WO2004084730A2 - Intraoraler röntgensensor - Google Patents

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WO2004084730A2
WO2004084730A2 PCT/EP2004/003126 EP2004003126W WO2004084730A2 WO 2004084730 A2 WO2004084730 A2 WO 2004084730A2 EP 2004003126 W EP2004003126 W EP 2004003126W WO 2004084730 A2 WO2004084730 A2 WO 2004084730A2
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housing
sensor according
intraoral sensor
detection element
sensor
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PCT/EP2004/003126
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Alexander Hack
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Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co. Kg
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry
    • A61B6/512—Intraoral means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4423—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to hygiene or sterilisation

Definitions

  • the present invention relates to an intraoral sensor for use with a dental X-ray device, the sensor having a detection element, which is mounted in a housing and consists of electronic and optical components, for detecting the X-ray radiation.
  • a conventional digital X-ray sensor consists of a flat, rectangular housing, in the interior of which a detection element that detects the X-radiation is arranged.
  • An essential component of the detection element is a semiconductor chip subdivided into a plurality of pixel areas, for example a CCD or CMOS chip, which detects the radiation or the radiation converted into visible light and thereby creates a digital X-ray image.
  • the signals recorded by the semiconductor chip are transmitted via a cable to an evaluation unit, which records the data and displays the digital X-ray image, for example on a screen or display.
  • the housing of such a digital sensor usually consists of two plastic parts which, after the detection element has been fastened, are joined together in or on one of the two housing parts and bonded to one another.
  • the disadvantage here is that such a sensor cannot be sterilized, since the plastic housing and in particular its adhesive connections would not be able to withstand the high temperatures of a single or repeated sterilization. Also with regard to the electro-optical components of the sensor there is a risk that they will be damaged if they are exposed to high temperatures.
  • there is a general need in medicine for a high hygienic standard Since the sensors are placed in the mouth of a patient to be examined, there is even a special need for these objects to be able to clean and sterilize them as effectively as possible.
  • the detection element is usually mounted in the plastic housing either flat on one of the bottom sides of the housing or at the corners.
  • the problem here is that the detection elements at their corners tend to delaminate, that is to say detach the scintillator layer from the substrate.
  • the scintillator layer is necessary for converting the X-radiation into visible light that can be detected by the semiconductor chip.
  • a detachment of this layer from the substrate accordingly has the consequence that in this area the effectiveness of the conversion of the X-ray radiation is changed, for example reduced or possibly even increased.
  • the sensor has a changed sensitivity in the area concerned, which, as of a certain size of such an area, means that the sensor as a whole can no longer be used.
  • the present invention is accordingly based on the object of specifying an intraoral sensor for use in dental diagnostics which is easy to clean and in particular also to be sterilized. Another object is to largely prevent the risk of damage to the sensor, in particular delamination of the detection element.
  • the housing of the sensor or at least parts thereof consists of an abrasion-resistant material, preferably porcelain, ceramic, enamel or metal or a combination of these materials.
  • a supplementary aspect of the present invention accordingly relates to a cleaning device for cleaning or disinfecting an intraoral sensor, the cleaning device exposing the sensor to an ozone-containing atmosphere for a specific period of time.
  • Another aspect of the present invention is concerned with an improved mounting of the detection element within the sensor housing in order to avoid the risk of damage to the detection element when the sensor is shaken.
  • the detection element is mounted within the housing via one or more damping elements.
  • the detection element is preferably connected to the sensor housing on two opposite sides in pairs via an elastic or viscoelastic element.
  • storage can be done using silicone.
  • An alternative possibility of storage also consists in that an opposite pair of sides only has a bearing point in the middle and a second fixing takes place via bearing points arranged in pairs perpendicular thereto, preferably again in the middle of the two sensor edges.
  • the damping mounting of the detection element has the result that external vibrations exerted on the sensor are absorbed and the risk of damage is thus significantly reduced. Even if very rigid materials such as porcelain, ceramics, enamelling or metal are used for the sensor housing, the damping is still sufficient to mitigate the shocks and vibrations that occur when the sensor falls.
  • the housing likewise being made of an elastic material, for example again of silicone.
  • the soft design of the Sensor housing also the acceptance in patients who find a stiff element as very uncomfortable and possibly prone to nausea can be significantly improved.
  • An alternative embodiment to this consists in forming only the corners and / or edges of the sensor housing from an elastic or viscoelastic material, the rest of the sensor housing consisting of the abrasion-resistant materials mentioned above or of plastic.
  • This variant allows the advantages of an abrasion-resistant housing to be combined with those of a damping or elastic sheathing.
  • the housing consisting of plastic and the elastic or viscoelastic material could be produced in the so-called 2-component injection molding process.
  • the elements of the sensor are designed in such a way that the corners of the sensor correspond to the anatomy of the oral cavity of a patient to be examined. This is achieved, for example, in that the corners are rounded or curved or consist of a plurality of angled areas placed one against the other.
  • the detection element - of which in particular the CCD chip or the CMOS chip - is configured at right angles, which results from the processing technology by sawing the wafers for the semiconductor chips.
  • the wafer is cut in several stages in accordance with the advantageous exemplary embodiment, the saw blade being guided in accordance with a curved or polygonal shape, thereby creating a substantially rounded corner.
  • the wafer could also be rounded off accordingly by milling.
  • the rounded or polygonal shape also has the advantage that, within the framework of the anatomical conditions of the oral cavity, as much image information as possible can be acquired for a given detection area.
  • FIG. 1 shows an intraoral X-ray sensor according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows the sensor shown in FIG. 1 in plan view
  • FIG. 3 shows a sensor according to the invention in cross section
  • the intraoral sensor according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 essentially consists of a flat, rectangular housing 1, in the interior of which a detection element 2 is arranged.
  • a cable 3 is connected to an end face of the housing 1, in which electrical lines 4 run, which are connected to the detection element 2.
  • the end of the cable 3 remote from the sensor leads to an evaluation unit (not shown) which receives the signals detected by the detection element 2 and uses this to produce a digital image which is shown, for example, on a display of a dental treatment station.
  • the housing 1 consists of an abrasion-resistant material, for example made of porcelain, ceramic, enamel or metal.
  • abrasion-resistant material for example made of porcelain, ceramic, enamel or metal.
  • the use of these materials has the advantage that the sensor housing 1 is largely insensitive to high temperatures and there is therefore the possibility of sterilizing the sensor.
  • the housing 1 is much easier to clean than plastic and also conveys a higher value.
  • the preferred materials also have the advantage that they are gas-tight, so that there is the possibility of additionally cleaning the sensor with ozone, which would otherwise attack the electronic components inside the housing 1.
  • a special feature of the housing 1 shown in FIGS. 1 and 2 and the detection element 2 arranged therein is that both elements each have rounded corners.
  • the shape of the sensor is adapted to the anatomy of the oral cavity, which makes it easier for the patient to insert and store the sensor within the oral cavity during the X-ray examination.
  • the rounded design of the sensor housing 1 can be done without further difficulties.
  • the detection element is more problematic 2, in particular to round off the CCD or CMOS chip arranged thereon.
  • the chip is usually shaped by sawing a wafer, which is why rectangular chips with corners at a 90 ° angle are usually used.
  • the wafer is cut in several stages in the present case, the saw blade being guided in accordance with the desired curved shape.
  • the chip which was initially cut completely rectangular, could then also be milled into the rounded shape.
  • the rounded shape of the detection element 2 does not in itself have an effect on the patient's well-being, this shape is nevertheless desirable, since when a rounded case 1 is used, the available area is optimally utilized and thus a maximum of image information can be captured.
  • Fig. 3 shows the sensor according to the invention in cross section.
  • the detection element 2 consists of a substrate 5 serving as a carrier element, on the upper side of which a layer 6 shielding the X-radiation is first applied, although this shielding layer 6 could also be dispensed with.
  • the photosensitive element 7 On the top of this shielding layer 6 or on the top of the substrate 5 there is the photosensitive element 7, that is to say a CCD or a CMOS chip for the spatially resolved detection of image information.
  • the sensitivity of the detection element 2 is increased in that a light guide layer 8 and a scintillator layer 9 are arranged in front of the semiconductor layer 7.
  • the scintillator layer 9 serves to convert incident X-rays into visible light via scintillation effects, which light is transmitted to the semiconductor layer 7 via the light guide layer 8.
  • the light guide layer 8 is designed such that the on X-ray radiation impinging on a specific point of the scintillator layer 9 is also detected essentially as visible light at the corresponding lower point of the semiconductor layer 7.
  • the detection sensitivity of the detection element 2 is significantly increased, the resolution being only insignificantly impaired.
  • the structure shown in FIG. 3 essentially corresponds to the classic structure of a detection element for an intraoral digital sensor, wherein - as already mentioned - the shielding layer 6 and / or the light guide layer 8 may also be omitted.
  • the detection element is mounted in the sensor housing at the corners or is secured flat on one of the two bottom sides of the lower housing part 1 a or the upper housing part 1 b.
  • this storage which is usually used, however, external shocks or vibrations exerted on the housing are transmitted to the detection element almost without reduction, with the risk that the detection element is damaged, in particular that the scintillator layer 9 detaches.
  • the semiconductor layer 7 with the light guide layer 8 and the light guide layer 8 with the scintillator layer 9 are held together by adhesive or coupling layers 7a and 9a located between them.
  • the scintillator layer 9 is usually produced on its own (not shown) substrate, this composite consisting of the scintillator layer 9 and the associated substrate in turn being glued onto the semiconductor layer 7 by means of the adhesive layer 7a , If this arrangement is now exposed to shocks or strong impacts, there is a risk that the coupling effect of the adhesive or coupling layers 7a and 9a will decrease and the different layers of the association will separate. As a result, the sensitivity of the sensor can be partially changed, so that the sensor ultimately becomes unusable.
  • the special mounting is achieved by two or more damping elements 10, via which the side edges of the detection element 2 are connected to the corresponding inner walls of the sensor housing 1.
  • the damping elements 10 consist of an elastic or viscoelastic material with an inherent damping, for example of silicone.
  • FIG. 4a In a first variant of a possible mounting, which is shown schematically in FIG. 4a, two opposite sides of the detection element 2 are connected to the housing 1 over their entire length via two damping elements 10.
  • An alternative to this, shown in Fig. 4b is to connect two opposite sides only in their central area via two short damping elements 10 with the sensor housing 1 and also to arrange two damping elements 10 on the other, perpendicular to them , These are in turn preferably arranged in the middle of the edges of the detection element 2.
  • the damping mounting of the detection element 2 according to the invention within the sensor housing 1 has the result that external vibrations exerted on the housing are absorbed and the risk of damage to the detection element 2 is largely prevented. This is particularly important if the sensor housing is made of a non-damping material, for example porcelain, ceramic or metal.
  • the use of one of the above-mentioned materials and the damping mounting according to the invention thus enables the implementation of an intraoral sensor which is particularly easy and effective to clean and on the other hand prevents the risk of damage to the detection element from external shocks or vibrations.
  • the housing or its corners and / or edges can additionally be made of a soft or damping material, for example of silicone.
  • a soft or damping material for example of silicone.
  • the use of a corresponding material for the sensor housing would also have the advantage that it is significantly more pleasant for patients, in particular for older patients or children, and thus the acceptance of digital X-ray technology in dental diagnostics can be increased.

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Abstract

Ein intraoraler Sensor für ein zahnärztliches Röntgengerät besteht aus einem Detektionselement (2) zur Erfassung der Röntgenstrahlung, das im Inneren eines Gehäuses (1) gelagert ist. Um die Reinigungs- und Sterilisierungsmöglichkeiten zur verbessern, besteht das Gehäuse (1) oder Teile davon aus einem abriebfesten Material, insbesondere aus Porzellan, Keramik, einer Emaillierung oder Metall bzw. aus einer Kombination dieser Materialien. Um Beschädigungen des Detektionselements (2) durch externe Stösse oder Erschütterungen zu vermeiden, ist dieses über ein oder mehrere Dämpfungselemente (10) innerhalb des Gehäuses (1) gelagert.

Description

Intraoraler Röntgensensor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen intraoralen Sensor zur Verwendung mit einem zahnärztlichen Röntgengerät, wobei der Sensor ein in einem Gehäuse gelagertes, aus elektronischen und optischen Komponenten bestehendes Detektionselement zur Erfassung der Röntgenstrahlung aufweist.
In der zahnärztlichen Röntgendiagnostik werden in letzter Zeit vermehrt digitale Röntgensysteme eingesetzt. Gegenüber klassischen Röntgensystemen, bei denen ein strahlungsempfindlicher Röntgenfilm verwendet wird, der nach der Belichtung entwickelt werden muss, bieten die neuen digitalen Systeme den Vorteil, dass das Röntgenbild unmittelbar nach der Aufnahme auf einem Bildschirm betrachtet und ggf. näher analysiert werden kann. Röntgensysteme, die entsprechend diesen neuen digitalen Verfahren arbeiten, sind beispielsweise aus der DE 44 02 114, der DE 297 17 432 Ul oder der US 5,510,623 bekannt.
Ein üblicher digitaler Röntgensensor besteht aus einem flachen, rechteckförmigen Gehäuse, in dessen Inneren ein die Röntgenstrahlung erfassendes Detektionselement angeordnet ist. Wesentlicher Bestandteil des Detektionselements ist ein in eine Vielzahl von Pixelbereiche unterteilter Halbleiter-Chip, beispielsweise ein CCD- oder CMOS-Chip, der die Strahlung, bzw. die in sichtbares Licht umgewandelte Strahlung erfasst und hierdurch ein digitales Röntgenbild erstellt. Die von dem Halbleiter-Chip erfassten Signale werden über ein Kabel an eine Auswerteeinheit übermittelt, welche die Daten erfasst und das digitale Röntgenbild beispielsweise auf einem Bildschirm oder Display darstellt.
Üblicherweise besteht das Gehäuse eines derartigen digitalen Sensors aus zwei Kunststoffteilen, die nach Befestigung des Detektionselements in bzw. an einem der beiden Gehäuseteile zusammengefügt und miteinander verklebt werden. Dabei besteht der Nachteil, dass ein derartiger Sensor nicht sterilisiert werden kann, da das Kunststoffgehäuse und insbesondere dessen Klebeverbindungen die hohen Temperaturen einer einmaligen oder wiederholten Sterilisation nicht aushalten würden. Auch hinsichtlich der elektro-optischen Komponenten des Sensors besteht die Gefahr, dass diese beschädigt werden, wenn sie zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Andererseits besteht in der Medizin allgemein ein Bedürfnis nach einem hohen hygienischen Standard. Da die Sensoren in den Mundraύm eines zu untersuchenden Patienten eingebracht werden, besteht für diese Gegenstände sogar ein besonderes Bedürfnis, diese möglichst effektiv reinigen und sterilisieren zu können. Ein weiterer Nachteil der bekannten intraoralen Sensoren besteht in der Lagerung des Detektionselements innerhalb des Gehäuses. Üblicherweise wird das Detektionselement in dem Kunststoffgehäuse entweder flächig auf einer der Bodenseiten des Gehäuses oder an den Ecken gelagert. Das Problem besteht dabei darin, dass die Detektionselemente an ihren Ecken zur Delamination, also einem Ablösen der Scintillatorschicht von dem Substrat neigen. Die Scintillatorschicht ist für die Umwandlung der Röntgenstrahlung in für den Halbleiter-Chip erfassbares sichtbares Licht notwendig. Ein Ablösen dieser Schicht von dem Substrat hat dementsprechend zur Folge, dass in diesem Bereich die Effektivität der Umwandlung der Röntgenstrahlung verändert, z.B. herabgesetzt oder u.U. sogar heraufgesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass der Sensor in dem betroffenen Bereich eine veränderte Sensitivität aufweist, was ab einer bestimmten Größe eines derartigen Bereichs dazu führt, dass der Sensor insgesamt nicht mehr verwendet werden kann.
Das Problem der Delamination tritt insbesondere dann auf, wenn der Sensor durch Stöße erschüttert wird, beispielsweise dann, wenn er fallengelassen wird. Verstärkt wird dieses Problem bei den bekannten Sensoren ferner dadurch, dass das Kunststoffgehäuse nur unzureichend in der Lage ist, die von außen zugefügten Stöße oder Erschütterungen abzudämpfen.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen intraoralen Sensor zur Verwendung in der zahnärztlichen Diagnostik anzugeben, der einfach zu reinigen und insbesondere auch zu sterilisieren ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Gefahr einer Beschädigung des Sensors, insbesondere eine Delamination des Detektionselements weitestgehend zu unterbinden.
Die Aufgaben werden durch intraorale Sensoren gemäß den beiden unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Gehäuse des Sensors oder zumindest Teile davon aus einem abriebfesten Material, vorzugsweise aus Porzellan, Keramik, einer Emaillierung oder Metall bzw. aus einer Kombination dieser Materialien.
Die Verwendung eines entsprechenden Materials für das Sensorgehäuse bietet den Vorteil, dass dieses deutlich weniger temperaturempfindlich ist als Kunststoff. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Sensor insgesamt im Wege der bisher üblichen Sterilisationsverfahren zu sterilisieren. Der hierdurch erzielbare Hygienestandard ist ungleich höher als bei bisher bekannten Sensoren.
Neben der Resistenz gegen hohe Temperaturen haben die angegebenen Materialien auch den Vorteil, dass sie gasdicht sind. Neben einer Sterilisation besteht dementsprechend zusätzlich auch die Möglichkeit, das Äußere des Sensors mit Ozon zu behandeln und damit den Sensor zusätzlich zu reinigen und ggf. eine Desinfektion durchzuführen. Ein ergänzender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dementsprechend eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen bzw. Desinfizieren eines intraoralen Sensors, wobei die Reinigungsvorrichtung den Sensor für einen bestimmten Zeitraum einer ozon-haltigen Atmosphäre aussetzt.
Ein weiter Aspekt der vorliegenden Erfindung befasst sich mit einer verbesserten Lagerung des Detektionselements innerhalb des Sensorgehäuses, um die Gefahr einer Beschädigung des Detektionselements bei Erschütterungen des Sensors zu vermeiden.
Gemäß diesem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Detektionselement über ein oder mehrere Dämpfungselemente innerhalb des Gehäuses gelagert. Vorzugsweise ist dabei das Detektionselement an zwei paarweise gegenüberliegenden Seiten über ein elastisches oder viskoeleastisches Element mit dem Sensorgehäuse verbunden. Beispielsweise kann die Lagerung mittels Silikon erfolgen. Eine alternative Möglichkeit der Lagerung besteht auch darin, dass ein gegenüberliegendes Seitenpaar lediglich jeweils in der Mitte einen Lagerpunkt aufweist und eine zweite Fixierung über paarweise senkrecht dazu angeordnete Lagerpunkte erfolgt, vorzugsweise wiederum in der Mitte der beiden Sensorkanten.
Die dämpfende Lagerung des Detektionselements hat zur Folge, dass auf den Sensor ausgeübte externe Erschütterungen aufgefangen werden und damit die Gefahr einer Beschädigung deutlich reduziert wird. Selbst für den Fall, dass für das Sensorgehäuse sehr starre Materialien, wie beispielsweise Porzellan, Keramik:, eine Emaillierung oder Metall verwendet werden, ist die Dämpfung noch ausreichend, um die beim Herabfallen des Sensors auftretenden Stöße und Erschütterungen abzumildern.
Andererseits besteht allerdings die Möglichkeit, die Gefahr von Beschädigungen beim Herabfallen des Sensors weiter dadurch zu reduzieren, dass das Gehäuse ebenfalls aus einem elastischen Material, beispielsweise wiederum aus Silikon besteht. Neben dem verbesserten Fallschutz kann durch die weiche Gestaltung des Sensorgehäuses ferner auch die Akzeptanz bei Patienten, welche ein steifes Element als sehr unkomfortabel empfinden und möglicherweise zum Brechreiz neigen, deutlich verbessert werden.
Eine dazu alternative Ausführungsform besteht darin, lediglich die Ecken und/oder Kanten des Sensorgehäuses aus einem elastischen oder viskoelastischen Material zu formen, wobei der Rest des Sensorgehäuses aus den zuvor genannten abriebfesten Materialien oder aus Kunststoff besteht. Diese Variante erlaubt es, die Vorteile eines abriebfesten Gehäuses mit denjenigen einer dämpfenden bzw. elastischen Ummantelung zu kombinieren. In dem letztgenannten Fall könnte das aus Kunststoff und dem elastischen bzw. viskoelastischen Material bestehende Gehäuse im sog. 2- Komponentenspritzguß verfahren hergestellt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Elemente des Sensors, also das Detektionselement und/oder das Gehäuse in einer Weise ausgestaltet, das die Ecken des Sensors der Anatomie des Mundraumes eines zu untersuchenden Patienten entsprechen. Dies wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die Ecken abgerundet bzw. gekrümmt sind oder aus mehreren aneinandergesetzten abgewinkelten Bereichen bestehen.
Üblicherweise ist zumindest das Detektionselement - hiervon insbesondere der CCD- Chip oder der CMOS-Chip - rechtwinklig ausgestaltet, was sich aus der Bearbeitungstechnik durch das Sägen der Wafer für die Halbleiterchips ergibt. Um die Form des Detektionselements der Anatomie des Mundraumes anzupassen, wird der Wafer gemäß dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel in mehreren Stufen geschnitten, wobei das Sägeblatt einer gekrümmten oder polygonen Form entsprechend geführt wird und hierdurch eine im wesentlichen abgerundete Ecke geschaffen wird. Darüber hinaus könnte der Wafer auch durch Fräsen entsprechend abgerundet werden. Die abgerundete oder polygone Form hat darüber hinaus auch den Vorteil, dass im Rahmen der anatomischen Gegebenheiten des Mundraumes für eine gegebene Detektionsfläche möglichst viele Bildinformationen erfasst v/erden können.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen.
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen intraoralen Röntgensensor in perspektivischer Darstellung; Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Sensor in Draufsicht;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Sensor im Querschnitt;
Fig. 4a und 4b Darstellungen gemäß dem Schnitt A-A in Fig. 3 zur Verdeutlichung der Lagermöglichkeiten des Detektionselements innerhalb des Gehäuses.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße intraorale Sensor besteht im wesentlichen aus einem flachen, rechteckigen Gehäuse 1, in dessen Inneren ein Detektionselement 2 angeordnet ist. An einer Stirnseite des Gehäuses 1 ist ein Kabel 3 angeschlossen, in dem elektrische Leitungen 4 verlaufen, die an das Detektionselement 2 angeschlossen sind. Das sensorferne Ende des Kabels 3 führt zu einer - nicht dargestellten - Auswerteeinheit, welche die von den Detektionselement 2 erfassten Signale empfängt und hieraus ein digitales Bild erstellt, welches beispielsweise auf einem Display eines zahnärztliches Behandlungsplatzes dargestellt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Gehäuse 1 aus einem abriebfesten Material, beispielsweise aus Porzellan, Keramik, einer Emaillierung oder Metall. Die Verwendung dieser Materialien hat zum Vorteil, dass hierdurch das Sensorgehäuse 1 gegenüber hohen Temperaturen weitestgehend unempfindlich ist und somit die Möglichkeit besteht, den Sensor zu sterilisieren. Allgemein ist das Gehäuse 1 bei Verwendung der oben genannten Materialien oder einer Mischung davon deutlich besser zu reinigen als Kunststoff und vermittelt darüber hinaus auch noch eine höhere Wertigkeit. Die bevorzugten Materialien weisen darüber hinaus auch den Vorteil auf, dass sie gasdicht sind, so dass die Möglichkeit besteht, den Sensor zusätzlich mit Ozon, welches anderenfalls die elektronischen Komponenten im Inneren des Gehäuses 1 angreifen würde, zu reinigen.
Eine Besonderheit des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gehäuses 1 sowie des darin angeordneten Detektionselements 2 besteht ferner darin, dass beide Elemente jeweils abgerundete Ecken aufweisen. Hierdurch wird die Form des Sensors der Anatomie des Mundraumes angepasst wodurch das Einbringen und Lagern des Sensors innerhalb des Mundraumes während der Röntgenuntersuchung für den Patienten angenehmer ist.
Die abgerundete Ausgestaltung des Sensorgehäuses 1 kann dabei ohne weitere Schwierigkeiten erfolgen. Problematischer ist hingegen, auch das Detektionselement 2, insbesondere den darauf angeordneten CCD- oder CMOS-Chip abzurunden. Die Formgebung des Chips erfolgt in der Regel durch das Sägen eines Wafers, weshalb üblicherweise rechteckige Chips mit Ecken im 90°-Winkel zum Einsatz kommen. Um auch das Detektionselement 2 abgerundet oder zumindest nahezu abgerundet auszugestalten, wird im vorliegenden Fall der Wafer in mehreren Stufen geschnitten, wobei das Sägeblatt der gewünschten gekrümmten Form entsprechend geführt wird. Alternativ dazu könnte der zunächst vollständig rechteckig geschnittene Chip anschließend auch in die abgerundete Form gefräst werden. Dabei wirkt sich zwar die abgerundete Form des Detektionselements 2 für sich alleine genommen nicht auf das Wohlbefinden des Patienten aus, diese Form ist allerdings dennoch wünschenswert, da bei der Verwendung eines abgerundeten Gehäuses 1 hierdurch der zur Verfügung stehende Bereich optimal ausgenützt wird und somit ein Höchstmaß an Bildinformationen erfaßt werden kann.
Die Verwendung der oben genannten bevorzugten Materialien Porzellan, Keramik, Emaillierung oder Metall hat zur Folge, dass hierdurch das Sensorgehäuse 1 nochmals steifer wird als bei der bisher bevorzugten Verwendung von Kunststoff. Von außen zugeführte Stöße oder Erschütterungen würden hierbei besonders effektiv auf das im Inneren des Gehäuses 1 gelagerte Detektionselement 2 übertragen werden, weshalb die erhöhte Gefahr einer Beschädigung des Detektionselements 2 besteht. Anhand der Fig. 3 und 4 sollen deshalb nachfolgend Möglichkeiten beschrieben werden, das Detektionselement 2 verbessert gegen externe Stöße und Erschütterungen zu schützen.
Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Sensor im Querschnitt. Das Detektionselement 2 besteht dabei aus einem als Trägerelement dienenden Substrat 5, auf dessen Oberseite zunächst eine die Röntgenstrahlung abschirmende Schicht 6 aufgebracht ist, wobei auf diese Abschirmschicht 6 allerdings auch verzichtet werden könnte. Auf der Oberseite dieser Abschirmschicht 6 bzw. auf der Oberseite des Substrats 5 befindet sich das lichtempfindliche Element 7, also ein CCD- oder ein CMOS-Chip zur ortsaufgelösten Erfassung von Bildinformationen.
Da der CCD-Chip oder der CMOS-Chip für sichtbares Licht deutlich empfindlicher ist als für die Röntgenstrahlung, wird die Empfindlichkeit des Detektionselements 2 dadurch erhöht, dass vor der Halbleiterschicht 7 noch eine Lichtleiterschicht 8 und eine Scintillatorschicht 9 angeordnet sind. Die Scintillatorschicht 9 dient dazu, auftreffende Röntgenstrahlung über Scintillationseffekte in sichtbares Licht umzuwandeln, welches über die Lichtleiterschicht 8 auf die Halbleiterschicht 7 übertragen wird. Die Lichtleiterschicht 8 ist dabei derart ausgestaltet, dass die an einer bestimmten Stelle der Scintillatorschicht 9 auftreffende Röntgenstrahlung auch im wesentlichen an der entsprechenden unterhalb gelegenen Stelle der Halbleiterschicht 7 als sichtbares Licht erfasst wird. Hierdurch wird somit die Detektionsempfindlichkeit des Detektionselements 2 deutlich erhöht, wobei das Auflösungsvermögen nur unwesentlich beeinträchtigt wird.
Der in Fig. 3 dargestellte Aufbau entspricht im wesentlichen dem klassischen Aufbau eines Detektionselements für einen intraoralen digitalen Sensor, wobei - wie bereits erwähnt - ggf. die Abschirmschicht 6 und/oder die Lichtleiterschicht 8 auch entfallen können. Üblicherweise ist dabei das Detektionselement in dem Sensorgehäuse an den Ecken gelagert oder flächig an einer der beiden Bodenseiten des Gehäuseunterteils la oder des Gehäuseoberteils lb befestigt. Bei dieser üblicherweise verwendeten Lagerung werden allerdings auf das Gehäuse ausgeübte externe Stöße oder Erschütterungen nahezu unvermindert auf das Detektionselement übertragen, wobei die Gefahr besteht, dass das Detektionselement beschädigt wird, insbesondere, dass sich die Scintillatorschicht 9 ablöst.
In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass die Halbleiterschicht 7 mit der Lichtleiterschicht 8 bzw. die Lichtleiterschicht 8 mit der Scintillatorschicht 9 über sich jeweils dazwischen befindende Klebe- bzw. Kopplungsschichten 7a und 9a zusammengehalten werden. Für den Fall, dass auf die Lichtleiterschicht 8 verzichtet wird, wird die Scintillatorschicht 9 üblicherweise auf einem eigenen (nicht dargestellten) Substrat hergestellt, wobei dieser Verbund bestehen aus der Scintillatorschicht 9 und dem zugehörigen Substrat wiederum mittels der Klebeschicht 7a auf die Halbleiterschicht 7 aufgeklebt wird. Wird nun diese Anordnung Erschütterungen oder starken Stößen ausgesetzt, so besteht die Gefahr, dass die Kopplungswirkung der Klebe- bzw. Kopplungsschichten 7a und 9a nachläßt und sich die verschiedenen Schichten des Verbandes voneinander lösen. Hierdurch kann die Sensitivität des Sensors partiell verändert werden, so dass der Sensor schließlich unbrauchbar wird.
Anzumerken ist ferner, dass anstelle der Verwendung von Klebeschichten auch die Möglichkeit besteht, die Scintillatorschicht 9 auf die Lichtleiterschicht 8 bzw. die Halbleiterschicht 7 aufzudrucken. Auch bei dieser Variante besteht allerdings die Gefahr, dass sich die Scintillatorschicht 9 aufgrund von Erschütterungen von ihrer Unterlage löst und damit der Sensor beschädigt wird.
Um daher auch bei den zuvor erwähnten besonders starren Materialien für das Gehäuse 1 eine Beschädigung des Detektionselements 2 zu verhindern, ist dieses über eine besondere Dämpfung innerhalb des Gehäuses 1 gelagert. Die besondere Lagerung wird durch zwei oder mehrere Dämpfungselemente 10 erreicht, über welche die Seitenkanten des Detektionselements 2 mit den entsprechenden Innenwänden des Sensorgehäuses 1 verbunden sind. Die Dämpfungselemente 10 bestehen aus einem elastischen oder viskoelastischen Material mit einer inhärenten Dämpfung, beispielsweise aus Silikon.
Bei einer ersten Variante einer möglichen Lagerung, die in Fig. 4a schematisch dargestellt ist, sind zwei einander gegenüberliegende Seiten des Detektionselements 2 über ihre gesamte Länge hinweg über zwei Dämpfungselemente 10 mit dem Gehäuse 1 verbunden. Eine hierzu alternative, in Fig. 4b dargestellte Lagerung besteht darin, zwei einander gegenüberliegende Seiten jeweils nur in ihrem mittleren Bereich über zwei kurze Dämpfungselemente 10 mit dem Sensorgehäuse 1 zu verbinden und darüber hinaus an den weiteren, senkrecht dazu stehenden Seiten ebenfalls zwei Dämpfungselemente 10 anzuordnen. Diese sind wiederum vorzugsweise jeweils in der Mitte der Kanten des Detektionselements 2 angeordnet.
Die erfindungsgemäße dämpfende Lagerung des Detektionselements 2 innerhalb des Sensorgehäuses 1 hat zur Folge, dass auf das Gehäuse ausgeübte externe Erschütterungen abgefangen werden und somit die Gefahr einer Beschädigung des Detektionselements 2 weitestgehend unterbunden wird. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Sensorgehäuse aus einem selbst nicht dämpfenden Material, beispielsweise aus Porzellan, Keramik oder Metall besteht. Die Verwendung eines der zuvor genannten Materialien sowie der erfindungsgemäßen Dämpfungslagerung ermöglicht somit die Realisierung eines intraoralen Sensors, der einerseits besonders gut und effektiv zu reinigen ist und bei dem andererseits die Gefahr einer Beschädigung des Detektionselements durch externe Stöße oder Erschütterungen vermieden wird.
Wird hingehen primär angestrebt, eine Beschädigung des Detektionselements bei einem Herabfallen des Sensors zu vermeiden, so können zusätzlich auch das Gehäuse bzw. dessen Ecken und/oder Kanten aus einem weichen oder dämpfenden Material, beispielsweise aus Silikon bestehen. Die Verwendung eines entsprechenden Materials auch für das Sensorgehäuse hätte darüber hinaus auch den Vorteil, dass dieses für Patienten, insbesondere für ältere Patienten oder Kinder deutlich angenehmer ist und somit die Akzeptanz der digitalen Röntgentechnik in der zahnärztlichen Diagnostik erhöht werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Intraoraler Sensor für ein zahnärztliches Röntgengerät, aufweisend ein Detektionselement (2) zur Erfassung der Röntgenstrahlung, das im Inneren eines Gehäuses (1) gelagert ist. dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) oder Teile davon aus einem abriebfesten Material bestehen.
2. Intraoraler Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) oder Teile davon aus Porzellan, Keramik, eine Emaillierung oder Metall bzw. aus einer Kombination dieser Materialien bestehen.
3. Intraoraler Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ecken und/oder Kanten des Gehäuses (1) aus einem elastischen oder viskoelastischen Material bestehen.
4. Intraoraler Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Ecken und/oder Kanten des Gehäuses (1) aus Silikon bestehen.
5. Intraoraler Sensor nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (2) über ein oder mehrere Dämpfungselemente (10) innerhalb des Gehäuses (1) gelagert ist.
6. Intraoraler Sensor für ein zahnärztliches Röntgengerät, aufweisend ein Detektionselement (2) zur Erfassung der Röntgenstrahlung, das im Inneren eines
Gehäuses (1) gelagert ist. dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (2) über ein oder mehrere Dämpfungselemente (10) innerhalb des Gehäuses (1) gelagert ist.
7. Intraoraler Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) bzw. Ecken und/oder Kanten davon aus einem elastischen oder viskoelastischen Material besteht.
8. Intraoraler Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) bzw. dessen elastischen Ecken und/oder Kanten aus Silikon besteht.
9. Intraoraler Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Dämpfungselemente (10) aus einem elastischen oder viskoelastischen Material bestehen.
10. Intraoraler Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Dämpfungselemente (10) aus Silikon bestehen.
11. Intraoraler Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine flache, rechteckige Form aufweist, wobei das Detektionselement (2) an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen über die im wesentlichen gesamte Länge hinweg mittels zweier Dämpfungselemente (10) mit den entsprechenden Seitenwänden des Gehäuses verbunden ist.
12. Intraoraler Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine flache, rechteckige Form aufweist und das Detektionselement (2) über vier Dämpfungselemente (10) mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, wobei zwei Dämpfungselemente (10) an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen und die beiden weiteren Dämpfungselemente (10) an zwei senkrecht dazu angeordneten Seitenflächen des Detektionselements (2) angeordnet sind.
13. Intraoraler Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Dämpfungselemente (10) jeweils in der Mitte der zugeordneten Seitenfläche angeordnet sind.
14. Intraoraler Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (2) und/oder das Gehäuse (1) entsprechend der Anatomie des Mundraumes gestaltet sind.
15. Intraoraler Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken des Detektionselement (2) und/oder des Gehäuses (1) abgerundet sind oder eine polygone Form aufweisen.
16. Intraoraler Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (2) ein lichtempfindliches Halbleiterelement (7) mit einer rechteckigen Grundform aufweist, dessen Ecken abgerundet sind bzw. aus mehreren aneinandergesetzten abgewinkelten Bereichen bestehen.
17. Intraoraler Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement (2) ein lichtempfindliches Halbleiterelement (7) aufweist, bei dem es sich um einen CCD- oder einen CMOS-Chip handelt.
18. Intraoraler Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Halbleiterelement (7) eine Scintillatorschicht (9) angeordnet ist.
19. Intraoraler Sensor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halbleiterelement (7) und der Scintillatorschicht (9) eine Lichtleiterschicht (8) angeordnet ist.
20. Intraoraler Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) gasdicht ist.
21. Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines intraoralen Sensors (1) für ein zahnärztliches Röntgengerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung den Sensor (1) für einen bestimmten Zeitraum einer ozon-haltigen Atmosphäre aussetzt.
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