichtung (11; 21, 22; 31, 32; 40; 50) derart ausgestaltet ist, dass das Licht, mit der die Bestrahlung erfolgt, einen Bestrahlungs querschnitt besitzt, der in mindestens einer Richtung eine Intensitätsverteilung mit einem konstanten Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der die Bestrahlungseinrichtung (11; 21, 22; 31, 32; 40; 50) derart ausgestaltet ist, dass sie den Zahn (1) punkförmig beleuchtet und der Punkt eine Intensitätsverteilung aufweist, die in Radialrichtung einen konstanten Abschnitt besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung in ein Operationsmikroskop integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20 oder 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung in eine OP-Beleuchtung integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20 oder 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinrichtung als selbständige Einheit ausgebildet ist.