DE4307411A1 - Zahnärztliches Untersuchungsinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zahnärztliches Untersuchungs­ instrument zur bildgebenden Darstellung von Bereichen im Inneren der Zähne bzw. von Zahnersatzteilen sowie des umgebenden Gewebes.

Zur bildgebenden Darstellung solcher Bereiche, insbesonde­ re der Stellung der Zähne im Kiefer, der Lage und Beschaf­ fenheit der Zahnwurzeln, des Zustandes des unter dem Zahnfleisch verborgenen Teils der Zähne sowie der Lage und Beschaffenheit von Zahnersatzteilen, sind Röntgenverfahren bekannt.

Diese sind insofern nachteilig, als sie nur begrenzt Aus­ sagen über den Zustand des die Zähne umgebenden Gewebes - etwa das Vorhandensein von Zysten oder Vereiterungen und die Durchblutung des Gewebes - zulassen, den Patienten ei­ ner starken Strahlenbelastung aussetzen und schließlich wegen der Gesundheitsschädlichkeit der verwendeten Strah­ lung aufwendige Sicherheitsvorkehrungen erfordern und un­ bequem zu handhaben sind.

Weiterhin sind - etwa aus DE 30 19 234 C2, DE 33 13 306 A1 oder DE 38 27 501 A1 - Vorrichtungen zur In-vivo-Messung der Strömung und/oder des Sauerstoffgehalts des Blutes be­ kannt, die auf der (insbesondere spektralfotometrischen) Auswertung der Lichtstreuung oder -absorption durch das Blut im Infrarotbereich beruhen.

Diese Verfahren sind allerdings wegen ihres mangelhaften Auflösungsvermögens nicht bildgebend, also nicht zur Un­ tersuchung von Strukturen im Körperinneren geeignet.

Aus EP 0 467 459 A2 sind ein Verfahren und ein Instrument zur Infrarot-Diagnose des Zustandes einzelner Gefäße bzw. Gefäßabschnitte im Körper bekannt, bei denen mittels eines Katheders IR-Strahlung in das zu untersuchende Gefäß ein­ geleitet und die vom Blut in dem Gefäß bzw. von einem Be­ lag der Gefäßwandung absorbierte Strahlung gemessen und ausgewertet wird.

Auch dieses Verfahren ist nicht bildgebend, nur für Gefäße oder Körperhöhlen geeignet und erfordert einen Eingriff in den Körper.

Aus EP 0 387 793 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zur Darstellung inhomogener biologischer Strukturen be­ kannt, die auf der Verwendung von Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) beruhen, bei denen keine Eingriffe in den Körper nötig und Gesundheitsgefährdungen prinzipiell aus­ geschlossen sind und die als bildgebendes Verfahren auch im Echtzeitbetrieb ("on line") einsetzbar sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zahnärztliches Untersu­ chungsinstrument der eingangs genannten Gattung anzugeben, das für Aufgaben der Dentaldiagnostik universell und be­ quem einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein zahnärztliches Untersuchungs­ instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß die infra­ rotspektroskopische Untersuchung von Strukturen im Dental­ bereich am zweckmäßigsten durch die Aufnahme und Auswer­ tung von Absorptionsspektren gelingt, was bedeutet, daß sich der zu untersuchende Bereich zwischen optischem Sen­ der und optischem Empfänger befinden muß.

Die Erfindung schließt weiterhin den Gedanken ein, die zur Realisierung des Verfahrens nach EP 0 387 793 A1 für Auf­ gaben der Dentaldiagnostik erforderlichen Komponenten di­ rekt am Arbeitsplatz des Zahnarztes in Gestalt leicht be­ dienbarer und seinen üblichen diagnostischen Hilfsmitteln weitestgehend angepaßter Geräte für sofortige Auswertung verfügbar zu machen.

Insbesondere liegt das Instrument in seinem U-förmigen Bereich sattelartig im Gaumenbereich auf und überbrückt dabei die zu untersuchende Zahnreihe bzw. den daran an­ schließenden Kieferbereich. Dabei weist es bevorzugt eine Abwinklung zwischen Kopf und Griff auf, die manuell oder motorisch angetrieben verstellbar ist, so daß eine Anpas­ sung der Position des Diagnosekopfes in Bezug auf die zu untersuchende Zahnreihe erfolgen kann. Damit kann der Handgriff zur einfacheren Handhabung und zum Durchqueren der Mundöffnung des Patienten in einer im wesentlichen gleichbleibenden Richtung geführt werden, während die Richtung der IR-Strahlung der Richtung des zu untersuchen­ den Zahnbereichs angepaßt wird, wobei die Durchstrahlung im wesentlichen radial erfolgt.

Das so geschaffene Instrument ermöglicht eine gleichzeiti­ ge bildgebende Untersuchung des inneren Zustandes der Zäh­ ne, von Zahnersatzteilen, der Zahnwurzeln und des umgeben­ den Gewebes in Echtzeit direkt im Behandlungsbereich und zu jedem Zeitpunkt der zahnärztlichen Behandlung, und zwar ohne jede Gefährdung für den Patienten oder den Arzt und im wesentlichen mit den von der üblichen äußerlichen Be­ gutachtung der Zähne und des diese umgebenden Gewebes her gewohnten Handgriffen.

Das Instrument ermöglicht darüber hinaus die Speicherung und Verarbeitung der aufgenommenen Bilder sowie bei Bedarf die sofortige Gewinnung und Einspeisung ergänzender Bild­ informationen in interaktiver Weise und bietet dem Zahn­ arzt somit insgesamt völlig neuartige diagnostische Mög­ lichkeiten sofort und direkt am Arbeitsplatz, ohne Ein­ schaltung von Hilfspersonal und Labortechnik. Dabei bleibt der Patient frei von jeglicher Strahlenbelastung, wie sie beispielsweise bei Röntgenaufnahmen auftritt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens geht dahin, daß die im Aufnahmekopf angeordnete IR- Empfangsoptik eine Bildwandlereinrichtung und der mit dem Aufnahmekopf verbundene Führungsstab Leitungen zur elek­ trischen Signalübertragung aufweist.

Hierbei findet also die Umwandlung der aufgenommenen op­ tischen Signale in elektrische Signale gleich im Aufnahme­ kopf statt, und es werden elektrische Signale zum Hand­ griff und zur Auswertungs- und Anzeigeeinheit weiter­ geleitet.

Eine Alternative zu dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die im Aufnahmekopf angeordnete IR-Empfangsoptik und der mit dem Aufnahmekopf verbundene Stab Mittel zur IR- Strahlführung aufweisen, also die optischen Signale nach einer Formung (insbesondere Bündelung) der Transmissions- Strahlung zunächst - insbesondere mittels Lichtleiterkabel - zumindest bis zum Handgriff, aber ggf. auch bis zur Auswertungs- und Anzeigeeinheit weitergeleitet und erst dort in einer Aufnahmekamera in elektrische Signale umge­ wandelt werden.

Bei dieser Alternative wird der Aufnahmekopf vom Gewicht des Bildwandlers und der ihm unmittelbar zugehörigen Optik entlastet und kann entsprechend kleiner ausgebildet sein.

Die Empfangsoptik weist vorzugsweise ein Objektiv mit ver­ änderbarer Fokussierung auf, das eine Scharfeinstellung auf unterschiedliche Tiefenzonen des zu betrachtenden Ge­ webes ermöglicht. Die Tiefenschärfe ist andererseits wie­ der durch eine einstellbare Blende veränderlich.

Unabhängig von der Plazierung des Bildwandlers weist die­ ser vorzugsweise eine flächenhafte (matrixartige) Anord­ nung miniaturisierter IR-Fotosensoren bzw. -detektoren auf, die insbesondere in einer Halbleiterschaltung inte­ griert sein können.

Auch für die Anordnung der IR-Sendeoptik werden zwei vorteilhafte Alternativen vorgeschlagen:

Die erste geht dahin, daß die IR-Sendeoptik im Aufnahme­ kopf eine flächenhafte Anordnung miniaturisierter Halb­ leiter-Fotodioden bzw. -Laser aufweist.

Die zweite besteht darin, daß die IR-Sendeoptik im Aufnah­ mekopf sowie der Stab Mittel zur Übertragung eines in der Versorgungs-, Auswerte- und Anzeigeeinrichtung oder im Handgriff erzeugten Meßstrahls sowie zur Strahlformung aufweisen.

Als Mittel zur Übertragung des Meßstrahls kommen hier ins­ besondere wieder Lichtwellenleiter zum Einsatz, denen als Mittel zur Strahlformung ggf. Zylinderlinsen zur Strahl­ aufweitung zugeordnet sein können.

Vorzugsweise ist ein Infrarotsender mit regelbarer Strahl­ leistung vorgesehen, der damit eine Anpassung der Ein­ dringtiefe der ausgesendeten IR-Strahlung an eine unter­ schiedliche Beschaffenheit und Dicke des zu untersuchenden Gewebebereichs ermöglicht.

Außerdem ist es bei einer anderen günstigen Ausführungs­ form der Erfindung vorgesehen, daß die Wellenlänge der verwendeten IR-Strahlung veränderbar ist, wobei bevorzugt ein anderer Satz IR-Dioden eingeschaltet wird, so daß mit der veränderten Wellenlänge unterschiedliche Informationen über das betrachtete Gewebe erhalten werden können.

Neben den genannten Ausgestaltungen, die die Optik und die Anordnung des Meßstrahlerzeugers und des Bildwandlers be­ treffen, sind solche von besonderer praktischer Bedeutung, die die Positionierung des Aufnahmekopfes zur möglichst weitgehenden Erfüllung aller diagnostischen Aufgaben betreffen.

Zu diesem Zweck wird insbesondere vorgeschlagen, daß zwi­ schen Aufnahmekopf und Führungsstab eine vom Handgriff aus steuerbare Gelenkverbindung vorgesehen ist, die so ausge­ bildet ist, daß sie ein Verdrehen des Aufnahmekopfes ge­ genüber dem Stab mindestens in einer die Längsachse des Stabes enthaltenden Ebene erlaubt.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß in einem mittleren Abschnitt des Führungsstabes oder zwischen Stab und Handgriff eine Drehverbindung vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie ein Verdrehen des Stabes bzw. dessen dem Aufnahmekopf zugewandten Vorderteiles um die Längsachse des Handgriffes erlaubt.

Durch beide Maßnahmen wird es möglich, den Aufnahmekopf auf ergonomisch günstige Weise in beliebigen dentalen Be­ reichen des Patienten zu positionieren und dort auch exakt bemessene Schwenkbewegungen auszuführen, womit die Erzeu­ gung eines dreidimensionalen Abbildes des untersuchten Be­ reiches in der Auswertungs- und Anzeigeeinrichtung ermög­ licht wird.

Bei einer an die Handhabung zahnärztlicher Instrumente in besonders günstiger Weise angepaßten Ausführung ist der Kopf um eine sich durch einen der freien Schenkel des "U" erstreckenden Achse schwenkbar gelagert, wobei sich die Lagerung am freien Ende einer stabförmigen Verlängerung des Handgriffs befindet. Wenn die Empfängeroptik in demje­ nigen Schenkel des "U" angeordnet ist, der auch die Dreh­ achse enthält, kann die empfangene IR-Strahlung mittels geeigneter Lichtwellenleiter oder anderer optischer Über­ tragungsmittel auf einem von scharfen Abwinklungen freien Weg in den Handgriff geführt werden, wo sich ein CCD-Array befindet. Die in dem anderen freien Schenkel des "U" vor­ gesehene IR-Strahlungsquelle bedarf nur einer elektrischen Zuleitung mit wenigen Adern, die gegebenenfalls ohne wei­ teres auch um Abbiegungen mit engen Radien herumgeführt werden können.

Die stabförmige Verlängerung des Handgriffs ist in der Nä­ he des Drehlagers für den Diagnosekopf leicht abgewinkelt, so daß die Drehachse eine im wesentlichen senkrechte Posi­ tion einnehme kann, während der Handgriff einen Winkel im Bereich von ca. 45° zur Senkrechten einnimmt. Damit kann der U-förmige Diagnosekopf sattelförmig auf der Zahnreihe aufsitzend gleitend auf dieser entlang geführt werden. Wenn der brückenartige Durchlaß des "U" eine genügende Tiefe aufweist, so daß es auf der Zahnreihe in Bewegungs­ richtung über eine ausreichende Länge anliegt, erfolgt die Schwenkbewegung des "U" selbsttätig passiv geführt unter Ausrichtung entsprechend dem Bogen der Zahnreihe, so daß zusätzliche Betätigungs- und Antriebselemente entbehrlich sind. Das Instrument ist in dieser Ausführung sowohl für die Diagnose des Unter- als auch für die des Oberkiefers ohne Änderungen oder Umstellungen durch einfaches Schwen­ ken um 180° verwendbar.

Insbesondere die Gewinnung dreidimensionaler Abbilder und allgemein eine entwickelte Bildverarbeitung erfordern die Aufnahme mehrerer bildgebender Meßsignale möglichst unter Ausschaltung von zwischenzeitlichen Relativbewegungen zwi­ schen Aufnahmekopf und zu untersuchendem Bereich.

In einer weiteren Ausgestaltung ist daher eine Vorrichtung zum Befestigen des Aufnahmekopfes am Gebiß vorgesehen, die am zweckmäßigsten einsetzbar ist, wenn gleichzeitig vor­ übergehend die Verbindung zwischen Aufnahmekopf einerseits und Stab und Handgriff andererseits gelöst wird.

Dies bedeutet die lösbare Ausbildung der entsprechenden Gelenkverbindung in einer bevorzugten Ausführungsform.

Alternativ kann eine "verwacklungsfreie" Aufnahme aufein­ anderfolgender Bilder auch im Rahmen der Bildverarbeitung selbst durch eine entsprechende Logik - insbesondere durch die bei Videokameras gebräuchlichen Schaltung zur Unter­ drückung des Einflusses unerwünschter Bewegungen - sicher­ gestellt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungs­ beispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä­ ßen zahnärztlichen Untersuchungsinstrumentes in perspekti­ vischer Außenansicht,

Fig. 1a eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1,

Fig. 2 ein (schematisches) Blockschaltbild der Funktions­ baugruppen des zuvor dargestellten Instruments,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Instrumentes in zwei Betriebsstellungen.

In Fig. 1 sind der im Querschnitt U-förmige Diagnosekopf 2, der Handgriff 3 und der zur Verbindung zwischen beiden und damit quasi zur Verlängerung des Handgriffes 3 dienen­ de, abgewinkelte Führungsstab 4 des zahnärztlichen Unter­ suchungsinstruments 1 in einer Ausführungsform perspekti­ visch dargestellt.

An der Abwinklungsstelle des Führungsstabes 4 ist eine von einem innenliegenden (nicht dargestellten) ersten Stellmo­ tor mit Zahnradgetriebe zu verstellende Drehverbindung 5 zur Drehung des Vorderabschnitts 4b des Führungsstabes 4 um die Längsachse seines hinteren Abschnitts 4a vorgese­ hen, während zwischen dem Führungsstab 4 und dem Diagnose­ kopf 2 ein über der Oberseite 2a des Diagnosekopfes lie­ gendes zweifaches Drehgelenk 6a, 6b aus zwei senkrecht zu­ einander drehbaren Scheiben vorgesehen ist, das über je­ weils einen (nicht dargestellten) Reibantrieb von einem zweiten und einem dritten (ebenfalls nicht gezeigten) Stellmotor betätigt wird, womit sich der Diagnosekopf um zwei senkrecht zur Längsachse des Handgriffes 4 und senk­ recht zueinander stehende Achsen drehen läßt.

Die drei Stellmotore werden durch Betätigung der Schalter 7a, 7b bzw. 7c der Schaltergruppe 7 auf dem Handgriff 3 angesteuert und erlauben es in ihrem Zusammenwirken, durch Vorgabe dreier Winkelinkremente bei ihrer Ansteuerung je­ den Raumwinkelbereich mit dem Diagnosekopf zu erreichen und gleichzeitig dessen Koordinaten bezüglich einer defi­ nierten Ausgangsposition verfügbar zu haben.

Vom Ende des Handgriffes 3 führt ein Stromversorgungs-, Steuer- und Signalleitungen umfassendes Kabel 8 zur (in Fig. 1 nicht gezeigten) Versorgungs-, Auswertungs- und An­ zeigeeinheit.

Bei der weiteren in Fig. 1a dargestellten Ausführung ist der Kopf 2′ um eine sich durch einen der freien Schenkel des "U" erstreckenden Achse 2" schwenkbar gelagert, wobei sich die Lagerung am freien Ende einer stabförmigen Ver­ längerung des Handgriffs 3′ befindet. Die Empfängeroptik ist in demjenigen Schenkel des "U"-förmigen Kopfes 2′ an­ geordnet, der auch die Drehachse enthält, wobei die emp­ fangene IR-Strahlung mittels eines Lichtwellenleiters un­ mittelbar in den Handgriff geführt wird, wo sich ein CCD- Array befindet. In dem anderen freien Schenkel des "U" ist eine IR-Strahlungsquelle vorgesehen.

Die stabförmige Verlängerung 4′ des Handgriffs 3′ ist in der Nähe des Drehlagers für den Diagnosekopf leicht (in der Zeichnung nach unten) abgewinkelt, so daß die Drehach­ se eine im wesentlichen senkrechte Position einnehmen kann, während der Handgriff einen Winkel im Bereich von ca. 45° zur Senkrechten einnimmt. Damit kann der U-förmige Diagnosekopf 2′ sattelförmig auf der Zahnreihe aufsitzend gleitend auf dieser entlang geführt werden. Der brückenar­ tige Durchlaß des "U" weist eine genügende Tiefe auf, um unter Ausrichtung entsprechend dem Bogen der Zahnreihe oh­ ne eigenen Antrieb geführt zu werden.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, enthält der Diagnosekopf 2 in der einen seiner beiden Seitenwangen eine IR-Sendeoptik 9 mit einstellbarer Strahlleistung, die bei vorgegebenen Wellenlängen im Bereich zwischen 500 und 1300 nm arbeitet und eine integrierte Matrixanordnung von 256×256 entspre­ chend der benutzten Wellenlänge ausgewählten lichtemittie­ renden Dioden (LED) aus einem AIII-BV-Halbleitermaterial sowie optische Elemente zur Strahlformung aufweist. Um ei­ ne Betrachtung bei unterschiedlichen Wellenlängen vorneh­ men zu können, ist das gesamte LED-Array gegen ein solches mit Dioden, welche IR-Licht einer anderen Wellenlänge ab­ strahlen austauschbar, so daß Einzelheiten des zu untersu­ chenden Gewebes bei unterschiedlicher Wellenlänge betrach­ tet werden können, um auf diese Weise Rückschlüsse auf be­ sondere Eigenschaften der betreffenden Gewebebereiche ge­ winnen zu können. Die Steuerung der Bestrahlungsleistung kann durch eine einstellbare Blende oder durch Zu- bzw. Abschalten von Dioden erfolgen.

In der zweiten Seitenwange 2c, der Sendeoptik 9 gegenüber­ liegend und zugewandt, enthält der Diagnosekopf 2 eine IR- Empfangsoptik 10, die ebenfalls Elemente zur Strahlformung sowie eine integrierte Matrixanordnung im Wellenlängenbe­ reich der Sendedioden empfindlicher Halbleiter-CCD-Foto­ detektoren aufweist, die die durch den bestrahlten Bereich des Gebisses hindurchgegangene Strahlung aufnehmen und in elektrische Signale umwandeln. Die empfangsseitige Optik ist auf verschiedene Tiefenbereiche des Objekts fokussier­ bar. Darüberhinaus kann durch eine Blende auch die Tiefen­ schärfe variiert werden, wobei zur Erzielung einer gleich­ bleibenden Empfangslichtstärke gegebenenfalls die Intensi­ tät der Strahlungsquelle entsprechend gegensinnig verän­ dert werden kann.

Die beiden Seitenwangen 2b, 2c des Diagnosekopfes 2 weisen einen Abstand in der Größenordnung von 1 bis 2 cm auf, der ausreichend zur Aufnahme auch eines Backenzahnes 11 ist, sowie eine Höhe und eine Breite von etwa 2 bis 3 cm auf, die es erlauben, die Zähne in ihrer gesamten Länge vom Wurzelbereich bis zur Bißfläche sowie zwei benachbarte Zähne zusammen aufzunehmen.

Weiter sind im Diagnosekopf 2 schematisch der zweite und der dritte Stellmotor 12 und 13 für die (in Fig. 2 nicht dargestellten) Gelenkteile 6a und 6b gezeigt, die über ei­ ne im Handgriff 3 untergebrachte Positionsstell-Baugruppe 14 angesteuert werden.

Auch der zum Drehen des Vorderteils des Führungsstabes 4 über die (in Fig. 2 ebenfalls nicht gezeigte) Drehverbin­ dung 5 dienende erste Stellmotor 15 wird von der Baugruppe 14 angesteuert.

Die Sendeoptik wird über eine in der Versorgungs-, Auswer­ tungs- und Anzeigeeinheit 16 enthaltene Sender-Stromver­ sorgung 17 bei geschlossenem Sendeschalter 18 mit Strom versorgt, ebenso wie die Stellmotore 12, 13 und 15 und die übrigen Komponenten des Gerätes, wobei die entspre­ chenden Stromleitungen jedoch der besseren Übersichtlich­ keit halber nicht dargestellt sind.

Die Positionsstell-Baugruppe 14 ist mit einer Einrichtung 19 zur Positionserfassung in der Versorgungs-, Auswertungs- und Anzeigeeinheit 16 verbunden, die die auf eine Ausgangsstellung bezogenen Winkel-Koordinaten des Diagnosekopfes 2 während einer Aufnahme einer Auswertungs- Baugruppe 20 zuführt, der auch das gewonnene Meßsignal zugeführt wird.

Die Auswertungs-Baugruppe 20 ist ein leistungsfähiger Mi­ krorechner zur Synthese eines Abbilds des aufgenommenen Gebiß-Bereiches nahezu in Echtzeit und zur Verarbeitung dieses Bildes unter verschiedenen Aspekten, dessen Funk­ tion an dieser Stelle jedoch nicht im einzelnen zu erläu­ tern ist, da sie nicht zum Gegenstand der Erfindung ge­ hört.

Das Ergebnis der Auswertung der Aufnahme und der ggf. vor­ genommenen Bildnachverarbeitung wird auf einem Bildschirm 21 dargestellt.

Zur Eingabe von Betriebsparametern des Gerätes sowie von Vorgaben für die Bildverarbeitung usw. dient eine Eingabe­ einheit 22, die beispielweise als herkömmliche Computerta­ statur mit Maussteuerung ausgebildet ist oder eine Funk­ tionseinheit mit dem Bildschirm 21 als interaktives Dis­ play aufweist.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 die Handhabung und Funktion des zahnärztlichen Untersuchungs­ instrumentes in der beschriebenen Ausführungsform erläu­ tert.

Der Zahnarzt ergreift den Handgriff 3 mit Führungsstab 4 und Diagnosekopf 2 ähnlich wie einen Zahnspiegel und führt den Diagnosekopf zu dem zu untersuchenden Gebißbereich ei­ nes Patienten derart, daß dieser Bereich von den beiden Seitenwangen 2b und 2c eingeschlossen ist, wobei er je nach Lage des zu untersuchenden Bereiches durch Betätigung der Schalter 7a bis 7c das Vorderteil 4b des Führungssta­ bes 4 gegenüber dessen hinterem Abschnitt 4a und/oder den Diagnosekopf 2 gegenüber dem Vorderteil des Führungssta­ bes 4 derart verdreht, daß er die Bereiche 11 oder 11′ leicht erreichen kann.

Durch die Möglichkeit, das Vorderteil des abgewinkelten Führungsstabes um 360° um die Längsachse des Handgriffs 3 zu drehen, lassen sich Unter- und Oberkieferbereiche glei­ chermaßen gut bei ergonomisch vorteilhafter Handstellung des Arztes erreichen.

Wenn der zu untersuchende Bereich 11 sich zwischen den Seitenwangen des Diagnosekopfes 2 befindet, betätigt der Zahnarzt den Schalter für den IR-Sender, von der Sendeop­ tik 9 aus wird ein Sendeimpuls in den Bereich 11 emittiert und von der Empfangsoptik 10 das sich nach Durchgang der Infrarotstrahlung durch den Bereich 11 ergebende Transmissions-Signal aufgenommen.

Das im CCD-Array der Empfangsoptik 10 in ein elektrisches Signal umgewandelte Signal, das die auf der unterschiedli­ chen IR-Absorption in unterschiedlichem "weichem" Gewebe (gut oder schlecht durchblutetem Zahnfleisch, Eiteransamm­ lungen, stark wasserhaltigem Gewebe), Zähnen und Kiefer­ knochen beruhende Strukturinformation über den zu unter­ suchenden Bereich enthält, wird der Auswertungs-Baugruppe 20 zugeleitet und dort einer Nachverarbeitung unterzogen.

Das Ergebnis dieser Verarbeitung wird dem Zahnarzt als bildliche Darstellung des inneren Aufbaus des untersuchten Bereiches auf dem Bildschirm 21 angezeigt.

Sollte die erste Darstellung noch keinen befriedigenden Aufschluß geben, so können weitere Aufnahmen unter Schwen­ ken des Diagnosekopfes angefertigt werden, womit sich auch die Möglichkeit der Erzeugung eines 3D-Bildes - ein­ schließlich dessen weiterer Verarbeitung durch Drehen um die Raumachsen - eröffnet.

Dabei erweist sich der elektrische Antrieb der Gelenke in­ sofern als nützlich, als die Stellimpulse über die Posi­ tionserfassungseinheit 19 der Auswertungseinheit 20 zuge­ leitet werden und unmittelbar für die Erzeugung des drei­ dimensionalen Bildes genutzt werden können.

Unabhängig davon, aber ggf. auch in Kombination mit diesem Vorgehen, kann die aufgenommene Struktur durch Zuordnung definierter Falschfarben zu Bereichen unterschiedlicher Absorption kontrastreicher dargestellt werden.

Gegenüber der beschriebenen Ausführungsform sind vielfäl­ tige Abwandlungen möglich, die in den Bereich der Erfin­ dung fallen.

Eine insbesondere für die routinemäßige Erzeugung dreidi­ mensionaler Bilder vorteilhafte Abwandlung schließt das Vorsehen einer Befestigungsvorrichtung am Diagnosekopf 2 oder am Führungsstab 4 zu deren vorübergehender Anbringung am Gebiß des Patienten ein, wodurch verhindert wird, daß Bewegungen des Patienten zwischen aufeinander folgenden Aufnahmen die Synthese eines dreidimensionalen Bildes aus diesen Aufnahmen erschweren.

Bei einer vereinfachten Ausführung kann andererseits auf die Möglichkeit der Positionserfassung des Diagnosekopfes oder - noch weitergehend - auf einen Antrieb der Gelenke überhaupt verzichtet werden.

Auch die Anzahl und Funktion der Gelenke als solche sind abwandelbar.

So ist bei einer anderen Ausführungsform der Führungsstab nicht abgewinkelt, und an der Verbindungsstelle zwischen Handgriff und Führungsstab ist eine Drehverbindung ange­ ordnet.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Handgriff starr mit dem Führungsstab verbunden, und dieser weist an seinem mit dem Diagnosekopf verbundenen Ende ein Kugelgelenk auf.

Es ist im Rahmen der Erfindung in anderen Ausführungsfor­ men auch möglich, sowohl die Meßstrahlerzeugung als auch die Bildwandlung oder eines von beidem nicht im Diagnose­ kopf, sondern im Handgriff oder in der Versorgungs-, Auswertungs- und Anzeigeeinheit vorzunehmen und die Sende-und/oder Empfangsstrahlung dem Diagnosekopf über Lichtleiter zuzuführen bzw. aus ihm abzuleiten.

Das wird sendeseitig insbesondere zweckmäßig sein, wenn anstelle miniaturisierter Halbleiter-Strahlungsquellen et­ wa ein (voluminöserer und schwererer) Festkörper- oder Gaslaser eingesetzt werden soll.

Anstelle der Leitungen 8 zwischen Handgriff 3 und Versor­ gungs-, Auswertungs- und Anzeigeeinheit 16 kann auch eine Kombination aus Akku-Stromversorgung im Handgriff und ei­ ner Infrarot-Signalübertragungsstrecke vorgesehen sein.

Claims (19)

1. Zahnärztliches Untersuchungsinstrument zur bildgeben­ den Darstellung des Inneren von Zahn- bzw. daran anschlie­ ßenden Gewebebereichen, gekennzeichnet durch

• - einen Kopf (2) mit im wesentlichen U-förmigem Quer­ schnitt mit einer an einer Seitenflanke (2b) des "U" ange­ ordneten Quelle - insbesondere einer Sendeoptik (9) -, welche IR-Strahlung von ausreichender Energie abgibt, um den zu untersuchenden Zahn- bzw. Zahnfleischbereich bis zu einer an der gegenüberliegenden Seitenflanke (2c) des "U" angeordneten, der Sendeoptik (9) zugewandten bildgebenden IR-Empfangsoptik (10), zu durchdringen wobei die freien Schenkel des "U" einen ausreichenden Abstand aufweisen, um eine Zahnreihe zu übergreifen,
• - einen Handgriff (3) zur Positionierung des Aufnahme­ kopfes (2) und
• - eine zumindest elektrisch mit dem Handgriff (3) ver­ bundenen Stromversorgungs-, Auswertungs- und Anzeigeein­ heit (16).

2. Untersuchungsinstrument nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Handgriff (3) und dem Aufnahmekopf (2) ein Führungsstab (4) vorgesehen ist, der Steuerleitungen und Signalübertra­ gungselemente aufnimmt.

3. Untersuchungsinstrument nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß Aufnahmekopf (3) und Handgriff über den Führungsstab - insbesondere mit­ tels mindestens eines Gelenks - richtungsveränderlich ver­ bundenen sind.

4. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die im Aufnahmekopf (2) angeordnete IR- Empfangsoptik (10) eine Bildwandlereinrichtung und der Führungsstab (4) Leitungen zur elektrischen Signalübertra­ gung aufweist.

5. Untersuchungsinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Aufnahmekopf (2) angeordnete IR-Empfangsoptik (10) und der Führungsstab (4) Mittel zur IR-Strahlführung auf­ weisen.

6. Untersuchungsinstrument nach Anspruch 5 , da­ durch gekennzeichnet, daß der Hand­ griff (3) eine Bildwandlereinrichtung enthält.

7. Untersuchungsinstrument nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwandlereinrichtung eine flächenhafte Anordnung mi­ niaturisierter IR-Fotosensoren aufweist.

8. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Sendeoptik (9) im Aufnahmekopf eine flächenhaf­ te Anordnung miniaturisierter Halbleiter-Fotodioden bzw. -Laser aufweist.

9. Untersuchungsinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Sendeoptik (9) im Aufnahmekopf (2) sowie der Füh­ rungsstab (4) Mittel zur Übertragung eines in der Ver­ sorgungs-, Auswerte und Anzeigeeinrichtung (16) oder im Handgriff (3) erzeugten Meßstrahls sowie zur Strahlformung aufweisen.

10. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufnahmekopf (2) und Führungsstab (4) eine vom Handgriff (3) aus steuerbare Gelenkverbindung (6a, 6b) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie ein Ver­ drehen des Aufnahmekopfes (2) gegenüber dem Führungsstab (4) mindestens in einer die Längsachse des Führungsstabes (4) enthaltenden Ebene erlaubt.

11. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Führungsstab (4) und Handgriff (3) eine Dreh­ verbindung (5) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie ein Verdrehen des Führungsstabes (4) um seine Längs­ achse gegenüber dem Handgriff (3) erlaubt.

12. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmekopf (2) oder am Führungsstab (4) eine Be­ festigungsvorrichtung zu dessen Feststellung am Gebiß ei­ nes Patienten vorgesehen ist.

13. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen Stab und Aufnahme­ kopf lösbar ist, wobei die Verbindung so ausgebildet ist, daß bei deren Lösen die Steuerleitungen und Signalübertra­ gungselemente nicht unterbrochen werden.

14. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (2′) um eine sich durch einen der freien Schenkel des "U" erstreckende Achse (2") frei schwenkbar gelagert ist.

15. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagerung am freien Ende einer stabförmigen Verlängerung (3′) des Handgriffs (4′) befindet.

16. Untersuchungsinstrument nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Empfän­ geroptik in demjenigen Schenkel des "U"-förmigen Kopfes (2′) angeordnet ist, der auch die Drehachse enthält, wobei die empfangene IR-Strahlung mittels eines Lichtwellenlei­ ter oder eines anderen optischen Übertragungsmittels un­ mittelbar in den Handgriff geführt wird, wo sich ein CCD- Array befindet.

17. Untersuchungsinstrument nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß daß die stabförmige Verlängerung (3′) des Handgriffs in der Nähe des Drehlagers für den Kopf (2′) um einen Winkel zwischen 30 und 45° abgewinkelt ist.

18. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (9) für IR-Strahlung mit einer Vorrich­ tung zur Leistungsregelung und/oder Veränderung der Wel­ lenlänge der ausgesandten IR-Strahlung versehen ist.

19. Untersuchungsinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Empfangsoptik (10) mit einer Einrichtung zur unterschiedlichen Fokussierung und/oder zur Veränderung des Schärfentiefenbereiches versehen ist.