DE3924536C2

DE3924536C2 -

Info

Publication number: DE3924536C2
Application number: DE19893924536
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. 8520 Erlangen De Voss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1992-12-03
Also published as: DE3924536A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Länge eines Zahnwurzelkanals durch Einführen einer Meßsonde in den Kanal und Messen der elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Meßsonde und einer an der Mundschleimhaut oder am Kanaleingang angelegten Gegenelektrode.

In verschiedenen Fällen ist es erwünscht, eine einfache, schnell durchzuführende und sichere Methode zur Messung der Länge eines Zahnwurzelkanals zur Verfügung zu haben. Eine derartige Messung ermöglicht es beispielsweise dem Zahnarzt, die notwendigen Voruntersuchungen vor einer Wurzelkanalbehandlung mit einfachen Mitteln durch zuführen, so daß der Wurzelkanal bis zu seiner engsten Stelle im Bereich der Wurzelspitze mit Wurzelfüllmaterial verschlossen werden kann, ohne Material über den Zahn hinaus in den Kieferknochen zu bringen oder totes Gewebe im Kanal zu belassen.

Beim bisherigen Stande der Technik wurde die Länge des Zahnwurzelkanals im allgemeinen dadurch bestimmt, daß eine metallische Sonde in den Kanal eingeführt und der Zahn alsdann geröntgt wurde. Es ist bekannt, daß die Anwendung von Röntgenstrahlen wegen der damit verbundenen Strahlenbelastung auf ein Minimum reduziert werden soll.

Aus der DE-PS 30 18 568 sowie aus der DE-AS 21 34 435 ist bekannt, zur Bestimmung der Länge eines Zahnwurzelkanals die elektrische Impedanz eines Meßkreises, bestehend aus Elektrodensonde, Gewebewiderstand und einer Gegen elektrode an der Mundschleimhaut zu messen. Bei diesen Verfahren wird eine Sonde, beispielsweise ein nicht isolierter Draht oder eine Nadel in den Wurzelkanal eingeführt und beim Einführen fortlaufend der fließende Wechselstrom zwischen Sonde und Gegenelektrode an der Mundschleimhaut gemessen. Die Endpunktanzeige, also das Erreichen des tiefsten Wurzelkanalpunktes durch die Sondenspitze wird ermittelt, wenn der Strom einen vorher festgelegten Maximalwert oder der sich daraus ergebende Gesamtwiderstand einen vorher festgelegten Minimalwert erreicht. Messungen dieser Art sind prinzipiell möglich, da durch umfangreiche Untersuchungen festgestellt wurde, daß die Impedanz an der Öffnung des Wurzelkanals bei vielen Patienten in der Größenordnung von etwa 6,5 kΩ liegt. Allerdings ist dieses Meßverfahren durch elektro chemische Prozesse an den Elektroden und durch anato mische Gegebenheiten des Zahnwurzelkanals mit einer gewissen Unsicherheit behaftet.

Desweiteren ist bekannt (J.Endod. 9,97, 1983), zur Messung der Länge eines Wurzelkanals eine Differenzmessung mittels einer bipolaren Meßelektrode auszuführen. Die Wurzelkanallänge wird bei dieser Meßmethode bei der engsten Stelle des Kanals, also bei der höchsten Strom dichte, festgestellt. Nachteilig ist hierbei, daß die erforderlichen bipolaren Elektroden konstruktionsbedingt relativ breit sind, so daß einige Wurzelkanäle nicht sondiert werden können. Schließlich versagt diese Methode bei Wurzelkanälen mit mehreren Verengungen, bei denen folglich mehrere Stellen hoher Stromdichte angezeigt werden.

Da im Zahnwurzelkanal ein Strom näherungsweise gerichtet fließt - die den Kanal umgebenden Zahnhartsubstanzen haben einen verhältnismäßig hohen elektrischen Widerstand -, beim Austreten der Sonde aus dem Kanal ein Stromfluß aber ungehindert in alle Richtungen möglich ist, kann im Bereich der Kanalöffnung eine typische Impedanzänderung festgestellt und daraus wichtige Referenzpunkte im Bereich der Wurzelspitze lokalisiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Meßmethode zum Messen der Länge eines Zahnwurzelkanals durch Einführen einer Sonde in den Kanal und Messen der elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Sonde und einer an der Mundschleimhaut oder am Kanaleingang angelegten Gegenelektrode dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Messung unabhängig von elektrochemischen Prozessen an den Elektroden und von individuellen Schwankungen der Zahnanatomie mit größter Genauigkeit durchführbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Bei entsprechenden Untersuchungen hat sich gezeigt, daß die Impedanz beim Eintauchen der Sonde zunächst gleich bleibt, sodann aber zur unteren Öffnung des Wurzelkanals abfällt und beim Austreten der Sonden spitze aus dem Zahn einen Minimalwert erreicht, der sich bei noch tieferem Eindringen nicht mehr ändert. Ist in diesem Punkt die genaue Sondenlänge bekannt, so ergibt sich daraus zwangsläufig die Länge des zu messenden Wurzelkanals.

In aller Regel wird bei der Anwendung der Vorrichtung die elektrische Leitfähigkeit unter Anwendung eines sinus förmigen Wechselstroms geringer Frequenz (0,1-1 kHz) gemessen. Es ist aber auch möglich, stattdessen äqui valente Größen wie z. B. den elektrischen Strom oder den Spannungsverlauf zu erfassen.

Als Elektrode kann wie bei den vorbekannten Meßmethoden ein isolierter oder nackter metallischer Draht, beispiels weise aue rostfreiem Stahl, Platin o. dgl. verwendet werden. Wesentlich ist bei der vorgeschlagenen Vor richtung, daß die Möglichkeit besteht, die Länge des in den Wurzelkanal eingeführten Drahts nicht nur am Ende, sondern während des gesamten Einschiebevorgangs zu messen. Hierzu wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die folgende vorbekannten Merkmale aufweist:

- Eine nadelförmige Meßsonde,
- gegebenenfalls eine mit der Mundschleimhaut oder dem Kanaleingang zu verbindende Gegenelektrode,
- eine Wechselstromquelle,
- eine elektrische Strom-, Spannungs- oder Widerstands meßeinrichtung.

Die Einrichtung zur Messung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde mit einem Wegaufnehmer verbunden ist.

In der vorstehenden Merkmalszusammenstellung ist angegeben, daß die mit der Mundschleimhaut oder dem Kanaleingang zu verbindende Gegenelektrode nur gegebenen falle vorhanden sein muß. Es rührt dies daher, daß die Messung auch mit höherfrequenten Strömen von beispiels weise 100 kHz oder mehr ausgeführt werden kann, wobei sich dann das Anlegen einer Gegenelektrode an die Mund schleimhaut erübrigt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Wegaufnehmer folgende Merkmale auf:

- eine auf den Zahn aufzulegende Referenzebene,
- einen höhenverstellbaren, mit der Sonde verbundenen Führungsschaft,
- eine mit dem Führungsschaft gekoppelte Längenmeß vorrichtung.

Die Längenmeßvorrichtung besteht vorzugsweise aus einer Lichtquelle und einem optischen Sensor. Als Sensor kommt eine Fotodiode, ein Fototransistor, eine Fotozelle o. dgl. in Betracht.

Um korrekte Messungen ausführen zu können, ist es wichtig, daß der Führungsschaft gegen Verdrehung um seine Längsachse gesichert ist. Hierzu wird vorgeschlagen, daß der Schaft entweder viereckig, sechseckig o. dgl. ausgeführt ist, oder daß zwischen dem Schaft und dem Schaftlager eine Nut-und-Feder-Verbindung besteht. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Sonde oder eine damit verbundene elektrische Ableitung durch den Führungsschaft längsaxial hindurchgeführt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Gerätes,

Fig. 2 eine Meßsonde mit Wegaufnehmer, beides montiert über dem auszumessenden Zahn,

Fig. 3 eine typische Meßkurve, aus der die Länge des Zahnwurzelkanals abgeleitet werden kann.

Beim gewählten Ausführungsbeispiel der Meßschaltung steuert das Signal eines Sinusgenerators mit einer Frequenz von beispielsweise 1 kHz eine Konstantstrom quelle, die mittels eines Operationsverstärkers aufgebaut ist, derart, daß ein konstanter Wechselstrom von 10 µA zwischen der im Zahnwurzelkanal befindlichen Sonde (1) und der an der Lippe des Probanden fixierten Gegen elektrode (2) fließt. Bei Verwendung von Wechselströmen höherer Frequenz (< 100 kHz) kann auf die Gegenelektrode verzichtet werden. Die Sonde ist derart ausgebildet, daß vorzugsweise ein zahnärztliches Wurzelkanalaufbereitungs instrument mit einem Isolierlack überzogen ist, wobei lediglich die Spitze leitfähig bleibt. Zwischen den beiden Elektroden befindet sich Gewebe der Gesichts weichteile, des Kieferknochens und das Gewebe des Zahn wurzelkanals, das - falls es aufgrund einer Erkrankung zerfallen ist - durch einen Elektrolyten, vorzugsweise physiologische Kochsalzlösung, ersetzt wird. Die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden wird über einen Differenzverstärker hochohmig abgegriffen und verstärkt. Nach Gleichrichtung wird die entstandenen Signalspannung mittels eines A/D-Wandlers digitalisiert und von einem Rechner (Mikrocomputer) verarbeitet.

In Fig. 2 ist neben der Lage des Sonde im Zahnwurzelkanal auch der Aufbau des Wegaufnehmersystems ersichtlich. Das Wegaufnehmersystem ist als Ganzes mit (3) bezeichnet. Es besteht im wesentlichen aus einer Referenzebene (4), die auf den zu messende Zahn aufzulegen ist. Diese Referenz ebene kann beispielsweise die Unterseite einer Platte (5) sein, welche aus isolierendem Werkstoff besteht. In der Platte (5) geführt ist ein höhenverstellbarer Führungs schaft (6), an dessen unterem Ende (7) die Sonde (1) befestigt ist.

Am Führungsschaft (6) ist desweiteren ein kleiner Aus legerarm (8) befestigt, dessen freies Ende eine Fassung (9) für eine Lichtquelle (10) trägt. Als Lichtquelle kommt beispielsweise eine Leuchtdiode in Betracht.

Auf der Oberseite der Platte (5) ist ein optischer Sensor (11), beispielsweise ein Fototransistor, angeordnet. Der elektrische Anschluß des optischen Sensors ist bei (12), der elektrische Anschluß der Lichtquelle (10) bei (13) und die elektrische Ableitung der Sonde (1) bei (14) angedeutet.

Wird mit dem Einschieben der Sonde in den Wurzelkanal begonnen, so befindet sich der Führungsschaft in einer Position weitgehend außerhalb des Zahnes über der Platte (5). Die Lichtquelle (10) ist damit zunächst weit vom optischen Sensor (11) entfernt, so daß deren Beleuchtungs stärke gering ist. Je mehr die Sonde in den Zahnwurzel kanal eingeschoben wird, umso mehr rückt der Schaft und damit auch die Lichtquelle nach unten und umso größer wird die Beleuchtung des optischen Sensors. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Aufnahme des Weges möglich, den die Sonde im Innern des Zahnwurzelkanals zurücklegt.

Der Meßvorgang selbst läuft folgendermaßen ab: Nach Befestigung der Gegenelektrode an der Lippe wird der Wegaufnehmer auf dem Zahn fixiert. Das Rechnerprogramm wird gestartet. Während nun die Sonde langsam in den Zahnwurzelkanal vorgeschoben wird, werden die Datenpaare der Signale von Impedanz und Eintauchtiefe vom Rechner gespeichert und in einem Koordinatensystem graphisch auf der Ausgabeeinheit, einem Monitor, dargestellt, wobei auf der Abszisse die Eintauchtiefe, auf der Ordinate die Impedanz wiedergegeben werden kann. Die Sonde wird soweit vorgeschoben, bis sich die Impedanz nicht mehr ändert.

Die gemessene Impedanz der Stromstrecke zwischen den beiden Elektroden nimmt bei Annäherung der Sonde an die Wurzelspitze ab. Da die Impedanzänderung an der engsten Stelle des Kanals im Bereich der Wurzelspitze am größten ist, beim Verlassen der Sondenspitze aus dem Zahn die Impedanz konstant ist, entsteht eine typische Meßkurve wie in Fig. 3 dargestellt. Der Impedanzgradient erreicht an der engsten Stelle des Kanals die größte Änderung (Punkt A); die Kurve geht in eine Horizontale über, sobald die Sondenspitze den Zahn verläßt, an dieser Stelle (Punkt B) befindet sich die Zahnwurzelkanal öffnung. Durch Wiederholungen der Messung können auf dem Monitor mehrere Meßkurven überlagert werden und so das Meßergebnis überprüft werden. Meßfehler, z. B. durch Leck ströme werden sofort erkannt, sobald eine typische Meßkurve nicht erzielbar ist. Die aus den typischen Kurven ermittelten Punkte A und B werden auf dem Monitor markiert und danach vom Rechner als metrische Werte, als absolute Distanz zur Referenzebene ausgegeben.

Bezugszeichenliste

1 Sonde
2 Gegenelektrode
3 Wegaufnehmersystem
4 Referenzebene
5 Platte
6 Führungsschaft
7 unteres Ende von (6)
8 Auslegerarm
9 Fassung
10 Lichtquelle
11 optischer Sensor
12 elektrischer Anschluß des Sensors (11)
13 elektrischer Anschluß der Lichtquelle (12)
14 elektrischer Anschluß der Sonde (1)

Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Länge eines Zahnwurzelkanals durch Einführen einer Meßsonde in den Kanal und Messen der elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Meßsonde und einer an der Mundschleimhaut oder am Kanaleingang angelegten Gegenelektrode, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Messung den zum jeweiligen elektrischen Leitfähigkeit gehörenden Eintauchtiefe der Meßsonde und durch eine Anzeige oder Aufzeichnung des jeweiligen elektrischen Leitfähigkeitswertes, als Funktion der Eintauchtiefe der Meßsonde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit

- einer nadelförmigen Meßsonde (1),
- einer bei niederen Stromfrequenzen mit der Mund schleimhaut oder dem Kanaleingang zu verbindenden Gegenelektrode (2),
- einer Wechselstromquelle,
- einer elektrischen Strom-, Spannungs- oder Widerstands meßeinrichtung zur Messung der Leitfähigkeit zwischen der Meßsonde (1) und der Gegenelektrode (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (1) mit einem Wegaufnehmer (3) ver bunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (3) folgende Merkmale aufweist:.

- eine auf den Zahn aufzulegende Referenzebene (4),
- einen höhenverstellbaren, mit der Sonde (1) verbun denen Führungsschaft (6),
- eine mit dem Führungsschaft (6) gekoppelte Längen meßvorrichtung (10, 11).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenmeßvorrichtung aus einer Lichtquelle (10) und einem optischen Sensor (11) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (6) gegen Verdrehung um seine Längsachse gesichert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (1) oder eine damit verbundene elektrische Ableitung durch den Führungsschaft (6) längsaxial nach außen geführt ist.