DE4139424C2 - Wurzelkanal-Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wurzelkanal-Meßgerät mit einer Datenerfassungseinrichtung, die sukzessive Meßdaten erfaßt, welche der Position der Spitze einer in einen Wur­ zelkanal eingesetzten Meßelektrode entsprechen, einer Datenverarbeitungseinrichtung, die sukzessive die mittels der Datenerfassungseinrichtung erhaltenen Meßdaten verar­ beitet, und einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der mittels der Datenverarbeitungsein­ richtung erhaltenen Daten.

Bei einem bekannten Wurzelkanal-Meßgerät dieser Art (DE 30 18 568 C2) weist die Datenverarbeitungseinrichtung eine Gruppe von Komparatoren auf, die stufenweise auf unterschiedliche Kipp-Pegel eingestellt sind. An diese Komparatorgruppe ist eine De­ codierschaltung angeschlossen, die ermittelt, welche der Kipp-Pegel erreicht sind, und die in Abhängigkeit davon einen LED-Diodenlichtanzeiger ansteuert. Bei der bekannten Schaltungsauslegung läßt die Anzeigegenauigkeit sehr zu wünschen übrig. So können bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel mit vier Komparatoren nur vier verschiedene Stellungen der Meßelektrode angezeigt werden. Zwar läßt sich die Anzeige unter­ schiedlicher Meßelektrodenstellungen durch zusätzliche Komparatoren und zugeordnete LEDs erhöhen. Dies bedingt jedoch eine erhebliche Steigerung des Schaltungsauf­ wands.

Zur elektrischen Messung der Wurzelkanallänge können der Widerstand zwischen einer Meßelektrode und einer mit weichem oralem Gewebe verbundenen Elektrode (z. B. JP 62-25381 B2) oder die Impedanz zwischen den beiden Elektroden (so DE 30 18 568 C2 und u. a. JP 62-2817 B2) herangezogen werden. Bei dem erstgenannten Gerätetyp wird festgestellt, daß sich der Widerstand verringert, wenn sich die Meßelektrode der Apikalposition nähert. Im Falle des zweiten Gerätetyps wird unter gleichen Bedingungen eine Abnahme der Impedanz ermittelt. Weil unterstellt werden kann, daß der Stromkreis mit der Meßelektrode und der Oralelektrode äquivalent einem Stromkreis ist, der einen Widerstand und einen dazu parallelgeschalteten Kondensator aufweist, eignet sich das Meßprinzip des letztgenann­ ten Gerätetyps besser für praktische Anwendungen.

Was die Änderungsgeschwindigkeit des Widerstandes und der Kapazität in der vorste­ hend genannten Ersatzschaltung anbelangt, wenn sich die Spitze der Meßelektrode im Zahnhalsbereich oder im mittleren Bereich des Wurzelkanals befindet oder die Apikal­ position an der Spitze des Wurzelkanals erreicht hat, so ist diese Änderungsgeschwin­ digkeit bei der Kapazität erheblich größer als bei dem Widerstand, insbesondere wenn die Impedanz eine ausgeprägte Änderung in der Nachbarschaft der Apikalposition er­ fährt. Meßdaten in Form eines Stromes oder einer Spannung bleiben daher niedrig, wenn die Meßelektrode in Abstand von der Apikalposition liegt. Ein steiler Anstieg er­ folgt erst bei einer Annäherung an die Apikalposition. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für diese Gegebenheiten. Dabei ist in Abszissenrichtung der Abstand von der Apikalposition auf­ getragen, während in Ordinatenrichtung die Größe der Meßdaten angegeben ist. Wenn daher solche Meßdaten in der anfallenden Form angezeigt werden, bleibt der Anzeige­ wert ohne nennenswerten Anstieg klein, solange die Spitze der Meßelektrode in Ab­ stand von der Apikalposition liegt. Es kommt zu einem plötzlichen Anstieg, wenn die Spitze der Meßelektrode sich der Apikalposition bis auf etwa 1 mm genähert hat. Dies macht eine sinnvolle Anwendung das Gerätes extrem schwierig. Die geschilderte Ten­ denz tritt in gewissem Umfang selbst bei dem Widerstandsmeßgerät auf; sie ist aber be­ sonders ausgeprägt bei Geräten, weiche Änderungen der Impedanz erfassen.

Mit entsprechenden Problemen ist auch ein aus DE 39 24 536 A1 bekanntes Wurzelka­ nal-Meßgerät behaftet, das eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Rechner und zwei A/D-Wandlern aufweist. Dabei ist die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgelegt, daß Datenpaare der Signale von Impedanz und Eintauchtiefe vom Rechner gespeichert und in einem Koordinatensystem auf der Ausgabeeinheit (einem Monitor) graphisch dargestellt werden, wobei auf der Abszisse die Eintauchtiefe und auf der Ordinate die Impedanz wiedergegeben werden kann.

Es ist ferner aus DE-OS 21 34 435 ein Wurzelkanal-Meßgerät mit batteriebetriebenem Transistorverstärker bekannt, dessen Ausgangsseite an eine Hörkapsel angeschlossen ist. Eine beim Einführen einer Sonde in den Wurzelkanal erzeugte Niederfrequenz­ schwingung wird in dem Transistorverstärker zu hörbaren Schallschwingungen ver­ stärkt, und die Länge des Wurzelkanals wird daran erkannt, daß der Schall seinen Scheitelwert erreicht. Auch ein solches bekanntes Gerät erlaubt keine exakten Messun­ gen.

Mit der Erfindung sollen die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten ausgeräumt wer­ den. Es soll insbesondere ein Wurzelkanal-Meßgerät geschaffen werden, das in der Lage ist, Änderungen entsprechend dem Abstand zwischen der Spitze der Meßelektrode und der Apikalposition linear oder im wesentlichen linear anzuzeigen. Das Wurzelkanal- Meßgerät soll einfach angewendet werden können; der Meßwert soll sich einfach, genau und verläßlich ablesen lassen können.

Diese Aufgabe wird gemäß den im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem Wurzelkanal-Meßgerät nach der Erfindung ist sichergestellt, daß der Anzeige­ wert in der Nachbarschaft der Apikalposition nicht plötzlich ansteigt. Vielmehr können aufgrund der linearisierenden Kompensation die Meßwerte genau erfaßt sowie einfach und zuverlässig abgelesen werden.

Entsprechend einer ersten Ausführungsform ist in einem Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung eine Kompensationstabelle eingespeichert, die als Kompensationswerte die Differenz zwi­ schen den Meßdaten und den gewünschten kompensierten Daten für einzelne Meßdaten aufweist. Der entsprechende Kompensationswert wird dann aus der Kompensationsta­ belle ausgelesen und zu den betreffenden Meßdaten addiert.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Spei­ cher der Datenverarbeitungseinrichtung eine Umrechnungsformel zum Umsetzen der Meßdaten in die ge­ wünschten kompensierten Daten eingespeichert. Für die Durchführung der Messung wird diese Umrechnungsformel benutzt, um die Meßdaten in der vorgesehenen Weise zu kompensieren. Es ist auch möglich, von vorneherein eine Kompensationstabelle ein­ zuspeichern, in der Meßdaten als Funktion der gewünschten kompensierten Daten an­ gegeben sind, so daß sich kompensierte Daten unmittelbar aus der Kompensationsta­ belle auslesen lassen.

Weil die Beziehung zwischen dem Abstand zur Apikalposition und den Meßdaten, wie sie in Fig. 3 wiedergegeben ist, unabhängig von dem im einzelnen vorliegenden Zahn oder Patienten im wesentlichen konstant ist, ist es möglich, den erforderlichen Kompen­ sationswert für jeden Meßwert zu bestimmen, so daß die gewünschten kompensierten Daten erhalten werden können. Eine entsprechende Kompensationstabelle oder Um­ rechnungsformel können daher im voraus aufgestellt bzw. angegeben werden. Bei dem Wurzelkanal-Meßgerät nach der Erfindung ändern sich die Meßdaten linear oder im wesentlichen linear entsprechend dem Abstand zwischen der Spitze der Meßelektrode und der Apikalposition. Es besteht infolgedessen nicht die Gefahr, daß der Anzeigewert in der Nachbarschaft der Apikalposition plötzlich ansteigt.

Aufgrund des vorstehend geschilderten Sachverhaltes können die Meßwerte genau er­ faßt und einfach und zuverlässig abgelesen werden; es besteht nicht die Gefahr, daß bei einer Verlagerung der Meßelektrode zunächst kaum eine Änderung eintritt, es aufgrund des Meßprinzips aber zu einer plötzlichen Änderung in der Nähe der Apikalposition kommt. Der näherungsweise Abstand von der Apikalposition läßt sich einfach ermitteln. Es ist ferner möglich, die proportionale Änderung des Anzeigewertes in der Nachbar­ schaft der Apikalposition in geeigneter Weise ansteigen zu lassen. Das Wurzelkanal- Meßgerät nach der Erfindung erlaubt daher eine einfache Ablesung und Anwendung; es werden für den Zahnarzt brauchbare Informationen für unterschiedliche Elektrodenpo­ sitionen erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Wurzelkanal-Meßgerä­ tes nach der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung mit zugehöriger Tabelle, aus denen die gegenseitige Beziehung zwischen den Meßdaten, den erfindungsgemäß vorgesehenen Kompensationswerten und den kompensierten Daten zu erkennen ist, und

Fig. 3 eine graphische Darstellung einer typischen Beziehung zwischen dem Abstand zur Apikalposition und den Meßdaten.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein Zahn 1 einen Wurzelkanal 1a auf. Die Apikalposi­ tion ist mit 1b bezeichnet. In den Wurzelkanal 1a kann eine Meßelektrode 2 eingeführt werden, deren distales Ende bei 2a angedeutet ist. Gegen das Zahnfleisch wird eine Oralelektrode 3 angelegt. An die Elektroden 2, 3 ist eine Datenerfassungseinrichtung 4 angeschlossen. Der Datenerfassungseinrichtung 4 sind eine Datenverarbeitungseinrichtung 5 und eine Anzeigeeinheit 6 zugeordnet.

Bei der Meßelektrode 2 kann es sich um einen Wurzelkanalerweiterer, eine Feile oder dergleichen handeln. Wenn die Meßelektrode 2 in den Wurzelkanal 1a des Zahns 1 ein­ geführt ist, ermittelt die Datenerfassungseinrichtung sukzessive die Meßdaten in Abhän­ gigkeit von der Position der Elektrodenspitze. Die Datenerfassungseinheiten der in den oben erwähnten Patentveröffentlichungen beschriebenen Wurzelkanal-Meßgeräte kön­ nen daher in der vorliegenden Form verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, bei­ spielsweise die Datenerfassungseinheiten von Meßinstrumenten anderer Systeme zu be­ nutzen, bei denen die Impedanz anhand des Spalts zwischen der Wellenform der zwi­ chen die Meßelektrode und die Oralelektrode gelegten Meßspannung und der Wellen­ form des zwischen beiden Elektroden fließenden Laststromes erfaßt wird, wie dies in der japanischen Patentanmeldung 186300/1990 beschrieben ist.

Die Datenverarbeitungseinrichtung 5 weist einen A/D-Umsetzer 51, eine Rechen/Logik- Einheit 52, einen Speicher 53 und einen D/A-Umsetzer 54 auf. Mittels der Re­ chen/Logik-Einheit 52 werden die in der Datenerfassungseinrichtung 4 anfallenden Meß­ daten kompensiert, und die kompensierten Daten werden von der Rechen/Logik­ einheit 52 ausgegeben. In dem Speicher 53 sind die vorliegend erforderlichen Daten eingespeichert, beispielsweise eine Kompensationstabelle und/oder eine Umrechnungs­ formel sowie ein Programm für die Durchführung des Kompensationsverfahrens. Der A/D-Umsetzer 51 wandelt die Analogdaten in Digitaldaten um. Mittels des D/A-Um­ setzers 54 erfolgt eine Umwandlung der Digitaldaten in Analogdaten.

Die Anzeigeeinheit 6 dient der Ausgabe der mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 5 kompensierten Daten. Bei der Anzeigeeinheit 6 kann es sich beispielsweise um ein Zei­ germeßgerät oder um Meßgeräte handeln, die eine optische und/oder akustische An­ zeige vorsehen, z. B. einen intermittierenden Schallgenerator oder einen intermittieren­ den Lichtgenerator.

In Fig. 2 ist in Abszissenrichtung der Abstand der Spitze 2a der Meßelektrode 2 von der Apikalposition 1b aufgetragen, während in Ordinatenrichtung die Datenwerte aufgetra­ gen sind.

Die unterhalb der Abszisse veranschaulichte Tabelle gibt die betreffenden Werte an. In der oberen Zeile der Tabelle 1 finden sich die von der Datenerfassungseinrichtung 4 an­ gelieferten Meßdaten, d. h. die unbehandelten Meßdaten, welche der Kurve A der gra­ phischen Darstellung entsprechen. In der mittleren Zeile sind die Kompensationswerte zusammengestellt, die zu den einzelnen Meßwerten addiert werden. Die untere Zeile gibt die kompensierten Werte an, d. h. die endgültigen Daten entsprechend der Kurve B der graphischen Darstellung. Wie in der Figur zu erkennen ist, sind den Meßwerten 1, 2, 3 . . . 120, 160 beispielsweise die Kompensationswerte 5, 12, 21 . . . 66, 36 zugeordnet. Diese Daten werden vorab in dem Speicher 53 als Kompensationstabelle eingespei­ chert. Die Tabellenwerte sind als Dezimalwerte dargestellt; in der Praxis wird jedoch zur digitalen Datenverarbeitung mit binären Daten gearbeitet.

Die Meßelektrode 2 wird in den Wurzelkanal 1a des Zahns 1 eingeführt. In Abhängig­ keit von dem Ausmaß des Einführens werden Meßdaten, welche dem Abstand zwischen der Spitze 2a der Meßelektrode und der Apikalposition 1b entsprechen, von der Da­ tenerfassungseinrichtung 4 ausgegeben. In der Datenverarbeitungseinrichtung 5 werden zu den einzelnen Meßdaten die entsprechenden Kompensationswerte der Fig. 2 addiert. Die derart kompensierten Daten werden von der Anzeigeeinheit 6 angezeigt. Obwohl die Meßdaten plötzlich ansteigen, wenn sich die Spitze 2a der Meßelektrode 2 der Api­ kalposition 1b nähert, ist in diesem Ausführungsbeispiel der Kompensationswert so ge­ wählt, daß sich die kompensierten Daten im wesentlichen linear entsprechend dem Ab­ stand von der Apikalposition ändern, wie dies durch die Kurve B der Fig. 2 angedeutet ist. Auch das Ausgangssignal der Anzeigeeinheit 6 ändert sich daher im wesentlichen li­ near.

Wenn es sich bei der Anzeigeeinheit 6 beispielsweise um ein Zeigerinstrument handelt, schwenkt der Zeiger beim Einführen der Meßelektrode 2 in den Wurzelkanal 1a grob proportional zu der Einführstrecke, statt einen plötzlichen Ausschlag auszuführen, wenn eine Annäherung an die Apikalposition 1b erfolgt. Das Wurzelkanal-Meßgerät ist daher einfach zu handhaben; die Anzeige ist klar und einfach abzulesen.

Die kompensierten Daten können beispielsweise durch eine gerade Linie dargestellt werden, wobei sich der Gradient im mittleren Bereich ändern kann, wie dies bei der strichpunktierten Kurve C angedeutet ist. Bei einer Anzeige entsprechend der Kurve C steigt der proportionale Zuwachs des Anzeigewertes bei Annäherung an die Apikalposi­ tion 1b. Dadurch kann der Zahnarzt gewarnt werden, daß eine Annäherung an die Api­ kalposition erfolgt. Die Verstellbewegung der Meßelektrode 2 und deren Position kön­ nen mit entsprechender Vergrößerung angezeigt werden, obwohl die Steigerungsrate nicht so plötzlich wie bei den unbehandelten Daten ist. Ein ähnlicher Effekt wie mit der aus geraden Stücken unterschiedlicher Steigung bestehenden Kurve C kann auch mittels der strichpunktierten Kurve D erreicht werden, die aus einem geraden Stück, das den von der Apikalposition relativ weit entfernten Elektrodenpositionen zugeordnet ist, und einer Kurve besteht, deren Gradient bei Annäherung an die Apikalposition steiler wird.

Während die obige Erläuterung von der Verwendung einer Kompensationstabelle aus­ geht, ist eine Kompensation auch durch Benutzung eines linearen Ausdruckes y = ax möglich, wobei der Koeffizient "a" so zu wählen ist, daß die erwünschten kompensierten Daten durch Multiplikation der Meßdaten mit dem Koeffizienten erhalten werden. Eine weitere Alternative besteht darin, den linearen Ausdruck y = ax + b zu verwenden, wo­ bei die Konstante "b" zweckentsprechend addiert wird. Während vorstehend eine digi­ tale Datenverarbeitung erläutert wurde, ist eine Kompensation auch durch eine analoge Datenverarbeitung möglich, beispielsweise durch eine sukzessive Verstärkungsände­ rung durch eine Versetzung und dergleichen, wofür Operationsverstärker, Multiplizie­ rer. Dividierer oder dergleichen benutzt werden können. Eine solche Datenverarbeitung kann beispielsweise auch mit Hilfe einer analogen Multiplikations- oder Divisionsstufe für eine Kompression, mittels eines Quadratwurzelbildners oder mittels eines logarith­ mischen Umsetzers erfolgen.

Statt den aus der Kompensationstabelle entnommenen Kompensationswert zu addieren oder eine Umrechnung mittels einer zweckentsprechenden Umrechnungsformel vorzu­ nehmen, ist es auch möglich, mit einer Kompensationstabelle zu arbeiten, die so aufge­ baut ist, daß die gewünschten kompensierten Daten als Funktion der Meßdaten ausge­ geben werden, so daß die einzelnen kompensierten Daten unmittelbar aus dem Speicher ausgelesen werden können.

Claims (5)

1. Wurzelkanal-Meßgerät mit:
einer Datenerfassungseinrichtung (4), die sukzessive Meßdaten erfaßt, welche der Position der Spitze (2a) einer in einen Wurzelkanal eingesetzten Meßelek­ trode (2) entsprechen;
einer Datenverarbeitungseinrichtung (5), die sukzessive die mittels der Da­ tenerfassungseinrichtung (4) erhaltenen Meßdaten verarbeitet; und
einer Anzeigeeinheit (6) zur Anzeige der mittels der Datenverarbeitungsein­ richtung (5) erhaltenen Daten;
dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (5) eine Kompensa­ tionsanordnung aufweist, welche die Meßdaten in kompensierte Daten umsetzt, die sich linear oder im wesentlichen linear entsprechend dem Abstand zwischen der Spitze (2a) der Meßelektrode (2) und der Apikalposition (1b) ändern.

2. Wurzelkanal-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Speicher (53) der Datenverarbeitungseinrichtung (5) eine Kompensationstabelle zum Umsetzen der Meßda­ ten in die gewünschten kompensierten Daten eingespeichert ist und die Datenver­ arbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, daß zwecks Kompensation jeweils der der Kompensationstabelle entnommene Kompensationswert zu den Meßdaten addiert wird.

3. Wurzelkanal-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Speicher (53) der Datenverarbeitungseinrichtung (5) eine Umrechnungsformel zum Umsetzen der Meßdaten in die gewünschten kompensierten Daten eingespeichert ist und diese Formel zur Kompensation der Meßdaten benutzt wird.

4. Wurzelkanal-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßda­ ten und die gewünschten kompensierten Werte als Funktion voneinander in Form einer Kompensationstabelle tabellarisch erfaßt sind, aus welcher die kompensierten Daten unmittelbar ausgelesen werden können.

5. Wurzelkanal-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten­ verarbeitungseinrichtung (5) zum Umsetzen der Meßdaten in die gewünschten kompensierten Daten mit einer analogen Multiplizier/Dividier-Stufe, einem Qua­ dratwurzelbildner oder einem logarithmischen Konverter ausgestattet ist.