EP3706627A2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der impedanz an einem zahn - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der impedanz an einem zahn

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Publication number
EP3706627A2
EP3706627A2 EP18839595.8A EP18839595A EP3706627A2 EP 3706627 A2 EP3706627 A2 EP 3706627A2 EP 18839595 A EP18839595 A EP 18839595A EP 3706627 A2 EP3706627 A2 EP 3706627A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
tooth
impedance
measuring
determining
Prior art date
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Pending
Application number
EP18839595.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Gente
Matthias WILLAMOWSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philipps Universitaet Marburg
Original Assignee
Philipps Universitaet Marburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philipps Universitaet Marburg filed Critical Philipps Universitaet Marburg
Publication of EP3706627A2 publication Critical patent/EP3706627A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0534—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body for testing vitality of teeth
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    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/06—Saliva removers; Accessories therefor
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    • A61C19/00—Dental auxiliary appliances
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    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for determining the impedance of a tooth.
  • the impedance of a tooth can be used for the diagnosis of dental caries (caries, carious lesion, carious lesions, plural: caries).
  • the caries is a dental disease in which the hard tooth tissue, so the enamel (Enamelum) and / or the dentin (dentin) are damaged.
  • the dental hard tissue is also referred to as hard substance or tooth hard substance. Descaling, discoloration, cavitation (broken down tooth tissue) and lesions all the way to the pulp (pulp) are symptoms of tooth decay.
  • caries only affects the enamel, then it is spoken of a carious caries, the caries also affects the dentin, then talked of a dental caries. If caries affects the occlusal surface of a tooth, it is referred to as an occlusal caries, caries refers to the surfaces of a tooth adjacent to the neighboring teeth, then a proximal caries is used.
  • the diagnosis of caries on the tooth can be difficult, as small carious lesions can not visually distinguish them from discoloration of the enamel in the clinical examination. There are therefore the following two risks: On the one hand, the risk of over-treatment, if a discolored spot is incorrectly diagnosed as caries and is therefore drilled and filled, on the other hand, the risk of under-treatment, if a caries is not recognized and therefore remains untreated.
  • the reliable diagnosis or the safe exclusion of a caries on the approximal surfaces of the teeth ie those tooth surfaces that are attached to the border adjacent teeth. Between the approximal surfaces of two adjacent teeth is the interdental space, which can be individually very narrow. The narrower the interdental space, the worse the respective proximal surfaces are accessible to a visual examination. Especially with very narrow interdental spaces proximal caries are very easily overlooked.
  • Tactile sounding The cleaned and dried tooth is scanned with a dental probe.
  • Fiber optic transillumination (FOTI, diaphanoscopy, fiber optic transillumination): The hard tissue is examined with a cold light probe. The different light refraction behavior of healthy and carious diseased dental hard tissue is exploited. Carious substance becomes recognizable as a dark shadow due to a loss of light intensity. This is a good way to diagnose a dental caries.
  • FOTI diaphanoscopy, fiber optic transillumination
  • X-ray examination The X-ray examination with conventional or digital technique is carried out by means of bite wings (BF wings).
  • BF wings bite wings
  • enamel caries on proximal surfaces ie the tooth surfaces on which the teeth of a row of teeth touch, can be well diagnosed.
  • Laser-assisted caries diagnostics The light from a laser fluorescence device with a wavelength of 650 nm is absorbed by both organic and inorganic substances.
  • the laser fluorescence devices consist of at least one light source and one optic, which have a type-typical size. Since a carious lesion in the hard tooth substance is excited by the laser used to fluoresce, it can be concluded from the presence of fluorescence on a caries. This method is particularly suitable for the diagnosis of occlusal caries. Determination of the AC resistance at the tooth (impedance measurement):
  • the impedance of the hard tooth substance is determined with a suitable measuring device.
  • the electrical conductivity is significantly increased compared to a healthy hard tooth substance and thus significantly reduced the impedance.
  • the enamel has a much higher impedance than the dentin, with this method, especially carious lesions of the enamel can be diagnosed. If a tooth decay has not yet led to cavitation and can therefore be detected neither visually nor by tactile probing, then the impedance measurement is a very suitable method.
  • the impedance devices For the determination of the impedance devices are used which work with alternating current. These measuring devices comprise at least one reference electrode, a measuring electrode and a measuring unit.
  • the reference electrode is placed anywhere in the oral cavity. With the measuring electrode of the tooth to be examined is scanned. As soon as a carious change is touched with the measuring electrode, the impedance decreases. This change in impedance is registered by the measuring unit and displayed to the examiner, for example by an audible warning or visual indication.
  • the pointer of an AC electrical resistance meter can be used or a light display that changes the color, for example, from green to red with the change in electrical resistance.
  • the light indicator can be, for example, a LED scale with different colored diodes.
  • Tactile sounding If clumsy, tactile probing can lead to the onset of poorly mineralized enamel or other damage to the tooth. In addition, it provides only insignificantly more insight compared to the visual diagnosis. For these reasons, tactile sounding has become obsolete.
  • Fiber optic transillumination Physiological tooth staining that can occur independently of caries falsifies the results of fiber optic transillumination, resulting in false positive diagnoses.
  • X-ray examination Each X-ray examination represents a radiation exposure, which should always be kept as low as possible. There must therefore be a justifying indication for an X-ray examination, especially in children and pregnant women. Since the patient is not allowed to move in the least while making an X-ray, X-rays are often impractical in smaller children or those with limited cognitive function. Dental caries can easily be overlooked in X-ray examinations, as changes can only be diagnosed as carious when demineralization is already well advanced into the dentin. Occlusal caries can only be detected on an X-ray if the carious lesions are already deep enough to reach the dentin.
  • the composition and amount of saliva on the tooth to be examined and in the oral cavity affect the electrical conductivity and thus the impedance. If there is a lot of saliva on the tooth to be examined, then the impedance decreases, even if there is no decay. False positive findings are thus obtained, since in this case the electric current flows not only through the tooth but also through the saliva film on the tooth surface to the oral cavity, so there is often an unidentified electrical shunt. Likewise, the different levels of individual saliva in the patient may affect the impedance.
  • the measuring devices currently used for impedance measurement have rod-shaped, cylindrical or wire-shaped measuring electrodes. Due to this type of electrode, the prior art measuring electrodes are not suitable for scanning the approximal surfaces of teeth. Thus, proximal caries can not be diagnosed with the currently known measuring devices. task
  • the present invention is intended to provide a device and a method with which the determination of the impedance of a tooth for the diagnosis of caries is improved.
  • the influence of saliva present in the oral cavity should be reduced.
  • the reproducibility of the measurements during follow-up should be improved in order to reduce confusion of the dentist and thus misdiagnosis.
  • the diagnosis of caries in fissures and small pits of the tooth surface should be improved in order to reliably detect even early stages of tooth decay.
  • the diagnosis of a proximal caries with suitable measuring electrodes should be made possible.
  • Measuring electrode 5 would drain over the tooth surface, passed over the compensating electrode 6.
  • the compensating electrode 6 functions as a shield for the measuring electrode 5.
  • the measuring unit 2 provides a defined sinusoidal voltage by means of a function generator.
  • this sine voltage has a frequency of 600 Hz and an average voltage of about 70 mV Urms. This voltage is applied via an isolation amplifier both to the measuring electrode 5 and to the compensating electrode 6.
  • the device 1 according to the invention and the method according to the invention thus determine the impedance of the tooth hard substance to be examined in an improved manner.
  • the impedance at the affected area of the hard tooth substance decreases.
  • Ohm's law is applied.
  • the impedance is determined by a calculation from the measured values of the current flow between the measuring electrode 5 and the reference electrode 4 at a predetermined voltage.
  • the impedance can also be determined by a calculation from the measured values of the voltage at a given current flow between the measuring electrode 5 and the reference electrode 4.
  • the present saliva is first eliminated in the determination of the impedance of the tooth to be examined, and then an insulating gel 9 is applied.
  • This insulating gel 9 may have only a low electrical conductivity and must be non-toxic and inexpensive to manufacture.
  • the insulating gel 9 has a resistivity of p> 500 ⁇ -m.
  • the viscosity of the insulating gel 9 should be so high that it adheres to the tooth to be examined. It is advantageous if, for better recognition, it has a color that differs from all other structures in the oral cavity. Thus, it can be easily determined by visual inspection whether the insulating gel 9 has been applied in sufficient quantity and at the intended locations.
  • a gel-like preparation of 0.9 g of the galactose polymer agar (or agar-agar) to 100 ml of distilled water (distilled water.) + 1 ml of dye has been found.
  • the dye used is advantageously a blue food color such as, for example, anthocyanins (E 163), brilliant blue FCF (E 133), indigotin (E 132) or patent blue V (E 131).
  • the insulating gel 9 can also be prepared from gelatin or starch.
  • the insulating gel 9 is in the form of flexible bags or pads which can be pressed onto the tooth to be examined and conform to the tooth surface. These bags or pads have the advantage that they can be stored better and if necessary can be removed from a single package.
  • the device 1 according to the invention has at least the following further components:
  • a measuring unit 2 comprises at least one function generator, an isolating amplifier, a lock-in amplifier, a voltage indicator, an evaluation unit and an output device for an acoustic, optical and / or haptic signal.
  • the measuring unit 2 is connectable to the reference electrode 4, the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6.
  • this connection is a plug-in connection, so that the electrodes 4, 5 and 6 can be cleaned after a patient's use and reused.
  • the measuring unit 2 provides via the function generator, the AC voltages available, which are applied to the electrodes 4, 5 and 6, with which the measuring unit is connected.
  • the measuring unit 2 measures the current flowing from the measuring electrode 5 through the tooth to the reference electrode 4. From the resulting current, the evaluation unit of the measuring unit 2 determines the height of the impedance for a given voltage. In an alternative embodiment, the measuring unit 2 measures the voltage at a given current intensity. In any case, the evaluation unit of the measuring unit 2 detects the height and the change of the impedance at at least two different positions of the tooth to be examined.
  • the evaluation unit of the measuring unit 2 registers a change in the impedance, processes and evaluates the measurement results and provides the examiner with suitable feedback via the output means, for example an acoustic warning signal and / or a visual display and / or a haptic display.
  • the output means of the measuring unit 2 can be connected to the measuring unit 2.
  • the currents measured to determine the impedance of a tooth are very small.
  • a lock-in amplifier is used. This avoids interference at low measuring currents. Thanks to the lock-in amplifier and the resulting lock-in technology, stable readings are achieved even at very low currents in the range from 10 nA to 2 ⁇ .
  • a handle 3 The handle 3 is designed such that the device 1 with the measuring unit 2 can be held during the examination and the electrodes 4, 5 and 6 of the device 1 can be placed in the oral cavity or on the tooth to be examined.
  • the handle 3 has a surface made of an electrically insulating material, for example plastic such as polycarbonate or polyethylene.
  • the measuring unit 2 can be integrated, so that the handle 3 and the measuring unit 2 only need a common housing.
  • the handle 3 is designed so that the advantageous plug-in connections of the electrodes 4, 5 and 6 are made possible with the measuring unit 2.
  • a reference electrode 4 It consists of an electrically conductive material and is placed anywhere in the oral cavity. It is connected to the measuring unit 2 via an electrical conductor. In a preferred embodiment, the reference electrode 4 is formed connectable to the measuring unit 2 via a plug. Thereby, the reference electrode 4 can be easily changed after use in a patient. The reference electrode 4 is designed so that it can be easily cleaned and sterilized.
  • a measuring electrode 5 It consists of an electrically conductive material. It is connected to the measuring unit 2 via an electrical conductor. In a preferred embodiment, the measuring electrode 5 is formed connectable to the measuring unit 2 via a plug. Thereby, the measuring electrode 5 can be easily changed after use in a patient. The measuring electrode 5 is designed so that it can be easily cleaned and sterilized.
  • the measuring electrode 5 is arranged relative to the reference electrode 4 such that an alternating current can flow between the measuring electrode 5 in a first position on a tooth to be examined and the reference electrode 4. With the measuring electrode 5, the surface of the tooth to be examined is scanned. Thus, the measuring electrode 5 is spent in at least one further position on a tooth to be examined. At the point where the measuring electrode
  • An equalizing electrode 6 It consists of an electrically conductive material. It is connected to the measuring unit 2 via an electrical conductor. In a preferred embodiment, the compensation electrode 6 is formed connectable to the measuring unit 2 via a plug. This allows the compensation electrode
  • the compensation electrode 6 after use in a patient easily be changed.
  • the compensation electrode 6 is designed so that it can be easily cleaned and sterilized.
  • the compensating electrode 6 is at the same electrical potential as the measuring electrode 5. Thus, it has the same electrical potential as the measuring electrode 5.
  • the compensating electrode 6 is structurally coupled to the measuring electrode 5. It serves to shield the measuring electrode 5.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are not electrically connected to each other, but separated by an insulating layer 7 (insulating layer, insulator). Between the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 so an insulation layer 7 is attached.
  • This structural arrangement of the mechanical coupling with simultaneous electrical insulation ensures that the insulating gel 9, which surrounds the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6, the same electrical potential as at the measuring electrode 5. This ensures that flows over the Tooth surface flow, exclusively from the Compensating electrode 6 and not from the measuring electrode 5.
  • the compensating electrode 6 thus causes the tooth enamel at the point to be examined on the tooth and the applied insulating gel 9 have the same electrical potential as the measuring electrode 5. This prevents the generation of an electric field which generates a current flow from the measuring electrode 5 via the tooth surface to the oral cavity and thus to the reference electrode 4. Since this unwanted current flow reduces the reproducibility and the accuracy of the impedance determinations, it is essential to prevent this.
  • An insulating layer 7 is disposed between the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 in the form that these two electrodes are electrically insulated from each other and no current can flow between these two electrodes.
  • the insulating layer 7 is made of a suitable insulating material such as plastic, for example polycarbonate or polyethylene. The insulation layer 7 thus prevents, together with the insulating gel 9, that currents which flow over the tooth surface originate from the measuring electrode 5. This significantly improves the reproducibility and accuracy of the measurements.
  • FIGS. 1 and 2 A schematic representation of the device according to the invention are shown in FIGS. 1 and 2.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • the tooth to be examined is dried as far as possible with methods known from the prior art in order to prevent the individually different influences of the saliva.
  • the saliva film may be expelled from the tooth, for example with an air blower. After drying, for example, cotton rolls or a rubber dam keep new saliva away.
  • the tooth to be examined is wetted with the insulating gel 9 according to the invention.
  • This tooth is so wetted, for example, with a gel-like preparation of 0.9 g of agar-agar to 100 ml of distilled water (distilled water.) + 1 ml of dye.
  • the wetting takes place over the entire visible surface of the tooth or even only at the sites to be examined.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity without coming into direct contact with the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6. This site must not show any pathological changes (eg inflammation, ulcers or tumorous changes). This site is not treated prior to the application of the reference electrode 4 and is thus saliva wet. Since the electrical resistance of the tissue between the tooth to be examined and the reference electrode 4 is negligibly small compared to the electrical resistance of the tooth hard substance, the spatial distance between the reference electrode 4 and the examined tooth is negligible. Therefore, it is irrelevant at which point of the oral cavity the reference electrode 4 is placed.
  • the measuring electrode 5 is applied to the site of the tooth to be examined and brought into contact with this. With the measuring electrode 5 so the surface of the tooth to be examined is scanned. At the point of contact with the tooth, the measuring electrode 5 displaces the insulating gel 9, which thus forms a wall-like, insulating layer around the measuring electrode 5.
  • the compensating electrode 6 Due to the mechanical coupling of the compensating electrode 6 to the measuring electrode 5, the compensating electrode 6 is applied simultaneously to the point of the tooth to be examined and the insulating gel 9 forms a wall-like, insulating layer around the compensating electrode 6 around.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 so to speak dip into the insulating gel 9 and thus come into contact with the tooth surface. Thus, the circuit between the measuring electrode 5 and the reference electrode 4 is closed.
  • an alternating electrical voltage U is applied between the measuring electrode 5 and the reference electrode 4.
  • This AC voltage U points For example, a frequency of 600 to 2000 Hz.
  • its maximum amplitude is about 200 mV.
  • its mean amplitude Urms is about 70 mV.
  • the measuring unit 2 now measures the current flowing through the measuring electrode 5 at a constant voltage flowing through the tooth to the reference electrode 4. This current flow is used as a measured value, from which the measuring unit 2 determines the impedance. Small currents correspond to a large impedance, large currents correspond to a small impedance.
  • the measuring unit 2 measures the voltage applied to the measuring electrode 5 at a constant current intensity. This voltage is used as the measured value, from which the measuring unit 2 determines the impedance.
  • the inventive arrangement of the compensating electrode 6 and the use of the insulating gel 9 according to the invention causes the current flow from the measuring electrode 5 can only lead into the tooth to be examined via the tip of the measuring electrode 5 and not laterally over the tooth surface to the gingiva (gums) and thus into the oral cavity to the reference electrode 4. So it disturbing electric fields and unwanted current flows are prevented. This achieves much better reproducibility and accuracy, allowing for precise follow-up examinations. Likewise, this achieves a significantly improved specificity and sensitivity compared with the impedance determination in the prior art.
  • the reference electrode 4 is designed as a bent, stainless wire.
  • the reference electrode 4 is made of a metal such as titanium, silver or iron, or of a metal alloy, or preferably of stainless steel, in another embodiment, the reference electrode 4 is made of carbon.
  • the measuring electrode 5 is made of a metal such as titanium, silver or iron, or of a metal alloy, or preferably of stainless steel, in another embodiment, the measuring electrode 5 is made of carbon.
  • the compensating electrode 6 is made of a metal such as titanium, silver or iron, or of a metal alloy, or preferably of stainless steel, in another embodiment, the compensating electrode 6 is made of carbon.
  • the measuring electrode 5 is resiliently mounted to compensate for the irregularities of the tooth surface (fissures, small pits).
  • the measuring electrode 5 is formed as an elongate electrode with a tapered tapered end. This allows measurements to be carried out even in the smallest recesses of the tooth surface. Likewise, measurements on very small carious suspected changes in fissures or small pits of the tooth surface can be performed. Measuring electrodes 5, whose diameters are smaller than 1.5 mm, have proven particularly suitable for this purpose.
  • the measuring electrode 5 and the compensation electrode 6 mechanically coupled thereto are formed as a sheet-like foil.
  • measurements can also be carried out in the interdental spaces on the approximal surfaces of the tooth to be examined.
  • a carrier material for the film a plastic or other substance can be used, which has a very low electrical conductivity, such as polycarbonate or polyethylene.
  • this carrier material acts as an insulating layer 7.
  • the carrier material for the film is preferably transparent, so that the dental staff can recognize the tooth surface through the film.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are incorporated.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are made of an abrasion-resistant material, for example of a metal such as titanium, silver or iron, or of a metal alloy or preferably of stainless steel, or of carbon.
  • the measuring electrode 5 formed as a sheet-like film and the compensation electrode 6 mechanically coupled to it have a reinforced edge. This facilitates the placement of the measuring electrode 5 and compensating electrode 6 between two teeth (that is to say in the intermediate tooth area) formed as a flat foil. Likewise, the crumpling of the measuring electrode 5 and compensating electrode 6 formed as a flat film is thereby prevented.
  • the reinforced edge of the sheet is formed as a compensating electrode 6.
  • the reinforced edge of the sheet is formed as a measuring electrode 5.
  • the sheet-like film has two measuring electrodes 5 and two compensating electrodes 6, which can be controlled separately by the measuring unit 2.
  • the compensating electrode 6 is formed as a cylindrical tube, in another embodiment as a cylindrically wound wire. In both embodiments, the compensating electrode 6 encloses the centrally arranged measuring electrode 5 and both are electrically isolated from each other by an insulating layer 7. In a further embodiment, the compensating electrode 6 is arranged opposite the measuring electrode 5 such that they are axially displaceable relative to one another. This is achieved for example by the incorporation of a resilient element 8 in the measuring electrode 5 or the compensating electrode 6.
  • the externally arranged compensation electrode 6 is coupled via a spring 8 with the centrally arranged measuring electrode 5. It is essential that these two electrodes are electrically isolated from each other by an insulating layer 7.
  • the tip of the compensating electrode 6 follows the tip of the measuring electrode 5 and both electrodes attach themselves tightly to the tooth surface. As a result, incorrect measurements and measurement fluctuations are reduced.
  • the electrodes 4, 5 and 6 are designed as disposable electrodes. In this case, the electrodes 4, 5 and 6 are advantageously connected via a plug connection with the measuring unit 2.
  • the measuring unit 2 is integrated in the handle 3, so that the handle 3 and the measuring unit 2 only need a common housing.
  • Figure legend Figure 1 shows a schematic representation of the device 1 according to the invention in a longitudinal section:
  • the measuring unit 2 and the handle 3 are arranged independently of each other.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are coupled to each other and placed on the tooth to be examined (shown schematically).
  • the compensating electrode 6 is tubular (cylindrical) at the point of contact with the tooth and thus shields the measuring electrode 5.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity.
  • the insulating gel 9 is not yet applied to the surface of the tooth.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the device 1 according to the invention in a longitudinal section:
  • the measuring unit 2 is integrated in the handle 3, so that only a common housing is needed.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are coupled to one another and to the tooth to be examined (shown schematically) placed.
  • the compensating electrode 6 is tubular (cylindrical) at the point of contact with the tooth and thus shields the measuring electrode 5.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity.
  • the insulating gel 9 is applied over the entire surface of the tooth to be examined. At the contact point of the measuring and the compensating electrode 5 and 6 with the tooth they displace the insulating gel 9. Thus, the insulating gel 9 forms a wall-like border around the measuring and the compensating electrode 5 and 6 around.
  • FIG 3 shows a schematic representation of the device 1 according to the invention in a longitudinal section:
  • the measuring unit 2 is integrated in the handle 3, so that only a common housing is needed.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are coupled to each other and placed on the tooth to be examined (shown schematically).
  • the compensation electrode 6 is formed at the contact point to the tooth as a cylindrically wound wire and thus shields the measuring electrode 5 from.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity.
  • the insulating gel 9 is not yet applied to the surface of the tooth.
  • FIG 4 shows a schematic representation of the device 1 according to the invention in a longitudinal section:
  • the measuring unit 2 is integrated in the handle 3, so that only a common housing is needed.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are coupled to each other and placed on the tooth to be examined (shown schematically).
  • the measuring electrode 5 is spring-mounted with a resilient element 8.
  • the measuring electrode 5 is arranged to be axially displaceable with respect to the compensating electrode 6.
  • a resilient element 8 a spring is provided. If one presses the measuring electrode 5 in a fissure or a small pit of the tooth to be examined (ie where caries preferably arises), the tip of the compensating electrode 6 follows the tip of the measuring electrode 5 and both electrodes are close to the tooth surface.
  • the compensation electrode 6 is formed at the contact point to the tooth as a cylindrically wound wire and thus shields the measuring electrode 5 from.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity.
  • the insulating gel 9 is not yet applied to the surface of the tooth.
  • Figure 5 shows a schematic representation of the device 1 according to the invention in a longitudinal section:
  • the measuring unit 2 is integrated in the handle 3, so that only a common housing is needed.
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are coupled to each other and placed on the tooth to be examined (shown schematically the right tooth).
  • the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are formed as a flat foil and can thus be placed in the interdental space to examine the approximal surfaces of the right tooth.
  • the reference electrode 4 is placed anywhere in the oral cavity.
  • the insulating gel 9 is not yet applied to the surface of the tooth.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a schematic representation of the measuring electrode 5 and of the compensating electrode 6, which are formed as a flat foil.
  • the sheet-like film simultaneously represents the insulation layer 7.
  • the measuring electrode 5 is designed as a planar, in this embodiment rectangular electrode.
  • the compensating electrode 6 is embedded as a wire-shaped electrode in the sheet-like film.
  • the compensating electrode 6 is arranged around the rectangular measuring electrode 5 so as to shield the measuring electrode 5.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a schematic representation of the measuring electrode 5 and of the compensating electrode 6, which are designed as a flat foil. Both the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 are embedded as straight, wire-shaped electrodes in the sheet-like film. The flat film simultaneously represents the insulation layer 7.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a schematic representation of the measuring electrode 5 and of the compensating electrode 6, which are designed as a flat foil.
  • the sheet-like film simultaneously represents the insulating layer 7.
  • the measuring electrode 5 is designed as a flat, in this embodiment, round electrode.
  • the compensating electrode 6 is embedded as a wire-shaped electrode in the sheet-like film.
  • the compensating electrode 6 is arranged around the circular measuring electrode 5 so as to shield the measuring electrode 5.
  • FIG. 9 shows a cross-section through a schematic representation of the measuring electrode 5 and of the compensating electrode 6, which are designed as a sheet-like foil.
  • the sheet-like film simultaneously provides the insulation layer 7
  • a measuring electrode 5 and a compensating electrode 6 as straight running, wire-shaped electrodes embedded in the sheet-like film.
  • suitable programming of the measuring unit 2 either the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 of one side are activated and used for one measurement, or the measuring electrode 5 and the compensating electrode 6 of the other side.
  • resilient element for mechanical coupling of the compensating electrode 6 to the measuring electrode 5, for example a spring insulating gel

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Impedanz (Wechselstromwiderstand) an einem Zahn. Die Impedanz wird bestimmt durch die Messung der Spannung bei gegebener Stromstärke oder durch die Messung der Stromstärke bei gegebener Spannung. Die Bestimmung der Impedanz an einem Zahn wird zur Diagnostik von Zahnkaries genutzt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER IMPEDANZ AN
EINEM ZAHN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn. Die Impedanz an einem Zahn kann zur Diagnostik von Zahnkaries (Karies, kariöse Läsion, kariöse Veränderung; Plural: Karies) genutzt werden.
Die Karies ist eine Zahnerkrankung, bei der das Zahnhartgewebe, also der Zahnschmelz (Enamelum) und/oder das Zahnbein (Dentin) geschädigt sind. Das Zahnhartgewebe wird auch als Hartsubstanz oder Zahnhartsubstanz bezeichnet. Entkalkungen, Verfärbungen, Kavitationen (Einbrüche des Zahnhartgewebes) und Läsionen bis in das Zahnmark (Pulpa) sind Symptome einer Karies.
Betrifft die Karies nur den Zahnschmelz, dann wird von einer Schmelzkaries gesprochen, betrifft die Karies auch das Zahnbein, dann wird von einer Dentinkaries gesprochen. Betrifft die Karies die Kaufläche eines Zahnes, wird von einer Okklusalkaries gesprochen, betrifft die Karies die Flächen eines Zahnes, die zu den Nachbarzähnen hin grenzen, dann wird von einer Approximalkaries gesprochen.
Da eine unbehandelte Karies zum Verlust des betroffenen Zahnes führt, ist es essentiell, eine Karies bereits in einem möglichst frühen Stadium zu diagnostizieren. Gleichzeitig sollen bei der Kariesdiagnostik falsch positive Ergebnisse möglichst vermieden werden, um eine Überbehandlung auszuschließen. Es wird also bei der Kariesdiagnostik eine möglichst hohe Spezifität und Sensitivität angestrebt, um den Patienten angemessen versorgen zu können.
Die Diagnostik der Karies am Zahn kann schwierig sein, da bei kleinen kariösen Veränderungen diese visuell in der klinischen Untersuchung nicht von Verfärbungen des Zahnschmelzes unterschieden werden können. Es bestehen daher folgende zwei Gefahren: Einerseits die Gefahr der Überbehandlung, wenn eine nur verfärbte Stelle fälschlicherweise als Karies diagnostiziert wird und deshalb aufgebohrt und gefüllt wird, andererseits die Gefahr der Unterbehandlung, wenn eine Karies nicht erkannt wird und deshalb unbehandelt bleibt. Besonders schwierig ist die sichere Diagnostik bzw. der sichere Ausschluss einer Karies an den Approximalflächen der Zähne, also jene Zahnflächen, die an die benachbarten Zähne grenzen. Zwischen den Approximalflächen zweier benachbarter Zähne befindet sich der Zahnzwischenraum, der individuell unterschiedlich sehr schmal sein kann. Je schmaler der Zahnzwischenraum ist, desto schlechter sind die betreffenden Approximalflächen einer visuellen Untersuchung zugänglich. Gerade bei sehr schmalen Zahnzwischenräumen werden Approximalkaries sehr leicht übersehen.
Stand der Technik
Für die Diagnostik einer Karies werden folgende Vorrichtungen oder Verfahren eingesetzt:
Visuelle Diagnose: Der gereinigte und getrocknete Zahn wird durch Betrachtung mit Hilfe eines zahnärztlichen Spiegels bei guter Ausleuchtung auf Verfärbungen und Kavitationen (Einbrüche des Zahnhartgewebes) untersucht.
Taktile Sondierung: Der gereinigte und getrocknete Zahn wird mit einer zahnärztlichen Sonde abgetastet.
Faseroptische Transillumination (FOTI, Diaphanoskopie, fiber optic transillumination): Das Zahnhartgewebe wird mit einer Kaltlichtsonde durchleuchtet. Dabei wird das unterschiedliche Lichtbrechungsverhalten von gesundem und kariös erkranktem Zahnhartgewebe ausgenutzt. Kariöse Substanz wird, bedingt durch einen Lichtintensitätsverlust, als dunkler Schatten erkennbar. Damit lässt sich vor allem eine Dentinkaries gut diagnostizieren.
Röntgenuntersuchung: Die Röntgenuntersuchung mit konventioneller oder digitaler Technik wird mittels Bissflügelaufnahmen (BF, bite wings) durchgeführt. Damit lässt sich vor allem eine Schmelzkaries an Approximalflächen, das sind die Zahnflächen, an denen sich die Zähne einer Zahnreihe berühren, gut diagnostizieren.
Lasergestützte Kariesdiagnostik (Laserfluoreszenzmessung): Das Licht eines Laserfluoreszenzgerätes mit einer Wellenlänge von 650 nm wird sowohl von organischer als auch von anorganischer Substanz resorbiert. Die Laserfluoreszenzgeräte bestehen aus mindestens einer Lichtquelle und einer Optik, die eine bauarttypische Größe aufweisen. Da eine kariöse Läsion in der Zahnhartsubstanz mit dem eingesetzten Laser zu einer Fluoreszenz angeregt wird, kann vom Vorhandensein einer Fluoreszenz auf eine Karies geschlossen werden. Dieses Verfahren ist besonders zur Diagnostik einer Okklusalkaries geeignet. Bestimmung des Wechselstromwiderstandes am Zahn (Impedanzmessung):
Bei diesem Verfahren wird mit einem geeigneten Messgerät die Impedanz der Zahnhartsubstanz bestimmt. Bei einer Karies ist die elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu einer gesunden Zahnhartsubstanz signifikant erhöht und damit die Impedanz signifikant erniedrigt. Da der Zahnschmelz eine wesentlich höhere Impedanz aufweist als das Dentin, können mit diesem Verfahren vor allem kariöse Läsionen des Zahnschmelzes diagnostiziert werden. Wenn eine Karies noch nicht zu einer Kavitation geführt hat und somit weder visuell noch mittels taktiler Sondierung zu erkennen ist, dann ist die Impedanzmessung ein sehr gut geeignetes Verfahren.
Für die Bestimmung der Impedanz werden Geräte verwendet, die mit Wechselstrom arbeiten. Diese Messgeräte umfassen mindestens eine Bezugselektrode, eine Messelektrode und eine Messeinheit. Die Bezugselektrode wird an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Mit der Messelektrode wird der zu untersuchende Zahn abgetastet. Sobald mit der Messelektrode eine kariöse Veränderung berührt wird, sinkt die Impedanz. Diese Veränderung der Impedanz wird durch die Messeinheit registriert und dem Untersucher angezeigt, beispielsweise durch ein akustisches Warnsignal oder eine optische Anzeige. Als optische Anzeige kann der Zeiger eines elektrischen Wechselstromwiderstandsmessgerätes verwendet werden oder eine Leuchtanzeige, die bei der Änderung des elektrischen Widerstandes die Farbe ändert, beispielsweise von Grün auf Rot. Die Leuchtanzeige kann beispielsweise eine LED-Skala mit verschiedenfarbigen Dioden sein.
Beim Abtasten der Oberfläche des zu untersuchenden Zahnes mit der Messelektrode werden vor allem die Okklusalflächen mit ihren Fissuren und kleinen Gruben untersucht. Berührt die Messelektrode eine kariöse Stelle, dann ist die Impedanz erniedrigt, weil die Schmelzschicht des Zahnes an kariösen Stellen porös ist. Die Nachteile im Stand der Technik sind folgende:
Visuelle Diagnose: Die Zahnzwischenräume und damit die approximalen Flächen eines Zahnes sind der visuellen Diagnose nicht oder nur sehr schlecht zugänglich. Eine Approximalkaries wird also bei der visuellen Diagnostik häufig übersehen. Die Aussagekraft dieser klinischen Untersuchungsmethode ist sehr stark von der Erfahrung und der Farbwahrnehmung der Zahnärztin oder des Zahnarztes abhängig. Physiologische Verfärbungen des Zahnes können als Karies fehldiagnostiziert werden.
Taktile Sondierung: Bei ungeschicktem Vorgehen kann die taktile Sondierung zum Einbruch des schlecht mineralisierten Zahnschmelzes oder zu anderen Schäden am Zahn führen. Außerdem liefert sie im Vergleich zur visuellen Diagnose nur unwesentlich mehr Erkenntnisse. Aus diesen Gründen gilt die taktile Sondierung inzwischen als obsolet.
Faseroptische Transillumination: Physiologische Zahnverfärbungen, die unabhängig von einer Karies auftreten können, verfälschen die Ergebnisse der faseroptischen Transillumination, sodass falsch positive Diagnosen gestellt werden.
Röntgenuntersuchung: Jede Röntgenuntersuchung stellt eine Strahlenbelastung dar, welche grundsätzlich so gering wie möglich gehalten werden soll. Für eine Röntgenuntersuchung muss daher eine rechtfertigende Indikation vorhanden sein, insbesondere bei Kindern und Schwangeren. Da während der Anfertigung einer Röntgenaufnahme die Patientin oder der Patient sich nicht im Geringsten bewegen dürfen, sind Röntgenaufnahmen bei kleineren Kindern oder Personen mit eingeschränkten kognitiven Funktionen oftmals undurchführbar. Eine Dentinkaries kann bei der Röntgenuntersuchung leicht übersehen werden, da Veränderungen erst dann als kariös diagnostiziert werden können, wenn die Entmineralisierung bereits deutlich in das Dentin fortgeschritten ist. Eine Okklusalkaries ist auf einem Röntgenbild erst dann erkennbar, wenn die kariösen Läsionen bereits so tief sind, dass sie bis zum Dentin reichen. Da die Röntgenstrahlen durch bereits vorhandene Füllungen absorbiert und gestreut werden, können Karies direkt unter oder neben einer bereits vorhandenen Füllung bei der Röntgenuntersuchung nicht immer erkannt werden. Lasergestützte Kariesdiagnostik: Mit diesem Verfahren können Approximalkaries kaum diagnostiziert werden, da die verwendeten Laserfluoreszenzgeräte auf Grund ihrer bauarttypischen Größe nicht zwischen zwei Zähne (also zu den approximalen Flächen hin) platziert werden können. Physiologische Zahnverfärbungen, die unabhängig von einer Karies auftreten können, verfälschen die Ergebnisse der lasergestützten Kariesdiagnostik. Die Laserfluoreszenzgeräte sind in der Anschaffung und im Betrieb teuer.
Bestimmung des Wechselstromwiderstandes am Zahn (Impedanzmessung):
Die Zusammensetzung und die Menge des Speichels am zu untersuchenden Zahn und in der Mundhöhle beeinflussen die elektrische Leitfähigkeit und somit die Impedanz. Wenn sich viel Speichel am zu untersuchenden Zahn befindet, dann sinkt die Impedanz, auch wenn keine Karies vorliegt. Es werden also falsch positive Befunde erhoben, da in diesem Fall der elektrische Strom nicht nur durch den Zahn, sondern auch durch den Speichelfilm auf der Zahnoberfläche zur Mundhöhle fließt, es liegt also häufig ein nicht erkannter elektrischer Nebenschluss vor. Ebenso kann der von Patient zu Patient unterschiedliche Elektrolytgehalt des individuellen Speichels die Impedanz beeinflussen.
Dieser Nachteil besteht insbesondere bei den derzeit zur Impedanzmessung verwendeten Messgeräten. Die derzeit zur Impedanzmessung verwendeten Messgeräte weisen eine mangelhafte Reproduzierbarkeit der Messergebnisse auf, wodurch der Zahnarzt verwirrt werden kann. Das Problem besteht besonders bei wiederholten Messungen bei Verlaufskontrollen.
Da Karies bevorzugt in Fissuren und kleine Gruben der Zahnoberfläche entstehen, können mit zu groß dimensionierten Messelektroden beginnende kariöse Veränderungen nicht zuverlässig detektiert werden.
Die derzeit zur Impedanzmessung verwendeten Messgeräte weisen stabförmige, zylindrische oder drahtförmige Messelektroden auf. Auf Grund dieser Elektrodenform sind die Messelektroden aus dem Stand der Technik nicht dafür geeignet, die Approximalflächen von Zähnen abzutasten. Somit können mit den derzeit bekannten Messgeräten Approximalkaries nicht diagnostiziert werden. Aufgabe
Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit denen die Bestimmung der Impedanz an einem Zahn zur Diagnostik einer Karies verbessert wird. Insbesondere soll der Einfluss des in der Mundhöhle vorhandenen Speichels reduziert werden. Außerdem soll die Reproduzierbarkeit der Messungen bei Verlaufskontrollen verbessert werden, um Verwirrungen des Zahnarztes und damit Fehldiagnosen zu reduzieren. Des Weiteren soll die Diagnostik einer Karies in Fissuren und kleinen Gruben der Zahnoberfläche verbessert werden, um auch Frühstadien einer Karies sicher zu erkennen. Zusätzlich soll die Diagnostik einer Approximalkaries mit geeigneten Messelektroden ermöglicht werden.
Lösung der Aufgabe
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1 (Vorrichtung) und den Anspruch 14 (Verfahren). Insbesondere wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch folgende Weiterentwicklungen im Hinblick auf den Stand der Technik:
- Einsatz eines Isoliergels 9 mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von p > 500 Ω■ m zur Vermeidung des störenden Einflusses des Speichels.
- Verbesserung der Messelektrode 5 durch Koppelung mit einer Ausgleichselektrode 6: Dadurch wird der Strom, der seitlich von der
Messelektrode 5 über die Zahnoberfläche abfließen würde, über die Ausgleichselektrode 6 geleitet. Die Ausgleichselektrode 6 fungiert als Abschirmung für die Messelektrode 5.
- Anpassung der Messelektronik in der Messeinheit 2: Durch die Ausführung der Wechselstrommessung mit der Lock-in-Technik werden stabile
Messwerte auch bei kleinsten Strömen erreicht. Damit können stabile Messwerte bei Strömen in der Größe zwischen 10 nA und 2 μΑ erreicht werden.
- Durchführung der Messung nach dem Prinzip der Trägerfrequenz- Messtechnik. - Die Messeinheit 2 stellt mittels eines Funktionsgenerators eine definierte Sinusspannung zur Verfügung. Vorzugsweise hat diese Sinusspannung eine Frequenz von 600 Hz und eine mittlere Spannung von etwa 70 mV Urms. Diese Spannung wird über jeweils einen Trennverstärker sowohl an die Messelektrode 5 als auch an die Ausgleichselektrode 6 angelegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren bestimmen also die Impedanz der zu untersuchenden Zahnhartsubstanz auf eine verbesserte Weise. Bei einer Karies verringert sich die Impedanz an der betroffenen Stelle der Zahnhartsubstanz. Zur Bestimmung der Impedanz wird das Ohmsche Gesetz angewendet. Die Bestimmung der Impedanz erfolgt durch eine Berechnung aus den gemessen Werten des Stromflusses zwischen der Messelektrode 5 und der Bezugselektrode 4 bei vorgegebener Spannung. Alternativ dazu kann die Impedanz auch bestimmt werden durch eine Berechnung aus den gemessen Werten der Spannung bei vorgegebenem Stromfluss zwischen der Messelektrode 5 und der Bezugselektrode 4.
Um den Einfluss des in der Mundhöhle vorhandenen Speichels zu reduzieren, wird erfindungsgemäß bei der Bestimmung der Impedanz am zu untersuchenden Zahn erst der vorhandene Speichel beseitigt und dann ein Isoliergel 9 aufgetragen. Dieses Isoliergel 9 darf nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen und muss ungiftig und günstig in der Herstellung sein. Vorzugsweise hat das Isoliergel 9 einen spezifischen elektrischen Widerstand von p > 500 Ω-m. Die Viskosität des Isoliergels 9 soll so hoch sein, dass es an dem zu untersuchenden Zahn haften bleibt. Von Vorteil ist, wenn es zur besseren Erkennbarkeit eine Färbung aufweist, die sich von allen anderen Strukturen in der Mundhöhle unterscheidet. Damit kann durch visuelle Kontrolle einfach festgestellt werden, ob das Isoliergel 9 in ausreichender Menge und an den vorgesehenen Stellen appliziert wurde. Als besonders vorteilhaft für das Isoliergel 9 hat sich eine gelartige Zubereitung aus 0,9 g des Galaktose-Polymers Agar (bzw. Agar-Agar) auf 100 ml destilliertem Wasser (Aqua dest.) + 1 ml Farbstoff erwiesen. Als Farbstoff wird vorteilhaft eine blaue Lebensmittelfarbe wie beispielsweise Anthocyane (E 163), Brillantblau FCF (E 133), Indigotin (E 132) oder Patentblau V (E 131 ) verwendet.
Alternativ kann das Isoliergel 9 auch aus Gelatine oder Stärke zubereitet werden. In einer Ausführungsform ist das Isoliergel 9 in Form von flexiblen Beuteln oder Pads ausgebildet, welche auf den zu untersuchenden Zahn gedrückt werden können und sich der Zahnoberfläche anpassen. Diese Beutel oder Pads haben den Vorteil, dass sie besser gelagert werden können und bei Bedarf aus einer Einzelverpackung entnommen werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist mindestens folgende weitere Bauteile auf:
Eine Messeinheit 2: Die Messeinheit 2 umfasst mindestens einen Funktionsgenerator, einen Trennverstärker, einen Lock-in-Verstärker, einen Spannungsanzeiger, eine Auswerteeinheit und ein Ausgabemittel für ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signal. Die Messeinheit 2 ist mit der Bezugselektrode 4, der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6 verbindbar. Vorteilhaft ist diese Verbindung eine Steckverbindung, damit die Elektroden 4, 5 und 6 nach dem Gebrauch bei einem Patienten gereinigt und wieder verwendet werden können.
Die Messeinheit 2 stellt über den Funktionsgenerator die Wechselspannungen zur Verfügung, welche an die Elektroden 4, 5 und 6 angelegt werden, mit denen die Messeinheit verbunden ist. Die Messeinheit 2 misst die Stromstärke, die von der Messelektrode 5 durch den Zahn zu der Bezugselektrode 4 fließt. Aus der resultierenden Stromstärke bestimmt die Auswerteeinheit der Messeinheit 2 bei gegebener Spannung die Höhe der Impedanz. In einer alternativen Ausführungsform misst die Messeinheit 2 die Spannung bei gegebener Stromstärke. In jedem Fall erfasst die Auswerteeinheit der Messeinheit 2 die Höhe und die Veränderung der Impedanz an mindestens zwei verschiedenen Positionen des zu untersuchenden Zahnes.
Die Auswerteeinheit der Messeinheit 2 registriert also auf eine Änderung der Impedanz, verarbeitet und wertet die Messergebnisse aus und gibt über das Ausgabemittel dem Untersucher eine geeignete Rückmeldung, beispielsweise ein akustisches Warnsignal und/oder eine optische Anzeige und/oder eine haptische Anzeige. Das Ausgabemittel der Messeinheit 2 ist mit der Messeinheit 2 verbindbar. Die für die Bestimmung der Impedanz eines Zahnes gemessenen Ströme sind sehr klein. Um diese besser auswerten zu können, wird ein Lock-in-Verstärker eingesetzt. Damit werden bei kleinen Messströmen Störungen vermieden. Durch den Lock-in-Verstärker und die damit mögliche Lock-in-Technik werden auch bei kleinsten Strömen im Bereich von 10 nA bis 2 μΑ stabile Messwerte erreicht.
Ein Griff 3: Der Griff 3 ist so ausgebildet, dass die Vorrichtung 1 mit der Messeinheit 2 während der Untersuchung gehalten werden kann und die Elektroden 4, 5 und 6 der Vorrichtung 1 in der Mundhöhle bzw. am zu untersuchenden Zahn platziert werden können. Der Griff 3 weist eine Oberfläche aus einem elektrisch isolierenden Material auf, zum Beispiel Kunststoff wie Polycarbonat oder Polyethylen.
In den Griff 3 kann die Messeinheit 2 integriert werden, so dass der Griff 3 und die Messeinheit 2 nur ein gemeinsames Gehäuse benötigen. Bei dieser vorteilshaften Ausführungsform ist der Griff 3 so gestaltet, dass die vorteilhaften Steckverbindungen der Elektroden 4, 5 und 6 mit der Messeinheit 2 ermöglicht werden.
Eine Bezugselektrode 4: Sie besteht aus einem elektrisch leitenden Material und wird an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Sie ist über einen elektrischen Leiter mit der Messeinheit 2 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bezugselektrode 4 mit der Messeinheit 2 über einen Stecker verbindbar ausgebildet. Dadurch kann die Bezugselektrode 4 nach der Verwendung bei einem Patienten einfach gewechselt werden. Die Bezugselektrode 4 ist so ausgebildet, dass sie einfach gereinigt und sterilisiert werden kann.
Eine Messelektrode 5: Sie besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Sie ist über einen elektrischen Leiter mit der Messeinheit 2 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Messelektrode 5 mit der Messeinheit 2 über einen Stecker verbindbar ausgebildet. Dadurch kann die Messelektrode 5 nach der Verwendung bei einem Patienten einfach gewechselt werden. Die Messelektrode 5 ist so ausgebildet, dass sie einfach gereinigt und sterilisiert werden kann.
Die Messelektrode 5 ist so zur Bezugselektrode 4 angeordnet, dass zwischen der Messelektrode 5 in einer ersten Position an einem zu untersuchenden Zahn und der Bezugselektrode 4 ein Wechselstrom fließen kann. Mit der Messelektrode 5 wird die Oberfläche des zu untersuchenden Zahnes abgetastet. Somit wird die Messelektrode 5 in mindestens eine weitere Position an einem zu untersuchenden Zahn verbracht. An der Stelle, an der die Messelektrode
5 den Zahn berührt, verdrängt sie zusammen mit der Ausgleichselektrode 6 das Isoliergel 9 von der Zahnoberfläche und der Stromkreis wird über die
Bezugselektrode 4 geschlossen. Wenn diese Stelle des Zahnes nicht kariös verändert ist, dann ist die Impedanz sehr hoch, da der intakte Zahnschmelz und das intakte Zahnbein einen hohen elektrischen Widerstand von über 600 kQ aufweisen. Sobald die Messelektrode 5 den Bereich der kariösen Veränderung berührt, sinkt die Impedanz auf unter 480 kQ. Diese Änderung der Impedanz wird durch die Messeinheit 2 über die Messung des Stromflusses bestimmt, verarbeitet, ausgewertet und an den Untersucher ausgegeben.
Eine Ausgleichselektrode 6: Sie besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Sie ist über einen elektrischen Leiter mit der Messeinheit 2 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgleichselektrode 6 mit der Messeinheit 2 über einen Stecker verbindbar ausgebildet. Dadurch kann die Ausgleichselektrode
6 nach der Verwendung bei einem Patienten einfach gewechselt werden. Die Ausgleichselektrode 6 ist so ausgebildet, dass sie einfach gereinigt und sterilisiert werden kann. Die Ausgleichselektrode 6 liegt auf dem gleichen elektrischen Potenzial wie die Messelektrode 5. Somit weist sie das gleiche elektrische Potential auf wie die Messelektrode 5. Die Ausgleichselektrode 6 ist baulich an die Messelektrode 5 gekoppelt. Sie dient der Abschirmung der Messelektrode 5.
Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind nicht elektrisch miteinander verbunden, sondern durch eine Isolationsschicht 7 (isolierende Schicht, Isolator) voneinander getrennt. Zwischen der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6 ist also eine Isolationsschicht 7 angebracht.
Durch diese bauliche Anordnung der mechanischen Koppelung bei gleichzeitiger elektrischen Isolierung wird gewährleistet, dass im Isoliergel 9, welches die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 umgibt, das gleiche elektrische Potenzial vorliegt wie an der Messelektrode 5. Dadurch wird gewährleistet, dass Ströme, die über die Zahnoberfläche fließen, ausschließlich aus der Ausgleichselektrode 6 stammen und nicht aus der Messelektrode 5. Die Ausgleichselektrode 6 bewirkt also, dass der Zahnschmelz an der zu untersuchenden Stelle am Zahn und das aufgebrachte Isoliergel 9 dasselbe elektrische Potenzial wie die Messelektrode 5 aufweisen. Dadurch wird die Entstehung eines elektrischen Feldes verhindert, welches einen Stromfluss von der Messelektrode 5 über die Zahnoberfläche hin zur Mundhöhle und damit zur Bezugselektrode 4 erzeugt. Da dieser unerwünschte Stromfluss die Reproduzierbarkeit und die Genauigkeit der Impedanzbestimmungen verringert, ist es essentiell, diesen zu unterbinden. Eine Isolationsschicht 7: Die Isolationsschicht 7 ist zwischen der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6 in der Form angebracht, dass diese beiden Elektroden elektrisch voneinander isoliert sind und kein Strom zwischen diesen beiden Elektroden fließen kann. Die Isolationsschicht 7 besteht aus einem geeigneten isolierenden Material wie zum Beispiel Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat oder Polyethylen. Die Isolationsschicht 7 verhindert also zusammen mit dem Isoliergel 9, dass Ströme, die über die Zahnoberfläche fließen, von der Messelektrode 5 stammen. Dadurch wird die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messungen deutlich verbessert.
Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen die Figuren 1 und 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:
- Der zu untersuchende Zahn wird mit aus dem Stand der Technik bekannten Methoden so weit wie möglich trocken gelegt, um die individuell unterschiedlichen Einflüsse des Speichels zu verhindern. Zum Trockenlegen kann der Speichelfilm von dem Zahn beispielsweise mit einem Luftbläser abgepustet werden. Nach der Trocknung halten beispielsweise Watterollen oder ein Kofferdam neuen Speichel fern.
- Der zu untersuchende Zahn wird mit dem erfindungsgemäßen Isoliergel 9 benetzt. Dieser Zahn wird also beispielsweise mit einer gelartigen Zubereitung aus 0,9 g Agar-Agar auf 100 ml destilliertem Wasser (Aqua dest.) + 1 ml Farbstoff benetzt. Die Benetzung erfolgt über die gesamte sichtbare Oberfläche des Zahnes oder auch nur an den zu untersuchenden Stellen.
- Dadurch werden standardisierte und vergleichbare Messbedingungen geschaffen. Insbesondere wird der Zutritt des natürlichen, elektrisch gut leitenden Speichels verhindert, welcher als Nebenschluss zur Mundhöhle und damit zur Bezugselektrode 4 die Messung des Stromflusses und damit die Bestimmung der Impedanz stört.
- Die Bezugselektrode 4 wird an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert, ohne dass sie in direkten Kontakt mit der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6 kommt. Diese Stelle darf keine pathologischen Veränderungen (z.B. Entzündungen, Ulzera oder tumoröse Veränderungen) aufweisen. Diese Stelle wird vor dem Anlegen der Bezugselektrode 4 nicht behandelt und ist somit speichelfeucht. Da der elektrische Widerstand des Gewebes zwischen dem zu untersuchenden Zahn und der Bezugselektrode 4 im Vergleich zum elektrischen Widerstand der Zahnhartsubstanz vernachlässigbar klein ist, ist der räumliche Abstand der Bezugselektrode 4 zum untersuchten Zahn vernachlässigbar. Daher ist es unwesentlich, an welcher Stelle der Mundhöhle die Bezugselektrode 4 platziert wird.
- Die Messelektrode 5 wird an der zu untersuchenden Stelle des Zahnes angelegt und mit diesem in Kontakt gebracht. Mit der Messelektrode 5 wird also die Oberfläche des zu untersuchenden Zahnes abgetastet. Dabei verdrängt die Messelektrode 5 an der Kontaktstelle zum Zahn das Isoliergel 9, dieses bildet somit eine wallartige, isolierende Schicht rund um die Messelektrode 5 herum.
- Durch die mechanische Koppelung der Ausgleichselektrode 6 an die Messelektrode 5 wird gleichzeitig auch die Ausgleichselektrode 6 an der zu untersuchenden Stelle des Zahnes angelegt und das Isoliergel 9 bildet eine wallartige, isolierende Schicht rund um die Ausgleichselektrode 6 herum. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 tauchen sozusagen in das Isoliergel 9 ein und treten somit mit der Zahnoberfläche in Kontakt. Damit wird der Stromkreis zwischen der Messelektrode 5 und der Bezugselektrode 4 geschlossen.
- Zwischen der Messelektrode 5 und der Bezugselektrode 4 wird eine elektrische Wechselspannung U angelegt. Diese Wechselspannung U weist beispielsweise eine Frequenz von 600 bis 2000 Hz auf. Vorzugsweise beträgt ihre maximale Amplitude etwa 200 mV. Vorzugsweise beträgt ihre mittlere Amplitude Urms etwa 70 mV.
- An die Ausgleichselektrode 6 wird ebenfalls eine Wechselspannung angelegt, welche in ihrer Amplitude, ihrer Frequenz und ihrer Phasenlage der
Spannung an der Messelektrode 5 entspricht.
- Die Messeinheit 2 misst nun den Strom, der durch die Messelektrode 5 bei konstanter Spannung fließt durch den Zahn zu der Bezugselektrode 4 fließt. Dieser Stromfluss wird als Messwert verwendet, aus dem die Messeinheit 2 die Impedanz bestimmt. Kleine Ströme entsprechen einer großen Impedanz, große Ströme entsprechen einer kleinen Impedanz.
- Alternativ misst die Messeinheit 2 bei konstanter Stromstärke die Spannung, die an der Messelektrode 5 anliegt. Diese Spannung wird als Messwert verwendet, aus dem die Messeinheit 2 die Impedanz bestimmt.
- Die Bestimmung der Impedanz Z beruht auf dem Ohmschen Gesetz Z=U/I.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ausgleichselektrode 6 und die Verwendung des erfindungsgemäßen Isoliergels 9 wird bewirkt, dass der Stromfluss aus der Messelektrode 5 nur über die Spitze der Messelektrode 5 in den zu untersuchenden Zahn hinein führen kann und nicht seitlich über die Zahnoberfläche zur Gingiva (Zahnfleisch) und damit in die Mundhöhle zur Bezugselektrode 4. Es werden also störende elektrische Felder und unerwünschte Stromflüsse verhindert. Damit wird eine wesentlich bessere Reproduzierbarkeit und Genauigkeit erreicht, wodurch präzise Verlaufsuntersuchungen ermöglicht werden. Ebenso wird damit eine im Vergleich zur Impedanzbestimmung im Stand der Technik wesentlich verbesserte Spezifität und Sensitivität erreicht.
Weitere Ausführungsformen
In einer Ausführungsform ist die Bezugselektrode 4 als ein gebogener, rostfreier Draht ausgeführt. In einer Ausführungsform besteht die Bezugselektrode 4 aus einem Metall wie Titan, Silber oder Eisen, oder aus einer Metalllegierung, oder vorzugsweise aus Edelstahl, in einer anderen Ausführungsform besteht die Bezugselektrode 4 aus Kohlenstoff.
In einer Ausführungsform besteht die Messelektrode 5 aus einem Metall wie Titan, Silber oder Eisen, oder aus einer Metalllegierung, oder vorzugsweise aus Edelstahl, in einer anderen Ausführungsform besteht die Messelektrode 5 aus Kohlenstoff.
Vorteilhaft wird an die Messelektrode 5 eine Wechselspannung mit einer Frequenz von etwa 600 Hz und einer maximalen Amplitude von etwa 200 mV angelegt. Damit beträgt die mittlere Amplitude Urms etwa 70 mV. In einer Ausführungsform besteht die Ausgleichselektrode 6 aus einem Metall wie Titan, Silber oder Eisen, oder aus einer Metalllegierung, oder vorzugsweise aus Edelstahl, in einer anderen Ausführungsform besteht die Ausgleichselektrode 6 aus Kohlenstoff.
In einer Ausführungsform ist die Messelektrode 5 federnd gelagert, um die Unregelmäßigkeiten der Zahnoberfläche (Fissuren, kleine Gruben) auszugleichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Messelektrode 5 als längliche Elektrode mit einem spitz zulaufenden sich verjüngenden Ende ausgebildet. Damit können Messungen auch in den kleinsten Vertiefungen der Zahnoberfläche durchgeführt werden. Ebenso können damit Messungen an sehr kleinen kariesverdächtigen Veränderungen in Fissuren oder kleinen Gruben der Zahnoberfläche durchgeführt werden. Als besonders geeignet haben sich dafür Messelektroden 5 erwiesen, deren Durchmesser kleiner als 1 ,5 mm sind.
In einer Ausführungsform sind die Messelektrode 5 und die mechanisch an sie gekoppelte Ausgleichselektrode 6 als flächige Folie ausgebildet. Damit können Messungen auch in den Zahnzwischenräumen an den Approximalflächen des zu untersuchenden Zahnes durchgeführt werden. Als Trägermaterial für die Folie kann ein Kunststoff oder ein anderer Stoff verwendet werden, der eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, beispielsweise Polycarbonat oder Polyethylen. Dieses Trägermaterial fungiert also in dieser Ausführungsform als Isolationsschicht 7. Das Trägermaterial für die Folie ist vorzugsweise durchsichtig, damit das zahnärztliche Personal durch die Folie hindurch die Zahnoberfläche erkennen kann. In dieses Trägermaterial (also der Isolationsschicht 7) sind die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 eingearbeitet. In diesem Fall bestehen die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 aus einem abrasionsstabilen Material, beispielsweise aus einem Metall wie Titan, Silber oder Eisen, oder aus einer Metalllegierung oder vorzugsweise aus Edelstahl, oder aus Kohlenstoff.
In einer Ausführungsform weisen die als flächige Folie ausgebildete Messelektrode 5 und die mechanisch an sie gekoppelte Ausgleichselektrode 6 einen verstärkten Rand auf. Dadurch wird das Platzieren der als flächige Folie ausgebildeten Messelektrode 5 und Ausgleichselektrode 6 zwischen zwei Zähnen (also im Zwischenzahnbereich) erleichtert. Ebenso wird dadurch das Zerknittern der als flächige Folie ausgebildeten Messelektrode 5 und Ausgleichselektrode 6 verhindert.
In einer Ausführungsform ist der verstärkte Rand der flächigen Folie als Ausgleichselektrode 6 ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist der verstärkte Rand der flächigen Folie als Messelektrode 5 ausgebildet. In einer Ausführungsform weist die flächige Folie zwei Messelektroden 5 und zwei Ausgleichselektroden 6 auf, die getrennt voneinander durch die Messeinheit 2 ansteuerbar sind. Dadurch kann nach dem Platzieren der flächigen Folie in den Zwischenzahnraum zwischen zwei benachbarten Zähnen erst der eine Zahn mit der ersten Messelektrode 5 und der ersten Ausgleichselektrode 6 untersucht werden und dann der andere Zahn mit der zweiten Messelektrode 5 und der zweiten Ausgleichselektrode 6. Das hat den Vorteil, dass bei der Untersuchung der Approximalflächen zweier benachbarter Zähne die Folie nur einmal in den Zwischenzahnbereich platziert werden muss. Das ist vor allem bei schmalen Zwischenzahnbereichen für den Patienten und die Zahnärztin bzw. den Zahnarzt vorteilhaft.
In einer Ausführungsform ist die Ausgleichselektrode 6 als zylindrische Röhre ausgebildet, in einer anderen Ausführungsform als zylindrisch gewickelter Draht. In beiden Ausführungsformen umschließt die Ausgleichselektrode 6 die zentral angeordnete Messelektrode 5 und beide sind elektrisch voneinander durch eine Isolationsschicht 7 isoliert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Ausgleichselektrode 6 gegenüber der Messelektrode 5 so angeordnet, dass sie axial gegeneinander verschiebbar sind. Dies wird beispielsweise durch den Einbau eines federnden Elementes 8 in die Messelektrode 5 oder die Ausgleichselektrode 6 erreicht. Vorteilhaft wird die außen angeordnete Ausgleichselektrode 6 über eine Feder 8 mit der zentral angeordneten Messelektrode 5 gekoppelt. Dabei ist es essentiell, dass diese beiden Elektroden elektrisch voneinander durch eine Isolationsschicht 7 isoliert sind. Durch diese Anordnung wird folgender Vorteil erreicht: Drückt man die Messelektrode 5 in eine Fissur oder eine kleine Grube des zu untersuchenden Zahnes (also dort, wo eine Karies bevorzugt entsteht), so folgt die Spitze der Ausgleichselektrode 6 der Spitze der Messelektrode 5 und beide Elektroden legen sich dicht der Zahnoberfläche an. Dadurch werden Fehlmessungen und Messschwankungen verringert.
In einer Ausführungsform sind die Elektroden 4, 5 und 6 als Einmalelektroden ausgeführt. In diesem Fall werden die Elektroden 4, 5 und 6 vorteilhaft über eine Steckverbindung mit der Messeinheit 2 verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in den Griff 3 die Messeinheit 2 integriert, so dass der Griff 3 und die Messeinheit 2 nur ein gemeinsames Gehäuse benötigen.
Abbildungslegende Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt: Die Messeinheit 2 und der Griff 3 sind unabhängig voneinander angeordnet. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind aneinander gekoppelt und am zu untersuchenden Zahn (schematisch dargestellt) platziert. Die Ausgleichselektrode 6 ist an der Kontaktstelle zum Zahn röhrenförmig (zylindrisch) ausgebildet und schirmt damit die Messelektrode 5 ab. Die Bezugselektrode 4 ist an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Das Isoliergel 9 ist noch nicht auf die Oberfläche des Zahnes aufgetragen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt: Die Messeinheit 2 ist in den Griff 3 integriert, sodass nur ein gemeinsames Gehäuse benötigt wird. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind aneinander gekoppelt und am zu untersuchenden Zahn (schematisch dargestellt) platziert. Die Ausgleichselektrode 6 ist an der Kontaktstelle zum Zahn röhrenförmig (zylindrisch) ausgebildet und schirmt damit die Messelektrode 5 ab. Die Bezugselektrode 4 ist an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Das Isoliergel 9 ist über die gesamte zu untersuchende Oberfläche des Zahnes aufgetragen. An der Kontaktstelle der Mess- und der Ausgleichselektrode 5 und 6 mit dem Zahn verdrängen diese das Isoliergel 9. Dadurch bildet das Isoliergel 9 eine wallartige Umrandung um die Mess- und um die Ausgleichselektrode 5 und 6 herum.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt: Die Messeinheit 2 ist in den Griff 3 integriert, sodass nur ein gemeinsames Gehäuse benötigt wird. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind aneinander gekoppelt und am zu untersuchenden Zahn (schematisch dargestellt) platziert. Die Ausgleichselektrode 6 ist an der Kontaktstelle zum Zahn als zylindrisch gewickelter Draht ausgebildet und schirmt damit die Messelektrode 5 ab. Die Bezugselektrode 4 ist an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Das Isoliergel 9 ist noch nicht auf die Oberfläche des Zahnes aufgetragen.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt: Die Messeinheit 2 ist in den Griff 3 integriert, sodass nur ein gemeinsames Gehäuse benötigt wird. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind aneinander gekoppelt und am zu untersuchenden Zahn (schematisch dargestellt) platziert. Die Messelektrode 5 ist mit einem federnden Element 8 federnd gelagert. Dadurch ist die Messelektrode 5 gegenüber der Ausgleichselektrode 6 axial verschiebbar angeordnet. Als federndes Element 8 ist eine Feder vorgesehen. Drückt man die Messelektrode 5 in eine Fissur oder eine kleine Grube des zu untersuchenden Zahnes (also dort, wo eine Karies bevorzugt entsteht), so folgt die Spitze der Ausgleichselektrode 6 der Spitze der Messelektrode 5 und beide Elektroden legen sich dicht der Zahnoberfläche an. Die Ausgleichselektrode 6 ist an der Kontaktstelle zum Zahn als zylindrisch gewickelter Draht ausgebildet und schirmt damit die Messelektrode 5 ab. Die Bezugselektrode 4 ist an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Das Isoliergel 9 ist noch nicht auf die Oberfläche des Zahnes aufgetragen. Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Längsschnitt: Die Messeinheit 2 ist in den Griff 3 integriert, sodass nur ein gemeinsames Gehäuse benötigt wird. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind aneinander gekoppelt und am zu untersuchenden Zahn (schematisch dargestellt der rechte Zahn) platziert. Die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 sind als flächige Folie ausgebildet und können somit in den Zwischenzahnraum platziert werden, um die Approximalflächen des rechten Zahnes zu untersuchen. Die Bezugselektrode 4 ist an einer beliebigen Stelle in der Mundhöhle platziert. Das Isoliergel 9 ist noch nicht auf die Oberfläche des Zahnes aufgetragen.
Figur 6 zeigt als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6, welche als flächige Folie ausgebildet sind. Die flächige Folie stellt gleichzeitig die Isolationsschicht 7 dar. Die Messelektrode 5 ist als flächige, in diesem Ausführungsbeispiel rechteckige Elektrode ausgeführt. Die Ausgleichselektrode 6 ist als drahtförmige Elektrode in die flächige Folie eingelassen. Die Ausgleichselektrode 6 ist um die rechteckige Messelektrode 5 herum angeordnet, so dass sie die Messelektrode 5 abschirmt.
Figur 7 zeigt als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6, welche als flächige Folie ausgebildet sind. Sowohl die Messelektrode 5 als auch die Ausgleichselektrode 6 sind als gerade verlaufende, drahtförmige Elektroden in die flächige Folie eingelassen. Die flächige Folie stellt gleichzeitig die Isolationsschicht 7 dar.
Figur 8 zeigt als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6, welche als flächige Folie ausgebildet sind. Die flächige Folie stellt gleichzeitig die Isolationsschicht 7 dar. Die Messelektrode 5 ist als flächige, in diesem Ausführungsbeispiel runde Elektrode ausgeführt. Die Ausgleichselektrode 6 ist als drahtförmige Elektrode in die flächige Folie eingelassen. Die Ausgleichselektrode 6 ist um die runde Messelektrode 5 herum angeordnet, so dass sie die Messelektrode 5 abschirmt. Figur 9 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch eine schematische Darstellung der Messelektrode 5 und der Ausgleichselektrode 6, welche als flächige Folie ausgebildet sind. Die flächige Folie stellt gleichzeitig die Isolationsschicht 7 dar. Auf den zwei gegenüberliegenden Flächen der Folie sind jeweils eine Messelektrode 5 als auch eine Ausgleichselektrode 6 als gerade verlaufende, drahtförmige Elektroden in die flächige Folie eingelassen. Durch eine geeignete Programmierung der Messeinheit 2 werden entweder die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 der einen Seite aktiviert und für eine Messung benutzt, oder die Messelektrode 5 und die Ausgleichselektrode 6 der anderen Seite. Dadurch können mit einer flächigen Folie zwei benachbarte Zähne untersucht werden, ohne die Folie wechseln zu müssen.
Bezugszeichenliste erfindungsgemäße Vorrichtung
Messeinheit
Griff
Bezugselektrode
Messelektrode
Ausgleichselektrode
Isolationsschicht
federndes Element zur mechanischen Koppelung der Ausgleichselektrode 6 an die Messelektrode 5, beispielsweise eine Feder Isoliergel

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn, umfassend
- eine Messeinheit (2) zur Erzeugung einer Wechselspannung,
- eine mit der Messeinheit (2) verbundene Bezugselektrode (4),
- eine mit der Messeinheit (2) verbundene Messelektrode (5),
- eine mit der Messeinheit (2) verbundene Ausgleichselektrode (6), wobei die Messelektrode (5) und die Bezugselektrode (4) so zueinander angeordnet sind, dass zwischen der Messelektrode (5) und der Bezugselektrode (4) in einer ersten Position an einem zu untersuchenden Zahn ein Wechselstrom fließen kann;
und wobei die Messeinheit (2) aus der resultierenden Stromstärke die Impedanz bestimmen kann;
und wobei die Messelektrode (5) und die Ausgleichselektrode (6) auf dem gleichen elektrischen Potenzial liegen;
und wobei zwischen der Messelektrode (5) und der Ausgleichselektrode (6) eine Isolationsschicht (7) angebracht ist, um die beiden Elektroden voneinander zu isolieren;
und wobei die Messeinheit (2) eine Auswerteeinheit umfasst, die die Veränderung der Impedanz bei einer Bestimmung an mindestens zwei Positionen des zu untersuchenden Zahns erfasst;
und wobei die Messeinheit (2) mit einem Ausgabemittel zur Ausgabe der
Impedanz und/oder der Impedanzveränderung verbindbar ist;
und wobei die Vorrichtung (1 ) einen Griff (3) umfasst zur Halterung der
Messeinheit (2) während der Bestimmung, so dass die Vorrichtung (1 ) während der Bestimmung am zu untersuchenden Zahn platziert werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) ein Isoliergel (9) umfasst, das so angeordnet ist, dass die Messelektrode (5) vom Speichel im Mundraum isoliert wird.
2. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergel (9) einen spezifischen elektrischen Widerstand von p > 500 Ω-m aufweist.
3. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergel (9) Agar und destilliertes Wasser umfasst.
4. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergel (9) einen Farbstoff enthält, vorzugsweise einen blauen Farbstoff.
5. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgabemittel der Messeinheit (2) eine optische und/oder akustische und/oder haptische Anzeige umfasst.
6. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugselektrode (4), die Messelektrode (5) und/oder die Ausgleichselektrode (6) aus einem Metall wie Titan, Silber oder Eisen, oder aus einer Metalllegierung bestehen, oder vorzugsweise aus Edelstahl oder aus Kohlenstoff.
7. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (5) und die Ausgleichselektrode (6) als flächige Folie ausgebildet sind.
8. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (7) aus Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat oder Polyethylen besteht.
9. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Griff (3) eine Oberfläche aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, zum Beispiel Kunststoff wie Polycarbonat oder Polyethylen.
10. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (5) mit einem federnden Element (8) federnd gelagert ist und dadurch gegenüber der Ausgleichselektrode (6) axial verschiebbar angeordnet ist.
1 1 . Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (5) ein sich verjüngendes Ende aufweist.
12. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugselektrode (4) als ein gebogener, rostfreier Draht ausgeführt ist.
13. Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (2) in den Griff (3) integriert ist, sodass nur ein gemeinsames Gehäuse benötigt wird.
14. Verfahren zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn mit einer Vorrichtung (1 ) gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
1 . Beseitigen des Speichels am zu untersuchenden Zahn
2. Anbringen des Isoliergels (9) am zu untersuchenden Zahn
3. Positionieren der Messelektrode (5) in einer ersten Position am zu untersuchenden Zahn, wobei die Messelektrode (5) direkt auf den Zahn trifft
4. Positionieren der Bezugselektrode (4) an einer beliebigen Stelle im Mundraum
5. Anlegen einer Wechselspannung zwischen der Messelektrode (5) und der Bezugselektrode (4) mit der Messeinheit (2)
6. Messen des resultierenden Stromes
7. Bestimmung der Impedanz aus der Wechselspannung und dem resultierenden Strom
8. Wiederholen der Schritte 3 bis 7 an mindestens einer weiteren Position des zu untersuchenden Zahnes
9. Vergleich der mindestens zwei Impedanzen, wobei erfasst wird, ob sich die Impedanz verändert.
15. Verwendung einer Vorrichtung (1 ) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 13 zur Bestimmung der Impedanz an einem Zahn.
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