DE1140664B - Geraet zur Messung des festen Sitzes von Zaehnen in den Kiefern von zaehnetragenden Saeugetieren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung des festen Sitzes von Zähnen in ihren jeweiligen Kiefern.

Bei der klinischen Untersuchung von Zähnen und für die Diagnose der periodontalen Degeneration kann eine Anzeige des gesundheitlichen Zustandes der Mundhöhle und deren Knochenaufbau durch den Grad des festen Sitzes der Zähne erzielt werden. Dieser liefert ferner eine Anzeige des Allgemeinbefindens des Körpers und eine frühe Schwangerschaftsanzeige. Die Festigkeit einer Zahnhalterung durch den Kieferknochen und das zugehörige periodontale Gewebe verändert sich von einem Einzelwesen zum anderen und kann bei Tag und bei Nacht, vor und nach den Mahlzeiten usw. verschieden sein. Wenn jedoch eine Kurve für das Einzelwesen auf Grund dieser Veränderungen aufgetragen wird, läßt sich feststellen, daß eine Abweichung von dieser Kurve eine allgemeine körperliche Veränderung von diagnostischer Bedeutung anzeigt.

Die Erkenntnis der Bedeutung der Zahnbeweglichkeit als Element diagnostischer Beurteilung liegt viele Jahre zurück, jedoch wurde erst etwa in den vergangenen zwanzig Jahren versucht, den subjektiven und unbefriedigenden Handtest des Arztes durch ein Verfahren zu ersetzen, das eine Messung wiederholbarer Art ermöglicht.

Es ist bereits ein Gerät bekannt, bei welchem durch die Ausübung einer angegebenen Kraft auf den Zahn dieser von der Richtung der ausgeübten Kraft weggebogen wird, wobei der Grad der Veränderung aus seiner Ruhestellung gemessen und in Beweglichkeitseinheiten aufgetragen werden kann. Bei einem solchen Gerät bestehen mehrere Nachteile, die vor allem darin bestehen: (a) daß das zu untersuchende Objekt fest eingespannt werden muß, damit die Ausübung der Kraft auf den Zahn nur auf den Zahn allein wirkt, (b) die Spitze am Zahn, an welcher die Meßkraft ausgeübt wird, zur Erzielung wiederholbarer Ergebnisse genau angegeben werden muß und wegen der Veränderungen in der Form der Zähne und des Erfordernisses, daß die Kraftsonde spitzig ist, vergleichbare Prüfungen schwierig und ungenau sind, und (c) es sich um einen sehr zeitraubenden Vorgang handelt, welcher Stunden zur Vorbereitung des Objekts, zur Ausrichtung des Gerätes und zur Vornahme der Messungen erfordert. Dies hat zur Folge, daß zuverlässige wiederholbare Ergebnisse oft nicht erzielt werden.

Bei einem weiteren bekannten Gerät handelt es sich darum, einen Zahn dadurch in Schwingungen zu versetzen, daß er mit einer schwingenden Sonde Gerät zur Messung des festen Sitzes

von Zähnen in den Kiefern
von zähnetragenden Säugetieren

Anmelder:

Kelvin & Hughes Limited,
Hillington, Glasgow (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Göggingen über Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Juni 1960 (Nr. 34 826)

Herbert S. Polin, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

berührt wird und die Amplitude des schwingenden Zahns bei der Antriebsfrequenz gemessen wird. Bei diesem Verfahren bestehen ebenfalls verschiedene Nachteile, obwohl es theoretisch den Anschein hat, daß die Schwingungsamplitude eine Funktion der Steifigkeit ist, mit der der Zahn in seinem Zahnfach gehalten wird, so daß sie ein Maß für seine Beweglichkeit gibt. Die Einwände, die gegen dieses Verfahren bestehen, sind: a) die schwingende Sonde, die verwendet wird, um den Zahn in Schwingungen zu versetzen, entspricht der konstanten Kraft bei dem vorangehend beschriebenen statischen Meßsystem und unterliegt den unter (a) und (b) erwähnten Schwierigkeiten dieses Systems. Die Amplitude des schwingenden Zahnes ist für den ausgeübten Druck und die Lage der Sonde am Zahn sehr empfindlich. Die Wiederholbarkeit ist daher sehr schwer zu erzielen, b) Bei der Messung der Amplitude müssen die Resonanzfrequenzen im Zahn als Fehlerquellen berücksichtigt werden, c) Die zu verwendende Einrichtung ist groß und kompliziert.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Messung des festen Sitzes von Zähnen in den Kiefern von zähnetragenden Säugetieren weist einen Oszillator im Schall- oder Ultraschallbereich auf, welcher mit einem Wandler verbunden ist, der am Kopf eines Objekts so angeordnet ist, daß Schwingungen auf einen Kiefer des Objekts übertragen werden, während

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ein zweiter Wandler mit einem Zahn in diesem Kiefer gekoppelt und mit einem Anzeigegerät verbunden ist, das eine Anzeige der Schwingungsübertragungseigenschäften des Weges zwischen den beiden Wandlern einschließlich der Verbindung zwischen dem Zahn und dem Kieferknochen liefert.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

1. Die Meßsonde kann für den Druck auf den gerät F aufgenommen. Diese Ablesung zeigt die Dämpfung der mitgeteilten Schwingungen längs der Leitungsbahn von einem Punkt am Kopf des Patienten über den Kieferknochen zum Zahn an. Durch die Auswahl derjenigen Frequenz, die für die Dämpfung durch die Diskontinuität der Kopplung zwischen dem Zahn und der Kiefergrenzfläche am empfindlichsten ist, kann die Empfindlichkeit des Gerätes auf ein größtmögliches Maß gesteigert werden. Was die

Zahn oder die Anordnung am Zahn im wesent- ¹⁰ Wandlersonde C anzeigt ist die Abweichung von der

Wiedergabetreue des Ausgangssignals bei C ver

liehen unempfindlich sein.

2. Die Sonde kann miniaturisiert und dem Mund des zu untersuchenden Objekts ohne die Empfindung einer Belästigung angepaßt werden.

3. Die gesamte Hilfsausrüstung kann klein und tragbar sein und erfordert keine Eichung vor Gebrauch oder zwischen aufeinanderfolgender Inbetriebnahme.

Wiedergabetreue des Ausgangssignals bei C verglichen mit dem bei B zugeführten Signal.

Obwohl das beschriebene Gerät mit Frequenzen im Bereich von einigen 100 Hz bis zu Ultraschallfrequenzen im Megahertzbereich sowohl pulsierend als auch kontinuierlich betrieben wurde, arbeitet ein zufriedenstellendes System mit 1000 Hz in einer Transistorschaltung mit einer Ausgangsleistung von weniger als 1 Watt am Oszillator.

Mit Hilfe der Erfindung kann ein Meßparameter zur Verwendung als Bezugsgröße oder Grundlinie und zur Messung von Abweichungen von dieser in Graden, die als verwertbare Information dienen, aufgestellt werden. Bei der Anwendung des erfindungs-

Die Erfindung wird beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer mit der Schaltanordnung nach Fig. 1 25 gemäßen Systems ist es möglich, die Wirkung einer verwendbaren Sonde, Droge, beispielsweise von Ascorbinsäure, auf die Be

weglichkeit der Zähne bei einem Patienten zu beobachten, der an einem Aseorbinsäuremangel leidet.

Das Eingangssignal kann natürlich in Abwandlung der Anwendungstechnik unmittelbar dem Kiefer sowie dem Schädelknochen zugeführt werden.

Eine Ausführungsform des in Fig. 1 und 2 dargestellten Geräts zur Messung der Zahnempfindlichkeit wurde erfolgreich geprüft und weist die folgenden

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Sonde und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Sonde.

In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist ein Oszillator A vorgesehen, der eine einzige Frequenz oder einen

Frequenzbereich haben kann und einen Erreger B 35 Merkmale auf:

antreibt. Der Erreger kann ein Wandler von beliebiger Form sein, ist jedoch vorzugsweise ein schwingendes Element, das wie die Kissen einer Kopfstütze eines Behandlungsstuhls üblicher Art ausgebildet ist. C ist eine Miniatursonde, vorzugsweise ein piezoelektrischer Wandler vom Akzelerometertyp, die eine Fläche von 5 bis 20 mm im Durchmesser hat und auf einem Handgriff angeordnet ist, dessen Größe etwa den Abmessungen normaler zahnärztlicher Instrumente, beispielsweise eines Skalpells od. dgl., entspricht. D, E und F sind elektronische Schaltungen, welche die Aufgaben eines Kathodenverstärkers, eines Verstärkers mit fester Frequenz und eines Röhrenvoltmeters haben, das in willkürlichen Beweglichkeitseinheiten geeicht ist.

Die Sonde C ist mit dem Kathodenverstärker D durch eine lange biegsame Leitung G verbunden, die durch den Handgriff H hindurch zu dem piezoelektrischen Kristall in der Fläche der Sonde C geführt ist. Der den Kristall enthaltende Sondenkopf kann rund und flach sein, wie bei I in Fig. 2 gezeigt. Die Arbeitsfläche der Sonde kann eben oder gekrümmt sein, wie bei K in Fig. 3 gezeigt. Die Krümmung kann konvex oder konkav sein und beispielweise die bei

A. Oszillator 1000 Hz, mit Transistoren bestückt, mit einer Mindest-Ausgangsleistung von etwa 10 mW und einer Belastung von 3 Ohm;

B. Erreger, ein 4-Zoll-Lautsprecher, der auf Holz oder auf einem anderen geeigneten Material montiert ist, dessen Form der Rückseite des Kopfes oder dem Kiefer angepaßt ist;

C. Fühlsonde, ein piezoelektrischer Wandler vom Akzelerometertyp;

D. Kathodenverstärker, mit Transistoren bestückt, mit einer Eingangsimpedanz von 100 Megohm und einer Ausgangsimpedanz von etwa 2000 Ohm;

E. und F Verstärker 1000 Hz mit einem hohen Verstärkungsfaktor und einer Bandbreite von 30 Hz, einem geeichten Dämpfungsglied über 60 db, einer veränderlichen Verstärkungsregelung und einem Meßinstrument, welches den Signalpegel anzeigt; eine 12-Volt-Batterie liefert ausreichend Energie, welche den Zusammenbau des Oszillators A von 1000 Hz und des Kathodenverstärkers D ermöglicht.

Diese Anordnung wurde durch das unmittelbare

K in Fig. 3 oder die bei L in Fig. 4 gezeigte Form

haben. Ferner kann ein Abguß eines ausgewählten 60 Aufsetzen der Fühlsonde C auf den Erreger B und

Zahnes oder einer ausgewählten Gruppe von Zähnen Einstellung der Verstärkungsregelung des Verstär-

hergestellt werden und die Sondenfläche in Anpas- kers E für einen maximalen Ausschlag des Meß-

sung an den jeweiligen Patienten ausgeformt werden. anzeigers F geeicht. Der Erreger B wird am Patienten

Im Betrieb sitzt der Patient beispielweise in einem angesetzt und die Fühlsonde C an dem zu beobach-

Behandlungsstuhl derart, daß sein Kopf auf dem 65 tenden Zahn. Hierauf werden die db-Bereiche des

schwingenden Element B aufruht, das durch den Oszillator A angetrieben wird. Die Sonde C wird auf einen Zahn aufgesetzt und eine Ablesung am Meß-Dämpfungsgliedes eingestellt, um eine Ablesung am Meßanzeiger F zu erhalten, und wird der db-Pegel notiert.

Die Sonde kann in einen Zahnspiegel eingebaut werden, wie bei I in Fig. 2 gezeigt.

Dem Zahnaufbau kann ein kodiertes Signal in Form von Ultraschallschwingungen zugeführt werden und die relative Diskontinuität dadurch gemessen werden, daß die Abweichungen in der Frequenzwiedergabetreue und -Amplitude zwischen dem kodierten Eingangssignal und der empfangenen Reflexion gemessen wird.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform, bei welcher der Oszillator A außer der Zusammenschaltung mit dem Erreger B über einen Transformator M und eine Gleichrichterschaltung N mit einem Ausgangskreis verbunden ist, der in Reihenschaltung einen Regelwiderstand O und in Parallelschaltung einen Regelwiderstand P enthält, welche zusammen ein Dämpfungsglied bilden. Der Ausgang des Verstärkers E wird über einen Transformator Q einer Gleichrichterschaltung R zugeführt. Die eine Klemme der Gleichrichterschaltung R ist über den Meßanzeiger F mit einer Klemme S verbunden, während die andere Klemme der Gleichrichterschaltung R unmittelbar mit einer Klemme T verbunden ist.

Mit Hilfe der gezeigten Verbindungen sind die gleichgerichtete Ausgangsspannung aus dem Verstärker E und die gleichgerichtete Probe aus dem Oszillator A in Gegensinn-Reihenschaltung zum Anzeigegerät F geschaltet.

Ein Verfahren zur Verwendung der in Fig. 5 gezeigten Anordnung besteht darin, das Dämpfungsglied OP auf eine geringstmögliche Dämpfung einzustellen und, bei mit dem Kopf eines Patienten gekoppeltem Erreger B mit einem seiner Zähne gekoppelter Sonde C, den Verstärkungsfaktor des Verstärkers E so einzustellen, daß ein Ausschlag über die volle Skala bzw. ein maximaler Ausschlag erhalten wird. Das Dämpfungsglied OP wird dann so eingestellt, daß ein Ausschlag des Anzeigegeräts F über die halbe Skala erhalten wird.

Wenn während einer Folge von Testen an dem gleichen Patienten der Verstärkungsfaktor des Verstärkers E und die Dämpfung des Dämpfungsgliedes OP unverändert bleiben, geben Veränderungen in der Ablesung des Anzeigegeräts F, die von einem halben Skalenausschlag abweichen, eine Anzeige von Veränderungen in den Übertragungseigenschaften des Weges zwischen dem Erreger B und der Fühlsonde C und damit von Veränderungen im Sitz des Zahnes im Kiefer.

Wenn direkte Messungen am Anzeigegerät F vorgenommen werden sollen, wird der Transformator M vom Oszillator A abgeschaltet und werden die Klemmen S und T kurzgeschlossen. Für diesen Zweck kann ein Schalter vorgesehen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Bestimmung des festen Sitzes von Zähnen in den Kiefern von zähnetragenden Säugetieren, gekennzeichnet durch einen Oszillator im Schall- oder Ultraschallbereich, der mit einem Wandler verbunden ist, welcher auf dem Kopf eines zu prüfenden Objekts so angeordnet ist, daß Schwingungen auf einen Kiefer des Objekts übertragen werden, und einen zweiten Wandler, der mit einem Zahn in diesem Kiefer gekoppelt und mit einem Anzeigerät verbunden ist, das eine Anzeige der Schwingungsübertragungseigenschaften des Weges zwischen den beiden Wandlern, in dem sich die Verbindung zwischen dem Zahn und dem Kieferknochen befindet, liefert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler an dem einen Ende eines länglichen Handgriffs angeordnet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Arbeitsfläche des zweiten Wandlers eine konkave Form hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 469 523;
Zahnärztliche Rundschau, 69. Jahrgang,
(1960), S. 49 bis 56.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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