WO2023180380A1 - Ultraschallsystem und verfahren zum erstellen eines ultraschallbildes - Google Patents

Ultraschallsystem und verfahren zum erstellen eines ultraschallbildes Download PDF

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WO2023180380A1
WO2023180380A1 PCT/EP2023/057327 EP2023057327W WO2023180380A1 WO 2023180380 A1 WO2023180380 A1 WO 2023180380A1 EP 2023057327 W EP2023057327 W EP 2023057327W WO 2023180380 A1 WO2023180380 A1 WO 2023180380A1
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WO
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ultrasonic
ultrasound
oral cavity
waves
signal
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PCT/EP2023/057327
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English (en)
French (fr)
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Uwe Teicher
Anas BEN ANCHOUR
Steffen IHLENFEHLDT
David Weik
Lars Büttner
Richard Nauber
Jürgen Czarske
Tom Schröder
Günter Lauer
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Technische Universität Dresden
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • A61B8/483—Diagnostic techniques involving the acquisition of a 3D volume of data

Definitions

  • Various embodiments relate to an ultrasound system and methods for creating an ultrasound image.
  • various devices and methods can be used to image the oral cavity of a human or animal and its surrounding anatomical structures, such as for diagnosing soft and hard tissue pathological changes within this region.
  • classic imaging methods e.g. dental film, OPG, DVT, CT and MRI are used.
  • Imaging methods based on ionizing radiation may, for example, be limited in their application (e.g. due to pregnancy, claustrophobia), only enable a selective detailed display (e.g. mainly hard tissue display), and/or involve radiation exposure (or radiation dose exposure) for the be connected to patients.
  • Imaging methods based on magnetic resonance imaging can, for example, be limited in their application (e.g. due to pacemaker(s), claustrophobia), only allow a selective display of detail (e.g. mainly soft tissue imaging), and/or be very time-consuming.
  • the accuracy of the impression may be limited by a material and/or by a practitioner.
  • a system can be provided that enables non-invasive measurement of 3D objects in the area of the oral cavity of a human and/or an animal.
  • the system can be easy to handle for a user, and/or have a high image resolution and/or have increased resistance to (measurement) artifacts compared to conventional systems.
  • the system enables live imaging, which enables a high level of flexibility and readjustment with regard to the imaged volume.
  • the system can be suitable for enabling three-dimensional representation and measurement of jaw clefts.
  • the system can make it possible to fully display the (sometimes very complex) geometries of jaw clefts. This can support optimal planning of a split osteoplasty.
  • the system can be used during follow-up treatment of patients who have already been treated (e.g. after surgery) in order to better and more closely monitor the healing process. The system can therefore enable the healing process to be supplemented by suitable therapies, for example.
  • a non-invasive measurement methodology can be provided, which can be based on ultrasound (also referred to as sonography) for recording three-dimensional images and for measuring the oral cavity and directly adjacent structures (e.g. anatomical physiological and/or pathological structures).
  • ultrasound also referred to as sonography
  • directly adjacent structures e.g. anatomical physiological and/or pathological structures
  • one or more ultrasound measurement reference points can be placed within the oral cavity.
  • a fixed reference system for precise ultrasound measurement can be implemented in the oral cavity using a bite splint.
  • the oral cavity can then be filled with a suitable (filling) medium.
  • a suitable (filling) medium can be understood to mean, for example, a medium that is suitable for conducting ultrasonic waves within (e.g. has a low absorption of ultrasonic waves within the oral cavity) and can be introduced safely into the oral cavity (e.g. is not toxic).
  • a suitable medium can be, for example, water.
  • an ultrasonic transducer e.g. an ultrasonic sensor
  • the ultrasound transducer can be placed within the oral cavity.
  • the ultrasound transducer can be placed outside the oral cavity.
  • the ultrasound transducer can be placed on the floor of the mouth from below.
  • the ultrasonic transducer can thus be set up to generate a first ultrasonic wave within the oral cavity that corresponds to a first ultrasonic signal (ie an excitation signal).
  • the ultrasound transducer can be set up to detect (eg receive) a second ultrasound wave (eg a reflection of the first ultrasound wave) and to generate a second ultrasound signal (ie a measurement signal) corresponding to the second ultrasound wave.
  • the second ultrasound signal can, for example, contain information about the oral cavity and/or the bite splint, in order to create a 3-dimensional To take an image of a target region within the oral cavity (e.g. the palate) and/or adjacent to the oral cavity (e.g. the floor of the mouth).
  • a bite splint or brace may be provided for insertion into the oral cavity.
  • one or more reference points can be attached to/in the bite splint for calibrating an ultrasonic sensor and/or for correcting the measurement data.
  • a bite splint can be used as part of an ultrasound measurement of the oral region.
  • one or more reference points can be provided in the oral cavity, for example in order to carry out calibration and/or error correction of the determined (e.g. recorded) ultrasound signals (e.g. in the form of ultrasound measurement data).
  • one or more ultrasonic transducers may be attached in and/or to the bite splint.
  • the one or more ultrasonic transducers can, for example, be mounted firmly and/or movably within the bite splint.
  • the one or more ultrasonic transducers can be integrated in and/or on the bite splint. This can, for example, reduce representation uncertainty, e.g. of the teeth or tongue, due to the more direct measurement.
  • the bite splint can be used to introduce a filling medium into the oral cavity.
  • a combination of a bite splint and one or more external ultrasonic transducers may be provided.
  • the one or more external ultrasound transducers can be guided around and/or attached to the patient's head from the outside.
  • the one or more external ultrasound transducers can sound through the floor of the mouth from below and thus an ultrasound wave, which corresponds to an ultrasound signal, can be generated in an oral cavity.
  • This allows flexible imaging of the oral cavity and its adjacent structures from different recording positions. Potentially arising measurement artifacts (or disturbances) can be characterized and eliminated, for example, using the reference points. This can increase the resolution when imaging through the floor of the mouth.
  • one or more ultrasound transducers may be used to create and/or measure an ultrasound image of an entire oral cavity and/or its adjacent (soft tissue) structures.
  • the one or more Ultrasonic transducers can be applied to the oral cavity from the outside (e.g. from below to the floor of the mouth).
  • an inlet and/or outlet can be provided in order to introduce a filling medium (e.g. a liquid and/or a gel) into the oral cavity or to remove it from the oral cavity.
  • a filling medium e.g. a liquid and/or a gel
  • the inlet and/or the outlet can be coupled to the bite rail, for example integrated into the bite rail.
  • an ultrasound system may include: a dental object (e.g., a bite splint, or a dental brace) for insertion and positioning into an oral cavity, the dental object having one or more ultrasonic measurement reference marks; and a handheld ultrasonic transducer device which, when applied externally to the oral cavity, is configured to generate ultrasonic waves in the oral cavity based on a first ultrasonic signal and to detect ultrasonic waves from the oral cavity and to generate a second ultrasonic signal based on the detected ones Ultrasonic waves, wherein the second ultrasonic signal represents at least information about the dental object.
  • a dental object e.g., a bite splint, or a dental brace
  • a handheld ultrasonic transducer device which, when applied externally to the oral cavity, is configured to generate ultrasonic waves in the oral cavity based on a first ultrasonic signal and to detect ultrasonic waves from the oral cavity and to generate a second ultrasonic signal based on the detected ones Ultrasonic waves, wherein the
  • the first ultrasonic signal can clearly be understood as an excitation signal, on the basis of which the ultrasonic transducer hand-held device generates ultrasonic waves within the oral cavity. Accordingly, the first ultrasound signal (i.e. the excitation signal) corresponds to the ultrasound waves (generated in the oral cavity).
  • the second ultrasonic signal can be understood as a measurement signal that is generated by the ultrasonic transducer handheld device based on the ultrasonic waves detected (e.g. received) by the ultrasonic transducer handheld device. Accordingly, the second ultrasonic signal (i.e. the measurement signal) corresponds to the detected ultrasonic waves.
  • an ultrasound system may include: a dental object for insertion and positioning in an oral cavity, the dental object having one or more ultrasound transducers; wherein the one or more ultrasonic transducers are configured to detect characteristics of a part of an oral cavity above or below the dental object.
  • a method for creating an ultrasound image may include: introducing a dental object into an oral cavity; filling an oral cavity with a filling medium; Generating ultrasonic waves corresponding to an ultrasonic signal in the oral cavity; and recording (e.g., determining) measurement data from an oral cavity and/or from one or more structures adjacent to an oral cavity.
  • Figures 1A to 3E each show an ultrasound system according to various aspects.
  • Figure 4 shows a method for recording ultrasound measurements according to various aspects.
  • one or more ultrasound signals can be recorded (eg generated, determined).
  • One or more (sound) waves can be referred to as ultrasound, each of which has a frequency between 20 kHz and 10 GHz.
  • an ultrasonic wave can have (eg have) a frequency between 1 and 40 MHz.
  • an ultrasonic wave can have an intensity (eg radiation intensity, sound intensity) between 5 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , for example between 10 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 20 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 30 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 40 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 50 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 75 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 100 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 5 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 10 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 20 mW/cm 2 and 125 mW/cm 2 , 30 mW /cm 2 and
  • one or more ultrasonic waves may be generated. It is understood that the one or more ultrasonic waves can be represented by an ultrasonic signal corresponding to the respective ultrasonic wave of the one or more ultrasonic waves. Therefore, an ultrasonic wave can also be referred to here by means of the corresponding ultrasonic signal and vice versa.
  • An ultrasonic wave can be understood as the actual physical (sound) wave that can propagate within a medium or a substance.
  • An ultrasonic signal can be understood as a metrological equivalent of an ultrasonic wave, for example in the form of one or more characteristics of the ultrasonic wave (for example as a measured value).
  • Each ultrasonic signal can have information (e.g.
  • an ultrasonic wave corresponding thereto such as: an intensity, and/or a frequency, and/or a phase length, and/or a wavelength, and/or a duration ( e.g. time delay), and/or a start time, and/or an end time of a corresponding ultrasonic wave.
  • the ultrasonic wave corresponding to the ultrasonic signal can be generated on the basis of an ultrasonic signal.
  • An ultrasonic transducer can be referred to herein as a component that can convert ultrasonic waves into ultrasonic signals and vice versa.
  • an ultrasonic transducer can be set up to emit one or more ultrasonic signals in the form of one or more ultrasonic waves into a medium.
  • Such an ultrasonic transducer can, for example, have (e.g. consist of) one or more ultrasonic emitters.
  • an ultrasound transducer can be set up to receive one or more ultrasound waves within and/or from a medium and to convert the received one or more ultrasound waves into a corresponding ultrasound signal.
  • Such an ultrasound transducer can, for example, have (e.g. consist of) one or more ultrasound receivers. It goes without saying that an ultrasonic transducer can have both one or more ultrasonic receivers and one or more ultrasonic emitters.
  • one or more ultrasonic waves can be generated from one or more ultrasonic signals using one or more ultrasonic transducers (eg using one or more ultrasonic emitters).
  • one or more ultrasonic waves can be generated based on the piezoelectric effect, for example by means of a piezoelectric material or a piezoelectric crystal.
  • one or more ultrasonic waves can be generated from one or more corresponding ultrasonic signals by means of the piezoelectric effect become.
  • one or more ultrasonic waves can be received as one or more corresponding ultrasonic signals by means of one or more ultrasonic transducers (eg by means of one or more ultrasonic receivers).
  • the one or more received ultrasound waves can be converted into one or more corresponding ultrasound signals.
  • Generating ultrasonic signals or determining ultrasonic signals can be understood as meaning a process that can include receiving (eg detecting) one or more ultrasonic waves and converting the received one or more ultrasonic waves into the corresponding ultrasonic signals.
  • one or more ultrasonic transducers can be set up to detect ultrasonic signals.
  • ultrasonic waves can be converted into ultrasonic signals based on the piezoelectric effect, for example using a piezoelectric material or a piezoelectric crystal.
  • the impedance i.e. the resistance that counteracts the propagation of waves
  • the impedance can be important for the propagation (e.g. a speed, a distance) of ultrasonic waves in a material.
  • an ultrasonic wave can be (at least) partially deflected (e.g. reflected) and/or partially transmitted at interfaces between two adjacent substances.
  • the respective deflected or transmitted portion depends on an impedance difference at the interface of the two neighboring substances.
  • an incident ultrasonic wave can be strongly deflected (e.g. more than 10%, 25%, 50%, 75% or more than 95%).
  • this difference can be particularly pronounced between a gas (e.g. air) and a liquid (e.g. water).
  • a filling medium that prevents the formation of air bubbles can be used.
  • the filling medium can be used to fill a cavity filled with a gas. Ultrasonic wave guidance within the cavity can thus be enabled.
  • the filling medium can be set up in such a way that an intensity of an ultrasonic wave is reduced by the filling medium to less than 50%, for example via a (simple) running distance of more than 5 m.
  • the filling medium can be water and thus reduce the intensity of the ultrasonic wave by 50% for a running distance of 6 m.
  • the filling medium can be set up so that an intensity of an ultrasonic wave is reduced by the filling medium to less than 1%, with a simple travel distance of 6 cm.
  • the filling medium may have an absorption coefficient of ultrasonic waves of 1 dB/m or less. It is understood that absorption of ultrasonic waves is frequency-dependent and the values mentioned relate to the frequency range relevant for an application.
  • a signal strength of the ultrasonic wave e.g. represented by an amplitude of the ultrasonic wave
  • can be reduced by less than 5% e.g. to less than 1%, 0.5%, 0.1%, 0) after a distance of 10 cm within the filling medium .05% or reduced by less than 0.01%.
  • a smaller reduction in the signal strength of the ultrasonic wave can lead to better quality of the corresponding measurement data.
  • an ultrasonic wave can generally be attenuated when passing through a medium, i.e. an intensity (e.g. radiation intensity) of the wave can decrease.
  • an incoming wave when striking an interface, can be transmitted through the interface and reflected at the interface. Absorption of the wave takes place primarily in the volume of the respective medium and therefore absorption (if it occurs) can be neglected.
  • an intensity of the wave immediately before reflection i.e., the incoming wave
  • the reflected wave can only have an intensity of 5% of the intensity of the incoming wave.
  • the remaining 95% of the intensity of the incoming wave can form a transmitted component (i.e. the wave transmitted through the interface).
  • an ultrasound transducer (e.g. in the form of a transducer) can be set up to detect (e.g. measure) one or more ultrasound signals.
  • an ultrasonic transducer can be set up to receive one or more ultrasonic waves and convert them into one or more corresponding ultrasonic signals.
  • an ultrasonic transducer can have (e.g. consist of) one or more ultrasonic receivers for receiving ultrasonic waves.
  • an ultrasonic transducer that has multiple ultrasonic receivers and/or multiple ultrasonic emitters can also be referred to as an ultrasonic transducer array.
  • an ultrasound transducer (or a transducer) can be set up to generate one or more ultrasound waves, which correspond to one or more ultrasound signals, in a medium.
  • the one or more ultrasound signals can be provided at the ultrasound transducer (eg by means of a control device).
  • an ultrasonic transducer (or a transducer) can be set up to generate or convert one or more ultrasonic signals in the form of one or more corresponding ultrasonic waves in a medium (eg to emit them into the medium).
  • an ultrasonic transducer can have (eg consist of) one or more ultrasonic emitters for emitting ultrasonic waves.
  • a transit time of an ultrasonic wave can be determined according to various aspects.
  • An ultrasonic wave can be emitted at a starting point.
  • the ultrasonic wave propagates within a medium with a propagation speed (e.g. the speed of sound).
  • the speed of propagation can depend on the medium.
  • the propagation speed can be represented, for example, by the impedance. If the ultrasonic wave reaches an interface of the medium, e.g. where the medium adjoins a second medium, the ultrasonic wave can be (partially) deflected (e.g. reflected) at the interface. The reflected ultrasonic wave can move back towards the starting point.
  • the ultrasonic wave can be detected at the starting point.
  • a time elapsed between emission and detection of the ultrasonic wave at the starting point can be referred to as transit time.
  • a distance that the ultrasonic wave has traveled between the starting point and the interface can be determined.
  • the transit time can be determined, for example, based on the propagation speed of the ultrasonic wave within the medium and the transit time.
  • a determined ultrasound signal can have one or more ultrasound signal components.
  • a measured value (corresponding to an ultrasonic signal) can have one or more measured value components.
  • a first ultrasound signal component can correspond to a first measured value component.
  • the first signal component can represent a characteristic of the ultrasonic wave to be determined.
  • a second signal component can correspond to a second measured value component.
  • the second signal component can represent a measurement artifact or a disturbance (e.g. a distortion, additional attenuation, a lack of attenuation, etc.) of the signal.
  • the second signal component can be dependent on a property of the measuring system.
  • the second signal component can be determined using one or more reference measurements.
  • the first signal component can be known for each of the one or more reference measurements.
  • a signal that can be determined during a reference measurement can also be referred to as a reference signal.
  • a measured value corresponding to a reference signal can also be referred to as a correction value.
  • FIG 1A schematically illustrates an ultrasound system 100 according to various aspects.
  • the ultrasound system 100 may include a handheld ultrasound transducer 150.
  • the ultrasonic transducer hand-held device 150 can be set up to be applied from the outside to a mouth of a human and/or an animal, for example on the floor of the mouth, and/or a cheek, etc.
  • the ultrasonic transducer hand-held device 150 can be set up to transmit a first ultrasound signal To generate a corresponding first ultrasound wave in the oral cavity.
  • the ultrasonic transducer handheld device 150 can be set up to emit a first ultrasonic signal into the oral cavity in the form of a first ultrasonic wave.
  • the ultrasonic handheld device 150 can have one or more ultrasonic transducers that are set up to convert an ultrasonic signal into an ultrasonic wave or to emit an ultrasonic signal in the form of an ultrasonic wave.
  • the one or more ultrasonic transducers may have one or more ultrasonic emitters that are set up to emit ultrasonic waves.
  • the one or more ultrasonic transducers can each have one or more piezoelectric materials.
  • the first ultrasound wave can spread within the oral cavity. At interfaces within the oral cavity, the first ultrasound wave can be partially or completely reflected as a second ultrasound wave. The second ultrasonic wave may travel back toward the ultrasonic transducer handheld device 150.
  • the ultrasonic transducer handheld device 150 can be set up to receive (e.g. detect) the second ultrasonic wave from the oral cavity. Furthermore, the ultrasonic transducer handheld device 150 can be set up to determine and/or output a second ultrasonic signal corresponding to the second ultrasonic wave.
  • the ultrasonic handheld device 150 can have one or more ultrasonic transducers that are set up to convert a (received) ultrasonic wave into an ultrasonic signal or to determine an ultrasonic signal that corresponds to a received ultrasonic wave.
  • the one or more ultrasonic transducers can have one or more ultrasonic receivers that are set up to receive ultrasonic waves.
  • the ultrasonic transducer handheld device 150 can be set up to determine a (total) transit time of the first and second ultrasonic waves and/or to provide measurement data on the basis of which Runtime can be determined.
  • the second ultrasound signal can represent (eg by means of the transit time, an intensity, an amplitude ratio of the first and second ultrasound waves, etc.) one or more characteristics of structures within and/or adjacent to the oral cavity. It goes without saying that many possibilities are already known as to how sonography data can be determined and how appropriate evaluations can be carried out on the basis of the sonography data.
  • the ultrasound wave can be disturbed (e.g. redirected, delayed), for example due to air pockets, differences in density, differences in the speed of sound, (smaller) impedance differences (e.g. less than 50%, 40%, 30%, 20%, 10% or less than 5%), impurities, etc.
  • one or more correction data can be determined (e.g. measured, recorded, recorded, etc.) using the ultrasound system 100.
  • the one or more correction data can be determined, for example, based on reference signals.
  • the one or more correction data can each be data sets that have one or more correction values.
  • the ultrasound system 100 may include a dental object 110.
  • the dental object 110 may be an object that is designed to be placed in an oral cavity of a human and/or an animal.
  • the dental object 110 can be fixed and/or clamped in the jaws of humans and/or animals.
  • the dental object 110 can be set up to be fixed by means of the teeth and/or jawbone of the human and/or animal.
  • the dental object 110 may be a brace and/or a bite splint.
  • the dental object 110 may have one or more ultrasonic measurement reference marks 120.
  • the one or more ultrasonic measurement reference marks 120 may be attached to and/or in the dental object 110.
  • the one or more ultrasonic measurement reference marks 120 can each be set up to redirect (eg reflect) the first ultrasonic wave (which emanates from the ultrasonic handheld device 150) as a reference wave.
  • one, several or all of the one or more ultrasonic measurement reference marks 120 can each be set up to emit a respective reference wave.
  • one, more, or all of the one or more ultrasonic measurement reference markers 120 may each include (at least) one ultrasonic emitter.
  • a reference wave can correspond to a reference signal.
  • a reference wave may be a predetermined (eg, known and/or characteristic) portion of the first ultrasonic wave that was redirected by the one or more ultrasonic measurement reference marks 120.
  • the reference signal can represent a specific impedance difference, for example at an interface of two specific media (for example between a filling medium and one of the one or more ultrasonic measurement reference marks 120).
  • the reference wave can be received by the handheld ultrasound device 150.
  • the reference wave can be converted into a reference signal (for example by means of the one or more ultrasonic transducers, for example by means of the one or more ultrasonic receivers).
  • One or more correction data can be determined based on the reference signal.
  • the one or more correction data can be used to improve a quality of ultrasound signals that were determined using the handheld ultrasound device 150.
  • the quality of the ultrasound signals can be improved as part of a measured value correction.
  • the one or more reference marks 120 can, for example, be set up to deflect (e.g. reflect) the first ultrasonic wave in a specific way and thereby generate a specific (e.g. known) second ultrasonic wave - a reference wave.
  • the reference wave can, for example, be received by the ultrasonic handheld device 150 and converted into a reference signal. Based on the reference signal, correction data can be determined, for example to eliminate interference from other determined ultrasound signals.
  • the one or more reference marks 120 may be configured to reflect the first ultrasonic wave to more than 60% (e.g., more than 70%, 80%, 90%, or more than 95%).
  • the one or more reference markers 120 may include one or more materials that have a much greater impedance (e.g., more than 50% greater, more than 100% greater, or more than 200% greater) than the medium (e.g., a Filling medium, an organic tissue) in which the first ultrasound wave propagates.
  • the one or more reference markings 120 may comprise, for example, consist of one or more metals (e.g. in the form of an alloy).
  • the one or more metals may be, for example, one or more of the following: aluminum, iron, gold, silver, and/or tungsten.
  • the one or more reference markers 120 may comprise (e.g. consist of) one or more plastics (e.g. ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers) or PET (polyethylene terephthalate)), and/or carbon composites.
  • FIG. 1B illustrates an ultrasound system 100 according to various aspects.
  • the ultrasound system 100 may have a handheld ultrasound device 150 and a dental object 110.
  • the dental object 110 may include one or more ultrasonic measurement reference markers 120 (as previously described).
  • the handheld ultrasound device 150 may include one or more ultrasound transducers 130 (as previously described).
  • an ultrasound system 100 may include a control device 170 for controlling the ultrasound system 100, for example as shown in Figure 1C.
  • the control device 170 can be coupled to the ultrasonic handheld device 150 and/or the dental object 110 by means of a first coupling.
  • the first coupling can, for example, be a data coupling for data exchange and/or an energy coupling for supplying energy (for example in the form of electrical energy).
  • the first coupling can, for example, have (eg be) a cable connection (eg USB cable, coax cable, CAT7 cable, CAT8 cable, etc.).
  • the first coupling can, for example, have (eg be) a wireless connection (eg Bluetooth, WLAN, infrared, NFC, radio connection, etc.).
  • the first coupling can be, for example, wireless and wired.
  • control device 170 may be configured to control the one or more ultrasonic transducers 130. It is understood that an ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic handheld device 150 to the control device 170 can usually correspond to an ultrasonic wave that has been received by the ultrasonic handheld device 150. Furthermore, it is understood that an ultrasonic signal transmitted from the control device 170 to the ultrasonic hand-held device 150 can usually correspond to an ultrasonic wave that is to be generated by the ultrasonic hand-held device 150.
  • the ultrasonic handheld device 150 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals (which correspond to received ultrasonic waves) to the control device 170.
  • the one or more ultrasonic transducers 120 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals to the control device 170.
  • the one or more ultrasound receivers can be set up to transmit one or more ultrasound signals to the control device 170.
  • control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals (for generating ultrasonic waves) to the ultrasonic handheld device 150.
  • control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasound signals to the one or more ultrasound transducers 120.
  • control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasound signals to the one or more ultrasound emitters.
  • the dental object 110 may be coupled to the control device 170 by means of a second coupling.
  • the second coupling can be designed analogously to the previously described first coupling between the ultrasonic handheld device 150 and the control device 170.
  • the control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals for generating one or more ultrasonic waves from the dental object 110 (eg for generating one or more reference signals) to the dental object 110 via the second coupling.
  • the control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals for generating one or more ultrasonic waves to the one or more ultrasonic measurement reference marks 120.
  • control device 170 can be set up to transmit one or more ultrasonic signals to one or more ultrasonic emitters that correspond to the ultrasonic measurement reference markings can (e.g. be integrated into this).
  • one or more active reference signals can be generated starting from the dental object 110.
  • the ultrasound system 100 may include a dental object 110 and a handheld device 150 (as described herein).
  • the dental object 110 can be positioned within the oral cavity 200.
  • the dental object 110 can, for example, be fixed within the oral cavity 200 by means of several teeth 210 (e.g. by biting).
  • An ultrasonic handheld device 150 can be applied to the oral cavity (e.g. the floor of the mouth) from the outside (e.g. from below).
  • one or more ultrasound signals can be coupled into the oral cavity using the handheld device, i.e. emitted into the oral cavity in the form of one or more first ultrasound waves 131.
  • the dental object 110 may have one or more ultrasonic measurement reference marks 120.
  • the one or more first ultrasonic waves 131 can be deflected (e.g. reflected) when striking the one or more ultrasonic measurement reference marks 120, for example in the direction of the ultrasonic handheld device 150 as one or more reference waves 132. Furthermore, the one or more first ultrasonic waves 131 at (at least) one interface 220 of mutually adjacent media as one or more second ultrasonic waves 133 are deflected in the direction of the ultrasonic handheld device 150.
  • Such interfaces 220 can be, for example, surfaces between bone and organic tissue (e.g. soft tissue, mucous membranes, gums, etc.), a first and second organic tissue, a tooth and organic tissue, bones and teeth, organic tissue and a gas, etc.
  • the one or more second ultrasonic waves 133 and the one or more reference waves 132 can be received using the ultrasonic handheld device 150.
  • the received one or more first ultrasonic waves and/or the one or more reference waves can be further processed, for example, as described above.
  • images can be created.
  • anatomical structures e.g. anatomical pathological structures (such as anatomical defects, cleft palate, tooth defects, inflammation) and/or anatomical physiological structures
  • an extent e.g. a volume, an area and/or a length
  • a measured structure can be determined.
  • the oral cavity 200 can have one or more openings that can be filled with a gas (eg gas mixture) and can therefore not conduct the ultrasound waves or only insufficiently (eg insufficient for sonographic imaging).
  • the mouth space 200 can be filled (eg flooded) with a filling medium 161.
  • the oral cavity 200 can be filled to more than 50% (eg more than 60%, 70%, 80%, 90% or more than 95%) with the filling medium 161.
  • the oral cavity 200 can be filled with the filling medium 161 until an interface that is to be examined is surrounded by the filling medium 161.
  • the filling medium 161 can comprise (eg be) a gel and/or a liquid, for example.
  • the filling medium can have an impedance that essentially corresponds to the impedance of mucous membranes within the oral cavity (eg with a deviation of less than 20%). This means that, for example, a representation of bony structures (e.g. bones) and/or teeth can be improved.
  • bony structures e.g. bones
  • teeth can be improved.
  • the dental object 110 may have a filling medium filling unit 160 that is configured to fill an oral cavity 200 with a filling medium 161.
  • a dental object is shown, for example, in Fig.2B.
  • the filling medium filling unit 160 can be connected to a reservoir, for example.
  • the oral cavity 200 can be filled with the filling medium 161 by the filling medium filling unit 160.
  • the filling medium 161 can be removed from the oral cavity 200 by the filling medium filling unit 160.
  • the filling medium filling unit 160 can be set up to be controlled by the control device 170. For example, a filling level of the oral cavity with the filling medium 161 can be controlled by means of the control device.
  • the filling medium filling unit 160 can, for example, have an inlet for supplying the filling medium 161 and/or an outlet for discharging the filling medium 161.
  • the inlet and the outlet can be combined.
  • the drain can have one or more pipes and/or one or more hoses.
  • the drain can have one or more pipes and/or one or more hoses.
  • the filling medium filling unit 160 can have a pump that is set up to supply and/or remove the filling medium 161 into or out of the oral cavity 200.
  • one or more ultrasonic transducers 130 may be attached to and/or in the dental object 110. This makes it possible, for example, to dispense with an external handheld ultrasound device 150.
  • the ultrasound system 100 may have a dental object 110.
  • the dental object 110 may have one or more ultrasonic transducers 130.
  • the one or more ultrasonic transducers 130 can be designed analogously to the above descriptions.
  • the dental object may include one or more ultrasonic measurement reference markers 120 in addition to the one or more ultrasonic transducers 130, as shown in Figure 3B. These can be designed analogously to the one or more ultrasonic measurement reference markings 120 described above.
  • the first ultrasonic waves 131 can be emitted directly from the dental object 110 (for example by means of the one or more ultrasonic transducers 130 (for example by means of one or more ultrasonic emitters)).
  • the one or more first ultrasound waves 131 can be deflected (eg reflected) in the form of one or more reference waves 132 in the direction of the one or more ultrasound transducers 130 (eg the one or more ultrasound receivers).
  • the first ultrasound waves 131 can be deflected (eg reflected) in the form of one or more second ultrasound waves 133 in the direction of the one or more ultrasound transducers 130 (eg the one or more ultrasound receivers).
  • the one or more ultrasonic transducers 130 can be set up to convert the received ultrasonic waves (e.g. the one or more second ultrasonic waves 133 and/or the one or more reference waves 132) into one or more corresponding ultrasonic signals.
  • the dental object 110 e.g. the one or more ultrasonic transducers 130
  • the control device 170 can be integrated into the dental object 110, as shown, for example, in FIG. 3D.
  • the control device can be integrated into a hand-held ultrasonic device 150 (not shown).
  • the dental object 110 can have a filling medium filling unit 160 for filling an oral cavity with a filling agent 161, as shown in FIG. 3E.
  • the filling medium filling unit 160 can be designed analogously to the description above.
  • the dental object 110 may further include one or more positioning units for positioning the one or more ultrasonic transducers (also referred to as transducer positioning units) and/or for positioning the one or more ultrasonic measurement reference marks (also referred to as reference positioning units).
  • the positioning units can be, for example, fastening structures to which the respective ultrasonic transducers and/or ultrasonic measurement reference markings are/can be attached.
  • an individualized (e.g. adapted to the respective patient) transducer and/or reference marking configuration can be provided for each measurement.
  • the one or more positioning units can be mounted on and/or in the dental object 110.
  • the one or more positioning units can be mounted movably with respect to the dental object 110. The respective positions of the one or more positioning units can thus be moved.
  • the respective positions of the one or more positioning units can be set up to be changed between two successive measurements.
  • a measurement can be individualized, which can improve the measurement results.
  • a method for recording ultrasound measurements will be described below. It is understood that the method is used, for example, to create ultrasound images and/or to measure anatomical structures (e.g. using interfaces between different ones Adjacent tissue types (e.g. with different impedances)) can be used.
  • the anatomical structures may lie in and/or be adjacent to an oral cavity.
  • adjacent can be understood to mean that they can be reached by an ultrasonic wave and that a second ultrasonic wave can be generated at a corresponding interface, which can be converted into an evaluable ultrasonic signal in an ultrasonic transducer.
  • a method for recording ultrasound measurements 400 is shown as an example in FIG. 4.
  • a dental object can be positioned in an oral cavity.
  • the oral cavity can be filled with a filling medium.
  • a filling medium This means that air pockets that can lead to unwanted and/or annoying reflections can be reduced (e.g. prevented).
  • the filling medium sound transmission within the oral cavity can be improved.
  • the oral cavity can be filled to more than 50% (e.g. more than 60%, 70%, 80%, 90%, or more than 95%) with the filling medium.
  • the oral cavity can be filled with the filling medium until an interface of interest (e.g. a structure to be examined) is surrounded (e.g. completely) by the filling medium.
  • the interface can be surrounded in such a way that it no longer has physical contact with a gas within a gas-filled cavity.
  • a third step 403 (at least) ultrasound waves, which correspond to an ultrasound signal, can be generated in the oral cavity.
  • the ultrasound waves that correspond to the ultrasound signal can be generated from the outside in the oral cavity (e.g. by means of a handheld ultrasound device on which the ultrasound signal is provided).
  • the ultrasound signal can be coupled into the oral cavity from the inside (e.g. by means of one or more ultrasound transducers that are attached to the dental object and to which the ultrasound signal is provided).
  • An ultrasound wave corresponding to the ultrasound signal can therefore propagate within the oral cavity, in particular within the filling medium.
  • the ultrasound wave can be reflected on structures (e.g. reference marks, anatomical structures, etc.).
  • the reflected ultrasonic wave can be detected and converted into an ultrasonic signal.
  • one or more measurement data can be determined based on the reflected ultrasound wave (eg from the ultrasound signal).
  • the one or more measurement data can each represent a characteristic of one of the oral cavity and/or of one of the structures adjacent to the oral cavity.
  • An ultrasound image can then be created, for example, based on the measurement data determined.
  • the oral cavity, structures within and/or structures adjacent to the oral cavity can be measured based on the measurement data determined.
  • one or more correction data can be determined to correct the measurement data. For example, these can be determined based on reference signals, as described above. Based on the one or more correction data, the measurement data can be corrected (e.g. systematic deviations can be eliminated from the measurement data). For example, this can reduce the uncertainty of the measurement data. For example, the local resolution of the image data can be improved. For example, the uncertainty of a length measurement and/or distance measurement can be reduced.
  • an ultrasound system comprising: a dental object (e.g. a bite splint and/or a dental object)
  • a dental object e.g. a bite splint and/or a dental object
  • a hand-held ultrasonic transducer device which, when applied externally to the oral cavity, may be configured to generate (e.g. first) ultrasonic waves in the oral cavity based on a first ultrasonic signal and to detect (e.g. second) ultrasonic waves from the oral cavity and for generating a second ultrasound signal based on the detected (e.g. second) ultrasound waves, the second ultrasound signal representing at least information of the dental object.
  • the first ultrasonic signal can therefore clearly be understood as a transmission signal and the second ultrasonic signal as a reception signal.
  • the second ultrasound signal can correspond to the ultrasound waves from the oral cavity.
  • the ultrasonic waves from the oral cavity can be a deflected (e.g. a reflected) portion of the ultrasonic waves generated by the ultrasonic transducer handheld device.
  • the first ultrasonic wave can be deflected at one or more structures within and/or adjacent to an oral cavity (e.g. the dental object (e.g. the one or more ultrasonic measurement reference markings), a tongue, a uvula, one or more teeth, a jawbone). e.g. reflected) and thereby generate the second ultrasonic wave.
  • the dental object e.g. the one or more ultrasonic measurement reference markings
  • the dental object Positioning in an oral cavity, the dental object having one or more active ultrasonic measurement reference markers, each configured to generate a reference wave corresponding to a reference signal in the oral cavity; and an ultrasonic transducer Hand-held device, which, when applied to the oral cavity from the outside, is designed to generate ultrasonic waves in the oral cavity based on a first ultrasonic signal and to detect transmitted and/or reflected ultrasonic waves as well as the reference wave generated by the dental object from the oral cavity and for Generating a second ultrasonic signal based on the detected transmitted and/or reflected ultrasonic waves and the reference wave generated by the dental object, wherein the second ultrasonic signal represents at least information of the dental object.
  • the ultrasound transducer handheld device can have one or more ultrasound transducers, each of which is set up to generate the ultrasound waves, which correspond to the first ultrasound signal, from the outside in the oral cavity and / or to generate the second ultrasound signal, that corresponds to the detected ultrasound waves from the oral cavity (e.g. to determine).
  • the one or more ultrasonic transducers can each have (eg consist of) one or more ultrasonic emitters.
  • a new superimposed ultrasonic wave can arise (e.g. the first ultrasonic wave) .
  • the superimposed ultrasonic wave can be represented by a superimposed ultrasonic signal (e.g. the first ultrasonic signal).
  • Ultrasonic transducers can have one or more ultrasound receivers for receiving ultrasound waves (e.g. can consist of these), and wherein the one or more ultrasound receivers (e.g. each of the one or more ultrasound receivers) can preferably be set up to generate the second ultrasound signal from an oral cavity ( e.g. to determine), for example based on the received ultrasound waves.
  • the one or more ultrasonic transducers can each have (e.g. consist of) one or more ultrasonic receivers for receiving ultrasonic waves. is an ultrasound system according to one of the examples to 5, wherein the one or more ultrasound receivers (e.g. can consist of these), and wherein the one or more ultrasound receivers (e.g. each of the one or more ultrasound receivers) can preferably be set up to generate the second ultrasound signal from an oral cavity ( e.g. to determine), for example based on the received ultrasound waves.
  • the one or more ultrasonic transducers can each have (e.g. consist of) one or more ultrasonic receivers for receiving ultrasonic waves
  • Ultrasonic measurement reference markers a group of active ultrasonic measurement reference markers can have, wherein the active ultrasound measurement reference markings from the group of active ultrasound measurement reference markings can each be set up to generate a reference wave (e.g. an ultrasound reference wave) which corresponds to a reference signal (e.g. an ultrasound reference signal) in the oral cavity, and / or wherein the one or more ultrasound measurement reference markings can have a group of passive ultrasound measurement reference markings, wherein the passive ultrasound measurement reference markings from the group of passive ultrasound measurement reference markings can each be set up to generate a (eg first) ultrasound wave generated in the oral cavity, which is used for corresponds to the first ultrasonic signal, as a reference wave to the ultrasonic transducer handheld device (e.g.
  • the first ultrasonic wave can hit the one or more ultrasonic measurement reference markings and be deflected in the direction of the handheld device as a second ultrasonic wave, which corresponds to the second ultrasonic signal.
  • a position determination of one or more structures can be carried out or improved based on the known positions of the reference markings with respect to the dental object. In this way, for example, greater accuracy can be achieved.
  • the ultrasound system further comprises a handheld device positioning unit for positioning the handheld device from the outside to an oral cavity (e.g.
  • Ultrasonic transducers can be set up to detect (e.g. receive) ultrasound waves generated in the oral cavity that correspond to the first ultrasound signal and thus generate an ultrasound signal corresponding to the detected ultrasound waves, and/or wherein the one or more additional ultrasound transducers can be set up to receive ultrasound waves , which correspond to the second ultrasound signal, to be generated (e.g. to be emitted) and/or received in the oral cavity.
  • the one or more additional ultrasonic transducers can be set up to detect (eg receive) one or more first ultrasonic waves that correspond to the ultrasonic signal.
  • the one or more additional ultrasonic transducers can be set up to emit one or more second ultrasonic waves that correspond to the second ultrasonic signal.
  • an ultrasound system comprising: a dental object for insertion and positioning into an oral cavity, the dental object having one or more ultrasound transducers; wherein the one or more ultrasonic transducers are set up to detect characteristics of a part of an oral cavity above (e.g. palate) or below (e.g. floor of the mouth) of the dental object.
  • an ultrasound system that can include: a dental object for insertion and
  • the dental object Positioning in an oral cavity, the dental object having one or more ultrasonic transducers and one or more active ultrasonic measurement reference markers, each configured to generate a reference wave corresponding to a reference signal in the oral cavity; wherein the one or more ultrasonic transducers are configured to detect transmitted and/or reflected ultrasonic waves within the oral cavity, which represent the characteristics of a part of the oral cavity above or below the dental object, and the respective reference waves of the one or more active ultrasonic measurement reference markings, which information of the dental object.
  • Example 12 is an ultrasound system according to Example 10 or 11, wherein the one or more
  • Ultrasonic transducers may have (e.g. may consist of) one or more ultrasonic emitters, and wherein the one or more ultrasonic emitters (e.g. each of the one or more ultrasonic emitters) may be configured to transmit ultrasonic waves, which correspond to a first ultrasonic signal, into the oral cavity generate.
  • Ultrasound system according to one of Examples 10 to 12, wherein the one or more ultrasonic emitters (e.g. each of the one or more ultrasonic emitters) may be configured to transmit ultrasonic waves, which correspond to a first ultrasonic signal, into the oral cavity generate.
  • Ultrasonic transducers can have one or more ultrasound receivers (e.g. can consist of these), and wherein the one or more ultrasound receivers (e.g. each of the one or more ultrasound receivers) can be set up to generate (e.g. determine) the second ultrasound signal from an oral cavity, for example, based on the received ultrasound waves.
  • the one or more ultrasound receivers can be set up to receive one or more (e.g. second) ultrasound waves that correspond to the second ultrasound signal.
  • the second ultrasound signal may represent the properties of (at least) one structure within an oral cavity.
  • the second ultrasonic signal may represent a reflection of the first ultrasonic waves.
  • Ultrasonic transducers can be movably mounted within the dental object.
  • each of the transducer positioning units can be set up in such a way that a respective one of the one or more ultrasonic transducers can be attached in and/or to the respective transducer positioning unit.
  • Example 16 is an ultrasound system according to Example 15, wherein the one or more transducer positioning units can be arranged such that the one or more ultrasound transducers can be positioned within the dental object or on an external surface of the dental object.
  • Example 17 is an ultrasound system according to any of Examples 10 to 16, wherein the dental object may have one or more ultrasound measurement reference marks.
  • Example 18 is an ultrasonic system according to Example 17, wherein the one or more ultrasonic measurement reference markers may comprise a group of active ultrasonic measurement reference markers, wherein the active ultrasonic measurement reference markers from the group of active ultrasonic measurement reference markers may each be configured to provide a reference wave (e.g. an ultrasonic reference wave) which corresponds to a reference signal (e.g. an ultrasonic reference signal) to be generated in the oral cavity, and/or wherein the one or more ultrasonic measurement reference markings may comprise a group of passive ultrasonic measurement reference markings, wherein the passive ultrasonic measurement reference markings consist of the Group of passive ultrasound measurement reference markings can each be set up to transmit a (e.g.
  • the first ultrasonic wave can hit the one or more ultrasonic measurement reference markings and be deflected in the direction of the handheld device as a second ultrasonic wave, which corresponds to the second ultrasonic signal.
  • a position determination of one or more structures can be carried out or improved based on the known positions of the reference markings with respect to the dental object. This means, for example, that a smaller measurement deviation can be achieved.
  • Example 19 is an ultrasonic system according to Example 17 or 18, wherein each of the one or more ultrasonic measurement reference markers can be configured to redirect an ultrasonic wave incident on the one or more ultrasonic measurement reference markers in the direction of (eg to the) one or more ultrasonic transducers (e.g. to reflect).
  • One or more reference signals can thus be detected (e.g. determined).
  • the one or more reference signals can be used, for example, to correct measurement uncertainties from the received second signal.
  • a quality of a resulting image for example an imaging quality
  • a quality of a resulting length (ver) measurement for example a measurement accuracy
  • Ultrasonic system according to one of the examples to 19, wherein the dental object can have one or more reference positioning units for positioning the one or more ultrasonic measurement reference markings. This means, for example, that redundant measuring points can be created.
  • Example 21 is an ultrasound system according to Example 20, wherein the one or more reference
  • Positioning units can be set up in such a way that the one or more ultrasonic sensors can be positioned within the dental object or on an external surface of the dental object.
  • Filling medium filling unit can have for filling the oral cavity with a filling medium. This makes it possible, for example, to fill an air-filled cavity (or similar) with a filling medium that displaces the air. This means that the walls of the cavity, which is now not filled with air, can be examined using the ultrasound system.
  • Example 23 is an ultrasound system according to Example 22, wherein the filling medium comprises a liquid
  • NaCl with a concentration of 0.1 mol/l to 10 mol/l.
  • 25 is an ultrasound system according to one of Examples 16 to 24, wherein the filling medium is a
  • Gel has (e.g. is).
  • 26 is an ultrasound system according to one of Examples 22 to 25, wherein the filling medium
  • Filling unit has an inlet for supplying the filling medium and / or an outlet for discharging it
  • the filling medium is suitable for receiving an ultrasonic signal from the one or more ultrasonic sensors with low (e.g. negligible) loss (e.g. with a signal loss of less than 10%, 5%, 1%, 0 .5%, 0.1%, 0.05%, or less than 0.01% (e.g. due to absorption)) over a distance of more than 3 cm (e.g. more than 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7cm, 8cm or 10cm).
  • Ultrasound system according to one of the examples to 27, further comprising a
  • Control device for controlling the ultrasound system e.g. an amplitude (e.g. a strength), a
  • Ultrasound system according to Example 28, wherein the control device is set up to control a filling level of the filling medium within an oral cavity.
  • Ultrasonic transducers can each have a piezoelectric material.
  • each of the one or more ultrasonic transducers may include one or more piezoelectric crystals.
  • 31 is a using an ultrasound system to create an ultrasound image of a
  • the ultrasound system being an ultrasound system according to one of Examples 1 to 30.
  • Ultrasound image more than 20% e.g. more than 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or more than 90%
  • Surface e.g. a surface of the oral mucosa, a surface of the tongue, a
  • gum surface a jaw surface, one or more tooth surfaces, a
  • Palate surface within an oral cavity (e.g. an entire oral cavity) or of one or more structures adjacent to an oral cavity (e.g. soft tissue structures, bony structures).
  • an ultrasound system for measuring an area (e.g. within) an oral cavity and/or one and/or more structures adjacent to an oral cavity (e.g. soft tissue structures, bony structures), the ultrasound system being an ultrasound system according to one of Examples 1 up to 30.
  • Example 34 is a use of an ultrasound system according to Example 33, where the measured
  • Surface e.g. an oral mucosa surface, and/or a tongue surface, and/or a
  • structures adjacent to an oral cavity e.g. soft tissue structures, bony structures.
  • the (e.g. first) part of the ultrasound system (e.g. the handheld device) is applied from the outside to an oral cavity (e.g. the floor of the mouth, the cheeks).
  • 36 is using an ultrasound system according to any of Examples 31 to 35, wherein a
  • part of the ultrasound system e.g. a dental object
  • an oral cavity e.g. between teeth, between an upper jaw and a lower jaw
  • Example 37 is a method for creating an ultrasound image and/or for measuring an oral cavity and/or one or more soft tissue structures adjacent to an oral cavity, the method may include: introducing (e.g., positioning) a dental object into an oral cavity; filling an oral cavity with a filling medium; Generating ultrasonic waves corresponding to an ultrasonic signal into an oral cavity; and determining measurement data from an oral cavity and/or from one or more structures (e.g., soft tissue structures, bony structures) adjacent to an oral cavity.
  • the measurement data can be based on a reflection of the ultrasound waves generated.
  • the method may include:
  • introducing a dental object having one or more active ultrasonic measurement reference markers into an oral cavity filling the oral cavity with a filling medium; Generating ultrasonic waves corresponding to an ultrasonic signal in the oral cavity; Determining measurement data based on transmitted and/or reflected ultrasound waves from the oral cavity and/or from one or more structures adjacent to the oral cavity; Generating ultrasonic reference waves using the one or more active ultrasonic waves
  • 39 is a method according to example 37 or 38, which can optionally further comprise creating an ultrasound image based on the determined measurement data.
  • Example 40 is a method according to any of Examples 37 to 39, which may optionally further comprise:
  • Measuring an oral cavity and/or one or more structures e.g. soft tissue
  • Example 41 is a method according to any of Examples 37 to 40, which may optionally further comprise:
  • Example 42 is a method according to any of Examples 37 to 41, which may optionally further comprise:
  • Example 43 is a method according to any of Examples 37 to 42, wherein an oral cavity to more than
  • Example 44 is a method according to one of Examples 37 to 43, wherein the ultrasonic waves can be generated in the oral cavity from outside (eg from outside an oral cavity).
  • Example 45 is a method according to any of Examples 37 to 44, wherein the ultrasonic waves can be generated from within (eg from within an oral cavity) in the oral cavity.

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Abstract

Ultraschallsystem und Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes, das Ultraschallsystem (100) aufweisend: ein Dentalobjekt (110) zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle (200), wobei das Dentalobjekt (110) ein oder mehrere aktive Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle (200) zu erzeugen; und ein Ultraschallwandler-Handgerät (150), welches eingerichtet ist, wenn es von außen an die Mundhöhle angelegt wird, zum Erzeugen von Ultraschallwellen in der Mundhöhle (200) basierend auf einem ersten Ultraschallsignal und zum Erfassen von transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.

Description

Ultraschallsystem und Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes
Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Ultraschallsystem und Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes.
Im Allgemeinen können verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Abbildung des Mundraums eines Menschen oder Tiers und seiner umliegenden anatomischen Strukturen verwendet werden, wie beispielsweise zur Diagnose von pathologischen Veränderungen von Weich- und Hartgewebe innerhalb dieser Region. Üblicherweise wird dazu vor allem auf die klassischen Bildgebungsverfahren (z.B. Zahnfilm, OPG, DVT, CT und MRT) zurückgegriffen.
Viele der gebräuchlichen Verfahren basieren auf Röntgenstrahlung und gehen mit einer zusätzlichen Strahlenbelastung für den Patienten einher. Sie werden daher bei der Diagnostik im Kindesalter eher zurückhaltend eingesetzt und finden hauptsächlich dann statt, wenn die Aufnahmen zur Behandlung zwingend erforderlich sind. Beispielsweise wird auf eine Darstellung und Vermessung von Kieferspalten zur Operationsvorbereitung unter anderem aufgrund der Strahlenbelastung verzichtet, obwohl durch die Darstellung und Vermessung ein bedeutender Mehrwert für die Operation erzielt werden könnte. Im Bereich der Zahnabbildung und Zahnstellungsabbildung können auch mechanische Abformmethoden oder neuerdings auch laseroptische Vermessungen eingesetzt werden. Diese Verfahren sind jedoch entweder mit einer großen Menge an Abfall und/oder Aufwand verbunden und/oder fehleranfällig. Beispielsweise können bereits kleine Flüssigkeitsrückstände auf den Zähnen das Ergebnis einer laseroptischen Vermessung verfälschen.
Daher können sich für die bisher gängigen Verfahren verschiedene Nachteile ergeben. Bildgebungsverfahren, die auf ionisierender Strahlung basieren, können beispielsweise in ihrer Anwendung limitiert sein (z.B. aufgrund von Schwangerschaft, Klaustrophobie), nur eine selektive Detaildarstellung ermöglichen (z.B. hauptsächlich Hartgewebsdarstellung), und/oder mit einer Strahlenbelastung (bzw. Strahlendosis-Belastung) für den Patienten verbunden sein. Bildgebungsverfahren, die auf Magnetresonanztomographie basieren, können beispielsweise in ihrer Anwendung limitiert sein (z.B. aufgrund von Schrittmacher(n), Klaustrophobie), nur eine selektive Detaildarstellung ermöglichen (z.B. hauptsächlich Weichgewebsdarstellung), und/oder sehr zeitaufwendig sein. Bei der Anfertigung eines mechanischen Zahnabdrucks kann eine Genauigkeit der Abformung durch ein Material und/oder durch einen Behandler limitiert sein. Ferner kann eine derartige Abformung mit einem hohen Ressourcenverbrauch einhergehen und aufgrund der Invasivität unangenehm für einen Patienten sein (z.B. aufgrund von individuellen Abhärtungszeiten der Abformmaterialien). Die Güte einer laseroptischen Vermessung einer Zahnstellung (z.B. eine Abbildegenauigkeit) kann durch Oberflächenverunreinigungen und/oder Oberflächenbenetzungen limitiert sein und Messabweichungen aufweisen. Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein System bereitgestellt werden, das eine nicht-invasive Vermessung von 3D-Objekten im Bereich der Mundhöhle eines Menschen und/oder eines Tiers ermöglicht. Das System kann für einen Anwender einfach zu handhaben sein, und/oder eine hohe Bild- Auflösung haben und/oder eine erhöhte Resistenz gegenüber (Mess-)Artefakten haben verglichen mit herkömmlichen Systemen. Das System ermöglicht eine Live-Bildgebung wodurch eine hohe Flexibilität und eine Nachjustierung bzgl. des abgebildeten Volumens ermöglicht werden Insbesondere kann das System dazu geeignet sein, eine dreidimensionale Darstellung und Vermessung von Kieferspalten zu ermöglichen. Beispielsweise kann das System ermöglichen, die (teilweise sehr komplexen) Geometrien von Kieferspalten vollumfänglich darzustellen. Somit kann eine optimale Planung einer Spaltosteoplastik unterstützt werden. Ferner kann das System bei einer Nachsorgebehandlung bereits behandelter (z.B. operierter) Patienten verwendet werden, um den Heilungsprozess besser und engmaschiger zu überwachen. Somit kann das System ermöglichen, dass der Heilungsprozess beispielsweise durch geeignete Therapien ergänzt werden kann.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine nicht-invasive Messmethodik bereitgestellt werden, die auf Ultraschall (auch als Sonographie bezeichnet) zur Aufnahme von dreidimensionalen Bildern sowie zur Vermessung des Mundraums und direkt angrenzender Strukturen (z.B. anatomische physiologische und/oder pathologische Strukturen) basieren kann.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzpunkte innerhalb des Mundraums platziert werden. Beispielsweise kann mittels einer Beißschiene in dem Mundraum ein ortsfestes Referenzsystem für eine genaue Ultraschallmessung realisiert werden. Anschließend kann der Mundraum mit einem geeigneten (Füll-)Medium gefüllt werden. Unter einem geeigneten (Füll- )Medium kann beispielsweise ein Medium verstanden werden, das geeignet ist Ultraschallwellen innerhalb zu leiten (z.B. eine geringe Absorption von Ultraschallwellen innerhalb des Mundraums aufweist) und gefahrlos in den Mundraum eingebracht werden kann (z.B. nicht giftig ist). Ein geeignetes Medium kann beispielsweise Wasser sein.
Im Anschluss daran kann ein Ultraschallwandler (z.B. ein Ultraschallsensor) verwendet werden. Der Ultraschallwandler kann dazu innerhalb des Mundraums platziert sein. Alternativ kann der Ultraschallwandler außerhalb des Mundraums platziert sein. Beispielsweise kann der Ultraschallwandler von unten an den Mundboden angelegt werden. Somit kann der Ultraschallwandler eingerichtet sein, eine zu einem ersten Ultraschallsignal (d.h. einem Anregungssignal) korrespondierende erste Ultraschallwelle, innerhalb des Mundraums zu erzeugen. Ferner kann der Ultraschallwandler eingerichtet sein, eine zweite Ultraschallwelle (z.B. eine Reflektion der ersten Ultraschallwelle) zu erfassen (z.B. zu empfangen) und ein zu der zweiten Ultraschallwelle korrespondierendes zweites Ultraschallsignal (d.h. ein Messsignal) zu erzeugen. Das zweite Ultraschallsignal kann beispielsweise Informationen über die Mundhöhle und/oder die Beißschiene aufweisen, um somit ein 3-dimensionales Bild einer Zielregion innerhalb des Mundraums (z.B. des Gaumens) und/oder angrenzend an den Mundraum (z.B. den Mundboden) anzufertigen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine Beißschiene oder Zahnspange zum Einbringen in den Mundraum bereitgestellt sein/werden.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Referenzpunkte (z.B. Ultraschallemitter, im Ultraschallmesssignal sichtbare Punkte etc.) an/in der Beißschiene angebracht sein zum Kalibrieren eines Ultraschallsensors und/oder zum Korrigieren der Messdaten.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine Beißschiene im Rahmen einer Ultraschallvermessung der Mundraumregion verwendet werden. Mittels der Beißschiene können ein oder mehrere Referenzpunkte in dem Mundraum bereitgestellt werden, beispielsweise um eine Kalibrierung und/oder eine Fehlerkorrektur der ermittelten (z.B. aufgenommenen) Ultraschallsignale (z.B. in Form von Ultraschall- Messdaten) durchzuführen.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschallwandler in und/oder an der Beißschiene befestigt sein. Die ein oder mehreren Ultraschallwandler können beispielsweise innerhalb der Beißschiene fest und/oder beweglich gelagert sein. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallwandler in und/oder an der Beißschiene integriert sein. Dadurch kann beispielsweise eine Darstellungsunsicherheit, z.B. von den Zähnen oder der Zunge, aufgrund der direkteren Messung verringert werden. Ferner kann die Beißschiene dazu verwendet werden, um ein Füllmedium in den Mundraum einzubringen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine Kombination aus einer Beißschiene und ein oder mehreren externen Ultraschallwandler bereitgestellt sein. Die ein oder mehreren externen Ultraschallwandler können von außen um den Kopf des Patienten herumgeführt und/oder an diesem befestigt werden. Beispielsweise können die ein oder mehreren externen Ultraschallwandler den Mundboden von unten durchschallen und somit eine Ultraschallwelle, die zu einem Ultraschallsignal korrespondiert, in einer Mundhöhle erzeugt werden. Somit kann eine flexible Bildgebung der Mundhöhle und ihrer angrenzenden Strukturen aus verschiedenen Aufnahmepositionen ermöglicht sein/werden. Potentiell entstehende Mess-Artefakte (bzw. Störungen) können beispielsweise mittels der Referenzpunkte charakterisiert und herausgerechnet werden. Dies kann die Auflösung bei der Bildgebung durch den Mundboden erhöhen.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschallwandler verwendet werden, um ein Ultraschallbild einer gesamten Mundhöhle und/oder ihrer angrenzenden (Weichgewebe-)Strukturen zu erstellen, und/oder um diese zu vermessen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallwandler von außen an dem Mundraum (z.B. von unten an den Mundboden) angelegt sein/werden.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Zulauf und/oder Ablauf bereitgestellt werden, um ein Füllmedium (z.B. eine Flüssigkeit und/oder ein Gel) in den Mundraum einzubringen bzw. dieses aus dem Mundraum zu entfernen. Der Zulauf und/oder der Ablauf kann mit der Beißschiene gekoppelt sein, z.B. in die Beißschiene integriert sein.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallsystem aufweisen: ein Dentalobjekt (z.B. eine Beißschiene, oder eine Zahnspange) zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweist; und ein Ultraschallwandler-Handgerät, welches eingerichtet ist, wenn es von außen an die Mundhöhle angelegt wird, zum Erzeugen von Ultraschallwellen in der Mundhöhle basierend auf einem ersten Ultraschallsignal und zum Erfassen von Ultraschallwellen aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten Ultraschallwellen, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.
Anschaulich kann das erste Ultraschallsignal als ein Anregungssignal verstanden werden, auf dessen Basis das Ultraschallwandler-Handgerät Ultraschallwellen innerhalb der Mundhöhle erzeugt. Demzufolge korrespondiert das erste Ultraschallsignal (d.h. das Anregungssignal) zu den (in der Mundhöhle erzeugten) Ultraschallwellen. Das zweite Ultraschallsignal kann als ein Messsignal verstanden werden, das von dem Ultraschallwandler-Handgerät erzeugt wird auf Basis der vom Ultraschallwandler-Handgerät erfassten (z.B. empfangenen) Ultraschallwellen. Demzufolge korrespondiert das zweite Ultraschallsignal (d.h. das Messsignal) zu den erfassten Ultraschallwellen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallsystem aufweisen: ein Dentalobjekt zum Einbringen und Positionieren in einer Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweist; wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler eingerichtet sind, Charakteristika eines Teils einer Mundhöhle oberhalb oder unterhalb des Dentalobjekts zu erfassen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes aufweisen: Einbringen eines Dentalobjekts in eine Mundhöhle; Füllen einer Mundhöhle mit einem Füllmedium; Erzeugen von Ultraschallwellen korrespondierend zu einem Ultraschallsignal in der Mundhöhle; und Aufnehmen (z.B. Ermitteln) von Messdaten von einer Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Strukturen, die an eine Mundhöhle angrenzen.
Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Figuren 1A bis 3E zeigen jeweils ein Ultraschallsystem gemäß verschiedenen Aspekten.
Figur 4 zeigt ein Verfahren zur Aufnahme von Ultraschallmessungen gemäß verschiedenen Aspekten.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschallsignale aufgenommen (z.B. erzeugt, ermittelt) werden. Als Ultraschall können ein oder mehrere (Schall-)Wellen bezeichnet werden, die jeweils eine Frequenz zwischen 20 kHz und 10 GHz haben. Beispielsweise kann eine Ultraschallwelle eine Frequenz zwischen 1 und 40 MHz aufweisen (z.B. haben). Beispielsweise kann eine Ultraschallwelle eine Intensität (z.B. Strahlungsintensität, Schallintensität) zwischen 5 mW/cm2 und 125 mW/cm2 haben, beispielsweise zwischen 10 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 30 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 40 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 50 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 75 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 100 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 30 mW/cm2 und
125 mW/cm2, 40 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 50 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 75 mW/cm2 und
125 mW/cm2, 100 mW/cm2 und 125 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 30 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 40 mW/cm2 und
100 mW/cm2, 50 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 75 mW/cm2 und 100 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 75 mW/cm2,
10 mW/cm2 und 75 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 75 mW/cm2, 30 mW/cm2 und 75 mW/cm2, 40 mW/cm2 und 75 mW/cm2, 50 mW/cm2 und 75 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 50 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 50 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 50 mW/cm2, 30 mW/cm2 und 50 mW/cm2, 40 mW/cm2 und 50 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 40 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 40 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 40 mW/cm2, 30 mW/cm2 und 40 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 30 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 30 mW/cm2, 20 mW/cm2 und 30 mW/cm2, 5 mW/cm2 und 20 mW/cm2, 10 mW/cm2 und 20 mW/cm2, oder zwischen 5 mW/cm2 und 10 mW/cm2. Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschallwellen erzeugt werden. Es versteht sich, dass die ein oder mehreren Ultraschallwellen durch ein zu der jeweiligen Ultraschallwelle der ein oder mehreren Ultraschallwellen korrespondierendes Ultraschallsignal repräsentiert werden können. Daher kann hierin eine Ultraschallwelle auch mittels des korrespondierenden Ultraschallsignals bezeichnet werden und umgekehrt. Unter einer Ultraschallwelle kann die tatsächliche physikalische (Schall-) Welle verstanden werden, die sich innerhalb eines Mediums bzw. eines Stoffs ausbreiten kann. Unter einem Ultraschallsignal kann eine messtechnische Entsprechung einer Ultraschallwelle verstanden werden, z.B. in Form von ein oder mehreren Charakteristika der Ultraschallwelle (z.B. als Messwert). Jedes Ultraschallsignal kann Informationen (z.B. in Form von Daten) aufweisen, die eine dazu korrespondierende Ultraschallwelle repräsentiert, wie beispielsweise: eine Intensität, und/oder eine Frequenz, und/oder eine Phasenlange, und/oder eine Wellenlänge, und/oder einer Dauer (z.B. zeitlichen Verzögerung), und/oder einen Startzeitpunkt, und/oder einen Endzeitpunkt von einer korrespondieren Ultraschall-Welle.
Beispielsweise kann auf Grundlage eines Ultraschallsignals die zum Ultraschallsignals korrespondierende Ultraschallwelle erzeugt werden. Beispielsweise kann auf Grundlage einer Ultraschallwelle das zu der Ultraschallwelle korrespondierende Ultraschallsignal erzeugt (z.B. ermittelt, gemessen, detektiert) werden. Unter einem „Einkoppeln eines Ultraschallsignals in ein Medium oder einen Stoff“ kann verstanden werden, dass in dem Medium bzw. in dem Stoff eine Ultraschallwelle erzeugt wird, die zu dem Ultraschallsignal korrespondiert.
Als ein Ultraschallwandler kann hierin ein Bauteil bezeichnet werden, das Ultraschallwellen in Ultraschallsignale umwandeln kann und umgekehrt. Beispielsweise kann ein Ultraschallwandler eingerichtet sein, um ein oder mehrere Ultraschallsignale in Form von ein oder mehreren Ultraschallwellen in ein Medium zu emittieren. Eine derartiger Ultraschallwandler kann beispielsweise ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen (z.B. daraus bestehen). Beispielsweise kann ein Ultraschallwandler eingerichtet sein, um ein oder mehrere Ultraschallwellen innerhalb eines Mediums und/oder aus einem Medium zu empfangen und die empfangenen ein oder mehreren Ultraschallwellen in ein jeweils dazu korrespondierendes Ultraschallsignal umwandeln. Ein derartiger Ultraschallwandler kann beispielsweise ein oder mehrere Ultraschallempfänger aufweisen (z.B. daraus bestehen). Es versteht sich, dass ein Ultraschallwandler sowohl ein oder mehrere Ultraschallempfänger als auch ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen kann.
Beispielsweise können ein oder mehrere Ultraschallwellen aus ein oder mehreren Ultraschallsignalen mittels ein oder mehrerer Ultraschallwandler (z.B. mittels ein oder mehrerer Ultraschallemitter) erzeugt werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Ultraschallwellen basierend auf dem piezoelektrischen Effekt erzeugt werden, z.B. mittels eines piezoelektrischen Stoffes oder eines piezoelektrischen Kristalls. Beispielsweise können ein oder mehrere Ultraschallwellen aus ein oder mehreren dazu korrespondierenden Ultraschallsignalen mittels des piezoelektrischen Effektes erzeugt werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Ultraschallwellen als ein oder mehrere korrespondierende Ultraschallsignale mittels ein oder mehrerer Ultraschallwandler (z.B. mittels ein oder mehrerer Ultraschallempfänger) empfangen werden. Beispielsweise können die ein oder mehreren empfangenen Ultraschallwellen in ein oder mehrere dazu korrespondierende Ultraschallsignale umgewandelt werden. Unter Erzeugen von Ultraschallsignalen oder Ermitteln von Ultraschallsignalen kann ein Vorgang verstanden werden, der ein Empfangen (z.B. Erfassen) von ein oder mehreren Ultraschallwellen und ein Umwandeln der empfangenen ein oder mehreren Ultraschallwellen in die dazu korrespondierenden Ultraschallsignale umfassen kann. Beispielsweise können ein oder mehrere Ultraschallwandler dazu eingerichtet sein Ultraschallsignale zu ermitteln. Beispielsweise können Ultraschallwellen basierend auf dem piezoelektrischen Effekt in Ultraschallsignale umgewandelt werden, z.B. mittels eines piezoelektrischen Stoffes oder eines piezoelektrischen Kristalls.
Für die Ausbreitung (z.B. eine Geschwindigkeit, eine Strecke) von Ultraschallwellen in einem Stoff kann die Impedanz, d.h. der Widerstand, der der Ausbreitung von Wellen entgegenwirkt, von Bedeutung sein. Insbesondere kann eine Ultraschallwelle an Grenzflächen zwischen zwei benachbarten Stoffen (zumindest) teilweise umgelenkt (z.B. reflektiert) und/oder teilweise transmittiert werden. Der jeweilige umgelenkte bzw. transmittierte Anteil ist von einem Impedanz-Unterschied an der Grenzfläche der zwei benachbarten Stoffe abhängig.
Je größer der Impedanz-Unterschied an der Grenzfläche der zwei aneinander angrenzenden Stoffe ist, desto größer (verglichen mit dem transmittierten Anteil) kann der Anteil der umgelenkten Ultraschallwelle sein. An einer Grenzfläche von zwei Stoffen mit großem Impedanz-Unterschied (z.B. mehr als 25 %, 50 %, 75 % oder mehr als 100 %) kann eine auftreffende Ultraschallwelle stark umgelenkt werden (z.B. zu mehr als 10 %, 25 %, 50 %, 75 % oder zu mehr als 95 %). Beispielsweise kann dieser Unterschied zwischen einem Gas (z.B. Luft) und einer Flüssigkeit (z.B. Wasser) besonders stark ausgeprägt sein.
Je geringer der Impedanz-Unterschied an der Grenzfläche der zwei aneinander angrenzenden Stoffe ist, desto geringer (verglichen mit dem transmittierten Anteil) kann der Anteil der umgelenkten Ultraschallwelle ausgeprägt sein. Ferner kann eine Laufrichtung des umgelenkten Anteils der Ultraschallwelle aufgrund des hohen Impedanz-Unterschieds beim Übergang von einem ersten Stoff in einen zweiten Stoff der zwei aneinander angrenzenden Stoffe stärker verändert werden als bei einem geringeren Impedanz-Unterschied.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Füllmedium verwendet werden, das die Entstehung von Luftblasen verhindert. Beispielsweise kann das Füllmedium verwendet werden, um einen mit einem Gas gefüllten Hohlraum zu füllen. Somit kann eine Ultraschall-Wellenleitung innerhalb des Hohlraums ermöglicht werden. Beispielsweise kann das Füllmedium derart eingerichtet sein, dass eine Intensität einer Ultraschallwelle von dem Füllmedium zu weniger als 50 % reduziert wird, beispielsweise über eine (einfache) Laufstrecke von mehr als 5 m. Beispielsweise kann das Füllmedium Wasser sein und somit eine Intensität der Ultraschallwelle um 50% bei einer Laufstrecke von 6 m reduzieren. Beispielsweise kann das Füllmedium eingerichtet sein, dass eine Intensität einer Ultraschallwelle von dem Füllmedium zu weniger als 1 % reduziert wird, bei einer einfachen Laufstrecke von 6 cm. Beispielsweise kann das Füllmedium einen Absorptionskoeffizienten von Ultraschallwellen von 1 dB/m oder weniger aufweisen. Es versteht sich, dass eine Absorption von Ultraschallwellen Frequenzabhängig ist und sich die genannten Werte auf den für eine Anwendung relevanten Frequenzbereich beziehen. Beispielsweise kann eine Signalstärke der Ultraschallwelle (z.B. repräsentiert durch eine Amplitude der Ultraschallwelle) nach einer Strecke von 10 cm innerhalb des Füllmediums um weniger als 5 % reduziert sein (z.B. zu weniger als 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder um weniger als 0,01 % reduziert sein). Eine geringere Reduktion der Signalstärke der Ultraschallwelle kann zu einer besseren Qualität der korrespondierenden Messdaten führen.
Es versteht sich, dass eine Ultraschallwelle im Allgemeinen beim Durchqueren eines Mediums gedämpft werden kann, d.h. eine Intensität (z.B. eine Strahlungsintensität) der Welle kann abnehmen. Es versteht sich ferner, dass eine einlaufende Welle beim Auftreffen auf eine Grenzfläche durch die Grenzfläche transmittiert und an der Grenzfläche reflektiert werden kann. Absorptionen der Welle finden vor allem im Volumen des jeweiligen Mediums statt und daher kann eine Absorption (sofern sie auftritt) vernachlässigt werden. Dadurch kann sich eine Intensität der einlaufenden Welle auf einen transmittierten Anteil und einen reflektierten Anteil aufteilen. Beispielsweise hat eine zu 100 % reflektierte Welle keinen transmittierten Anteil. Mit anderen Worten kann eine Intensität der Welle direkt vor der Reflektion (d.h. der einlaufenden Welle) gleich zu einer Intensität nach der Reflektion sein. Bei einer zu 5 % reflektierten Welle kann die reflektierte Welle nur eine Intensität von 5 % einer Intensität der einlaufenden Welle haben. Die verbleibenden 95 % der Intensität der einlaufenden Welle können einen transmittierten Anteil (d.h. die durch die Grenzfläche transmittierte Welle) bilden.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallwandler (z.B. in Form eines Schallkopfes) eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschallsignale zu ermitteln (z.B. zu messen). Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallwandler eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschallwellen zu empfangen und in ein oder mehrere dazu korrespondierende Ultraschallsignale umzuwandeln. Beispielsweise kann ein Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallempfänger zum Empfangen von Ultraschallwellen aufweisen (z.B. daraus bestehen). Beispielsweise kann ein Ultraschallwandler, der mehrere Ultraschallempfänger und/oder mehrere Ultraschallemitter aufweist auch als Ultraschallwandler-Array bezeichnet werden.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallwandler (bzw. ein Schallkopf) eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschallwellen, die zu ein oder mehreren Ultraschallsignalen korrespondieren, in einem Medium zu Erzeugen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallsignale an dem Ultraschallwandler bereitgestellt werden/sein (z.B. mittels einer Steuervorrichtung). Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallwandler (bzw. ein Schallkopf) eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschallsignale in Form von ein oder mehreren dazu korrespondierende Ultraschallwellen in einem Medium zu erzeugen (z.B. diese in das Medium zu emittieren) bzw. umzuwandeln. Beispielsweise kann ein Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallemitter zum Emittieren von Ultraschallwellen aufweisen (z.B. daraus bestehen).
Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine Laufzeit einer Ultraschallwelle ermittelt werden. Eine Ultraschallwelle kann an einem Startpunkt emittiert werden. Die Ultraschallwelle breitet sich innerhalb eines Mediums mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit aus (z.B. mit Schallgeschwindigkeit). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit kann von dem Medium abhängig sein. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit kann beispielsweise durch die Impedanz repräsentiert werden. Erreicht die Ultraschallwelle eine Grenzfläche des Mediums, z.B. an der das Medium an ein zweites Medium angrenzt, kann die Ultraschallwelle an der Grenzfläche (teilweise) umgelenkt (z.B. reflektiert) werden. Die reflektierte Ultraschallwelle kann sich in Richtung des Startpunktes zurückbewegen. Am Startpunkt kann die Ultraschallwelle detektiert werden. Eine Zeit, die zwischen Emission und Detektion der Ultraschallwelle am Startpunkt vergangen ist, kann als Laufzeit bezeichnet werden. Mittels der Laufzeit kann eine Strecke, die die Ultraschallwelle zwischen dem Startpunkt und der Grenzfläche zurückgelegt hat, ermittelt werden. Die Laufzeit kann beispielsweise auf Grundlage der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle innerhalb des Mediums und der Laufzeit ermittelt werden.
Ferner kann ein ermitteltes Ultraschallsignal ein oder mehrere Ultraschallsignal-Anteile aufweisen. Ein (zu einem Ultraschallsignal) korrespondierender Messwert kann ein oder mehrere Messwert-Anteile aufweisen. Beispielsweise kann ein erster Ultraschallsignal-Anteil zu einem ersten Messwert-Anteil korrespondieren. Beispielsweise kann der erste Signal-Anteil eine zu ermittelnde Charakteristik der Ultraschallwelle repräsentieren. Beispielsweise kann ein zweiter Signal-Anteil zu einem zweiten Messwert-Anteil korrespondieren. Beispielsweise kann der zweite Signal-Anteil ein Messartefakt bzw. eine Störung (z.B. eine Verzerrung, eine zusätzliche Dämpfung, eine fehlende Dämpfung etc.) des Signals repräsentieren.
Beispielsweise kann der zweite Signal-Anteil von einer Eigenschaft des Messsystems abhängig sein. Beispielsweise kann der zweite Signal-Anteil mittels ein oder mehrerer Referenzmessungen ermittelt werden. Beispielsweise kann bei jeder der ein oder mehreren Referenzmessungen der erste Signal- Anteil bekannt sein. Ein Signal, das bei einer Referenzmessung ermittelt werden kann, kann auch als ein Referenzsignal bezeichnet werden. Ein zu einem Referenzsignal korrespondierender Messwert kann auch als Korrekturwert bezeichnet werden.
Es versteht sich, dass es sich bei den hierin beschriebenen Verfahren weder um therapeutische Behandlungsverfahren noch um Diagnostizierverfahren an sich handeln soll. Die beschriebenen Verfahren und Bauteile können jedoch zur Ermittlung von Messdaten und unter Umständen auch Erkenntnissen über einen Menschen oder über ein Tier dienen. Eventuell könnte eine Behandlung mittels hierin beschriebener Aspekte unterstützt werden, eine Heilbehandlung oder Diagnose als solche sollen hierdurch jedoch nicht erfasst werden.
Im Folgenden werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen eines Ultraschallsystems gemäß verschiedenen Aspekten anhand der beigefügten Figuren erläutert.
Fig.lA veranschaulicht schematisch ein Ultraschallsystem 100 gemäß verschiedenen Aspekten.
Das Ultraschallsystem 100 kann ein Ultraschallwandler-Handgerät 150 aufweisen. Das Ultraschallwandler-Handgerät 150 kann eingerichtet sein, von außen an einen Mundraum eines Menschen und/oder eines Tieres angelegt zu werden, beispielsweise an den Mundboden, und/oder eine Wange etc. Das Ultraschallwandler-Handgerät 150 kann eingerichtet sein, ein erstes Ultraschallsignal in Form einer korrespondieren ersten Ultraschallwelle in dem Mundraum zu erzeugen. Mit anderen Worten kann das Ultraschallwandler-Handgerät 150 eingerichtet sein, um ein erstes Ultraschallsignal in Form einer ersten Ultraschallwelle in den Mundraum zu emittieren. Beispielsweise kann das Ultraschall-Handgerät 150 dazu ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweisen, die eingerichtet sind, ein Ultraschallsignal in eine Ultraschallwelle umzuwandeln bzw. ein Ultraschallsignal in Form einer Ultraschallwelle zu emittieren. Die ein oder mehreren Ultraschallwandler können ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen, die zum emittieren von Ultraschallwellen eingerichtet sind. Beispielsweise können die ein oder mehrere Ultraschallwandler jeweils ein oder mehrere piezoelektrische Stoffe aufweisen.
Innerhalb des Mundraums kann sich die erste Ultraschallwelle ausbreiten. An Grenzflächen innerhalb des Mundraums kann die erste Ultraschallwelle teilweise oder vollständig als eine zweite Ultraschallwelle reflektiert werden. Die zweite Ultraschallwelle kann sich zurück in Richtung des Ultraschallwandler-Handgeräts 150 bewegen.
Das Ultraschallwandler-Handgerät 150 kann eingerichtet sein, die zweite Ultraschallwelle aus dem Mundraum zu empfangen (z.B. zu detektieren). Ferner kann das Ultraschallwandler-Handgerät 150 eingerichtet sein, ein zur zweiten Ultraschallwelle korrespondierendes zweites Ultraschallsignal zu ermitteln und/oder auszugeben. Beispielsweise kann das Ultraschall-Handgerät 150 dazu ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweisen, die eingerichtet sind, eine (empfangene) Ultraschallwelle in ein Ultraschallsignal umzuwandeln bzw. ein Ultraschallsignal, das zu einer empfangenen Ultraschallwelle korrespondiert, zu ermitteln. Die ein oder mehreren Ultraschallwandler können ein oder mehrere Ultraschallempfänger aufweisen, die eingerichtet sind zum empfangen von Ultraschallwellen.
Ferner kann das Ultraschallwandler-Handgerät 150 eingerichtet sein, eine (gesamte) Laufzeit der ersten und zweiten Ultraschallwelle zu ermitteln und/oder Messdaten bereitzustellen, auf deren Basis die Laufzeit ermittelt werden kann. Das zweite Ultraschallsignal kann (z.B. mittels der Laufzeit, einer Intensität, einem Amplitudenverhältnis der ersten und zweiten Ultraschallwelle, etc.) ein oder mehrere Charakteristika von Strukturen innerhalb und/oder angrenzend an den Mundraum repräsentieren. Es versteht sich, dass an sich bereits viele Möglichkeiten bekannt sind, wie Sonographie-Daten ermittelt werden können und wie auf Basis der Sonographie-Daten entsprechende Auswertungen erfolgen können.
Während der Ausbreitung der Ultraschallwelle innerhalb des Mundraums, kann die Ultraschallwelle gestört (z.B. umgelenkt, zeitlich verzögert) werden, beispielsweise aufgrund von Lufteinschlüssen, Dichteunterschieden, Schallgeschwindigkeitsunterschieden, (kleineren) Impedanz-Unterschieden (z.B. weniger als 50%, 40%, 30%, 20%, 10% oder weniger als 5%), Verunreinigungen etc. Um diese Störungen zu korrigieren, können mittels des Ultraschallsystems 100 ein oder mehrere Korrekturdaten ermittelt (z.B. gemessen, erfasst, aufgenommen, etc.) werden. Die ein oder mehreren Korrekturdaten können beispielsweise auf Grundlage von Referenzsignalen ermittelt werden. Die ein oder mehreren Korrekturdaten können jeweils Datensätze sein, die ein oder mehrere Korrekturwerte aufweisen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Ultraschallsystem 100 ein Dentalobjekt 110 aufweisen. Das Dentalobjekt 110 kann ein Objekt sein, das eingerichtet ist, in einem Mundraum eines Menschen und/oder eines Tiers platziert zu werden. Beispielsweise kann das Dentalobjekt 110 im Kiefer des Menschen und/oder Tieres fixiert und/oder verklemmt werden. Beispielsweise kann das Dentalobjekt 110 eingerichtet sein, mittels der Zähne und/oder des Kieferknochens des Menschen und/oder Tieres fixiert zu werden. Beispielsweise kann das Dentalobjekt 110 eine Zahnspange und/oder eine Beißschiene sein.
Das Dentalobjekt 110 kann ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 aufweisen. Die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 können an dem und/oder in dem Dentalobjekt 110 befestigt sein. Die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 können jeweils eingerichtet sein, die erste Ultraschallwelle (die vom Ultraschall-Handgerät 150 ausgeht) als Referenzwelle umzulenken (z.B. zu reflektieren). Beispielsweise können ein, mehrere oder alle der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 jeweils dazu eingerichtet sein eine jeweilige Referenzwelle zu emittieren. Beispielsweise können ein, mehrere oder alle der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 jeweils (zumindest) einen Ultraschallemitter aufweisen. Eine Referenzwelle kann zu einem Referenzsignal korrespondieren. Beispielsweise kann eine Referenzwelle ein vorbestimmter (z.B. bekannter und/oder charakteristischer) Anteil der ersten Ultraschallwelle sein, der von den ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 umgelenkt wurde. Beispielsweise kann das Referenzsignal einen bestimmten Impedanz-Unterschied repräsentieren, z.B. an einer Grenzfläche von zwei bestimmten Medien (z.B. zwischen einem Füllmedium und einer der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120). Die Referenzwelle kann vom Ultraschall-Handgerät 150 empfangen werden. Beispielsweise kann die Referenzwelle in ein Referenzsignal umgewandelt werden (z.B. mittels der ein oder mehreren Ultraschallwandler, beispielsweise mittels der ein oder mehreren Ultraschallempfänger). Basierend auf dem Referenzsignal können ein oder mehrere Korrekturdaten ermittelt werden. Die ein oder mehreren Korrekturdaten können verwendet werden, um eine Qualität bzw. eine Güte von Ultraschallsignalen zu verbessern, die mittels des Ultraschall-Handgeräts 150 ermittelt wurden. Beispielsweise kann die Qualität bzw. die Güte der Ultraschallsignale im Rahmen einer Messwertkorrektur verbessert werden.
Die ein oder mehreren Referenzmarkierungen 120 können beispielsweise eingerichtet sein, die erste Ultraschallwelle in einer bestimmten Art und Weise umzulenken (z.B. zu reflektieren) und dadurch eine bestimmte (z.B. bekannte) zweite Ultraschallwelle - eine Referenzwelle - zu erzeugen. Die Referenzwelle kann beispielsweise vom Ultraschall-Handgerät 150 empfangen werden und in ein Referenzsignal umgewandelt werden. Basierend auf dem Referenzsignal können Korrekturdaten ermittelt werden, um beispielsweise Störungen aus anderen ermittelten Ultraschallsignalen herauszurechnen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Referenzmarkierungen 120 eingerichtet sein, die erste Ultraschallwelle zu mehr als 60% (z.B. zu mehr als 70%, 80%, 90% oder zu mehr als 95%) zu reflektieren.
Beispielsweise können die ein oder mehreren Referenzmarkierungen 120 ein oder mehrere Stoffe aufweisen die eine viel größere Impedanz haben (z.B. um mehr als 50% größer, um mehr als 100% größer, oder um mehr als 200% größer), als das Medium (z.B. ein Füllmedium, ein organisches Gewebe), in dem sich die erste Ultraschallwelle ausbreitet. Beispielsweise können die ein oder mehreren Referenzmarkierungen 120 ein oder mehrere Metalle aufweisen (z.B. in Form einer Legierung), beispielsweise daraus bestehen. Die ein oder mehreren Metalle können beispielsweise ein oder mehrere der folgenden sein: Aluminium, Eisen, Gold, Silber, und/oder Wolfram. Beispielsweise können die ein oder mehreren Referenzmarkierungen 120 ein oder mehrere Kunststoffe (z.B. ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere) oder PET (Polyethylenterephthalat)), und/oder Carbon- Verbundstoffe aufweisen (z.B. daraus bestehen).
Fig.l B veranschaulicht ein Ultraschallsystem 100 gemäß verschiedenen Aspekten. Das Ultraschallsystem 100 kann ein Ultraschall-Handgerät 150 und ein Dentalobjekt 110 aufweisen. Das Dentalobjekt 110 kann ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 (wie zuvor beschrieben) aufweisen. Das Ultraschall-Handgerät 150 kann ein oder mehrere Ultraschallwandler 130 (wie zuvor beschrieben) aufweisen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Ultraschallsystem 100 eine Steuervorrichtung 170 zum Steuern des Ultraschallsystems 100 aufweisen, wie beispielsweise in Fig.lC dargestellt ist. Die Steuervorrichtung 170 kann mit dem Ultraschall-Handgerät 150 und/oder dem Dentalobjekt 110 mittels einer ersten Kopplung gekoppelt sein. Die erste Kopplung kann beispielsweise eine Datenkopplung zum Datenaustausch und/oder eine Energiekopplung zur Energiezufuhr (z.B. in Form von elektrischer Energie) aufweisen (z.B. sein). Die erste Kopplung kann beispielsweise eine Kabelverbindung (z.B. USB-Kabel, Coax-Kabel, CAT7-Kabel, CAT8-Kabel etc.) aufweisen (z.B. sein). Die erste Kopplung kann beispielsweise eine kabellose Verbindung (z.B. Bluetooth, WLAN, Infrarot, NFC, Funk-Verbindung etc.) aufweisen (z.B. sein). Die erste Kopplung kann beispielsweise kabellos und kabelgebunden sein.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, um die ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 zu steuern. Es versteht sich, dass ein vom Ultraschall-Handgerät 150 an die Steuervorrichtung 170 übermitteltes Ultraschallsignal üblicherweise zu einer Ultraschallwelle korrespondieren kann, die von dem Ultraschall-Handgerät 150 empfangen worden ist. Ferner versteht es sich, dass ein von der Steuervorrichtung 170 an das Ultraschall-Handgerät 150 übermittelte Ultraschallsignal üblicherweise zu einer Ultraschallwelle korrespondieren kann, die von dem Ultraschall- Handgerät 150 erzeugt werden soll.
Beispielsweise kann das Ultraschall-Handgerät 150 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall- Signale (die zu empfangenen Ultraschallwellen korrespondieren) an die Steuervorrichtung 170 zu übermitteln. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallwandler 120 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale an die Steuervorrichtung 170 zu übermitteln. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallempfänger eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale an die Steuervorrichtung 170 zu übermitteln.
Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale (zum Erzeugen von Ultraschallwellen) an das Ultraschall-Handgerät 150 zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale an die ein oder mehreren Ultraschallwandler 120 zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale an die ein oder mehreren Ultraschallemitter zu übermitteln.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Dentalobjekt 110 mittels einer zweiten Kopplung mit der Steuervorrichtung 170 gekoppelt sein. Die zweite Kopplung kann analog zu der zuvor beschriebenen ersten Kopplung zwischen dem Ultraschall-Handgerät 150 und der Steuervorrichtung 170 ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, über die zweite Kopplung ein oder mehrere Ultraschall-Signale zum Erzeugen von ein oder mehreren Ultraschallwellen ausgehend vom Dentalobjekt 110 (z.B. zum Erzeugen von ein oder mehreren Referenzsignalen) an das Dental- Objekt 110 zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale zum Erzeugen von ein oder mehreren Ultraschallwellen an die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 eingerichtet sein, ein oder mehrere Ultraschall-Signale an ein oder mehrere Ultraschallemitter zu übermitteln, die zu den Ultraschall-Messreferenzmarkierungen korrespondieren können (z.B. in diese integriert sein können). Somit können beispielsweise ein oder mehrere aktive Referenzsignale ausgehend vom Dentalobjekt 110 erzeugt werden.
In Fig.2A ist eine schematische Anwendung eines Ultraschallsystems 100 gemäß verschiedenen Aspekten dargestellt. Das Ultraschallsystem 100 kann ein Dentalobjekt 110 und ein Handgerät 150 (wie hierin beschrieben) aufweisen. Das Dentalobjekt 110 kann innerhalb der Mundhöhle 200 positioniert werden. Das Dentalobjekt 110 kann beispielsweise mittels mehrerer Zähne 210 innerhalb der Mundhöhle 200 fixiert werden (z.B. durch Zubeißen). Ein Ultraschall-Handgerät 150 kann von außen (z.B. von unten) an die Mundhöhle (z.B. einen Mundboden) angelegt werden. Somit können ein oder mehrere Ultraschallsignale mittels des Handgeräts in den Mundraum eingekoppelt werden, d.h. in Form von ein oder mehreren ersten Ultraschallwellen 131 in den Mundraum emittiert werden. Das Dentalobjekt 110 kann ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 aufweisen. Die ein oder mehreren ersten Ultraschallwellen 131 können beim Auftreffen auf die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 umgelenkt (z.B. reflektiert) werden, beispielsweise in Richtung des Ultraschall-Handgeräts 150 als ein oder mehrere Referenzwellen 132. Ferner können die ein oder mehreren ersten Ultraschallwellen 131 an (zumindest) einer Grenzfläche 220 von zueinander benachbarten Medien als ein oder mehrere zweite Ultraschallwellen 133 in Richtung des Ultraschall- Handgeräts 150 umgelenkt werden. Derartige Grenzflächen 220 können beispielsweise Flächen zwischen Knochen und organischem Gewebe (z.B. Weichgewebe, Schleimhäute, Zahnfleisch etc.), einem ersten und zweiten organischen Gewebe, einem Zahn und organischem Gewebe, Knochen und Zähnen, organischem Gewebe und einem Gas etc. sein. Die ein oder mehreren zweiten Ultraschallwellen 133 und die ein oder mehreren Referenzwellen 132 können mittels des Ultraschall- Handgeräts 150 empfangen werden. Die empfangenen ein oder mehreren ersten Ultraschallwellen und/oder die ein oder mehreren Referenzwellen können beispielsweise wie oben beschrieben weiterverarbeitet werden. Beispielsweise können dadurch Bilder (sog. Ultraschall-Bilder) des Mundraums 200 angefertigt werden. Beispielsweise können anatomische Strukturen (z.B. anatomische pathologische Strukturen (wie z.B. anatomische Defekte, Kiefer-Gaumen-Spalten, Zahndefekte, Entzündungen) und/oder anatomische physiologische Strukturen) detektiert und/oder vermessen werden. Somit kann beispielsweise eine Ausdehnung (z.B. ein Volumen, eine Fläche und/oder eine Länge) einer vermessenen Struktur ermittelt werden.
Beispielsweise kann der Mundraum 200 ein oder mehrere Öffnungen aufweisen, die mit einem Gas (z.B. Gasgemisch) gefüllt sein können und somit die Ultraschallwellen nicht oder nur ungenügend (z.B. ungenügend für eine sonographische Bildgebung) leiten können. Zum Schließen dieser Öffnungen, kann der Mundraum 200 mit einem Füllmedium 161 gefüllt (z.B. geflutet) werden. Beispielsweise kann der Mundraum 200 zu mehr als 50% (z.B. zu mehr als 60%, 70%, 80%, 90% oder mehr als 95%) mit dem Füllmedium 161 gefüllt werden. Beispielsweise kann der Mundraum 200 mit dem Füllmedium 161 gefüllt werden, bis eine Grenzfläche, die untersucht werden soll, vom Füllmedium 161 umschlossen ist. Das Füllmedium 161 kann beispielsweise ein Gel und/oder eine Flüssigkeit aufweisen (z.B. sein). Beispielsweise kann das Füllmedium eine Impedanz aufweisen, die im Wesentlichen der Impedanz von Schleimhäuten innerhalb des Mundraums entspricht (z.B. mit einer Abweichung von weniger als 20%). Somit kann beispielsweise eine Darstellung von knöchernen Strukturen (z.B. Knochen) und/oder Zähnen verbessert werden.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Dentalobjekt 110 eine Füllmedium-Fülleinheit 160 aufweisen, die eingerichtet ist, eine Mundhöhle 200 mit einem Füllmedium 161 zu füllen. Ein derartiges Dentalobjekt ist beispielsweise in Fig.2B dargestellt. Die Füllmedium-Fülleinheit 160 kann beispielsweise mit einem Reservoir verbunden sein/werden. Durch die Füllmedium-Fülleinheit 160 kann der Mundraum 200 mit dem Füllmedium 161 gefüllt werden. Ferner kann das Füllmedium 161 durch die Füllmedium-Fülleinheit 160 aus dem Mundraum 200 entfernt werden. Die Füllmedium-Fülleinheit 160 kann eingerichtet sein, von der Steuervorrichtung 170 gesteuert zu werden. Beispielsweise kann ein Füllstand des Mundraums mit dem Füllmedium 161 mittels der Steuervorrichtung gesteuert werden. Die Füllmedium-Fülleinheit 160 kann beispielsweise einen Zulauf zum Zuführen des Füllmediums 161 und/oder einen Ablauf zum Abführen des Füllmediums 161 aufweisen. Beispielsweise können der Zulauf und der Ablauf kombiniert sein. Beispielsweise kann der Ablauf ein oder mehrere Rohre und/oder ein oder mehrere Schläuche aufweisen. Beispielsweise kann der Ablauf ein oder mehrere Rohre und/oder ein oder mehrere Schläuche aufweisen. Beispielsweise kann die Füllmedium-Fülleinheit 160 eine Pumpe aufweisen, die eingerichtet ist zum Zuführen und/oder zum Abführen des Füllmediums 161 in bzw. aus dem Mundraum 200.
Gemäß verschiedenen Aspekten können ein oder mehrere Ultraschallwandler 130 an und/oder in dem Dentalobjekt 110 angebracht sein. Somit kann beispielsweise auf ein externes Ultraschall-Handgerät 150 verzichtet werden.
In Fig.3A ist ein Ultraschallsystem 100 gemäß verschiedenen Aspekten dargestellt. Das Ultraschallsystem 100 kann ein Dentalobjekt 110 aufweisen. Das Dentalobjekt 110 kann ein oder mehrere Ultraschallwandler 130 aufweisen. Die ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 können analog zu den obigen Beschreibungen ausgestaltet sein.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Dentalobjekt zusätzlich zu den ein oder mehreren Ultraschallwandlern 130 ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 aufweisen, wie in Fig.3B dargestellt ist. Diese können analog zu den oben beschriebenen ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen 120 ausgestaltet sein.
In Fig.3C ist beispielhaft eine Funktionsweise eines Ultraschallsystems 100 ohne ein Ultraschall- Handgerät 150 dargestellt. Um Unterschied zur obigen Beschreibung können die ersten Ultraschallwellen 131 direkt ausgehend vom Dentalobjekt 110 emittiert werden (z.B. mittels der ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 (z.B. mittels ein oder mehrerer Ultraschallemitter)). An den ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 können ein oder mehrere erste Ultraschallwellen 131 in Form von ein oder mehreren Referenzwellen 132 in Richtung der ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 (z.B. der ein oder mehreren Ultraschallempfänger) umgelenkt (z.B. reflektiert) werden. An einer Grenzfläche 220 können die ersten Ultraschallwellen 131 in Form von ein oder mehreren zweiten Ultraschallwellen 133 in Richtung der ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 (z.B. der ein oder mehreren Ultraschallempfänger) umgelenkt (z.B. reflektiert) werden.
Die ein oder mehreren Ultraschallwandler 130 können eingerichtet sein, die empfangenen Ultraschallwellen (z.B. die ein oder mehreren zweiten Ultraschallwellen 133 und/oder die ein oder mehreren Referenzwellen 132) jeweils in ein oder mehrere korrespondierende Ultraschallsignale umzuwandeln. Ferner kann das Dentalobjekt 110, z.B. die ein oder mehreren Ultraschallwandler 130, dazu eingerichtet sein, die Ultraschallsignale an eine Steuervorrichtung 170 zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 170 in das Dentalobjekt 110 integriert sein, wie beispielsweise in Fig.3D dargestellt ist. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung in ein Ultraschall- Handgerät 150 integriert sein (nicht dargestellt).
Ferner kann das Dentalobjekt 110 eine Füllmedium-Fülleinheit 160 zum Füllen eines Mundraums mit einem Füllmittel 161 aufweisen, wie in Fig.3E dargestellt ist. Die Füllmedium-Fülleinheit 160 kann analog zur obigen Beschreibung ausgestaltet sein.
Das Dentalobjekt 110 kann ferner ein oder mehrere Positionierungseinheiten zum Positionieren der ein oder mehreren Ultraschallwandler (auch als Wandler-Positionierungseinheiten bezeichnet) und/oder zum Positionieren der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (auch als Referenz- Positionierungseinheiten bezeichnet) aufweisen. Die Positionierungseinheiten können beispielsweise Befestigungsstrukturen sein, an denen die jeweiligen Ultraschallwandler und/oder Ultraschall- Messreferenzmarkierungen befestigt sind/werden können. Somit kann beispielsweise eine individualisierte (z.B. auf den jeweiligen Patienten angepasste) Wandler- und/oder Referenzmarkierungs-Konfiguration für jede Messung bereitgestellt werden. Beispielsweise können die ein oder mehreren Positionierungseinheiten auf und/oder in dem Dentalobjekt 110 angebracht sein. Beispielsweise können die ein oder mehreren Positionierungseinheiten bewegbar bezüglich des Dentalobjekts 110 gelagert sein. Somit können die jeweiligen Positionen der ein oder mehreren Positionierungseinheiten verschoben werden. Beispielsweise können die jeweiligen Positionen der ein oder mehreren Positionierungseinheiten eingerichtet sein, um zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen verändert zu werden. Somit kann beispielsweise eine Messung individualisiert werden, wodurch die Messergebnisse verbessert werden können.
Im Folgenden soll ein Verfahren zur Aufnahme von Ultraschallmessungen beschrieben werden. Es versteht sich, dass das Verfahren beispielsweise zum Erstellen von Ultraschallbildern, und/oder zum Vermessen von anatomischen Strukturen (z.B. mittels Grenzflächen von verschiedenen aneinander angrenzenden Gewebearten (z.B. mit voneinander verschiedenen Impedanzen)) verwendet werden kann. Beispielsweise können die anatomischen Strukturen in einer Mundhöhle liegen und/oder angrenzend an diese sein. Unter angrenzend kann hierbei verstanden werden, dass sie von einer Ultraschallwelle erreicht werden können und an einer korrespondierenden Grenzfläche eine zweite Ultraschallwelle erzeugt werden kann, die in einem Ultraschallwandler in ein auswertbares Ultraschallsignal umgewandelt werden kann.
Ein Verfahren zur Aufnahme von Ultraschallmessungen 400 ist beispielhaft in Fig.4 dargestellt. In einem ersten Schritt 401 kann ein Dentalobjekt in einer Mundhöhle positioniert werden.
In einem zweiten Schritt 402 kann die Mundhöhle mit einem Füllmedium gefüllt werden. Somit können Lufteinschlüsse, die zu ungewollten und/oder störenden Reflektionen führen können, vermindert (z.B. verhindert) werden. Mittels des Füllmediums kann eine Schallweiterleitung innerhalb des Mundraums verbessert werden. Beispielsweise kann die Mundhöhle zu mehr als 50% (z.B. zu mehr als 60%, 70%, 80%, 90%, oder mehr als 95%) mit dem Füllmedium gefüllt werden/sein. Beispielsweise kann die Mundhöhle mit dem Füllmedium gefüllt werden, bis eine Grenzfläche von Interesse (z.B. eine zu untersuchende Struktur) von dem Füllmedium (z.B. vollständig) umgeben ist. Beispielsweise kann die Grenzfläche derart umgeben sein, dass sie keinen körperlichen Kontakt mehr zu einem Gas innerhalb eines gasgefüllten Hohlraums hat.
Anschließend können in einem dritten Schritt 403 (zumindest) Ultraschallwellen, die zu einem Ultraschallsignal korrespondieren, in der Mundhöhle erzeugt werden. Beispielsweise können die Ultraschallwellen, die zu dem Ultraschallsignal korrespondieren, von außen in der Mundhöhle erzeugt werden (z.B. mittels eines Ultraschall-Handgeräts, an dem das Ultraschallsignal bereitgestellt wird). Beispielsweise kann das Ultraschallsignal von innen in die Mundhöhle eingekoppelt werden (z.B. mittels ein oder mehrerer Ultraschallwandler, die an dem Dentalobjekt angebracht sind und an denen das Ultraschallsignal bereitgestellt wird).
Somit kann sich eine zu dem Ultraschallsignal korrespondierende Ultraschallwelle innerhalb der Mundhöhle, insbesondere innerhalb des Füllmediums, ausbreiten. Die Ultraschallwelle kann an Strukturen (z.B. Referenzmarkierungen, anatomischen Strukturen etc.) reflektiert werden.
Die reflektierte Ultraschallwelle kann detektiert werden und in ein Ultraschallsignal umgewandelt werden. Somit können in einem vierten Schritt 404 basierend auf der reflektierten Ultraschallwelle (z.B. aus dem Ultraschallsignal) ein oder mehrere Messdaten ermittelt werden. Die ein oder mehreren Messdaten können jeweils eine Charakteristik eines der Mundhöhle und/oder von einer der die an die Mundhöhle angrenzen Strukturen repräsentieren. Im Anschluss kann beispielsweise basierend auf den ermittelten Messdaten ein Ultraschallbild erstellt werden. Beispielsweise kann basierend auf den ermittelten Messdaten die Mundhöhle, Strukturen innerhalb und/oder Strukturen, die an die Mundhöhle angrenzen, vermessen werden.
Darüber hinaus können ein oder mehrere Korrekturdaten zum Korrigieren der Messdaten ermittelt werden. Beispielsweise können diese auf Grundlage von Referenzsignalen ermittelt werden, wie zuvor beschrieben. Auf Grundlage der ein oder mehreren Korrekturdaten können die Messdaten korrigiert (z.B. systematische Abweichungen aus den Messdaten herausgerechnet) werden. Beispielsweise kann dadurch die Unsicherheit der Messdaten reduziert werden. Beispielsweise kann dadurch die örtliche Auflösung der Bilddaten verbessert werden. Beispielsweise kann somit die Unsicherheit einer Längenmessung und/oder Abstandsmessung reduziert werden.
Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, die sich auf das hierin Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen. ist ein Ultraschallsystem aufweisend: ein Dentalobjekt (z.B. eine Beißschiene und/oder eine
Zahnspange) zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweist; und ein Ultraschallwandler-Handgerät, welches eingerichtet sein kann, wenn es von außen an die Mundhöhle angelegt wird, zum Erzeugen von (z.B. ersten) Ultraschallwellen in der Mundhöhle basierend auf einem ersten Ultraschallsignal und zum Erfassen von (z.B. zweiten) Ultraschallwellen aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten (z.B. zweiten) Ultraschallwellen, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.
Anschaulich kann somit das erste Ultraschallsignal als ein Sendesignal und das zweite Ultraschallsignal als ein Empfangssignal verstanden werden.
Beispielsweise kann das zweite Ultraschallsignal den Ultraschallwellen aus der Mundhöhle korrespondieren. Beispielsweise können die Ultraschallwellen aus der Mundhöhlen ein umgelenkter (z.B. ein reflektierter) Anteil der durch das Ultraschallwandler-Handgerät erzeugten Ultraschallwellen sein. Beispielsweise kann die erste Ultraschallwelle an ein oder mehreren Strukturen innerhalb der und/oder angrenzend an eine Mundhöhle (z.B. dem Dentalobjekt (z.B. den ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen), einer Zunge, einer Uvula, ein oder mehreren Zähnen, einem Kieferknochen) umgelenkt (z.B. reflektiert) werden und dadurch die zweite Ultraschallwelle erzeugen. ist ein Ultraschallsystem, das aufweisen kann ein Dentalobjekt zum Einbringen und
Positionieren in eine Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere aktive Ultraschall- Messreferenzmarkierungen aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle zu erzeugen; und ein Ultraschallwandler- Handgerät, welches eingerichtet ist, wenn es von außen an die Mundhöhle angelegt wird, zum Erzeugen von Ultraschallwellen in der Mundhöhle basierend auf einem ersten Ultraschallsignal und zum Erfassen von transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert. ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel oder 2, wobei das Ultraschallwandler-Handgerät ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweisen kann, die jeweils eingerichtet sind, um die Ultraschallwellen, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondieren, von außen in der Mundhöhle zu erzeugen und/oder um das zweite Ultraschallsignal, das zu den erfassten Ultraschallwellen aus der Mundhöhle korrespondiert, zu erzeugen (z.B. zu ermitteln). ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 3, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen können (z.B. aus diesen bestehen können), und wobei die ein oder mehreren Ultraschallemitter (z.B. jeder der ein oder mehreren Ultraschallemitter) vorzugsweise dazu eingerichtet sein können, um die Ultraschallwellen, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondieren, in der Mundhöhle zu erzeugen (z.B. wenn die Ultraschallemitter von außen an die Mundhöhle angelegt sind). Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallwandler jeweils ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen (z.B. aus diesen bestehen).
Es versteht sich, dass aus der Überlagerung von mehreren einzeln Ultraschallwellen, die jeweils zu einem Ultraschallsignal korrespondieren, (z.B. die von jeweils einem der mehreren Ultraschallemittern erzeugt (z.B. emittiert) werden/wurden) eine neue überlagerte Ultraschallwelle entstehen kann (z.B. die erste Ultraschallwelle). Die überlagerte Ultraschallwelle kann durch ein überlagertes Ultraschallsignal (z.B. das erste Ultraschallsignal) repräsentiert werden. ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 3 oder 4, wobei die ein oder mehreren
Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallempfänger zum Empfangen von Ultraschallwellen aufweisen können (z.B. aus diesen bestehen können), und wobei die ein oder mehreren Ultraschallempfänger (z.B. jeder der ein oder mehreren Ultraschallempfänger) vorzugsweise dazu eingerichtet sein können, das zweite Ultraschallsignal aus einer Mundhöhle zu erzeugen (z.B. zu ermitteln), beispielsweise basierend auf den empfangenen Ultraschalwellen. Beispielsweise können die die ein oder mehreren Ultraschallwandler jeweils ein oder mehrere Ultraschallempfänger zum Empfangen von Ultraschallwellen aufweisen (z.B. aus diesen bestehen). ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 5, wobei die ein oder mehreren
Ultraschall-Messreferenzmarkierungen eine Gruppe von aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann, wobei die aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aus der Gruppe von aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen jeweils eingerichtet sein können, eine Referenzwelle (z.B. eine Ultraschallreferenzwelle), die zu einem Referenzsignal (z.B. einem Ultraschallreferenzsignal) korrespondiert, in der Mundhöhle zu erzeugen, und/oder wobei die ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen eine Gruppe von passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann, wobei die passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aus der Gruppe von passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen jeweils eingerichtet sein können, um eine im Mundraum erzeugte (z.B. erste) Ultraschallwelle, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondiert, als eine Referenzwelle an das Ultraschallwandler-Handgerät (z.B. an die ein oder mehreren Ultraschallwandler (z.B. die ein oder mehrere Ultraschallempfänger)) umzulenken (z.B. zu reflektieren). Beispielsweise kann die erste Ultraschallwelle auf die ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen treffen und als zweite Ultraschallwelle, die zum zweiten Ultraschallsignal korrespondiert, in Richtung des Handgeräts umgelenkt werden. Somit kann Beispielsweise eine Positionsbestimmung von ein oder mehreren Strukturen durchgeführt oder verbessert werden aufgrund der bekannten Positionen der Referenzmarkierungen bezüglich des Dentalobjekts. Somit kann beispielsweise eine höhere Genauigkeit erreicht werden. ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 6, wobei das Ultraschallsystem ferner eine Handgeräts-Positionierungseinheit aufweist, zum Positionieren des Handgeräts von außen an eine Mundhöhle (z.B. mittels ein oder mehrerer Gurte, einer Vorrichtung auf der der Kopf (in dem eine Mundhöhle ist) positioniert und/oder fixiert werden kann, und/oder eine Vorrichtung mit der, der Kopf fixiert werden kann). ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 7, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere zusätzliche Ultraschallwandler aufweist. ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 8, wobei die ein oder mehreren zusätzlichen
Ultraschallwandler eingerichtet sein können, um in der Mundhöhle erzeugte Ultraschallwellen, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondieren, zu erfassen (z.B. empfangen) und somit ein zu den erfassten Ultraschallwellen korrespondierendes Ultraschallsignal zu erzeugen, und/oder wobei die ein oder mehreren zusätzlichen Ultraschallwandler eingerichtet sein können Ultraschallwellen, die zum zweite Ultraschallsignal korrespondieren, in der Mundhöhle zu erzeugen (z.B. zu emittieren) und/oder zu empfangen. Beispielsweise können die ein oder mehreren zusätzlichen Ultraschallwandler eingerichtet sein ein oder mehrere erste Ultraschallwellen, die zum Ultraschallsignal korrespondieren, zu erfassen (z.B. zu empfangen). Beispielsweise können die ein oder mehreren zusätzlichen Ultraschallwandler eingerichtet sein ein oder mehrere zweite Ultraschallwellen, die zum zweiten Ultraschallsignal korrespondieren, zu emittieren. 10 ist ein Ultraschallsystem aufweisend: ein Dentalobjekt zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweist; wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler eingerichtet sind, Charakteristika eines Teils einer Mundhöhle oberhalb (z.B. Gaumen) oder unterhalb (z.B. Mundboden) des Dentalobjekts zu erfassen. ist ein Ultraschallsystem, das aufweisen kann: ein Dentalobjekt zum Einbringen und
Positionieren in einer Mundhöhle, wobei das Dentalobjekt aufweist ein oder mehrere Ultraschallwandler und ein oder mehrere aktive Ultraschall-Messreferenzmarkierungen, die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle zu erzeugen; wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler eingerichtet sind, transmittierte und/oder reflektierte Ultraschallwellen innerhalb der Mundhöhle, welche die Charakteristika eines Teils der Mundhöhle oberhalb oder unterhalb des Dentalobjekts repräsentieren, und die jeweiligen Referenzwellen der ein oder mehreren aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen zu erfassen, welche Informationen des Dentalobjekts repräsentieren.
12 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 10 oder 11 wobei die ein oder mehreren
Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen können (z.B. aus diesen bestehen können), und wobei die ein oder mehreren Ultraschallemitter (z.B. jeder der ein oder mehreren Ultraschallemitter) dazu eingerichtet sein können, um Ultraschallwellen, die zu einem ersten Ultraschallsignal korrespondieren, in der Mundhöhle zu erzeugen.
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Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 12, wobei die ein oder mehreren
Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallempfänger aufweisen können (z.B. aus diesen bestehen können), und wobei die ein oder mehreren Ultraschallempfänger (z.B. jeder der ein oder mehreren Ultraschallempfänger) dazu eingerichtet sein können, das zweite Ultraschallsignal aus einer Mundhöhle zu erzeugen (z.B. zu ermitteln), beispielsweise basierend auf den empfangenen Ultraschalwellen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Ultraschallempfänger dazu eingerichtet sein, ein oder mehrere (z.B. zweite) Ultraschallwellen, die zum zweiten Ultraschallsignal korrespondieren, zu empfangen.
Das zweite Ultraschallsignal kann die Eigenschaften von (zumindest) einer Struktur innerhalb einer Mundhöhle repräsentieren. Beispielsweise kann in Verbindung mit Beispiel 12, das zweite Ultraschallsignal eine Reflektion der ersten Ultraschallwellen repräsentieren.
14 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 13, wobei die ein oder mehreren
Ultraschallwandler beweglich innerhalb des Dentalobjekts gelagert sein können.
15 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 14, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Wandler-Positionierungseinheiten aufweisen kann zum Positionieren der ein oder mehreren Ultraschallwandler. Beispielsweise kann jede der Wandler-Positionierungseinheiten derart eingerichtet sein, dass eine jeweilige der ein oder mehreren Ultraschallwandler in und/oder an der jeweiligen Wandler-Positionierungseinheit befestigt sein/werden kann.
Beispiel 16 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 15, wobei die ein oder mehreren Wandler- Positionierungseinheiten derart eingerichtet sein können, so dass die ein oder mehreren Ultraschallwandler innerhalb des Dentalobjekts oder auf einer äußeren Oberfläche des Dentalobjekts positioniert werden können.
Beispiel 17 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 16, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann.
Beispiel 18 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 17, wobei die ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen eine Gruppe von aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann, wobei die aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aus der Gruppe von aktiven Ultraschall- Messreferenzmarkierungen jeweils eingerichtet sein können, eine Referenzwelle (z.B. eine Ultraschallreferenzwelle), die zu einem Referenzsignal (z.B. einem Ultraschallreferenzsignal) korrespondiert, in der Mundhöhle zu erzeugen, und/oder wobei die ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen eine Gruppe von passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann, wobei die passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aus der Gruppe von passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen jeweils eingerichtet sein können, um eine im Mundraum erzeugte (z.B. erste) Ultraschallwelle, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondiert, als eine Referenzwelle an das Ultraschallwandler-Handgerät (z.B. an die ein oder mehreren Ultraschallwandler (z.B. die ein oder mehrere Ultraschallempfänger)) umzulenken (z.B. zu reflektieren). Beispielsweise kann die erste Ultraschallwelle auf die ein oder mehreren Ultraschall- Messreferenzmarkierungen treffen und als zweite Ultraschallwelle, die zum zweiten Ultraschallsignal korrespondiert, in Richtung des Handgeräts umgelenkt werden. Somit kann Beispielsweise eine Positionsbestimmung von ein oder mehreren Strukturen durchgeführt oder verbessert werden aufgrund der bekannten Positionen der Referenzmarkierungen bezüglich des Dentalobjekts. Somit kann beispielsweise eine geringere Messabweichung erreicht werden.
Beispiel 19 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 17 oder 18, wobei jede der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen eingerichtet sein kann, um eine auf die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen auftreffende Ultraschallwelle, in Richtung der (z.B. an die) ein oder mehreren Ultraschallwandler umzulenken (z.B. zu reflektieren). Somit können ein oder mehrere Referenzsignale erfasst (z.B. ermittelt) werden. Die ein oder mehreren Referenzsignale können beispielsweise verwendet werden, um Messunsicherheiten aus dem empfangenen zweiten Signal zu korrigieren. Somit kann eine Güte eines resultierenden Bildes (z.B. eine Abbildungsgüte) bzw. eine Güte einer resultierenden Längen(ver)messung (z.B. eine Messgenauigkeit) verbessert werden.
Figure imgf000025_0001
Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 19, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Referenz-Positionierungseinheiten aufweisen kann zum Positionieren der ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen. Somit können beispielsweise redundante Messpunkte erzeugt werden.
21 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 20, wobei die ein oder mehreren Referenz-
Positionierungseinheiten derart eingerichtet sein können, so dass die ein oder mehreren Ultraschallsensoren innerhalb des Dentalobjekts oder auf einer äußeren Oberfläche des Dentalobjekts positioniert sein/werden können.
22 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 21 , wobei das Dentalobjekt eine
Füllmedium-Fülleinheit aufweisen kann zum Füllen des Mundraums mit einem Füllmedium. Somit wird beispielsweise ermöglicht, eine luftgefüllte Kavität (oder ähnliches) mit einem Füllmedium zu füllen, das die Luft verdrängt. Dadurch können die Wände der nunmehr nicht mit Luft gefüllten Kavität mittels des Ultraschallsystems untersucht werden.
23 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 22, wobei das Füllmedium eine Flüssigkeit aufweist
(z.B. ist).
24 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 22 oder 23, wobei das Füllmedium
NaCI mit einer Konzentration von 0,1 mol/l bis 10 mol/l aufweist.
25 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 16 bis 24, wobei das Füllmedium ein
Gel aufweist (z.B. ist).
26 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 22 bis 25, wobei die Füllmedium-
Fülleinheit einen Zulauf zum Zuführen des Füllmediums und/oder einen Ablauf zum Abführen des
Füllmediums aufweist.
27 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 22 bis 26, wobei das Füllmedium geeignet ist, ein Ultraschallsignal der ein oder mehreren Ultraschallsensoren mit geringem (z.B. vernachlässigbarem) Verlust (z.B. mit einem Signalverlust von weniger als 10%, 5%, 1 %, 0,5%, 0,1 %, 0,05%, oder weniger als 0,01 % (z.B. aufgrund einer Absorption)) über eine Strecke von mehr als 3 cm zu leiten (z.B. von mehr als 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm oder 10 cm).
Figure imgf000025_0002
Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 27, ferner aufweisend eine
Steuervorrichtung zum Steuern des Ultraschallsystems (z.B. einer Amplitude (z.B. einer Stärke), einer
Bandbreite und/oder einer zeitlichen Verzögerung des Ultraschallsignals).
Figure imgf000026_0001
Ultraschallsystem gemäß Beispiel 28, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, einen Füllstand des Füllmediums innerhalb einer Mundhöhle zu steuern.
30 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele bis 29, wobei die ein oder mehreren
Ultraschallwandler jeweils einen piezoelektrischen Stoff aufweisen können. Beispielsweise kann jede der ein oder mehreren Ultraschallwandler ein oder mehrere piezoelektrische Kristalle aufweisen.
31 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems zum Erstellen eines Ultraschallbildes einer
Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Weichgewebe- Strukturen, wobei das Ultraschallsystem ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 30 ist.
32 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß Beispiel 31 wobei das erstellte
Ultraschallbild mehr als 20% (z.B. mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder mehr als 90%) einer
Oberfläche (z.B. einer Mundschleimhautoberfläche, einer Zungenoberfläche, eines
Zahnfleischoberfläche, eines Kieferoberfläche, einer oder mehrere Zahnoberflächen, einer
Gaumenoberfläche) innerhalb einer Mundhöhle (z.B. einer gesamten Mundhöhle) oder von ein oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Strukturen (z.B. Weichgewebe-Strukturen, knöcherne Strukturen) abbildet.
33 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems zum Vermessen einer Fläche (z.B. innerhalb) einer Mundhöhle und/oder von ein und/oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Strukturen (z.B. Weichgewebe-Strukturen, knöcherne Strukturen), wobei das Ultraschallsystem ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 30 ist.
34 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß Beispiel 33, wobei die vermessene
Fläche mehr als 20% (z.B. mehr als 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% oder mehr als 90%) einer
Oberfläche (z.B. einer Mundschleimhautoberfläche, und/oder einer Zungenoberfläche, und/oder eines
Zahnfleischoberfläche, und/oder einer Kieferoberfläche, und/oder einer oder mehrere Zahnoberflächen, und/oder einer Gaumenoberfläche) innerhalb einer Mundhöhle oder von den von ein oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Strukturen (z.B. Weichgewebe-Strukturen, knöcherne Strukturen) repräsentiert.
35 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Beispiele 31 bis 34, wobei ein
(z.B. erster) Teil des Ultraschallsystems (z.B. das Handgerät) von außen an eine Mundhöhle (z.B. den Mundboden, die Wangen) angelegt wird. 36 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Beispiele 31 bis 35, wobei ein
(z.B. zweiter) Teil des Ultraschallsystems (z.B. ein Dentalobjekt) innerhalb einer Mundhöhle (z.B. zwischen Zähnen, zwischen einem Oberkiefer und einem Unterkiefer) positioniert wird.
Beispiel 37 ist ein Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes und/oder zum Vermessen einer Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Weichgewebe-Strukturen, die an eine Mundhöhle angrenzen, das Verfahren kann aufweisen: Einbringen (z.B. Positionieren) eines Dentalobjekts in eine Mundhöhle; Füllen einer Mundhöhle mit einem Füllmedium; Erzeugen von Ultraschallwellen korrespondierend zu einem Ultraschallsignal in eine Mundhöhle; und Ermitteln von Messdaten von einer Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Strukturen (z.B. Weichgewebe-Strukturen, knöcherne Strukturen), die an eine Mundhöhle angrenzen. Beispielsweise können die Messdaten auf einer Reflektion der erzeugten Ultraschallwellen basieren.
38 ist ein Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes, das Verfahren kann aufweisen:
Einbringen eines Dentalobjekts, das ein oder mehrere aktive Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweist, in eine Mundhöhle; Füllen der Mundhöhle mit einem Füllmedium; Erzeugen von Ultraschallwellen korrespondierend zu einem Ultraschallsignal in der Mundhöhle; Ermitteln von auf transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen basierenden Messdaten von der Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Strukturen, die an die Mundhöhle angrenzen; Erzeugen von Ultraschall-Referenzwellen mittels der einen oder den mehreren aktiven Ultraschall-
Messreferenzmarkierungen; und Ermitteln von auf den Ultraschall-Referenzwellen basierenden Korrekturdaten innerhalb der Mundhöhle zum Korrigieren der Messdaten.
39 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 37 oder 38, das optional ferner aufweisen kann Erstellen eines Ultraschallbildes auf Grundlage der ermittelten Messdaten.
40 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 39, das optional ferner aufweisen kann:
Vermessen einer Mundhöhle und/oder der ein oder mehreren Strukturen (z.B. Weichgewebe-
Strukturen, knöcherne Strukturen), die an eine Mundhöhle angrenzen auf Grundlage der Messdaten.
41 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 40, das optional ferner aufweisen kann:
Aufnehmen von Korrekturdaten zum Korrigieren der Messdaten.
42 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 41 das optional ferner aufweisen kann:
Korrigieren der Messdaten (z.B. der Bilddaten, der Abstandsdaten) auf Grundlage der Korrekturdaten.
43 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 42, wobei eine Mundhöhle zu mehr als
50% (z.B. zu mehr als 60%, 70%, 80%, 90%, oder mehr als 95%) mit dem Füllmedium gefüllt sein/werden kann. Beispiel 44 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 43, wobei die Ultraschallwellen von außen (z.B. von außerhalb einer Mundhöhle) in der Mundhöhle erzeugt werden können. Beispiel 45 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 37 bis 44, wobei die Ultraschallwellen von innen (z.B. von innerhalb einer Mundhöhle) in der Mundhöhle erzeugt werden können.

Claims

Patentansprüche
1 . Ultraschallsystem (100) aufweisend:
• ein Dentalobjekt (110) zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle (200), wobei das Dentalobjekt (110) ein oder mehrere aktive Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle (200) zu erzeugen; und
• ein Ultraschallwandler-Handgerät (150), welches eingerichtet ist, wenn es von außen an die Mundhöhle angelegt wird, zum Erzeugen von Ultraschallwellen in der Mundhöhle (200) basierend auf einem ersten Ultraschallsignal und zum Erfassen von transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen sowie der von dem Dentalobjekt erzeugten Referenzwelle, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.
2. Ultraschallsystem gemäß Anspruch 1 , wobei das Ultraschallwandler-Handgerät ein oder mehrere Ultraschallwandler aufweist, die dazu eingerichtet sind, um die Ultraschallwellen, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondieren, von außen in der Mundhöhle (200) zu erzeugen, und/oder um das zweite Ultraschallsignal, das zu den erfassten Ultraschallwellen aus der Mundhöhle (200) korrespondiert, zu erzeugen.
3. Ultraschallsystem gemäß Anspruch 2, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen.
4. Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) eine Gruppe von passiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweisen, die jeweils dazu eingerichtet sind, um eine im Mundraum (200) erzeugte Ultraschallwelle, die zum ersten Ultraschallsignal korrespondiert, als eine Referenzwelle an das Ultraschallwandler-Handgerät (150) umzulenken.
5. Ultraschallsystem (100) aufweisend:
• ein Dentalobjekt (110) zum Einbringen und Positionieren in einer Mundhöhle (200), wobei das Dentalobjekt aufweist ein oder mehrere Ultraschallwandler (130) und ein oder mehrere aktive Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120), die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle (200) zu erzeugen;
• wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler (130) eingerichtet sind, transmittierte und/oder reflektierte Ultraschallwellen innerhalb der Mundhöhle (200), welche die Charakteristika eines Teils der Mundhöhle (200) oberhalb oder unterhalb des Dentalobjekts (110) repräsentieren, und die jeweiligen Referenzwellen der ein oder mehreren aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) zu erfassen, welche Informationen des Dentalobjekts repräsentieren.
6. Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Dentalobjekt (110) eine Füllmedium-Fülleinheit (160) aufweist zum Füllen eines Mundraums mit einem Füllmedium (161).
7. Ultraschallsystem (100) gemäß Anspruch 6, wobei das Füllmedium (161) eine Flüssigkeit aufweist oder ist, und/oder wobei das Füllmedium (161) ein Gel aufweist oder ist.
8. Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Füllmedium-Fülleinheit (160) einen Zulauf zum Zuführen des Füllmediums (161) in eine Mundhöhle (200) und/oder einen Ablauf zum Abführen des Füllmediums (161) aus einer Mundhöhle (200) aufweist.
9. Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler (130) jeweils einen piezoelektrischen Stoff aufweisen.
10. Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend eine Steuervorrichtung (170) zum Steuern des Ultraschallsystems, und wobei die Steuervorrichtung (170) vorzugsweise eingerichtet ist, einen Füllstand des
Füllmediums (161) innerhalb einer Mundhöhle (200) zu steuern.
11 . Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Erstellen eines Ultraschallbildes einer Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Strukturen, und/oder zum Vermessen einer Fläche einer Mundhöhle und/oder von ein und/oder mehreren an eine Mundhöhle angrenzenden Strukturen.
12. Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes, das Verfahren aufweisend:
Einbringen eines Dentalobjekts, das ein oder mehrere aktive Ultraschall- Messreferenzmarkierungen aufweist, in eine Mundhöhle (401);
Füllen der Mundhöhle mit einem Füllmedium (402);
Erzeugen von Ultraschallwellen korrespondierend zu einem Ultraschallsignal in der Mundhöhle (403);
Ermitteln von auf transmittierten und/oder reflektierten Ultraschallwellen basierenden Messdaten von der Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Strukturen, die an die Mundhöhle angrenzen (404);
Erzeugen von Ultraschall-Referenzwellen mittels der einen oder den mehreren aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen; und
Ermitteln von auf den Ultraschall-Referenzwellen basierenden Korrekturdaten innerhalb der Mundhöhle zum Korrigieren der Messdaten.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend
Erstellen eines Ultraschallbildes auf Grundlage der ermittelten Messdaten; und/oder
Vermessen einer Mundhöhle und/oder der ein oder mehreren Weichgewebe-Strukturen, die an eine Mundhöhle angrenzen auf Grundlage der Messdaten.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, ferner aufweisend
Korrigieren der Messdaten (z.B. der Bilddaten, der Abstandsdaten) auf Grundlage der Korrekturdaten.
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