DE3635122C2 - Parallelausrichtungsanzeiger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parallelausrichtungsan­ zeiger nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Parallelausrichtungsanzeiger für ein dentales Handstück ist aus der US-PS 34 62 842 bekannt. Die Einstellmit­ tel zum Einstellen der Position einer ausgewählten Achse erfolgt nach dieser vorbekannten Lehre auf mechanischem Wege.

Ein weiterer Anzeiger mit ähnlichen Merkmalen ist ferner aus der US-PS 32 18 624 bekannt.

Darüberhinaus sind im Stand der Technik elektronische Wasserwaa­ gen allgemein bekannt, die in Abhängigkeit der Auslenkung ein Signal ergeben (siehe beispielsweise die US-PS 38 63 067).

Ferner stellt sich die bekannte Entwicklung und Forschung wie folgt dar:

Gegossene Metall- oder Porzellankronen oder Inlays sind Ausbesserungen, die häufig für stark beschädigte Zähne benötigt werden. Sie werden ebenfalls als Halterungen für fixierte Teilgebisse (Brücken) verwendet. Jede Ausbesserung wird in einem Dentallabor auf einem exakten Modell eines Zahns durchgeführt, der zur Ausbesserung durch einen Dentisten herstellt worden ist. Nach der Fertigstellung wird die Ausbesserung zum Zahnarzt zurückgegeben und an Ort und Stelle einzementiert. Von kritischer Bedeutung für den Erfolg der Ausbesserung ist der Konvergenzwinkel (d. h., der Winkel zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen) oder der Konus der Zahnpräparation. Falls die für eine Krone präparierten Wände eines Zahns in Richtung zur Wurzel des Zahns konvergieren (negativer Konus oder Hinterschneidung), kann die Ausbesserung nicht eingesetzt werden, da sie "ausgeschlossen" ist. Falls der Präparation jedoch ein zu großer Konus zugefügt worden ist, kann sich der Einsatz während der Funktion verschieben. Dieses liegt daran, daß ein vollständig haftender Dentalzement bisher nicht er­ hältlich ist und die Kronen durch Reibung gehalten werden, die sich durch den Zement zwischen dem präparierten Zahn und der Innenfläche der Ausbesserung entwickelt. Die Beziehung zwischen dem Konvergenzwinkel und der Retention ist experimentell studiert worden und ist von Natur aus hyperbolisch, wobei die Hälfte der Retention verlorengeht, während der Konus von 5° auf 10° zunimmt. Über 20° besteht nur sehr wenig Retention. Aufgrund dessen empfehlen die meisten Zahnarztlehrbücher einen Konus um 6° herum, dem nachgesagt wird, daß er der am wenigsten praktikable Konus ohne das Risiko von Hinter- bzw. Unterschneidungen sein soll. Der gewünschte Konus wird verliehen entweder dadurch, daß man einen Drehbohrer mit dem gewünschten Konus bei einem konstanten Winkel am Zahn hält, oder dadurch, daß der Winkel des Handwerkzeugs verändert wird, während ein zylindrischer Bohrer eingesetzt wird.

Gegenwärtig haben die meisten Dental-Praktiker Schwierigkeit, das Genauigkeitsausmaß mit den gegenwärtig eingesetzten Freihandtechniken zu realisieren. Ohm und Silness ("The convergence angle in teeth prepared for artificial crowns". J. Oral Rehabil. 5, 371 (1978)) haben den Konvergenzwinkel von Formen gemessen, die von den Dental-Praktikern, Handels­ laboratorien zugesandt worden sind und festgestellt, daß die meisten Präparationen in den Bereich von 12° bis 37° fallen, eher als daß sie den gewünschten 6°-Winkel erreichen. Das Problem ist durch andere Studien sowohl in Großbritannien als auch in den USA bestätigt worden. Diese Studien haben festgestellt, daß die Zahnpräparationen üblicherweise Hinter­ schneidungen, überspitzte Flächen und einen Mangel an genau definiertem Einsatzweg aufweisen und daß die Praktiker kaum jemals den idealen Konus (taper), wie in der Literatur beschrieben, erreichen.

Es ist nicht nur besonders schwer einen zufriedenstellenden Konus durch visuelle Mittel allein zu erreichen, sondern die Abschätzung des Konus hat sich ebenfalls als sehr schwierig herausgestellt. Dieses mag auf die Beobachtung zurückzu­ führen sein, daß ein Mangel an Retention bzw. Beibehaltung der zwei der am meisten übliche Versagungsgrund der Kronen und fixierten Teilbrücken ist, wobei Karies der üblichste ist.

Die oben erwähnten und andere Parallelausrichtungsvorrich­ tungen haben sich jedoch nicht als sehr erfolgreich er­ wiesen. Einige Instrumente arbeiten, indem das Dentalhand­ werkzeug temporär in Beziehung zum Zahn fixiert wird, wobei die Bewegung durch eine verbundene Parallelogrammvorrichtung eingeschränkt wird. In der Praxis haben sich solche Vor­ richtungen als mißlich und zeitraubend in ihrem Zusammenbau und Ausrichtung erwiesen und waren zudem unpraktisch und unangenehm für den Patienten.

Eine weitere Gruppe von Vorrichtungen ist darauf ausge­ richtet, dem Dentisten bei der Ausrichtung des dentalen Handwerkzeugs oder bei der Bewertung der Zahnpräparation zu helfen. Eine solche Vorrichtung umfaßt einen Spiegel, in den parallel Linien eingeritzt sind, eine weitere im Labor hergestellte Kunststoffbasisplatte mit parallelen Stangen und eine noch weitere Nivellier- bzw. Wasserwaage, die am dentalen Handstück befestigt ist. Diese Vorrichtungen be­ sitzen den Vorteil, daß sie nicht den normalen Betrieb des Handstücks stören, sie sind allerdings von begrenztem Wert aufgrund der Schwierigkeiten beim Zurückführen der Information zum Dentisten. Es ist zum Beispiel schwierig, die Wasserwaagen­ vorrichtung gleichzeitig zu überwachen, während man sich auf den chirurgischen Eingriff konzentriert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Parallelausrichtungsanzeiger derart zu verbessern, daß er ohne mechanische Einstellung auskommt. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Der Dentist ist dazu in der Lage, Zähne zu präparieren, während er Information bezüglich der Neigung des Bohrers bzw. des Fräsers oder dergleichen erhält, ohne daß seine Konzentration momentan und dadurch unterbrochen wird, daß er zum Erhalt dieser Information anderswohin sehen muß. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Patient sowohl aus der Sicht des Dentisten als auch des Patienten komfortabel zur Behandlung eines oder mehrerer bestimmter Zähne angeordnet werden kann. Das Handstück kann in Stellung gebracht werden, um das Schneiden, Fräsen bzw. Abschleifen zu beginnen und danach wird die Sollorientierung der Achse eingestellt. Von diesem Zeitpunkt an wird jegliche Abwei­ chung der Handstück-Position angezeigt, die größer ist als ein vorher eingestelltes Ausmaß.

Die Winkelsignale stellen die Abweichung von einer Referenz­ achse dar und das Einstellmittel umfaßt einen Speicher zum Speichern der Winkelsignale, die erzeugt werden, wenn das Behandlungswerkzeug in einer der Sollorientierung entspre­ chenden Position positioniert worden ist, wobei das Warnmit­ tel dann ein Mittel zum Vergleich der Istorientierung entsprechenden Winkelsignale mit Signalen umfaßt, die von den gespeicherten Winkelsignalen und einem vorbestimmten Schwellensignal stammen.

Das Einstellmittel umfaßt ein Mittel zum Einstellen der Position des Winkelanzeigers relativ zum Handstück, wenn letzteres in der ausgewählten Position ist, um die gespei­ cherten Winkelsignale etwa beim Soll-Wert einzustellen. Die Referenzsignale können einen Null-Wert besitzen, falls die Position des Winkelanzeigers angemessen eingestellt wird, wenn das Handstück in der der Sollorientierung entsprechen­ den Position ist.

Der Ausrichtungsanzeiger kann integral im dentalen Hand­ stück ausgebildet werden oder an ihm angebracht sein.

Das Mittel zum Vorsehen einer Warnung kann eine Vielzahl von am Behandlungswerkzeugende angeordneten Lichtquellen um­ fassen, die am Handstück derart fixiert sind, so daß, wenn das Handstück im Mund des Patienten ist, der Dentist die co­ dierten Signale beobachten kann.

Einige Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1a und 1b Zahnpräparationen zur Verkronung,

Fig. 2a und 2b Seiten- und Draufsichten auf eine dentales Handstück, das einen Sensor und Neigungsanzeiger trägt, die bei einem erfindungsgemäßen Ausrichtungsanzeiger eingesetzt werden,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines er­ findungsgemäßen Ausrichtungsan­ zeigers,

Fig. 4 ein Logikdiagramm, das als Teil der Fig. 3 verwendet werden kann,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Ausrichtungsan­ zeigers, der einen Mikroprozessor verwendet, und

Fig. 6 ein Flußdiagramm für den Aus­ richtungsanzeiger der Fig. 5.

Die Präparation eines Zahnes zur Verkronung wird zunächst beschrieben, damit der erfindungsgemäße Betriebsablauf besser verstanden werden kann. In Fig. 1 ist ein (Dreh-) Bohrer 10 in Form eines Zahnbohrers oder Edelsteins in zwei Stellungen gezeigt: zur linken und rechten eines Zahns 11. Der Bohrer ist in einem zahnärztlichen Handstück (in Fig. 1 nicht gezeigt) befestigt und besitzt eine Schleiffläche in Form eines Konus. Wenn die Längsachse dieses Bohrers parallel zur Achse des Zahns gehalten wird, stellt die konische Fläche einen Kegel bzw. einen Konus mit den erforderlichen 6° sicher, wie es in Fig. 1b gezeigt wird. Die Krone 12 kann dann auf dem Zahn einzementiert und fest in dieser Stellung gehalten werden. Die Achse eines Zahns ist unbestimmt, jedoch so lange die Bohrerachse parallel zu einer ausge­ wählten Achse gehalten wird, die etwa zur Zahnachse ausge­ richtet ist, wird die Krone 12, die von einem Abguß des Zahns hergestellt worden ist, verläßlich passen, da der Konus bzw. der spitz zulaufende Kegel um den gesamten Zahn herum 6° zur ausgewählten Achse beträgt.

In den Fig. 2a und 2b hält das zahnärztliche Handstück 14 den Bohrer 10. Acht Licht emittierende Dioden (LED′s) A, A′, B, B′, C, C′ und D, D′ sind am Bohrerende des Handstück derart positioniert, so daß, wo immer das Handstück sich im Mund befindet, ausreichende LED′s gesehen werden können, um einen Code vorzusehen, der zeigt, wenn die Achse des Bohrers 10 von der parallelen zur ausgewählten Achse mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß abweicht.

Zwei elektronische "Nivellier- bzw. Wasserwaagen", die in rechtwinkligen Richtungen empfindlich sind bzw. Sensor­ funktionen ausüben, sind im Gehäuse 15 angeordnet, welches mittels eines starr beweglichen Zweiachsgelenkes 16 auf dem Handstück 14 mittels einer Manschette 17 und einer Sicherungs­ mutter 18 befestigt ist.

Wenn der Dentist mit der Präparierung eines Zahns beginnt, hält er das Handstück zuerst in etwa mit dem Winkel, mit dem er beabsichtigt zu arbeiten, wobei der Bohrer 10 entweder über oder unter dem Handstück zur Bearbeitung auf dem Zahn im Unter- bzw. Oberkiefer liegt. Er verwendet dann die Sicherungs­ schraube 18, um das Gehäuse 15 derart zu drehen, daß seine Achse annähernd vertikal ist. Danach wird der Bohrer im Mund angrenzend an den zu behandelnden Zahn geführt und in der Stellung gehalten, die zu Beginn des Bohrens bzw. Fräsens als korrekt angesehen wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Gelenk 16 verwendet, um irgendwelche weiteren Einstellungen durchzuführen, die notwendig sind um sicherzustellen, daß die Achse des Gehäuses 15 annähernd vertikal ist, wobei ein Fußschalter betätigt wird, um die ausgewählte Achse einzu­ stellen. Signale von den Nivellierwaagen mittels Verbindungen 20 zeigen die Drehung des Handstücks von ihrer anfänglich winkeligen Orientierung um X′- und Y′-Achsen an, wie es in Fig. 2b gezeigt wird, und wobei diese Signale der Drehung der Achse des Bohrers 10 um die Achsen X′ und Y′ entsprechen, so daß jegliche Abweichung von der parallelen zur ausgewählten Achse durch die Signale angezeigt wird, die von den Ver­ bindungen 20 übertragen werden.

Bei dem zum Anzeigen einer Neigung verwendeten Codes werden die LED′s wie folgt geschaltet:

Wo immer der Bohrer 10 sich auch im Mund befindet, kann mindestens eine der LED′s A, A′, C, C′ gesehen werden zusammen mit mindestens einem der LED′s B, B′, D, D′ und, wie aus der obigen Codierung deutlich wird, sind diese LED′s ausreichend, um eine Neigung oberhalb eines Schwellenwertes sowie die Neigungsrichtung anzuzeigen.

Beim Einsatz muß der Dentist lediglich die Spitze des Bohrers in Richtung eines LED′s, das aufleuchtet, neigen bzw. kippen und von einem LED wegführen bzw. wegkippen, das konstant an ist bzw. leuchtet.

Fig. 3 zeigt eine analoge Arbeitsweise eines Weges, bei dem die Signalverarbeitung vorgesehen werden kann. Das Gehäuse 15 umfaßt uniaxiale, elektrolytische Neigungssensoren als "elektronische Wasser- bzw. Nivellierwaagen". Diese Sensoren sind mit den Sensormodulen 23 und 24 verbunden, die die Erregung der Sensoren vorsehen und einen Spannungsausgang ergeben, der proportional zur Neigung von der Vertikalen ist. Diese Spannungen sind als Eingangssignale mit den Signalkonditionierungsverstärkern 25 bzw. 26 verbunden, die die Sensormodulausgänge verstärken und ihnen eine Versetzung bzw. Abweichung verleihen.

Probe- und Halteschaltkreise 27 und 28 werden verwendet, um die ausgewählte, oben erwähnte Achse einzustellen. Wenn der Bohrer in seiner Stellung zu Beginn der Präparation ist, wird ein Fußschalter 30 betätigt, um die gegenwärtigen Werte V_x und V_y zu halten (Ausgänge der Verstärker 25 bzw. 26), als Signale V_xR und V_yR. Lediglich eine Neigung, die größer ist als eine gewisse Schwelle wird durch die LED′s angezeigt und dieser Schwellwert wird mittels Summierung der Verstärker 32 bis 35 und einer Empfindlichkeitsschaltung 36 eingestellt, die als einstellbarer Potentiometer mit einem Ausgang V_S gezeigt ist. Plus- und Minus-Zeichen an den Eingängen bei den Verstärkern 32 bis 35 zeigen an, ob die Ausgangssignale von den Proben- und Halteschaltkreisen dem Signal V_S hinzugefügt oder von ihm subtrahiert sind, unter Ausbildung der nachstehend angegebenen vier Schwellensignale:

V_Tx1 = V_xR + V_S
V_Tx2 = V_xR - V_S
V_Ty1 = V_yR + V_S
V_Ty2 = V_yR - V_S.

Das V_x-Neigungssignal vom Verstärker 25 wird an die beiden Komparatoren 37 und 38 angelegt, die die entsprechenden Schwellensignale durch Summierung der Verstärker 32 und 33 empfangen. Als Ergebnis erscheinen "hohe" Signale x_P und x_N am Ausgang der Komparatoren 37 und 38, wenn ein Signal größer als der Schwellenwert im positiven bzw. negativen Sinne ist. Diese Signale und ähnliche Signale y_P und y_N erscheinen am Ausgang der Komparatoren 40 und 41 und werden in einer Logikschaltung 42, die weiter unten beschrieben wird, verwendet, um die LED′s in zwei Gruppen zu steuern, was durch die Vierecke 44 und 45 angedeutet wird.

Die Logikschaltung 42 wird in Fig. 4 gezeigt und verwendet Logiksymbole, wie sie durch International Electrotechnical Commission (IEC), Genf, definiert sind und in der IEC Veröffentlichung 617: 12, Binary Logic Elements beschrieben sind. Ein Mulitplexer-Element 50 empfängt ein oberes/(invertiertes) unteres Signal von einem Schalter (nicht gezeigt), der durch den Praktiker betätigt wird, um anzudeuten, ob er am oberen oder unteren Kiefer arbeitet. Falls die Präparation am Oberkiefer durchgeführt werden soll, empfängt der obere Abschnitt (wie gezeigt) des Multiplexers 50 ein "hohes" Signal und die vier unteren Abschnitte des Multiplexers 50 werden torgesteuert, um ihre unteren Eingangssignale zu ihren Ausgängen zu führen; d. h., die Eingänge x_P und x_N werden auf die Verbindungen 53 bzw. 54 torgesteuert, während die Signale y_P und x_N auf die Verbindungen 51 bzw. 52 torgesteuert werden. Falls die Präparation am unteren Kiefer durchgeführt werden soll, erreichen die Signale x_P und x_N die Leiter 51 bzw. 52, während die Signale y_P und y_N die Leiter 53 bzw. 54 er­ reichen.

Die Leiter 51 bzw. 54 sind mit der ODER-Toranordnung 55 verbunden und empfangen übliche Taktsignale aus einer Takt­ schaltung 56. Um den Betrieb aufzuzeigen, betrachtet man die Situation, wo Neigung oberhalb des Schwellenwertes in der positiven X-Richtung und der negativen Y-Richtung vorliegt, während die Präparation am Oberkiefer durchgeführt wird; d. h., die Leiter 52 und 53 sind "hoch", während die Leiter 51 und 54 "niedrig" sind. Nach den IEC-Definitionen bedeutet das Symbol "G1", daß lediglich die mit 1 markierten Pole torgeschaltet sind und ebenfalls nach den Definitionen umfaßt nur der unterhalb des oberen Steuerabschnittes liegende Abschnitt Bezeichnungen, während die anderen Abschnitte leer gelassen sind, wobei jedoch angenommen wird, daß sie die gleichen Bezeichnungen haben. Auf diese Art und Weise be­ tätigt das hohe Signal am Leiter 52 die LED′s D und D′ kontinuierlich, während die LED′s B und B′ in Taktgeschwindig­ keit mittels Torsteuerung blinken bzw. aufblitzen. Auf gleiche Weise betätigt der hohe Zustand der Leiter 53 die LED′s A und A′ kontinuierlich, während die LED′s C und C′ aufblitzen. Wie ersichtlich, ist der LED- Betrieb in Übereinstimmung mit dem oben beschrieben Code. Der Betrieb der Toranordnung 55 zum Erzeugen des be­ leuchteten Lichtcodes für die übrigen Kombinationen der Signale auf den Leitern 51 bis 54 wird aus dem obigen Bei­ spiel deutlich.

Als Alternative zu den Schaltungen der Fig. 3 und 4 wird eine Mikroprozessor-Implementierung in Fig. 5 gezeigt. In dieser Anordnung sind die uniaxialen Sensoren durch einen biaxialen Sensor 60 ersetzt, wobei zwei Ausgänge der X- und Y-Neigung entsprechen und eine Doppelsinnschaltung bzw. ein Doppelabstimmungsschaltkreis 61 liefert die Ausgangssignale V_x und V_y. Eine Schaltung 62 liefert eine Bezugsspannung für einen Mehrfachkopplungs-analog-zu- Digitalkonverter 63 und einen Empfindlichkeitssteuerungs­ potentiometer 64. Die drei Spannungen V_s, V_x und V_y werden in digitaler Form an einen Speicher mit Direktzugriff (RAM/random access memory) 65 durch den Mehrfachkopplungs­ analog-zu-Digitalkonverter 63 über die Eingangs/Ausgangs­ schaltungen 66 unter der Steuerung eines Mikroprozessors 67 angelegt. Ein löschbarer, programmierbarer Festwertspeicher (EPROM/erasable, programmable read-only memory) umfaßt das Steuerungsprogramm für den Mikroprozessor 67 und ist damit und mit dem RAM 65 durch einen Systemhauptweg 70 verbunden. Der EPROM 68 ist mittels einer Eingangs/Ausgangsschaltung 70 mit einer LED-Anzeige 72 verbunden, die die Empfindlichkeit der Schaltung anzeigt, d. h., die Werte der Schwellen, wie sie durch den Steuerungspotentiometer 64 eingestellt sind. Zusätzlich ist die I/O-Schaltung 71 zur Betätigung mit einem Abstimmungsschalter 73 verbunden, um die Präparation eines Zahns im Ober- oder Unterkiefer anzudeuten, sowie einem Fußschalter 74, der betätigt wird, wenn der Bohrer 10 in betriebsbereiter Stellung zum Beginn der Präparation ist. Die LED′s A bis D′ werden durch das Rechteckfeld 75 ange­ deutet, daß mittels Pufferschaltungen 76 mit der I/O-Schaltung verbunden ist. Die Schaltung der Fig. 5 wird durch die Stromzufuhreinheit 77 versorgt, die medizingerecht netzge­ speist ist.

Die folgenden Schaltungen sind für den Mikoprozessor 67, den RAM 65 und dem EPROM 68 bzw. Typen 8085 und 8185 und 8755 geeignet.

Der Mikroprozessor 67 arbeitet nach dem Flußdiagramm der Fig. 6. Nach dem Stromeinschalten (Betrieb 80) beginnt die Initialisierung und die Spannungen V_x und V_y werden in den RAM 65 beim Betrieb 81 eingelesen, während die LED′s der Felder 72 und 75 abgeschaltet werden (Betrieb 82), wobei die gegenwärtige Position des dentalen Handstücks eingestellt wird, um die ausgewählte Achse zu definieren (Betrieb 83).

Man tritt dann die Hauptschleife des Flußdiagramms bei der Betriebsstufe 84 ein, wo die Empfindlichkeitssteuerungs­ einstellung ein- bzw. abgelesen wird, wie sie durch den Dentisten unter Verwendung des Potentiometers 64 eingestellt worden ist. Eine Betriebsstufe 85 zeigt diese Einstellung an unter Verwendung einer Tabelle im EPROM 68 und der LED′s des Feldes 72. Ferner wird eine Betriebsstufe 86 ausgeführt, um die Schwellenwerte zu kalkulieren.

Bei der Betriebsstufe 87 wird der Zustand des Fußschalters abgelesen und der Versuch 88 zeigt an, ob der Fußschalter gedrückt ist. Wenn dies der Fall ist, wird die ausgewählte Achse eingestellt, um die gegenwärtige Position des Bohrers in der Betriebsstufe 90 unter Verwendung der gegenwärtigen degitalisierten Werte von V_x und V_y darzustellen, die vom RAM 65 gehalten werden. Nach der Betriebsstufe 90 oder falls der Fußschalter nicht beim Versuch 88 gedrückt wird, wird der Abstimmungsschalter 73 eingelesen (Betriebsstufe 91) und der Versuch 92 wird ausgeführt, um festzustellen, ob eine Neigung in irgendeiner Richtung den Schwellenwert über­ schreitet. Falls dies der Fall ist, werden die geeigneten LED′S auf dem Handwerkzeug in einer Betriebsstufe 93 be­ tätigt, falls dies nicht der Fall ist, wird ein Versuch 94 durchgeführt, um festzustellen, ob irgendein angestellter Schwellenwert außerhalb des Wandlerbereiches ist, d. h., der Bereich, über den der biaxiale Sensor 60 und die Doppelsinn­ schaltung 61 einem im wesentlichen lineares Signal vorsehen, das den Neigungswinkel darstellt. Falls dem so ist, werden die geeigneten LED′s auf dem Handstück in der Betriebsstufe 93 betätigt, falls dem nicht so ist und alle Schwellenwerte innerhalb des Wandlerbereiches liegen, werden die Sensor­ winkel V_x und V_y in der Betriebsstufe 95 abgelesen und danach wird die Hauptschleife wiederholt, wie es durch die Linie 96 angedeutet ist.

Als Alternative zur Mikroprozessorarbeitsweise kann eine Mikrosteuerung verwendet werden, bei der eine Zentralver­ arbeitungseinheit (CPU), Speicher, Eingang/Ausgang, Multiplexer und ein Analog-zu-Digitalkonverter in einem Paket integriert sind. Ein ähnliches Flußschema wird dann verwendet.

Eine bedeutsame Bewegung des Oberkiefers des Patienten während der Behandlung tritt wahrscheinlich nicht auf, da der Rücken des Kopfes wie gewöhnlich unterstützt wird, jedoch kann eine Bewegung des Unterkiefers gelegentlich stattfinden. Wo dieses Problem auftritt, kann eine Unter­ kieferstütze verwendet werden oder zwei Bewegungssensoren (eine für jede der zwei Achsen rechtwinklig zueinander) können in einem einzigen Gehäuse am Unterkiefer befestigt werden, z. B. indem sie an einem Zahn festgeklemmt werden. Wenn der Dentist mit der Arbeit beginnen will und den Bohrer in der Anfangsposition hält, werden das gegenwärtige V_x- Signal, das gegenwärtige V_g-Signal und die Kiefersensor­ signale gespeichert. Die Vorrichtung ist nicht dazu konstruiert, Neigungs- bzw. Kippanzeigesignale zu geben, sondern sieht nur eine Warnung vor, falls die Summe der Abweichungen der Signale von ihren entsprechend gespeicherten Werten einen vorbestimmten Wert überschreitet. Der Dentist legt dann den Bohrer gegen die Fläche, wo die Präparation angefangen hat und stellt die ausgewählte Achse durch Drücken des Fuß­ schalters wieder ein. Falls sich der Dentist jedoch irrt, wird die ausgewählte Achse dann so wie vorher sein, wenn sich jedoch der Unterkiefer bewegt hat, wird eine neue Achse ausgewählt.

Die LED-Anzeigen können durch Faseroptik oder durch Flüssigkeitskristall­ anzeigen ersetzt werden und für die Handwerkzeuganzeige können LED′s oder Alternativen entweder in ein speziell aufgebautes Handstück eingebaut oder auf einem Gestell positioniert werden, das an ein konventionelles Handstück angeklemmt wird.

Ein vom Computer erzeugter Stimm-Ausgang kann zusätzlich verwendet werden oder als Alternative für die Handstück­ anzeige oder die Audiosignale, wobei zum Beispiel eine hohe oder niedrige Neigung für die beiden Achsen und kontinuier­ liche oder unterbrochene Töne verwendet werden können. Ein einzelnes Audiosignal, das einen unannehmbaren Ausrichtungs­ irrtum anzeigt, kann ausreichend und sogar eine taktische Warnung sein.

Die Handwerkzeuganzeige kann als Rückmeldung für den Dentisten gedacht sein und kann ohne richtungsmäßige Information durch eine einzelne Lampe oder durch Modulierung der Intensität einer optischen Hauptfaser gegeben werden, die in das Hand­ stück eingebaut ist. Die an der Hauptfaseroptik angebrachte Farbe kann moduliert werden, um richtungsmäßige Informationen zu geben.

Alternativen für die uniaxialen und biaxialen Sensoren umfassen Empfindlichkeitspendel-Neigungsmesser, sogenannte Inklinometer, nicht-elektrolytische kapazitive Wandler, resistive Wandler und Magnetfeld-Fühlspulen in einem extern erzeugten Feld.

Bei einigen Arbeitsweisen kann es nützlich sein, eine An­ zeige der Winkelposition in einer Ebene vorzusehen, die senkrecht zur ausgewählten Achse ist. Ein Magnetkompaß mit elektrischem Ausgang kann für diesen Zweck eingesetzt werden, und die Information wird durch Flüssigkeitskristall-Anzeige­ pfeile auf dem Handstück angezeigt.

Der Fußschalter kann durch einen manuell betätigten Schalter auf dem Handstück oder durch Stimmerkennungsschaltungen ersetzt werden.

Es wird angenommen, daß allmählich die Signalverarbeitungs­ schaltungen miniaturisiert und auf dem Handstück mit Batterie­ betrieb befestigt werden.

Die Empfindlichkeitssteuerung bzw. -kontrolle kann auf dem Handstück sowohl in der miniaturisierten als auch anderen Ausführungsformen befestigt werden, wobei im letzteren Fall die Signalverarbeitungsschaltungen in einer getrennten Einheit bleiben.

Ein Quecksilberneigungsschalter kann am Handstück angebracht werden und als Alternative gegenüber dem manuell betätigten Abstimmschalter eingesetzt werden, um die Arbeit am unteren oder oberen Kiefer anzuzeigen.

Claims (2)

1. Parallelausrichtungsanzeiger für ein dentales Handstück (14) mit einem Winkelanzeigemittel (22, 23, 24, 42; 60) zum Erzeugen eines elektrischen Winkelsi­ gnals, das die winkelmäßige Istorientierung der Aches eines Behandlungswerkzeuges (10), wie Drehbohrer, Fräser oder der­ gleichen, feststellt, welcher im Betrieb von dem dentalen Handstück (14) gehalten wird, mit einem Einstellmittel (30) zum Einstellen der Sollorientierung der Achse und mit einem Warnmittel (44, 45), das ein Warnsignal erzeugt, wenn die Abweichung zwischen der Ist- und der Sollorientierung außerhalb vorbestimmter Grenzen liegt, wobei das Warnmittel (44, 45) eine visuelle Warnung ergibt und die visuelle Warnung innerhalb des Ansichtsfeldes des Operators bzw. Be­ dienungspersonals des dentalen Handstücks (14) liegt, wenn das Behandlungswerkzeug (10) unabhängig von der Position des dentalen Handstücks (14) im Mund des Patienten beobach­ tet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelanzeigemit­ tel (22, 23, 24, 42; 60) Winkelsignale erzeugt, die die Abwei­ chung von einer Referenzachse darstellen, daß das Einstell­ mittel (30) einen Speicher (27, 28) zum Speichern der Winkel­ signale umfaßt, die erzeugt werden, wenn das Behandlungs­ werkzeug (10) in einer der der Sollorientierung entsprechen­ den Position positioniert worden ist, daß das Warnmittel (44, 45) ein Mittel (32-38, 40, 41) zum Vergleich der der Istorientierung entsprechenden Winkelsignale mit Signalen umfaßt, die von den gespeicherten Winkelsignalen und einem vorbestimmten Schwellensignal (V_T) stammen, und daß das Warnsignal aus codierten, die der Istorientierung entspre­ chenden Neigungsrichtung des Behandlungswerkzeugs (10) ange­ gebenen Signalen besteht.

2. Parallelausrichtungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die codierten Signale durch eine Vielzahl von am Behandlungswerkzeugende angeordneten Lichtquellen erhalten werden.