DE112019005246T5

DE112019005246T5 - System und Verfahren zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze einer zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsvorrichtung und ein Softwareprodukt und/oder Netzwerk zum Ausführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE112019005246T5
Application number: DE112019005246.2T
Authority: DE
Inventors: Etienne Lebreton
Original assignee: Ferton Holding SA
Current assignee: Ferton Holding SA
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2020104659A1; EP3657434A1

Abstract

System zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze (20) einer zahnärztlichen, insbesondere einer austauschbaren Instrumentenspitze (20), umfassend:- einen Aufnahmebereich (15) zum Platzieren der Instrumentenspitze (20) innerhalb des Aufnahmebereichs (15) und- eine Referenzmarkierung (40), wobei das System so konfiguriert ist, dass die Referenzmarkierung (40) und die Instrumentenspitze (20) gleichzeitig visuell erfasst werden können, vorzugsweise aus einer Draufsicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze eines zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsgeräts sowie ein Softwareprodukt und/oder Netzwerk zum Ausführen des Verfahrens.
Aus dem Stand der Technik, z. B. aus der US 2006 / 0 123 958 A1 , ist es bekannt, einen Drehmomentschlüssel zum Verbinden einer austauschbaren medizinischen oder zahnärztlichen Instrumentenspitze mit einem Handstück zu verwenden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Instrument um ein zahnärztliches Instrument, und die Instrumentenspitze ist eine Scaling-Spitze, die zum Entfernen von Plaque und/oder Zahnstein von Zähnen durch Scaling verwendet wird. Austauschbare Instrumentenspitzen ermöglichen die Anwendung von Instrumententypen, die sich hinsichtlich ihrer Spezifikationen und/oder ihres Verwendungszustands unterscheiden, unter Verwendung eines gemeinsamen Handstücks. Um jedoch Beschädigungen der Instrumentenspitze und/oder des Handstücks durch ein unangemessen hohes Drehmoment beim Verbinden zu vermeiden, begrenzt der Drehmomentschlüssel einerseits das zum Verbinden der Instrumentenspitze und des Handstücks verwendete Drehmoment. Andererseits sorgt der Drehmomentschlüssel dafür, dass die Instrumentenspitze nicht zu locker mit dem Handstück verbunden wird. Der Drehmomentschlüssel gewährleistet z. B. eine ordnungsgemäße Verbindung der Instrumentenspitze mit dem Handstück zur Übertragung einer von einer Aktivatoreinheit des Handstücks erzeugten Ultraschallbewegung auf die Instrumentenspitze.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung einer austauschbaren Instrumentenspitze ist die Möglichkeit, die Instrumentenspitze zu wechseln, insbesondere wenn die Instrumentenspitze abgenutzt ist und nicht mehr verwendet werden kann, ohne dass Schäden an den Patientenzähnen entstehen, d. h. ohne dass es zu einer Überinstrumentierung kommt, oder die Effizienz so reduziert wird, dass Zahnstein oder Biofilme an den Zähnen verbleiben. Typischerweise muss die Instrumentenspitze ausgetauscht werden, wenn sich die Länge der Instrumentenspitze um mehr als 2 mm verringert hat. Ansonsten ist die Vibration nicht mehr für parodontale Anwendungen geeignet. Um eine Kontrolle des Verschleißes zu ermöglichen, sind „Spitzenkarten“ bekannt. Ein großer Teil der Zahnärzte verwendet die Spitzenkarte jedoch nicht, da die dem Gerät beiliegenden Handbücher meist nicht konsultiert werden. Dies gilt für Instrumentenspitzen, die für parodontale schwingungsarme Anwendungen verwendet werden oder analog supragingival zum Einsatz kommen.
Neben der Verwendung einer „Spitzenkarte“ ist eine weitere Möglichkeit zur Identifizierung des Zustands der Instrumentenspitze aus der US 9, 9,904,996 B2 bekannt, die die Aufzeichnung eines digitalen Bildes einer Instrumentenspitze, zumindest eines Endes der Instrumentenspitze, beschreibt. Anschließend wird die Kontur der abgenutzten Spitze aus dem digitalen Bild isoliert und mit Referenzbildern aus einer Bibliothek von Referenzbildern digital verglichen. Zur Aufzeichnung des Bildes der Instrumentenspitze wird die Instrumentenspitze in einer definierten Position in einer Haltevorrichtung angeordnet und eine Kamera zur Aufzeichnung des digitalen Bildes durch eine Plattform der Haltevorrichtung relativ zur fixierten Instrumentenspitze positioniert.
Unter Berücksichtigung des obigen Standes der Technik war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren zur Bestimmung des Zustandes einer Instrumentenspitze von zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsvorrichtungen weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf deren Handhabung und eine präzise Bestimmung eines Verschleißgrades.
Dieser Aufgabe wird erfüllt durch das System zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze eines zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, das Verfahren nach Anspruch 11 und ein Softwareprodukt und/oder Netzwerk nach Anspruch 15. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren enthalten.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze einer zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsvorrichtung, insbesondere einer austauschbaren Instrumentenspitze, bereitgestellt, umfassend:

- einen Aufnahmebereich zur Platzierung der Instrumentenspitze innerhalb des Aufnahmebereichs und
- eine Referenzmarkierung,

Im Gegensatz zum Stand der Technik können sowohl die Referenzmarkierung als auch die Instrumentenspitze gleichzeitig visuell erfasst werden, wenn die Instrumentenspitze innerhalb des Aufnahmebereichs angeordnet ist. Dabei fixiert der Aufnahmebereich die Instrumentenspitze in einer vordefinierten Position. Dadurch kann zum einen die Reproduzierbarkeit der Bestimmung des Verschleißzustandes im Vergleich zur Verwendung einer „Spitzenkarte“ verbessert und die Zuverlässigkeit der Bestimmung erhöht werden. Auf der anderen Seite ist es durch die gleichzeitige Erfassung der Instrumentenspitze und der Referenzmarkierung vorteilhaft möglich, sich nicht auf eine Bibliothek von Referenzbildern von Instrumentenspitzen, wie in US 9,904,996 B2 offenbart, verlassen zu müssen. Stattdessen kann der Anwender z.B. durch eine erste visuelle Überprüfung den Zustand des Instruments leicht abschätzen. Vorzugsweise wird der Zustand durch Projektion des Endes der Instrumentenspitze auf eine Ebene mit der Referenzmarkierung ermittelt, so dass die relative Position des projizierten Endes zur Referenzmarkierung ein Maß für einen Verschleißgrad ist. Um die Referenzmarkierung und die Instrumentenspitze gleichzeitig zu erfassen, müssen die Referenzmarkierung und der Aufnahmebereich zumindest so angeordnet sein, dass die Projektion der Instrumentenspitze oder vorzugsweise ein spitzes Ende der Instrumentenspitze, insbesondere in der Draufsicht, nahe oder auf der Referenzmarkierung liegt. Der Begriff „nahe“ beschreibt bevorzugt einen Abstand von weniger als 5 cm, besonders bevorzugt weniger als 2,5 cm und am meisten bevorzugt weniger als 1 cm. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Instrumentenspitze aus der Ebene mit der Referenzmarkierung herausragt, insbesondere entlang einer Richtung senkrecht zu der Ebene mit der Referenzmarkierung.
Die Instrumentenspitze ist vorzugsweise eine Scaling-Spitze, d. h. eine Instrumentenspitze, die zur Reinigung von Zähnen durch Scaling verwendet wird. Insbesondere bilden ein Handstück und die Instrumentenspitze im montierten Zustand die zahnärztliche Behandlungsvorrichtung. Die Instrumentenspitze kann durch einen zylindrischen Metallkörper gebildet sein, der gebogen und/oder verdreht ist, wobei sich der Metallkörper zu einem scharfen oder spitzen Ende verjüngt. Die Projektion der Instrumentenspitze aus einer Draufsicht fokussiert somit auf das relevante spitze Ende der Instrumentenspitze, das verdreht ist und in der Draufsichtperspektive aus dem zylindrischen Körper der Instrumentenspitze herausragt. Dabei erstreckt sich die Draufsicht, d. h. eine Ansichtsperspektive von oben nach unten, hauptsächlich parallel zu einer Richtung, die senkrecht zu der die Referenzmarkierung einschließenden Ebene und parallel zu dem nicht gebogenen Teil des zylindrischen Körpers der Instrumentenspitze verläuft. Zum Beispiel ist die Draufsicht hauptsächlich parallel zu einer Einführrichtung ausgerichtet, entlang der die Instrumentenspitze in den Aufnahmebereich eingeführt wird. Folglich kann das System mit der Referenzmarkierung kleiner ausgelegt werden, da die Projektion aus einer Draufsicht auf die Instrumentenspitze zur Bestimmung des Zustands der Instrumentenspitze verwendet wird, insbesondere im Vergleich zu solchen, die eine Seitenansicht der Instrumentenspitze erfassen, wie es von „Spitzenkarten“ bekannt ist.
Im Betrieb, d. h. während der Verwendung des Instruments zum Entfernen von Zahnstein und/oder Plaque von den Zähnen, ist die Instrumentenspitze am Handstück zum Tragen der Instrumentenspitze während des Betriebs angebracht, wobei die Instrumentenspitze an einem vorderen Ende des Handstücks angeordnet ist. Zum Entfernen von Zahnstein und/oder Plaque von den Zähnen wird das Handstück mit der Instrumentenspitze so an die Zähne herangeführt, dass die Instrumentenspitze in Kontakt mit der Oberfläche der Zähne steht. Vorzugsweise umfasst das Handstück eine Aktivatoreinheit zum Aktivieren einer Bewegung, insbesondere einer Ultraschallbewegung, der mit dem Handstück verbundenen Instrumentenspitze. Diese Ultraschallbewegung unterstützt die Entfernung von Flecken, Plaque und/oder Dentin-Zahnstein. Die Instrumentenspitze kann subgingival oder supragingival eingesetzt werden.
Die Referenzmarkierung ist z. B. ein Ring, der den Aufnahmebereich umgibt, vorzugsweise sind der Ring und der Aufnahmebereich konzentrisch zueinander angeordnet. So kann die Referenzmarkierung unabhängig von einer Orientierung des spitzen Endes der Instrumentenspitze innerhalb des Aufnahmebereichs verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Aufnahmebereich so gestaltet ist, dass die Orientierung des verdrehten und/oder gebogenen Endes der Instrumentenspitze festgelegt ist und die Referenzmarkierung nur in einem entsprechenden Bereich neben dem Aufnahmebereich, beispielsweise als Bogen, realisiert ist.
Es stellte sich heraus, dass das System sogar in der Lage ist, den Status der Instrumentenspitze richtig zu bestimmen, wenn die Instrumentenspitze leicht verformt ist, insbesondere in solchen Fällen, wenn die Verformung kleiner als 1 mm oder 2 mm ist. Eine solche Verformung kann durch ein Herunterfallen oder einen anderen Unfall verursacht werden. Somit ist es vorteilhafterweise möglich, eine kleine seitliche Abweichung der Instrumentenspitze zu berücksichtigen. Verformungen, die die oben genannte Grenze von 1 mm oder 2 mm überschreiten, sind für den Zahnarzt ohnehin deutlich sichtbar und würden eine Gegenmaßnahme, wie z. B. das Zurückbiegen der Instrumentenspitze oder den Wechsel der Instrumentenspitze, auslösen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich und/oder die Referenzmarkierung Teil eines Drehmomentschlüssels zum Anschluss der Instrumentenspitze an ein Handstück sind. Damit ist die Referenzmarkierung in vorteilhafter Weise in ein Bauteil integriert, das ohnehin vom Anwender zum Verbinden des Instruments mit dem Handstück verwendet wird. Somit kann der Zahnarzt regelmä-ßig den aktuellen Zustand zumindest annähernd bestimmen, ohne eine zusätzliche Spitzenkarte oder Haltevorrichtung zu benötigen. Es muss also keine zusätzliche Vorrichtung zur Bestimmung des Status der Instrumentenspitze vorgesehen werden, insbesondere nicht für eine erste visuelle Kontrolle. Insbesondere muss die Instrumentenspitze ohnehin im Aufnahmebereich des Drehmomentschlüssels positioniert sein.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Referenzmarkierung austauschbar am Drehmomentschlüssel anbringbar ist. So ist es möglich, die Referenzmarkierung an den Typ der Instrumentenspitze anzupassen, die sich in Dicke und Länge voneinander unterscheiden können. Folglich kann ein einziger Drehmomentschlüssel für verschiedene Typen von Instrumentenspitzen verwendet werden, wobei die Referenzmarkierung geändert wird, wenn die Instrumentenspitzen gewechselt werden. Vorzugsweise ist die Referenzmarkierung an einer ersten Stirnseite des Drehmomentschlüssels eingeklemmt, wobei die erste Stirnseite dem spitzen Ende der Instrumentenspitze zugewandt ist. Insbesondere kann die Referenzmarkierung formschlüssig und/oder passgenau an dem Drehmomentschlüssel befestigt sein. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Referenzmarkierung reproduzierbar an dem Drehmomentschlüssel befestigbar ist, so dass sich die Referenzmarkierung an der gleichen Position befindet. Beispielsweise ist ein Widerlager vorhanden, das die korrekte Ausrichtung der Referenzmarkierung unterstützt. Vorzugsweise ist das Widerlager durch oder an dem Aufnahmebereich realisiert, beispielsweise als Kragen, der den Aufnahmebereich umgibt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das System eine visuelle Erfassungsvorrichtung, wie z. B. eine Kamera, zur gleichzeitigen Erfassung der Referenzmarkierung und der Instrumentenspitze. Die Kamera ist z. B. in ein mobiles Gerät, wie ein Smartphone oder Tablet, eingebaut. Durch die Erfassung der Referenzmarkierung und der Instrumentenspitze in der Draufsicht kann auf einfache Weise ein Bild aufgenommen werden, das die Projektion der Instrumentenspitze auf die Ebene mit der Referenzmarkierung, insbesondere die erste Stirnseite des Drehmomentschlüssels, zeigt. Es ist denkbar, dass die Erfassungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass der Benutzer bei der korrekten Ausrichtung der Erfassungseinheit relativ zur Instrumentenspitze und/oder der Referenzmarkierung unterstützt wird. Beispielsweise ist die Erfassungsvorrichtung derart konfiguriert, dass der Benutzer die Erfassungseinheit über den Drehmomentschlüssel und/oder die Instrumentenspitze bewegt, bis die Erfassungseinheit den Benutzer über die korrekte Ausrichtung der Erfassungseinheit informiert. Insbesondere wird der Benutzer von der Erfassungseinheit informiert, wenn ein parallaxenfreies Bild aufgenommen werden kann. Somit muss keine zusätzliche Korrektur durchgeführt werden. Vorzugsweise wird der Benutzer durch ein akustisches und/oder ein optisches Signal informiert.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System ein Identifikationselement, wie einen Barcode oder QR-Code, zur Identifizierung eines Typs der in den Aufnahmebereich platzierten Instrumentenspitze umfasst, wobei insbesondere die Identifikation so angeordnet ist, dass die Referenzmarkierung, das Identifikationselement und die Instrumentenspitze gleichzeitig visuell, vorzugsweise in einer Draufsicht, erfasst werden können. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Art der Instrumentenspitze und den Zustand der Instrumentenspitze zu erkennen und zu bestimmen, z. B. durch eine einzige Bildaufzeichnung. Vorzugsweise ist das Identifikationselement mit der Referenzmarkierung verbunden, die entsprechend der aktuell im Einsatz befindlichen Instrumentenspitze gewählt wird. Das Identifikationselement ist z. B. in der Ebene, die die Referenzmarkierung umfasst, oder zumindest parallel zu dieser angeordnet. Insbesondere wird die Information über den Typ der Instrumentenspitze zur Bestimmung des Zustands der Instrumentenspitze verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System eine Auswerteeinheit umfasst, die in Verbindung mit der visuellen Erfassungsvorrichtung steht. Vorzugsweise weist die Auswerteeinheit einen Prozessor auf, um Berechnungen und/oder Auswertungen bezüglich des aufgenommenen Bildes, das von der Erfassungseinheit aufgenommen wird, vorzunehmen. Mit Hilfe der Auswerteeinheit ist es vorteilhaft möglich, den Abnutzungsgrad der Instrumentenspitze genau zu bestimmen. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise in die mobile Einheit integriert oder ist Teil eines Netzwerks, das mit der visuellen Erfassungseinheit in Verbindung steht. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit so konfiguriert, dass sie Elemente im aufgenommenen Bild identifiziert und diese Elemente der Instrumentenspitze und/oder der Referenzmarkierung zuordnet.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit derart konfiguriert, dass

- die Auswerteeinheit die Position der visuellen Erfassungsvorrichtung relativ zur Referenzmarkierung und/oder zum Aufnahmebereich ermittelt und/oder
- die Auswerteeinheit eine relative Position einer Projektion der Instrumentenspitze auf die Referenzmarkierung in einem von der Erfassungsvorrichtung erfassten Bild korrigiert. Durch die Erfassung der tatsächlichen Position der visuellen Erfassungsvorrichtung relativ zur Referenzmarkierung und/oder zum Aufnahmebereich ist es vorteilhaft möglich, eine Parallaxe zu berücksichtigen, die durch eine Abweichung von einer optimalen Aufzeichnungsposition entsteht, die beispielsweise 30 cm von der ersten Ebene mit der Referenzmarkierung entfernt ist und mittig über dem Aufnahmebereich liegt. So kann der Anwender auf einfache Weise das Bild aufzeichnen, ohne sich Gedanken darüber zu machen, ob er das Bild der Instrumentenspitze und der Referenzmarkierung so aufgezeichnet hat, dass das aufgezeichnete Bild zuverlässig zur Bestimmung des Zustandes der Instrumentenspitze ist, da die Auswerteeinheit die durch Abweichungen der Erfassungsvorrichtung von der optimalen Aufzeichnungsposition verursachten Verschiebungen der relativen Positionierung zwischen dem projizierten Ende der Instrumentenspitze und der Referenzmarkierung korrigiert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Hysterese zur Korrektur der relativen Lage des Endes der Instrumentenspitze zur Referenzmarkierung berücksichtigt wird. Damit können Verwechslungen vermieden werden, die durch Ungenauigkeiten der Messung entstehen und zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können, insbesondere wenn die Instrumentenspitze an ihrer Grenze ist, was einen Wechsel der Instrumentenspitze erforderlich macht. Dabei ist vorgesehen, dass die Hysterese höher ist als eine Ungenauigkeit, die Folgendes kombiniert:

- eine relative Positionsfreiheit der Instrumentenspitze im Drehmomentschlüssel und
- eine relative Ungenauigkeit der aufgenommenen Messung, d. h. Abbildung. Durch die Verwendung der Hysterese ist es vorzugsweise möglich, nacheinander verschiedene Messungen mit demselben Drehmomentschlüssel durchzuführen, die denselben Korrekturwert ergeben.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Drehmomentschlüssel ein die im Aufnahmebereich angeordnete Instrumentenspitze umgebendes Gehäuse umfasst, wobei die Referenzmarkierung, das Gehäuse und die Instrumentenspitze gleichzeitig visuell erfassbar sind, wobei die Position des Gehäuses zur Bestimmung der Position der visuellen Erfassungsvorrichtung relativ zur Referenzmarkierung und/oder zum Aufnahmebereich verwendet wird. So ist es vorteilhaft möglich, die Position der Erkennungsvorrichtung z. B. durch Erkennen einer Abweichung von einer konzentrischen Anordnung zwischen dem Gehäuse und der Referenzmarkierung zu approximieren. Weiterhin kann die Größe der Referenzmarkierung und/oder des Gehäuses im aufgezeichneten Bild verwendet werden, um den Abstand zwischen der Referenzmarkierung und der Erfassungsvorrichtung zu bestimmen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit dazu konfiguriert ist, den Zustand der Instrumentenspitze anhand der korrigierten Relativposition zwischen Instrumentenspitze und Referenzmarkierung zu bestimmen. Damit ist es möglich, den Zustand der Instrumentenspitze, insbesondere einen Verschleißgrad, automatisch präzise und korrigiert zu bestimmen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System eine Ausgabevorrichtung zur Information eines Benutzers über den Zustand der Instrumentenspitze umfasst. Somit kann der Benutzer über den Status der Instrumentenspitze informiert werden, z. B. ob ein Wechsel der Instrumentenspitze notwendig ist oder nicht. Die Ausgabevorrichtung kann ein Display sein, z. B. das Display der mobilen Einheit, und/oder ein Lautsprecher zur Erzeugung eines akustischen Signals und/oder eine LED zur Erzeugung eines visuellen Signals.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer Instrumentenspitze einer zahnärztlichen Behandlungsvorrichtung, insbesondere unter Verwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:

- Positionieren der Instrumentenspitze in einem Aufnahmebereich,
- Erfassen einer Projektion der Instrumentenspitze auf eine Ebene, die eine Referenzmarkierung umfasst, wobei sich die Ebene vorzugsweise senkrecht zur Ausrichtung der am Aufnahmebereich befestigten Instrumentenspitze erstreckt, und
- Bestimmen des Zustands der Instrumentenspitze auf der Grundlage der relativen Position der Projektion des Endes der Instrumentenspitze zu der Referenzmarkierung.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektion der Instrumentenspitze aus der Perspektive einer Draufsicht auf die Instrumentenspitze erfasst wird.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Projektion der Instrumentenspitze von einer Erfassungsvorrichtung, insbesondere von einer visuellen Erfassungsvorrichtung wie eine Kamera, erfasst wird.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine parallaxenfreie Relativposition zwischen der Projektion des Endes der Instrumentenspitze und der Referenzmarkierung zur Bestimmung des Zustands der Instrumentenspitze verwendet wird, insbesondere unter Verwendung einer Auswerteeinheit.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Softwareprodukt und/oder ein Netzwerk, wobei das Softwareprodukt und/oder das Netzwerk Programmcode zur Implementierung eines der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
Soweit nicht bereits explizit beschrieben, können einzelne Ausführungsformen bzw. deren einzelne Aspekte und Merkmale miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden, ohne den Umfang der beschriebenen Erfindung einzuschränken oder zu erweitern, wann auch immer eine solche Kombination oder ein solcher Austausch sinnvoll und im Sinne der vorliegenden Erfindung ist. Vorteile, die in Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, sind, wo immer anwendbar, auch für andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft.
In den Zeichnungen:

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Drehmomentschlüssels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt schematisch eine Querseitenansicht des in 1 dargestellten Drehmomentschlüssels
3 zeigt schematisch perspektivische Ansichten des in 1 dargestellten Drehmomentschlüssels
4 zeigt ein Bauteil, das geeignet ist, an das Drehmoment-Element der 1 bis 4 oder an einen anderen Drehmomentschlüssel montiert zu werden
5 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung des Zustands der Instrumentenspitze gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
6a bis 6c zeigt Draufsichten verschiedener Perspektiven auf einen Drehmomentschlüssel mit einer Referenzmarkierung
7 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform illustriert und
8 zeigt Draufsichten von Drehmomentschlüsseln mit verschiedenen Typen von Instrumentenspitzen

In den 1 bis 3 ist ein Drehmomentschlüssel 1 zum Verbinden einer austauschbaren Instrumentenspitze 20 mit einem Handstück, das die austauschbare Instrumentenspitze 20 im Betrieb trägt, in einer Seitenansicht (1), in einer Querschnittsansicht (2) und in einer perspektivischen Ansicht (3) dargestellt. Die austauschbare Instrumentenspitze 20 ist beispielsweise eine Scaling-Spitze, d. h. eine Instrumentenspitze 20, die zur Reinigung von Zähnen durch Scaling verwendet wird, und insbesondere im montierten Zustand bilden das Handstück und die Instrumentenspitze 20 ein medizinisches Instrument, vorzugsweise ein zahnärztliches Instrument.
Eine solche Instrumentenspitze 20 kann durch einen zylindrischen Metallkörper gebildet sein, der gebogen und/oder verdreht ist, wobei sich der Metallkörper zu einem scharfen oder spitzen Ende 25 verjüngt. Im Betrieb, d. h. während der Verwendung des Instruments zum Entfernen von Zahnstein und/oder Plaque von den Zähnen, ist die Instrumentenspitze 20 an einem Handstück zum Tragen der Instrumentenspitze 20 während des Betriebs angebracht, wobei die Instrumentenspitze 20 an einem vorderen Ende des Handstücks (nicht dargestellt) angeordnet ist. Zum Entfernen von Zahnstein und/oder Plaque von den Zähnen wird das Handstück mit der Instrumentenspitze 20 so zu den Zähnen geführt, dass die Instrumentenspitze 20 in Kontakt mit der Oberfläche der Zähne ist. Vorzugsweise umfasst das Handstück eine Aktivatoreinheit zum Aktivieren einer Bewegung, insbesondere einer Ultraschallbewegung, der mit dem Handstück verbundenen Instrumentenspitze 20. Diese Ultraschallbewegung unterstützt die Entfernung von Flecken, Plaque und/oder Dentin-Zahnstein. Die Instrumentenspitze 20 kann subgingival oder supragingival eingesetzt werden.
Insbesondere ist das Handstück so aufgebaut, dass die Aktivatoreinheit die Ultraschallbewegung auf die Instrumentenspitze 20 überträgt, die sich am vorderen Ende des Handstücks befindet. Die Aktivatoreinheit umfasst z. B. ein Piezoelement zur Realisierung der Ultraschallbewegung. Das Handstück kann ferner eine Kühleinheit, beispielsweise einen Kühlkreislauf mit einem Wasserein- und/oder - auslass, zur Kühlung des Handstücks während des Betriebs umfassen. Es ist auch denkbar, dass das Handstück eine Stromversorgung zur Bereitstellung von Energie für eine Lichtquelle, wie z. B. eine LED, aufweist.
Durch das Scaling im Betrieb wird die Instrumentenspitze 20 typischerweise abgenutzt. Daher ist die Instrumentenspitze 20 ein Verbrauchsartikel, der von Zeit zu Zeit erneuert wird. Daher ist die Instrumentenspitze 20 austauschbar konfiguriert und ist kein integraler Bestandteil des Handstücks. Ein weiterer Vorteil einer austauschbaren Instrumentenspitze 20 ist der Wechsel zwischen verschiedenen Typen von Instrumentenspitzen 20 unter Verwendung desselben gemeinsamen Handstücks. Insbesondere sind die Instrumentenspitze 20 und das Handstück über Schnittstellenbereiche, die jeweils dem Handstück und der Instrumentenspitze 20 zugeordnet sind, miteinander verbunden.
Zum Verbinden der Instrumentenspitze 20 mit dem Handstück und/oder zum Trennen der Instrumentenspitze 20 wird ein Drehmomentschlüssel 1 verwendet. Dadurch ist es möglich, das richtige Drehmoment aufzubringen, das das Handstück, insbesondere einen entsprechenden Schnittstellenbereich des Handstücks, nicht zerstört und gleichzeitig gewährleistet, dass die Instrumentenspitze 20 nicht zu locker verbunden ist, um die Ultraschallbewegung vom Handstück auf die Instrumentenspitze 20 richtig zu übertragen.
Der in 1 dargestellte Drehmomentschlüssel 1 umfasst ein Basiselement 2 mit einer Ausnehmung, die einen Aufnahmebereich 15 zum Einsetzen der Instrumentenspitze 20 in den Aufnahmebereich 15 bildet. Neben dem Aufnahmebereich 15 weist der Drehmomentschlüssel 1 einen Drehmomentschlüsselmechanismus zum Aufbringen eines bestimmten Drehmoments beim Verbinden der Instrumentenspitze 20 mit dem Handstück auf. Insbesondere stellt eine das Basiselement 2 umgebende Feder 8 einen Teil der Drehmomentschlüsselmechanik dar. Ein solcher Drehmomentschlüssel-Mechanismus ist beispielsweise in der US 2006 123 958 A1 beschrieben, deren Inhalt bezüglich des Drehmomentschlüssel-Mechanismus hiermit ausdrücklich aufgenommen wird.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform weist das Basiselement 2 im Wesentlichen eine zylindrische Form auf, wobei im montierten Zustand die Instrumentenspitze 20 aus einer ersten Stirnseite 21 des zylindrischen Basiselements 2 herausragt, wenn der Drehmomentschlüssel mit der Instrumentenspitze 20 bestückt ist und eine zweite, der ersten Stirnseite 21 gegenüberliegende Stirnseite 22 eine Führungsstruktur 4 aufweist, die das Verbinden der Instrumentenspitze 20 mit dem Handstück unterstützt. Zur Bestückung des Handstücks mit einer bestimmten Instrumentenspitze 20 wird die Instrumentenspitze 20 in das den Aufnahmebereich 15 bildende Loch eingesetzt. Insbesondere erstreckt sich die Instrumentenspitze 20 bei Bestückung des Drehmomentschlüssels 1 mit der Instrumentenspitze 20 durch das Basiselement 2, insbesondere durch das gesamte Basiselement 2, wobei vorzugsweise das spitze Ende 25 der Instrumentenspitze 20 von der ersten Stirnseite 21 weg weist. Weiterhin sind der Drehmomentschlüssel 1 und die Instrumentenspitze 20 über einen Kopplungsmechanismus 24, vorzugsweise einen Kopplungsmechanismus 24 nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip, miteinander verbunden. Beispielsweise weist die Instrumentenspitze 20 an ihrem dem spitzen Ende 25 gegenüberliegenden Ende einen im Wesentlichen zylindrischen Basiskörper 23 auf, der zum Entfernen von Zahnstein und/oder Plaque dient, und der Basiskörper 23 umfasst einen Schlüsselsperrbereich 23' mit einem vorzugsweise nicht kreisförmigen Querschnitt. Dieser Sperrbereich 23' mit einem anderen Querschnitt wirkt mit einer entsprechenden Ausnehmung im Basiselement 2 an der zweiten Stirnseite 22 zur Bildung des Kopplungsmechanismus 24 zusammen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Instrumentenspitze 20 in das Loch, d. h. den Aufnahmebereich 15, eingesetzt wird, indem sie in das Loch an der zweiten Stirnseite 22 eintritt. Die Instrumentenspitze 20 kann über einen Clip oder einen Magneten an dem Drehmomentschlüssel 1 befestigt sein.
Um das Risiko einer Verletzung zu begrenzen, ist vorgesehen, dass die zweite Stirnseite 22 des Basiselements 2 die Führungsstruktur 4 zum Ausrichten der Instrumentenspitze 20 beim Einführen der Instrumentenspitze 20 in den Drehmomentschlüssel, insbesondere den Aufnahmebereich 15, aufweist. Insbesondere wird der Drehmomentschlüssel 1, beispielsweise manuell, in Richtung des Aufnahmebereichs 15 bewegt und die Führungsstruktur 4 verschiebt den Drehmomentschlüssel 1 und/oder die Instrumentenspitze 20 seitlich. Die Führungsstruktur 4 ist vorzugsweise durch eine entsprechende Krümmung, beispielsweise konkave Krümmung, der zweiten Stirnseite 22 des Drehmomentschlüssels 1 realisiert. Insbesondere bildet die Führungsstruktur 4 eine Öffnung aus, die sich entlang einer Richtung parallel zur Einführrichtung D, insbesondere in einer zur ersten Stirnseite 21 des Drehmomentschlüssels 1 weisenden Richtung, verjüngt. Insbesondere entspricht die Einführrichtung D einer Längsrichtung des Aufnahmebereichs 15.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Führungsstruktur 4 konzentrisch zum Basiskörper 23 der Instrumentenspitze 20 ist, der sich von der zweiten Stirnseite 22 aus erstreckt, wenn der Drehmomentschlüssel 1 mit der Instrumentenspitze 20 ausgestattet ist. Die Führungsstruktur 4 bildet z.B. einen Trichter oder eine Rinne. Vorzugsweise weist die Führungsstruktur 4 eine erste Höhe H1 auf, die sich parallel zur Einführrichtung D erstreckt, und ein Verhältnis zwischen der ersten Höhe H1 und der gesamten Höhe H2 des Basiskörpers 2, gemessen entlang der Einführrichtung D, hat einen Wert zwischen 0,1 und 0,5, bevorzugt zwischen 0,15 und 0,4 und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,3.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Drehmomentschlüssel 1 auf einen bestimmten Typ von Instrumentenspitze 20 und/oder ein bestimmtes Teilensemble von Typen von Instrumentenspitzen 20 individualisiert ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass der Aufnahmebereich 4, d. h. das Loch, entsprechend einer Außenfläche der Instrumentenspitze 20, insbesondere der Außenfläche des Basiskörpers 23 der Instrumentenspitze 20, angepasst ist. Dadurch ist es möglich, den Drehmomentschlüssel 1 mit einer individuellen Kennzeichnung zu versehen, die den Typ der Instrumentenspitze 20, die am Drehmomentschlüssel 1 montiert ist, identifiziert. Beispielsweise wird eine Bezeichnung der Instrumentenspitze 20 in einen visuell erfassbaren Bereich des Basiselements 2 des Drehmomentschlüssels 1 eingraviert, beispielsweise in die erste Stirnseite 21. Es ist auch denkbar, dass das Basiselement 2 einen Farbcode aufweist, wobei jede Farbe oder Farbkombination einem bestimmten Typ der Instrumentenspitze 20 zugeordnet ist.
Ferner wird die Erkennung der in den Drehmomentschlüssel 1 eingesetzten Instrumentenspitze 20 durch ein transparentes Gehäuse 10 unterstützt, das den Teil der Instrumentenspitze 20 umgibt, der sich von der ersten Stirnseite 21 des Basiskörpers 2 erstreckt bzw. über diesen hinausragt. Durch das transparente Gehäuse 10 ist es vorteilhaft möglich, gleichzeitig die Instrumentenspitze 20, insbesondere den Teil der Instrumentenspitze 20, der sich von der ersten Stirnseite 21 erstreckt und der dünner ist als der Basiskörper 23 der Instrumentenspitze 20, zu schützen und die Instrumentenspitze 20 zu sehen und zu identifizieren. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse 10 eine Form aufweist, die konzentrisch zu dem Basiselement 2 des Drehmomentschlüssels 10 und/oder des den Aufnahmebereich 15 bildenden Lochs ist. Ferner weist das Gehäuse 10 eine Innenfläche 11 und eine Außenfläche 12 auf, wobei zumindest in einem Primärbereich 31, der sich von der ersten Stirnseite 21 des Basiselements 2 bis zum Ende 25 der Instrumentenspitze 20 erstreckt, die Innenfläche 11 und die Außenfläche 12 ganz oder vollständig parallel zueinander sind. Vorzugsweise erstreckt sich der Primärbereich 31 von der ersten Stirnseite 21 des Basiselements 2 bis zum Ende 35 des Gehäuses 10 in einer Richtung senkrecht zur ersten Stirnseite 21 oder parallel zur Einführrichtung D. Es ist auch denkbar, dass sich der Primärbereich 31 über das gesamte Gehäuse 10 erstreckt. Dadurch, dass die Innenfläche 11 und die Außenfläche 12 des Gehäuses 10 vollständig zylindrisch und parallel zueinander ausgeführt sind, sind keine Verformungen in das Gehäuse 10 eingearbeitet, die üblicherweise das Greifen des Gehäuses 10 und damit des Drehmomentschlüssels 1 vereinfachen sollen. Es ist auch denkbar, dass das Gehäuse 10 mindestens eine Verformung in einem Sekundärbereich 32 des Gehäuses 10 aufweist, wobei sich der Sekundärbereich 32 von der ersten Stirnseite 21 bis mindestens zur zweiten Stirnseite 22 des Basiselements erstreckt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass dem sich von dem Basiselement 2 mindestens bis zu dem Ende 25 der Instrumentenspitze 20, vorzugsweise genau bis zum Ende 25 der Instrumentenspitze 20, erstreckenden Primärbereich 31 eine erste Länge L1 und einem maximalen Abstand einer durch die Innenfläche 11 definierten Öffnung eine zweite Länge L2 zugeordnet ist, wobei die zweite Länge L2 größer ist als die erste Länge L1, insbesondere ist die zweite Länge L2 1 bis 6 mal, vorzugsweise 1,2 bis 2,5 mal und besonders bevorzugt 1,3 bis 1,8 mal größer als die erste Länge L1. Diese Abmessungen und insbesondere eine erste Stirnseite 21, die der Öffnung entspricht, erleichtern den Blick von oben auf die Instrumentenspitze 20. Weiterhin ist es möglich, auf der vergleichsweise großen ersten Stirnseite 12 des Basiselements 2 Informationen über die verwendete Instrumentenspitze 20 bereitzustellen. Vorzugsweise weist der Sekundärbereich 32 eine dritte Länge L3 auf, die kleiner ist als die erste Länge L1, vorzugsweise 1,5- bis 5-mal kleiner.
In 4 ist ein Bauteil dargestellt, das geeignet ist, an dem Drehmomentelement 1 der 1 bis 3 oder an einem anderen Drehmomentschlüssel 1 montiert zu werden. Insbesondere ist das Bauteil sowohl isoliert von dem Drehmomentschlüssel 1 (oben) als auch montiert an dem Drehmomentschlüssel 1 (unten) dargestellt. Das Bauteil umfasst im Wesentlichen einen Ring 41, insbesondere einen Ring 41 aus Kunststoff, der konzentrisch auf die erste Stirnseite 21 des Basiselements 2, insbesondere konzentrisch zum Aufnahmebereich 15 und/oder zum Basiskörper 23 der am Drehmomentschlüssel 1 zu montierenden Instrumentenspitze 20 aufgesetzt wird. Zur Befestigung des Ringes 41 an der ersten Stirnseite 21 weist der Ring 41 Vorsprünge 42 zur Realisierung einer kraft- und/oder formschlüssigen Fixierung auf. In der in 4 dargestellten Ausführungsform entsprechen die Vorsprünge 42 einer bogenförmigen oder kreisförmigen Krümmung, die sich senkrecht zur Ebene des Rings 41 erstreckt und die beiden Vorsprünge 42 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Im montierten Zustand befindet sich jeder der Vorsprünge 42 zwischen zwei Brückenelementen 44, so dass die Vorsprünge 42 zwischen den Brückenelementen 44, die sich im Wesentlichen parallel zur ersten Stirnseite 21 erstrecken, eingeklemmt oder eingeklammert sind. Der montierte Ring 41 stellt eine Referenzmarkierung 40 dar, mit der der Zustand der Instrumentenspitze 20 an dem Drehmomentschlüssel 1 identifiziert werden kann. Insbesondere stellt eine in radialer Richtung relativ zum Aufnahmebereich 15 gemessene Dicke 48 des Rings 41 die Referenzmarkierung 40 zur Identifizierung des Zustands der Instrumentenspitze 20 dar. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der Ring 41 auf andere Weise, beispielsweise klebend oder formschlüssig, an der ersten Stirnseite 21 befestigt ist. Der Ring 41 könnte auch auf die erste Frontseite gemalt sein.
Die Darstellung am unteren Rand der 4 zeigt eine Draufsicht auf den Drehmomentschlüssel 1 mit dem Ring 41 und der Instrumentenspitze 40. Die Instrumentenspitze 40 ist in einer vordefinierten Weise ausgerichtet. Beispielsweise ist durch die Form des Basiskörpers 23 der Instrumentenspitze 20, d. h. seinen unrunden Querschnitt, und die entsprechende Ausnehmung an der zweiten Stirnseite 22 des Basiskörpers 2 die Ausrichtung des Endes 25 der Instrumentenspitze 20 vordefiniert. Bei einem quadratischen Querschnitt sind z. B. vier Ausrichtungen der Instrumentenspitze 20 ausgehend von der ersten Stirnseite 21 möglich.
Um den Zustand der Instrumentenspitze 20, insbesondere deren Länge, zu erkennen, legt ein Anwender den Drehmomentschlüssel 1 beispielsweise auf eine horizontale Ebene, wie z. B. einen Tisch 7 oder ein Versuch, und der Anwender kann den Zustand aus einer definierten Draufsichtsperspektive, d. h. aus einer auf die erste Stirnseite 21 des Drehmomentschlüssels 1 gerichteten Draufsichtsperspektive, annähernd erfassen. Der Benutzer muss sich z. B. in einem Abstand von 30 cm zum Drehmomentschlüssel 1 befinden. Somit ist es möglich, die Referenzmarkierung 40 bei der Projektion der Instrumentenspitze 20, insbesondere deren Ende 25, auf die erste Stirnseite 21 mit dem Ring 41 zu verwenden. Beispielsweise reicht die Projektion der Instrumentenspitze 20 auf die erste Stirnseite 21 bis zum Außenkreis des Rings 41, wenn die Instrumentenspitze 20 neu ist, und die Projektion der Instrumentenspitze 20 auf die erste Stirnseite 21 endet am Innenkreis des Rings 41, wenn die Instrumentenspitze 20 am Limit abgenutzt ist. Folglich ist es möglich, die Länge der Instrumentenspitze 20 vorteilhaft durch eine einfache Sichtprüfung zu verifizieren. Durch gleichzeitiges visuelles Erfassen bzw. Überprüfen der Referenzmarkierung und der Instrumentenspitze kann der Anwender z. B. annähernd abschätzen, ob eine genaue Bestimmung der Länge der Instrumentenspitze notwendig ist. Weiterhin entfällt die Notwendigkeit, die Instrumentenspitze an einer zusätzlichen Vorrichtung wie z. B. einer Spitzenkarte oder einem Scalereinsatzhalter zu platzieren. Stattdessen kann die ohnehin zu realisierende feste Positionierung der Instrumentenspitze im Aufnahmebereich bereits für eine erste Annäherung des Zustands der Instrumentenspitze genutzt werden.
In 5 ist ein System zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze 20 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zusätzlich zu dem in 4 dargestellten System umfasst das System eine Erfassungsvorrichtung 50, insbesondere eine visuelle Erfassungsvorrichtung 50, und eine Auswerteeinheit 51. Zur genauen Bestimmung des Abnutzungsgrades ist vorzugsweise vorgesehen, dass von der visuellen Erfassungsvorrichtung 50, die eine Kamera sein kann, die beispielsweise in einem Smartphone oder Tablet integriert ist, ein Bild aufgezeichnet wird. Das aufgezeichnete Bild umfasst die Projektion der Instrumentenspitze 20 auf die erste Stirnseite 21 des Drehmomentschlüssels 1 entlang einer Draufsicht-Perspektive. Da das resultierende Bild, d. h. die Projektion der Instrumentenspitze 20 auf die erste Stirnseite 21, stark von einer Projektionsrichtung, d. h. einer Perspektive, aus der das Bild aufgezeichnet wird, abhängt, gibt es die Auswerteeinheit 51 zur Korrektur eines Parallaxeneffekts, der durch eine bestimmte Position der visuellen Erfassungsvorrichtung 50 relativ zu der ersten Stirnseite 21, der Instrumentenspitze 20 und/oder dem Aufnahmebereich 15 verursacht wird.
Die 6a bis 6c zeigen den Einfluss der relativen Position der visuellen Erfassungsvorrichtung 50 zum Drehmomentschlüssel 1 auf die Projektion der Instrumentenspitze 20, die von der visuellen Erfassungsvorrichtung 50 aufgezeichnet wird. In 1 wird das oben dargestellte Aufzeichnungsbild durch eine optimal zur Instrumentenspitze 20, nämlich mittig über der Mitte des Drehmomentschlüssels 1 in einem Aufzeichnungsabstand RD von 30 cm, angeordnete visuelle Erfassungsvorrichtung 50 erzeugt, wie sie schematisch durch die Erfassungsvorrichtung 50 und die Auswerteeinheit 51 in 5 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist. Im Gegensatz dazu könnte das in 6b gezeigte Bild das Ergebnis des Aufzeichnens/Erfassens von einer Position sein, die seitlich entlang einer lateralen Richtung L weg von einer zentralen Position oberhalb der Instrumentenspitze 20 verschoben ist. Das in 6c gezeigte Bild könnte ein Ergebnis der Position der Erfassungsvorrichtung 50 sein, die in 5 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Position ist entlang der Querrichtung L verschoben und hat einen reduzierten Aufzeichnungsabstand RD, beispielsweise weniger als 30 cm.
Wie gezeigt, kann der Parallaxeneffekt zu einer unterschiedlichen aufgezeichneten Projektion auf die Referenzmarkierung 40 für die gleiche Länge der gleichen Instrumentenspitze 20 führen.
Es ist daher vorgesehen, dass die Auswerteeinheit 51 dazu konfiguriert ist, die relative Position der visuellen Erfassungsvorrichtung 50 relativ zum Aufnahmebereich 15 des Drehmomentschlüssels 1 zu ermitteln. Dazu kann die Auswerteeinheit 51 die Anordnung des Ringes 41 relativ zur Krümmung des Gehäuses 10 des Drehmomentschlüssels 1 vergleichen. Beispielsweise könnte eine Abweichung von einer konzentrischen Anordnung der Krümmung des Gehäuses 10 und des Rings 41 einen Hinweis auf die Verschiebung der Erfassungsvorrichtung 50 entlang der Querrichtung L geben. Einen weiteren Hinweis auf die Position der Projektionsvorrichtung könnte die Auswerteeinheit 51 aus einer Elliptizität des Rings 41 im aufgezeichneten Bild erhalten, wenn der Ring 41 in Wirklichkeit ein Kreis ist. Weiterhin ist es denkbar, dass die Auswerteeinheit 51 aus der absoluten Größe des Rings 41 und/oder des Gehäuses 10 auf den Aufzeichnungsabstand RD bzw. den Abstand der Erfassungsvorrichtung 50 von der ersten Stirnseite 21 des Drehmomentschlüssels 1 schließt. Es ist auch denkbar, dass eine Unschärfe der erfassten Instrumentenspitze 20 zur Annäherung an den Aufzeichnungsabstand RD verwendet wird, indem beispielsweise eine Brennweite einer von der Erfassungsvorrichtung 50 verwendeten Linse berücksichtigt wird. Es ist auch denkbar, dass das System ein mikromechanisches Element zur Bestimmung einer Orientierung der Erfassungsvorrichtung 50 umfasst.
Abhängig von der Information über die relative Position der Erfassungsvorrichtung 51 relativ zur ersten Stirnseite 21 ist es vorteilhaft möglich, die projizierte Position des Endes 25 der Instrumentenspitze 20 relativ zur Referenzmarkierung 40, d. h. dem Ring 41, in der Ebene einschließlich der Referenzmarkierung zu korrigieren. Mit anderen Worten: Der Effekt der Parallaxe kann im aufgezeichneten Bild korrigiert werden.
Die 7 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Bestimmung des Zustands der Instrumentenspitze 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere durch ein in 5 gezeigtes System. Das Verfahren beginnt beispielsweise mit dem Positionieren 100 der Instrumentenspitze 20 in dem Aufnahmebereich 15, insbesondere in dem Aufnahmebereich 15 eines Drehmomentschlüssels 1, zum Fixieren der Instrumentenspitze 20 in einer festen Position. Vorzugsweise wird der Drehmomentschlüssel 1 auf einen Tisch 7 gelegt. Anschließend wird ein Bild, insbesondere aus einer Draufsichtperspektive, von der visuellen Erfassungsvorrichtung 50 aufgezeichnet. Nach dem Aufzeichnen/Erfassen 101 des Bildes wird eine Relativposition der Erfassungsvorrichtung 20 zu dem Aufnahmebereich 15 der Instrumentenspitze 20, vorzugsweise zu der ersten Stirnseite 21 des Drehmomentschlüssels 1, basierend auf einer in dem aufgezeichneten Bild enthaltenen Information berechnet, wie beispielsweise basierend auf einer absoluten Größe des Rings 41 oder einer Anordnung des Rings 41 relativ zu dem Gehäuse 10 des Drehmomentschlüssels 1 in dem aufgezeichneten Bild. Die berechnete Information über die relative Position der Erfassungsvorrichtung 50 wird wiederum zum Korrigieren 103 der relativen Position des vorstehenden Endes 25 der Instrumentenspitze 20 an der Referenzmarkierung 40 oder der ersten Stirnseite 21, vorzugsweise im aufgezeichneten Bild, verwendet. Es ist sogar denkbar, dass die Korrektur dem Benutzer visualisiert wird, beispielsweise in einem Echtzeitbild, das von der Erfassungsvorrichtung 50 aufgezeichnet wird. Insbesondere kann durch das Korrigieren 103 der relativen Position des vorstehenden Endes 25 der Instrumentenspitze 20 der Zustand der Instrumentenspitze 20 ermittelt werden. Anschließend kann dem Benutzer der Instrumentenspitze 20 durch die Bestimmung der relativen Lage der Korrekturposition des vorstehenden Endes 25 der Instrumentenspitze 20 zu der Referenzmarkierung 40, insbesondere im Kontext der 5, mitgeteilt werden, ob die Instrumentenspitze 20 gewechselt werden muss oder ein weiteres Mal verwendet werden kann. Beispielsweise wird durch die Erfassungsvorrichtung 50 und/oder die Auswerteeinheit 51, insbesondere durch das Smartphone oder das Tablet, ein Warnsignal, wie ein akustisches Signal, eine Textnachricht und/oder ein optisches Signal bereitgestellt.
Es ist auch denkbar, dass zur Bestimmung des Verschleißgrades vorgesehen ist, dass eine Hysterese für das System unter Berücksichtigung früherer Messungen 105, d. h. früherer Auswertungen von aufgezeichneten Bildern derselben Instrumentenspitze 20, ermittelt wird. Dadurch ist es möglich, eine Standardabweichung 106 für den Korrekturterm abzuschätzen, der die relative Lage des vorstehenden Endes 25 zur Referenzmarkierung 40 korrigiert. Damit ist es möglich, die Information über die Hysterese bei der Prüfung, ob eine neue Instrumentenspitze 20 verwendet werden muss, zu berücksichtigen. So ist es z. B. denkbar, dass die Standardabweichung 106 zu dem Korrekturterm, der das vorstehende Ende 25 der Instrumentenspitze 20 relativ zur Referenzmarkierung 40 verschiebt, addiert oder davon subtrahiert wird, um zu prüfen, ob eine Instrumentenspitze 20 gewechselt werden muss.
In 8 sind mehrere verschiedene Arten von Instrumentenspitzen 20, nämlich drei verschiedene Arten von Instrumentenspitzen 20, in einer Draufsichtperspektive dargestellt. Diese Instrumentenspitzen 20 sind an dem Drehmomentschlüssel 1 angebracht und weisen jeweils eine Referenzmarkierung 40 auf, insbesondere eine Referenzmarkierung 40, wie sie in den 4 und 5 näher beschrieben ist. Beispielsweise wird die in der Anordnung der 8 oben dargestellte Instrumentenspitze 20 für die supragingivale Behandlung verwendet, die Instrumentenspitze 20 in der Anordnung der 8 unten wird für die parodontale Anwendung mit geringer Vibration verwendet. Die Instrumentenspitzen 20 unterscheiden sich also durch ihre geometrische Gestaltung, zum Beispiel in ihrer Dicke und/oder Länge. Durch die Verwendung einer Referenzmarkierung 40, die über das Brückenelement 44, wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben, fixiert werden kann, ist es vorteilhaft möglich, die entsprechende Referenzmarkierung 40 für die Instrumentenspitze 20 am gleichen Drehmomentschlüssel 1 zu verwenden. Mit anderen Worten: Wenn der Typ der Instrumentenspitze 20 gewechselt wird, wird die Referenzmarkierung 40 entsprechend gewechselt. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein identifizierendes Element 49 vorgesehen ist, wobei das identifizierende Element 49 direkte oder indirekte Informationen über die verwendete Instrumentenspitze 20 und/oder die Referenzmarkierung 40 umfasst. Beispielsweise ist das identifizierende Element 49 mit der Referenzmarkierung 40 verbunden, insbesondere mit dem Brückenelement 44 der Referenzmarkierung 40 verbunden. Bei dem identifizierenden Element 49 kann es sich um einen Barcode oder einen QR-Code handeln, wie in 8 dargestellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Information über die aktuell verwendete Instrumentenspitze 20 und/oder die Referenzmarkierung 40 zur Bestimmung der relativen Position der Erfassungsvorrichtung 50 zu der Instrumentenspitze 20, der ersten Stirnseite 21 und/oder dem Aufnahmebereich 15 verwendet wird.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentschlüssel
2: Basiselement
4: Führungsstruktur
7: Tisch
8: Feder
10: Gehäuse
11: Innenfläche
12: Außenfläche
15: Aufnahmebereich
20: Instrumentenspitze
21: erste Stirnseite
22: zweite Stirnseite
23: Basiskörper
23': Schlüsselsperrbereich
24: Kopplungsmechanismus
25: Ende
31: Primärbereich
32: Sekundärbereich
35: Ende des Gehäuses
40: Referenzmarkierung
41: Ring
42: Vorsprung
44: Brückenelement
48: Dicke
49: Identifikationselement
50: Erfassungsvorrichtung
51: Auswerteeinheit
100: Positionieren
101: Aufzeichnen/Erfassen
102: Berechnung
103: Korrigieren
104: Bestimmung
105: Messungen
106: Standardabweichung
L1: erste Länge
L2: zweite Länge
L3: dritte Länge
H1: erste Höhe
H2: gesamte Höhe
D: Einführrichtung
L: Querrichtung
RD: Aufzeichnungsabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0123958 A1 [0002]
US 99904996 B2 [0004]
US 9904996 B2 [0008]
US 2006123958 A1 [0035]

Claims

System zur Bestimmung eines Zustands einer Instrumentenspitze (20) einer zahnärztlichen oder medizinischen Behandlungsvorrichtung, insbesondere einer austauschbaren Instrumentenspitze (20), umfassend: - einen Aufnahmebereich (15) zum Platzieren der Instrumentenspitze (20) innerhalb des Aufnahmebereichs (15) und - eine Referenzmarkierung (40), wobei das System so konfiguriert ist, dass die Referenzmarkierung (40) und die Instrumentenspitze (20) gleichzeitig visuell erfasst werden können, vorzugsweise aus einer Draufsicht.
System nach Anspruch 1, wobei der Aufnahmebereich (15) und/oder die Referenzmarkierung (40) Teil eines Drehmomentschlüssels (1) zum Anschluss der Instrumentenspitze (20) an ein Handstück sind.
System nach Anspruch 2, wobei die Referenzmarkierung (40) austauschbar am Drehmomentschlüssel (1) anbringbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Erfassungsvorrichtung (50), wie z.B. eine Kamera, zur gleichzeitigen Erfassung der Referenzmarkierung (40) und der Instrumentenspitze (20).
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Identifikationselement (49), wie einen Bar- oder QR-Code, zur Identifizierung eines Typs der in dem Aufnahmebereich (15) platzierten Instrumentenspitze (20), wobei insbesondere das Identifikationselement (49) so angeordnet ist, dass die Referenzmarkierung (15), das Identifikationselement (49) und die Instrumentenspitze (22) gleichzeitig visuell, vorzugsweise in einer Draufsicht, erfasst werden können.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Auswerteeinheit (51), die mit der Erfassungsvorrichtung (50) in Verbindung steht.
System nach Anspruch 6, wobei die Auswerteeinheit (51) derart konfiguriert ist, dass - die Auswerteeinheit (51) die Position der Erfassungsvorrichtung (50) relativ zur Referenzmarkierung (40) und/oder zum Aufnahmebereich (15) ermittelt und/oder - die Auswerteeinheit (51) eine relative Position einer Projektion der Instrumentenspitze (20) auf die Referenzmarkierung (40) in einem von der Erfassungsvorrichtung (50) erfassten Bild korrigiert.
System nach Anspruch 7, wobei der Drehmomentschlüssel (1) ein die im Aufnahmebereich (15) angeordnete Instrumentenspitze (20) umgebendes Gehäuse (10) umfasst, wobei Referenzmarkierung (40), Gehäuse (40) und Instrumentenspitze (20) derart angeordnet sind, dass sie gleichzeitig visuell erfasst werden können, wobei insbesondere die Position des Gehäuses (10) zur Bestimmung der Position der visuellen Erfassungsvorrichtung (50) relativ zur Referenzmarkierung (40) und/oder zum Aufnahmebereich (15) verwendet wird.
System nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Auswerteeinheit (51) dazu konfiguriert ist, den Zustand der Instrumentenspitze (20) anhand der korrigierten Relativposition zwischen Instrumentenspitze (20) und Referenzmarkierung (40) zu bestimmen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Ausgabevorrichtung zur Information eines Benutzers über den Zustand der Instrumentenspitze (20).
Verfahren zur Bestimmung des Zustandes einer Instrumentenspitze einer zahnärztlichen Behandlungsvorrichtung, insbesondere unter Verwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - Positionieren (100) der Instrumentenspitze (20) in einem Aufnahmebereich (15), - Erfassen (101) einer Projektion der Instrumentenspitze (20) auf eine Ebene, die eine Referenzmarkierung (40) umfasst, wobei sich die Ebene vorzugsweise senkrecht zur Ausrichtung der an dem Aufnahmebereich (15) befestigten Instrumentenspitze (20) erstreckt, und - Bestimmen des Zustands der Instrumentenspitze (20) auf der Grundlage der relativen Position der Projektion des Endes (25) der Instrumentenspitze (20) zu der Referenzmarkierung (40).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Projektion der Instrumentenspitze (20) aus einer Draufsicht auf die Instrumentenspitze (20) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Projektion der Instrumentenspitze (20) von einer Erfassungsvorrichtung (50) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine parallaxenfreie Relativposition zwischen der Projektion des Endes (25) der Instrumentenspitze (20) und der Referenzmarkierung (40) zur Bestimmung des Status der Instrumentenspitze (20) verwendet wird.
Ein Softwareprodukt und/oder ein Netzwerk, wobei das Softwareprodukt und/oder das Netzwerk Programmcode zur Implementierung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 umfasst.