DE20209441U1 - Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen - Google Patents
Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an ZähnenInfo
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Description
18.Juni 2002
Ferton Holding SA E 37703 GBM Al/Pts
Ferton Holding SA E 37703 GBM Al/Pts
Vorrichtung zum Erkennen
von bakteriellem Befall an Zähnen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen.
Aus der DE 30 31 249 C2 ist eine berührungslose Untersuchungsvorrichtung zum Festellen von Karies an menschlichen Zähnen bekannt, wobei der Zahn mit nahezu monochromatischem Licht bestrahlt wird. Die annähernd monochromatische Lichtstrahlung regt an dem Zahn eine Fluoreszenzstrahlung an. Dabei wurde entdeckt, dass das von dem Zahn emittierte Fluoreszenzspektrum deutliche Unterschiede zwischen kariösen und gesunden Zahnbereichen aufweist. So ist im roten Spektralbereich des Fluoreszenzspektrums des Zahns, d. h. zwischen 550 nm und 650 nm, die Intensität deutlich höher als bei einem gesunden Zahn bezogen auf ein Fluoreszenzsignal bei 450 nm. In der DE 30 31 249 C2 wurde daher vorgeschlagen, den Zahn mit einer Wellenlänge von 410 nm zu bestrahlen und mittels zweier Filter die Fluoreszenzstrahlung des Zahnes für eine erste Wellenlänge von 450 nm sowie eine zweite Wellenlänge von 610 nm, d. h. im blauen und roten Spektralbereich, beispielsweise mit Hilfe von Fotodetektoren zu erfassen. Die durch diese Anordnung erfassten Fluoreszenzstrahlungsintensitäten werden elektronisch subtrahiert, so dass aufgrund der dadurch gewonnenen Differenzintensität ein gesunder Zahnbereich von einem kariösen Zahnbereich unterschieden werden kann.
Die DE 42 00 741 Al schlägt als Weiterbildung vor, die Fluoreszenz des Zahnes durch eine Anregungsstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich 360 nm bis 580
nm hervorzurufen und die am bestrahlten Zahn hervorgerufene Fluoreszenzstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 720 nm über mindestens einen optischen Filter auszufiltern. Durch diese Maßnahme wird erzielt, dass der Abstand zwischen der Wellenlänge der Anregungsstrahlung und der empfangenen Fluoreszenzstrahlung ausreichend groß ist, so dass die Anregungsstrahlung nicht die Auswertungsergebnisse durch Überlagerung der ausgefilterten Fluoreszenzstrahlung verfälschen kann.
Die zuvor beschriebenen optischen Untersuchungsvorrichtungen haben den Nachteil, dass sie einen erheblichen technischen Aufwand erfordern. Insbesondere müssen aufwändige Beleuchtungseinrichtungen verwendet werden. Außerdem können durch die bekannten Vorrichtungen nur relativ kleine Zahnbereiche untersucht werden. So liegt der zu untersuchende Bereich bei Verwendung einer Sonde im Bereich von etwa 0,1 bis 1 mm2.
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen mit welcher mit einfachstem apparativen Aufwand ein bakterieller Befall an Zähnen mittels einfacher visueller Kontrolle festgestellt werden kann. Außerdem soll gegenüber bekannten Vorrichtungen der Untersuchungsbereich vergrößert werden, der zu einem Zeitpunkt untersucht werden kann, so dass die Untersuchungsdauer und die Anwenderfreundlichkeit erhöht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
-3-
Bei Beleuchtung von Zähnen mit Strahlung innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 380 bis 425 nm kann fluoreszierende Strahlung mit dem menschlichen Auge betrachtet werden, wobei persistierender, bakterieller Befall durch rötliche Fluoreszenz sichtbar wird. Aufgrund der geringen Empfindlichkeit des menschlichen Auges innerhalb dieses Wellenlängenbereichs kann auf einen optischen Filter zur Betrachtung der Fluoreszenzstrahlung verzichtet werden. Das bedeutet, dass reflektierte Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 bis 425 nm vom menschlichen Auge fast nicht wahrgenommen wird, wohingegen die Empfindlichkeit des menschlichen Auges im Wellenlängenbereich der zurückgestrahlten Fluoreszenzstrahlung wesentlich höher ist.
Die Verwendung einer Leuchtdiode, welche annähernd monochromatisches Licht erzeugt, hat dabei den Vorteil, dass aufgrund der geringen Baugröße die zu untersuchenden Zahnbereiche direkt bestrahlt werden können, ohne Verwendung eines Lichtleiters. Aufwändige Beleuchtungsquellen wie Laser und Hochleistungslampen, von deren Lichtausbeute nur ein geringer Anteil in einen Lichtleiter eingeleitet werden kann, sind damit überflüssig. Außerdem können so nach der vorliegenden Erfindung aufgrund der effektiven Photonenerzeugung batteriebetriebene Vorrichtungen zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen für Jedermann dargestellt werden, wohingegen optische Vorrichtungen nach dem Stand der Technik aufgrund der komplizierten Technik und den damit verbundenen hohen Kosten nur dem Zahnarzt vorbehalten war.
Durch die geringe Baugröße der für die Bestrahlung benötigten Bauteile werden außerdem eine Vielzahl von Applikationen überhaupt ermöglicht. So können diese Bauteile in einen Ring integriert werden, der auf ein Pulverstrahlhandgerät oder ein Ultraschallhandgerät aufgeschoben werden kann. Die Bauteile können natürlich auch unmittelbar in diese Geräte integriert werden.
-A-
Die Bauteile können auch in das Griffteil eines Mundspiegels integriert werden. So wird die Bestrahlung und die gleichzeitige Betrachtung in schwer einsehbaren Mundregionen ermöglicht. Schließlich können die Bauteile für die Bestrahlung auch in einen ein- oder zweiseitigen Wangenexpander integriert werden, so dass ebenfalls eine leichte Handhabung gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Handgerätes;
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Pulver-Strahlhandgerätes;
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Ultraschallhandgerätes;
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Mundspiegels;
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines einseitigen Wangenexpanders; und
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines zweiseitigen Wangenexpanders.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Handgerätes 1. Das Handgerät weist ein längliches Griffteil 2 auf sowie ein distales Ende 3, das gegenüber dem länglichen Griffteil 2 um etwa 40° abgewinkelt ist. An dem distalen Ende 3 ist hinter einer Konvexlinse 4 eine Leuchtdiode 5 angeordnet.
Die Leuchtdiode 5 erzeugt annähernd monochromatisches Licht, das innerhalb eines Wellenlängenbereichs von etwa 380 bis 425 nm liegen kann, insbesondere innerhalb von etwa 390 bis 420 nm. Dieser Wellenlängenbereich ist für das menschliche Auge nur kaum wahrnehmbar, wohingegen erzeugte Fluoreszenzstrahlung aufgrund bakteriellen Befalls an Zähnen vom menschlichen Auge sehr gut wahrgenommen werden kann. Das hat zur Folge, dass das von einem zu untersuchenden Zahn reflektierte Licht im bestrahlten Wellenlängenbereich nicht störend wirkt bei der Erkennung von Fluoreszenzstrahlung. Ein optischer Filter zur Analyse der Fluoreszenzstrahlung, wie dies bisher im Stand der Technik notwendig ist, ist daher erfindungsgemäß nicht erforderlich.
Durch die direkte Bestrahlung der zu untersuchenden Zähne ist die Lichtausbeute sehr groß. Demgegenüber werden im Stand der Technik Lichtleiter verwendet mit der Folge, dass nur ein geringfügiger Teil des erzeugten Lichtes in den Lichtleiter eingeleitet werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung kann damit auch eine sehr große Fläche bestrahlt werden, so dass also eine Vielzahl von Zähnen gleichzeitig untersucht werden kann, so dass die Anwenderfreundlichkeit erhöht ist. Außerdem wird die Auswertung verbessert, da bei einer sehr geringen Bestrahlungsfläche eine Entscheidung der untersuchenden Person notwendig ist, welche Bereiche überhaupt untersucht werden sollen, wohingegen eine solche Entscheidung nach der vorliegenden Erfindung nicht notwendig ist, da ohnehin nahezu alle Zähne gleichzeitig untersucht werden können.
Aufgrund der effektiven Lichtausbeute kann die Leuchtdiode 5 auf einfachste Weise mit Batterien 6 betrieben werden. Die Batterien können dabei vorzugsweise im länglichen Griffteil 2 angeordnet werden, und über einen Schalter 7 am proximalen Ende des Handgerätes 1 geschaltet werden. Durch den autarken Batteriebetrieb wird das Handgerät 1 äußerst handlich, so dass die Anwenderfreundlichkeit erhöht ist.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Pulverstrahlhandgerätes 8 bzw. eines Ultraschallhandgerätes 23. Durch die geringe Baugröße der für die Bestrahlung benötigten Bauteile können diese in einen Ring 9 integriert werden, der auf das Gerät 8 bzw. 23 aufgeschoben werden kann. Alternativ können die Bauteile auch unmittelbar in dem Gerät 8 bzw. 23 integriert sein. Durch das erfindungsgemäße Pulverstrahlhandgerät bzw. Ultraschallhandgerät wird erreicht, dass der behandelnde Arzt während der Behandlung mit dem Gerät gleichzeitig die von Bakterien befallenen Stellen auf einfache Weise erkennen kann.
Der Ring 9 weist an seiner dem Mund zugewandten Seite eine Konvexlinse 10 auf, hinter welcher sich eine Leuchtdiode befindet. Die Leuchtdiode ist wiederum mit einer Batterie verbunden, die innerhalb des Ringes 9 angeordnet ist. Über einen Schalter, der sich an der Oberseite des Ringes 9 befindet, kann die Leuchtdiode eingeschaltet werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Mundspiegels 11. Die für die Bestrahlung benötigten Bauteile sind in entsprechender Weise wie in Fig. 1 gezeigt in dem Griffteil 12 des Mundspiegels 11 integriert. An dem proximalen Ende des Griffteils 12 befindet sich wiederum ein Schalter 13.
Die Leuchtdiode befindet sich hinter einer Konvexlinse 14, welche am Ende des geraden Griffteils 12 angeordnet ist, und zwar an der Biegung, an welcher das Griffteil 12 in den Halterungssteg 15 für den Spiegel 16 übergeht. Die Geometrie dieser Anordnung ist dabei vorzugsweise derart, dass die Leuchtdiode vorrangig das Spiegelfeld bestrahlt, so dass der bestrahlte Mundbereich nahezu identisch ist mit dem von dem Benutzer betrachteten Mundbereich. Auf diese Weise wird die Bestrahlung und die gleichzeitige Betrachtung in schwer einsehbaren Mundregionen ermöglicht.
Der Spiegel 16 weist vorzugsweise im roten Spektralbereich eine erhöhte Reflexion auf, zum Beispiel durch Verwendung eines Goldspiegels. Dadurch wird der Kontrast der Fluoreszenzstrahlung von Bakterien, die im rötlichen Spektralbereich liegt, gegenüber der Fluoreszenzstrahlung von gesunder Zahnsubstanz, die im blauen Spektralbereich liegt, bzw. der reflektierten Strahlung von gesunder Zahnsubstanz weiter verstärkt.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen nach der vorliegenden Erfindung in Form eines ein- bzw. zweiseitigen Wangenexpanders 17 bzw. 18. Die für die Bestrahlung benötigten Bauteile sind in den Wangenexpandern integriert. An den bei Gebrauch dem Mundinneren zugewandten Seiten sind kleine Leuchtdioden 19 angebracht, die über im Kunststoff integrierte Leitungen mit der Batterie und einem Schalter 19 bzw. 20 in Verbindung stehen. Die Batterie befindet sich dabei vorzugsweise gleich unterhalb des Schalters. Als Leuchtdioden werden vorzugsweise sogenannte SMD- (surface modified device) LEDs verwendet, also quadratische LED-Chips mit einer Kantenlänge von etwa 300 &mgr;&eegr;&igr;.
Claims (29)
1. Vorrichtung zum Erkennen von bakteriellem Befall an Zähnen mit einer oder mehreren Lichtquellen zum Erzeugen einer Strahlung, welche auf einen oder mehrere zu untersuchende Zähne gerichtet werden kann, zur Erzeugung von fluoreszierender Strahlung an den Zähnen, sofern diese einen bakteriellen Befall aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine oder mehrere Leuchtdioden (5; 21; 22) sind, welche Licht erzeugen innerhalb eines Wellenlängenbereichs von etwa 380 bis 425 nm, insbesondere innerhalb von etwa 390 bis 420 nm.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Leuchtdiode (5) bzw. von den Leuchtdioden (21; 22) erzeugte Licht spektral schmalbandig bzw. annähernd monochromatisches Licht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Leuchtdiode (5) bzw. von den Leuchtdioden (21; 22) erzeugte Licht ausschließlich innerhalb eines Wellenlängenbereichs von etwa 380 bis 425 nm liegt, insbesondere innerhalb von etwa 390 bis 420 nm
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Leuchtdiode (5) bzw. den Leuchtdioden (21; 22) die zu untersuchenden Bereiche direkt bestrahlt werden können.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung keinen Lichtleiter aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leuchtdiode eine Konvexlinse (4) ist bzw. an den Leuchtdioden Konvexlinsen angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung beleuchtungsseitig keinen optischen Filter aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung keinen optischen Filter zur Untersuchung der Fluoreszenzstrahlung aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung keine Detektierungsvorrichtung zum Detektieren der Fluoreszenzstrahlung aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit Hilfe von Batterien (6) betrieben werden kann.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung autark ist, wobei ein Anschluss an anderweitige Geräte bzw. eine Stromversorgung nicht erforderlich ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem Handgerät (1) integriert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Handgerät (1) ein Schalter (7) angebracht ist zur Betätigung der Leuchtdiode (5) bzw. der Leuchtdioden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät () 1 ein längliches Griffteil (2) umfasst.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (5) bzw. die Leuchtdioden am distalen Ende des Handgerätes (1) angeordnet ist bzw. sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (3) des Handgerätes (1) gegenüber dem länglichen Griffteil (2) abgewinkelt ist, insbesondere in einem Winkel von etwa 10° bis 60°, insbesondere etwa 25° bis 45°.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen einseitigen oder zweiseitigen Labialexpander oder Wangenexpander (17; 18) umfasst bzw. ein solcher ist, wobei die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden (21; 22) vorzugsweise an den Innenflächen der Expanderwangen angeordnet ist bzw. sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein dentales Pulverstrahlhandgerät (8) umfasst bzw. ein solches ist, wobei die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden am Pulverstrahlhandgerät (8) fest oder abnehmbar angebracht ist bzw. sind, insbesondere an einem Ring (9), der auf das Pulverstrahlhandgerät (8) aufgeschoben werden kann.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein dentales Ultraschallhandgerät (23) umfasst bzw. ein solches ist, wobei die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden am Ultraschallhandgerät (23) fest oder abnehmbar angebracht ist bzw. sind, insbesondere an einem Ring (9), der auf das Ultraschallhandgerät aufgeschoben werden kann.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Mundspiegel (11) umfasst bzw. ein solcher ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Mundspiegel (11) einen Spiegel (16) umfasst, der im roten Spektralbereich eine erhöhte Reflexion aufweist, insbesondere einen Goldspiegel.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Mundspiegel (11) ein gerades Griffteil (12) umfasst, wobei die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden am Ende des geraden Griffteils (12) angeordnet sind, insbesondere im Bereich der Biegung, an welcher das Griffteil (12) in einen Halterungssteg (15) für den Spiegel (16) übergeht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Mundspiegels (11) derart ist, dass die Leuchtdiode bzw. die Leuchtdioden vorzugsweise über eine oder mehrere Konvexlinsen (14) vorrangig das Spiegelfeld bestrahlt, so dass der bestrahlte Mundbereich nahezu identisch ist mit dem von dem Benutzer betrachteten Mundbereich.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung desinfizierbar ist, insbesondere entsprechend den medizinischen Vorschriften für den Dentalbereich als semikritsches Medizinprodukt.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wasserdicht ist.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung korrosionsbeständig ist.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung an ihren äußeren Oberflächen teilweise oder vollständig aus biokompatiblem Kunststoff besteht.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kamera umfasst, insbesondere eine rotintensivierte Kamera.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode ein SMD-LED ist bzw. die Leuchtdioden SMD-LEDs (21; 22) sind, insbesondere quadratische LED-Chips mit einer Kantenlänge von etwa 300 µm.
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