DE19854223C2 - Spitzenposition-Ermittlungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spitzenposition-Ermittlungsgerät zur Ver­ wendung bei der Zahndiagnose und Behandlung.

Bei der Zahnbehandlung gibt es einige Fälle, wo die Zahnpulpa und der Nerv von einem Wurzelkanal entfernt werden müssen. In diesen Fällen mißt der Operateur zunächst die Entfernung von einer Krone zu einer Spitze der Wurzel (Wurzelspitze). Danach wird die Zahnpulpa und der Nerv bei dem gemessenen Abstand aus dem Wurzelkanal entfernt. Um die­ sen Abstand zu messen, wird ein Spitzenposition-Ermittlungsgerät verwendet. Das Spitzen­ position-Ermittlungsgerät ermittelt die Spitzenposition, wobei eine Oralelektrode in einer Oral­ höhle und eine Meßelektrode in einem Wurzelkanal angeordnet wird, ein Wechselstromsignal zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode bereitgestellt wird, und die Spitzenposition auf der Basis des Meßsignals ermittelt wird, welches erhalten wird, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht.

Der Operateur setzt die Meßelektrode von der Krone in Richtung auf die Spitze ein und überwacht, ob ein Zeiger eines Anzeigeabschnitts eine vorgegebene Position anzeigt, wenn die Meßelektrode die Spitze erreicht.

Bei der Zahnbehandlung ist es wichtig, die Spitzenposition genau zu ermitteln. Wenn die Spitzenposition nicht genau ermittelt wird, weicht der Abstand von der Krone zur Spitze vom wirklichen Abstand ab. Wenn die Behandlung durchgeführt wird, wobei man sich auf den gemessenen Abstand verläßt (der vom wirklichen Abstand abweicht), kann die Pulpa und der Nerv innerhalb des Wurzelkanals nach der Behandlung bleiben. Andernfalls kann die Spitze während der Behandlung zerstört werden.

Wie beschrieben ist es wichtig, die Spitzenposition genau zu ermitteln. Ein her­ kömmlich-verwendetes Spitzenposition-Ermittlungsgerät ist jedoch noch unzureichend in be­ zug auf die Genauigkeit.

Spitzenposition-Ermittlungsgeräte der eben beschriebenen Art sind beispielsweise aus der DE 41 26 753 C2 sowie der DE 41 39 424 C2 bekannt. Bei dem in der DE 41 26 753 C2 dargestellten Gerät werden mit einer Signalgeberanordnung Meßsignale mit unterschiedlichen Frequenzen zwischen die Meßelektrode und die Oralelektrode angelegt und mit einer eine Rechenschaltung aufweisenden Erfassungseinrichtung die Wurzelkanal-Impedanzwerte erfaßt. Auf Grundlage des Quotienten zwischen den Eingangssignalen bei zwei unterschiedlichen Frequenzen wird dann die Apikalposition der Meßelektrode berechnet. Durch die Quotientenbildung kann der Einfluß eines von Umgebungsbedingungen abhängenden und die Messung beeinflussenden Faktors eliminiert werden.

Bei dem in der DE 41 39 424 C2 beschriebenen Gerät werden mit Hilfe einer Datenerfassungseinrichtung sukzessive Meßdaten erfaßt, welche der Position der Spitze der in den Wurzelkanal eingesetzten Meßelektrode entsprechen. Die Daten werden von einer Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet, wobei diese eine Kompensationsanordnung aufweist, welche die Meßdaten in kompensierte Daten umsetzt, die sich linear entsprechend dem Abstand zwischen der Spitze der Meßelektrode und der Apikalposition ändern. Die Beschreibung läßt jedoch offen, von welcher Art das durch die Meßdaten erhaltene Signal sein soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spitzenposition-Ermittlungsgerät bereitzustellen, welches die Tatsache, daß die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht, mit hoher Genauigkeit ermitteln kann und die Anzeige der Bewegung der Meßelektrode zu vereinfachen, bis diese die Spitzenposition erreicht, wodurch die Operationsweise für den Benutzer verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere richtet sich die vorliegende Erfindung auf das Spitzenposition- Ermittlungsgerät, welches die Zeigerbewegung des Anzeigeabschnitts in der gleichen Weise wie beim herkömmlich-verwendeten Gerät anzeigt, welches als einfache und anpassungsfähige Einrichtung für den praktischen Zahnprüfbetrieb angesehen wird.

Um die obigen Aufgaben zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung ein Meßprinzip auf der Basis einer gänzlich neuen technischen Idee bei einem Spitzenposition-Ermittlungsgerät, um die Spitzenposition zu ermitteln. Das Spitzenposition-Ermittlungsgerät bestimmt die Spitzenposition, wobei eine Oralelektrode in einem Oralhohlraum und eine Meßelektrode in einem Wurzelkanal angeordnet wird, wobei ein Wechselstromsignal zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode bereitgestellt wird, und wobei die Spitzenposition auf der Basis des Meßsignals bestimmt wird, welches erhalten wird, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht.

Um das Prinzip ausführlicher zu erklären, wird ein erstes Frequenzsignal zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode bereitgestellt, um ein erstes Meßsignal zu erhalten. Andererseits wird ein zweites Frequenzsignal zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode bereitgestellt, um ein zweites Meßsignal zu erhalten. Dann wird der logarithmisch-umgesetzte Berechnungswert erhalten, wobei die ersten und zweiten Meßwerte, die erhalten werden, verwendet werden. Dann wird das erste Meßsignal und die Rechenwerte einem Rechenbetrieb unterworfen, beispielsweise einer Addition oder Subtraktion, um dadurch das Spitzenermittlungssignal zu erhalten.

Die Spitzenposition wird grundsätzlich durch das erste Meßsignal auf der Basis der ersten Frequenz gemäß der obigen Einrichtung ermittelt. Es wird jedoch üblicherweise eine Korrektur durch den Rechenwert durchgeführt, der in Abhängigkeit von Umgebungsfaktoren variiert. Der hier verwendete Rechenwert ist ein logarithmisch-umgesetzter Wert des Meßsignals. Aufgrund der logarithmischen Natur wird ein hochgenauer Rechenwert erhalten. Als Ergebnis kann das Spitzenposition- Ermittlungssignal, welches zeigt, daß die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht, mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht des Grundaufbaus des Spitzenposition-Ermittlungsgeräts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine ausführliche Schaltungsanordnung des Geräts von Fig. 1;

Fig. 3A bis 3C äquivalente Schaltungen, die bei der Erklärung des Prinzips der Spitzenpositionsermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

Fig. 4 ein Profil eines Anzeigeabschnitts, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht;

Fig. 5A eine Tabelle, die Meßströme und Rechenwerte bei verschiedenen Umgebungsfaktoren zeigt, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition beim Gerät der vorliegenden Erfindung erreicht;

Fig. 5B eine graphische Darstellung, der Spalte C und J von Fig. 5A;

Fig. 6A bis Fig. 6D graphische Darstellungen, die Pegel von Signalen von 500 Hz und 2 kHz zeigen, die an unterschiedlichen Positionen gemessen wurden, an denen die Meßelektrode angeordnet wurde;

Fig. 7A eine Vieleck-Näherungsschaltung;

Fig. 7B die Kennlinie der in Fig. 7A gezeigten Schaltung;

Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die Zeigerverschiebung auf der Anzeige zeigt (aufgezeichnet auf der Ordinate), und sie zeigt den Verschiebeabstand der Meßelektrode (aufgezeichnet auf der Abszisse), und sie zeigt die Kennlinie des Eingangssignals, welches in die Vieleck-Näherungsschaltung von einer Recheneinheit geführt wird, wobei die Zeigerverschiebung des Anzeigeabschnitts der vorliegenden Erfindung und die Zeigerverschiebung eines herkömmlich-verwendeten Geräts verglichen wird; und

Fig. 9 ein Gerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Mit Hilfe der Blockdarstellung von Fig. 1 wird zunächst der Gesamtaufbau des Spitzenposition-Ermittlungsgeräts erklärt. Das Gerät besitzt eine Oralelektrode 10, die in Verbindung mit dem Zahnfleisch gebracht wird, und eine spitzenförmige Meßelektrode 20, die in dem Wurzelkanal eingeführt wird. Der Signalverarbeitungsabschnitt 30 umfaßt eine erste Strommeßeinrichtung 301, eine zweite Strommeßeinrichtung 302, eine Recheneinrichtung 303 und eine Positionssignal- Bildungseinrichtung 304. Die erste Strommeßeinrichtung 301 ist verantwortlich dafür, einen ersten Stromwert zu messen, wobei ein erstes Frequenzsignal zwischen der Meßelektrode 20 und der Oralelektrode 10 bereitgestellt wird. Die zweite Strommeßeinrichtung 302 ist dafür verantwortlich, einen zweiten Stromwert zu messen, wobei ein zweites Frequenzsignal zwischen der Meßelektrode 20 und der Oralelektrode 10 bereitgestellt wird. Die Recheneinrichtung 301 hat die Aufgabe, einen Rechenwert zu erlangen, wobei der erste Stromwert (durch die erste Strommeßeinrichtung 301 erhalten) und der zweite Stromwert (durch die zweite Strommeßeinrichtung 302 erhalten) verwendet wird. Positionssignal-Bildungseinrichtung 304 hat die Aufgabe, ein Spitzenposition-Ermittlungssignal durch einen Rechenbetrieb (Addition oder Subtraktion) zu erzielen, wobei der erste Stromwert und der Rechenwert verwendet wird. Das Spitzenposition-Ermittlungssignal, welches durch die Positionssignal- Bildungseinrichtung 304 erhalten wird, wird zum Anzeigeabschnitt 40 über eine Ausgangsschaltung 305 zur Anzeige geliefert.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die eine Schaltung des Signalverarbeitungsabschnitts 30 genauer zeigt. Ein Zeittakt-Steuerabschnitt 311 steuert den Gesamtbetrieb des Geräts einschließlich des Umschaltens aller Signalverarbeitungswege und den Empfang des Operationssignals. Ein Oszillator 3012 erzeugt Schwingungssignale von 500 Hz (erste Frequenz) und 2 kHz (zweite Frequenz). Durch die Betätigung eines Schalters 313 wird entweder das Schwingungssignal von 500 Hz oder 2 kHz ausgewählt und zu einer Meßelektrode 20 über eine Anpassungsschaltung 314 geliefert.

Der Strom, der durch die Impedanz (wird später beschrieben) bestimmt wird, fließt zwischen der Meßelektrode 20 und der Oralelektrode 10. Die Oralelektrode 10 ist nicht nur über einen Ermittlungswiderstand 315 geerdet (mit Masse verbunden), sondern auch mit einem Eingangsanschluß eines Verstärkers 316 verbunden. Das Wechselstromsignal, welches durch den Verstärker 316 verstärkt wird, wird in einem Gleichstrom über einen Detektor 317 umge­ setzt und zu einem Eingangsanschluß eines Umschalters 18 geliefert. Der Betrieb des Schalters 318 wird auf der Basis eines Steuersignals gesteuert, welches vom Zeittakt-Steuerabschnitt 311 geliefert wird. Wenn das Signal von 500 Hz angewandt wird, wird ein Ermittlungsstrom i 1 zu einer Recheneinheit 319 und einem logarithmischen Verstärker 320 geliefert, während, wenn das Signal von 2 kHz verwendet wird, ein Ermittlungsstrom i2 lediglich zum logarithmi­ schen Verstärker 320 geliefert wird.

Im logarithmischen Verstärker 320 wird die folgende Berechnung durchgeführt, um einen Rechenwert G zu erhalten:

20log₁₀[i2 - i1)/i1]

Der Rechenwert G wird zur Recheneinheit 319 geliefert. In der Recheneinheit 319 wird die folgende Berechnung durchgeführt, um ein Spitzenposition-Ermittlungssignal X zu erhalten:

X = i1(erster Stromwert) + G(Rechenwert)

Das Spitzenposition-Ermittlungssignal X wird zum Anzeigeabschnitt 40 über eine Vieleck-Näherungsschaltung geliefert.

In der Signalverarbeitungsschaltung 30 besteht die erste Strommeßeinrichtung 301 aus einem Pfad, der vom Oszillator 312 aus beginnt, dem Umschalter 313, der Anpassungs­ schaltung 314, der Meßelektrode 20, der Oralelektrode 10, dem Ermittlungswiderstand 315, dem Verstärker 316, dem Detektor 317 bis zum Schalter 318, wenn das Signal von 500 Hz ausgegeben wird. Ähnlich besteht die zweite Strommeßeinrichtung 302 aus einem Pfad, der vom Oszillator 312 aus beginnt, dem Umschalter 313, der Anpassungsschaltung 314, der Meß­ elektrode 20, der Oralelektrode 10, dem Ermittlungswiderstand 315, dem Verstärker 316, dem Detektor 317 bis zum Umschalter 318, wenn das Signal von 2 kHz geliefert wird. Außerdem entspricht der logarithmische Verstärker 320 der Recheneinrichtung 303. Die Recheneinheit 319 entspricht der Positionssignal-Bildungseinrichtung 304.

Oben wurde erklärt, daß zwei Meßeinrichtungen jeweils als erste und zweite Strommeßeinrichtung vorhanden sind. In der Praxis jedoch kann im wesentlichen eine Meßein­ richtung gut genug sein, wenn eine Meßeinrichtung im Zeit-Multiplexbetrieb verwendet wird.

Als Ergebnis kann der Signalverarbeitungsabschnitt 30 aus einem Mikroprozessor gebildet sein, in welchem Software gespeichert ist.

Nun wird das Prinzip erklärt, wie die Spitzenposition durch das Spitzenposition- Ermittlungsgerät ermittelt wird.

Fig. 3A zeigt schematisch einen Grundaufbau des Spitzenposition-Ermittlungsge­ räts. Fig. 3B zeigt eine Schaltung, die äquivalent einer Schaltung ist, die im Ermittlungsgerät gebildet ist, welche für einen trockenen Wurzelkanal angewandt wird. Fig. 3C zeigt eine Schaltung, die äquivalent einer Schaltung ist, die im Ermittlungsgerät gebildet ist, welche für den Wurzelkanal angewandt wird, in dem medizinische Flüssigkeiten oder Blut an der Spitzen­ position vorhanden sind.

Wie in Fig. 3A gezeigt ist, ist die Meßelektrode 20 in einen Wurzelkanal 1a eines Zahns 1 eingeführt. Wenn der Anfang der Meßelektrode 20 sich der Nähe einer Spitze 1b an­ nähert, verschiebt sich ein Zeiger des Anzeigeabschnitts 40 und zeigt eine vorgegebene Position APEX (Scheitelpunkt), wie in Fig. 4 gezeigt ist. Der Grund dafür liegt darin, daß die Impedanz zwischen den Elektroden abnimmt, wenn die Meßelektrode 20 tief den Wurzelkanal eindringt, und einen vorgegebenen Wert zeigt, wenn der Anfang der Meßelektrode die Spitze erreicht. Um dies ausführlicher zu erklären, tritt diese Erscheinung durch Verwendung der Tat­ sache auf, daß der Stromwert zwischen der schleimigen Spitzenhaut und der Oral-Haut kon­ stant ist, da der elektrische Widerstand zwischen diesen niedrig und konstant ist.

Wie in Fig. 3B gezeigt ist kann, wenn der Wurzelkanal trocken ist, die Impedanz zwischen der Meßelektrode 20 und der Oralelektrode 10 durch eine Impedanz im Wurzelkanal ersetzt werden (anschließend als Wurzelkanal-Innenimpedanz Z1 bezeichnet), die in einer Schaltung erhalten wird, die aus einem Widerstand r1 und einem Kondensator c1, die parallel geschaltet sind, besteht. In diesem Fall kann, wenn das Meßsignal von 500 Hz durch die Wur­ zelkanal-Innenimpedanz Z1 beeinflußt wird, der Ermittlungsstrom i1 durch die folgende Glei­ chung ausgedrückt werden:

i1(Ampère) = VA(R + Z1)

wobei V eine gemessene Spannung ist und R ein Wert des Ermittlungswiderstands 315 ist.

Wenn der Strom i1 einen vorgegebenen Wert erreicht, während die Meßelektrode 20 eingeführt wird, kann bestimmt werden, daß der Anfang der Meßelektrode 20 an der Spitze ankommt.

Tatsächlich sind jedoch Umgebungsfaktoren, beispielsweise medizinische Flüssig­ keiten oder Blut im Wurzelkanal in verschiedenen Mengen vorhanden. Daher enthalten die Stromwerte, die in der Nachbarschaft der Spitze und unmittelbar an der Spitzenposition erhal­ ten werden, unausweichlich einen Ermittlungsfehler in der imaginären Schaltung, die in Fig. 3B gezeigt ist. Um diesen Fehler zu beseitigen, ist es notwendig, die genaue Höhe des Fehlers zu kennen.

Die Erfinder schenken jedoch der Tatsache Beachtung, daß es eine Impedanz Z2 gibt, die in Abhängigkeit von Umgebungsänderungen variiert (anschließend als "Umgebungsimpedanz Z2" bezeichnet), wie in Fig. 3C gezeigt ist, wobei die Umgebungsimpe­ danz Z2 einen Fehler insbesondere in der Nachbarschaft der Spitzenposition verursacht. Wenn die Umgebungsimpedanz Z2 mit der Wurzelkanal-Innenimpedanz Z1 parallel geschaltet wird, nimmt die künstliche Impedanz ab. Als Folge davon steigt der Meßstrom manchmal an, obwohl der Anfang der Meßelektrode 20 noch nicht die Spitzenposition erreicht hat, was eine Eigen­ schaft verursacht, daß der Meßstrom den vorgegebenen Wert erreicht, bevor die Meßelektrode die Spitze erreicht hat.

Wenn daher der Fehler (gegeben durch den Rechenwert) vom Meßstrom subtra­ hiert wird, kann der korrekte (tatsächliche) Wert des Stroms erhalten werden.

Anschließend wird nun ein Verfahren erklärt, wie der Rechenwert erhalten wird.

Um den Rechenwert zu erhalten, ist es notwendig, die Änderung im Meßstrom in Abhängigkeit von der Umgebungsänderung zu kennen, da der Meßstrom vom wirklichen Wert abweicht, wenn medizinische Flüssigkeiten oder Blut vorhanden sind, wenn die Meßelektrode die Spitze erreicht. Um die Änderung des Meßstroms zu bestimmen, wird der Strom gemessen, wobei das Signal von 500 Hz und das Signal von 2000 Hz verwendet wird, welches viermal größer als 500 Hz ist. Dann wurde geprüft, wie die Impedanz in Abhängigkeit von der Umge­ bungsänderung in der in Fig. 3C gezeigten Schaltung zu ändern ist.

Die resultierenden Daten sind in Fig. 5A gezeigt. Es werden die Spalten der Reihe nach von der linken Spalte A aus erklärt. Die Daten jeder Spalte können verwendet werden, wobei diese mit einer Konstante in einigen Fällen multipliziert wird. Die Konstante wird dazu verwendet, einen Eingangspegel an den Ausgangspegel in der Schaltung anzupassen, oder dazu, um die Kennlinie in einer graphischen Darstellung auszudrücken. Daher wird eine fun­ damentale Rechengleichung nicht durch die Verwendung der Konstante beeinträchtigt.

In der in Fig. 3C gezeigten Schaltung werden die Elemente, die die Wurzelkanal- Innenimpedanz Z1 bilden, wie folgt bestimmt: C1 = 0,05 µF, r1 = 6,5 kΩ. Es sei angenommen, daß die Impedanz Z1, die bei dem Signal von 500 Hz gemessen wurde, sich von beispielsweise 100%, 90%, 80% . . . bis 10% ändert, wie in der Spalte A gezeigt ist, und sich der Wert in der Spalte B von 4549,0, 4094,1, 3639,2, . . . auf 454,9 ändert. Diese Änderungen werden durch die Umgebungsimpedanz Z2 verursacht.

Wenn sich die Impedanz Z1 wie oben beschrieben ändert, variiert der Meßstrom 11, der bei der Lieferung des Signals von 500 Hz gemessen wird, wie in Figur C gezeigt ist, und der Meßstrom i2, der bei der Signallieferung von 200 Hz gemessen wird, variiert so, wie in der Spalte D gezeigt ist. Ein Stromverhältnis (i2/i1) und ein Stromänderungsverhältnis (i2 - i1)/i1 sind auf der Basis der Meßströme gezeigt. Die Spalte G, die als "Anstieg" bezeichnet ist, zeigt den Anstieg des Meßstroms i1, der in Abhängigkeit von der Änderung der Impedanz Z1 vari­ iert. Die korrigierte Stromänderungsrate, die in der Spalte H gezeigt ist, wird durch Multipli­ zieren der Stromänderungsrate mit 1,5 erhalten und durch Addieren des Meßstroms I1 zum erhaltenen Produkt. Der Wert 1,5 wird als Koeffizient verwendet, um den Bereich der Strom­ änderungsrate zu verstärken. Eine logarithmische Stromänderungsrate wird dadurch erhalten, daß die folgende logarithmische Gleichung verwendet wird, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist:

G = 20log₁₀[(i2 - i1)/i1]

Außerdem wird der Ermittlungswert durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

X = i1 + G

In diesem Fall wird der Wert, der durch Multiplizierung G mit einer Konstanten 4, 3 erhalten, mit i1 addiert und durch eine Konstante 2 dividiert wird, erhalten.

In Fig. 5B ist die Größe der Umgebungsänderung auf der Abszisse dargestellt, und der Strom, der in der Tabelle von Fig. 5A aufgelistet ist, ist auf der Ordinate dargestellt. Die Kurve 4B-1 zeigt das Profil der Spalte C.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der Strom i1 korrigiert, wobei die logarithmi­ sche Stromänderungsrate verwendet wird. Das heißt, daß die Korrektur in Abhängigkeit von der Rechengleichung durchgeführt wird, wobei der Wert G wie oben erwähnt verwendet wird:

X = i1 + G

Der Wert G zeichnet eine Kurve, die die entgegengesetzte Kennlinie der Kurve 4B- 1 hat, wenn diese mit einer geeigneten Konstante multipliziert wird. Daher kann, wenn das Ergebnis des Rechenbetriebs X = i1 + G ist, eine Konstante, die von den Spitzenposition-Er­ mittlungssignal geliefert wird, unabhängig von der Umgebungsänderung erhalten werden. An­ ders ausgedrückt ist es möglich, genau anzuzeigen, daß die Meßelektrode an der Spitzenposi­ tion ohne Fehler angekommen ist. Es ist die Kurve 4B-2, die das Profil des Ausgangssignals des Spitzenposition-Ermittlungssignals ausdrückt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Ermittlungssignal auszuge­ ben, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht, und zwar ohne Fehler aufgrund von medizinischen Flüssigkeiten und Blut. Insbesondere kann der vorgegebene ermittelte Strom­ wert, wenn die Spitzenposition genau ermittelt wird, erhalten werden.

Es wird nun der Grund erklärt, warum Signale von 500 Hz und 2000 Hz bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Fig. 6A bis 6D zeigen Frequenzkennlinien, die unter unterschiedlichen Umge­ bungszuständen in Verbindung mit der in Fig. 3C gezeigten Schaltung erhalten werden. Fig. 6A zeigt die Frequenzbandkennlinie, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition mit Salz er­ reicht, welches in den Wurzelkanal eingespritzt wurde. In diesem Fall unterscheidet sich der Ausgangspegel von 500 Hz deutlich von dem des Pegels mit 2000 Hz. Der Grund dafür liegt darin, daß die oben erwähnten beiden Signale von dem Bereich ausgewählt wurden, in wel­ chem die Bandkennlinie sich linear ändert. Es ist wichtig, diesen einen Bereich zu verwenden. Der Grund dafür liegt darin, daß, wenn die Differenz im Pegel nicht zwischen den beiden Si­ gnalen erhalten wird, das Produkt der folgenden logarithmischen Gleichung nicht erhalten wer­ den kann:

G = 20log₁₀[(i1 - i1)/i1]

Ähnlich erreicht die Frequenzkennlinie, die unmittelbar vor der Meßelektrode be­ stimmt wird, die Spitzenposition, die in Fig. 6B gezeigt ist. In diesem Fall kann, da der Aus­ gangspegel des Signals von 500 Hz sich deutlich von dem des Pegels von 2000 Hz unterschei­ det, die logarithmische Berechnung ausreichend durchgeführt werden, um das Produkt zu er­ halten. Fig. 6C zeigt den Fall, wo die Meßelektrode sich über die Spitzenposition hinaus er­ streckt. Fig. 6D zeigt die Frequenzkennlinie, wenn die Meßelektrode am Eingang des Wur­ zelkanals angeordnet ist. In diesem Fall ist die Differenz des Ausgangspegels zwischen dem Signal von 500 Hz und 2000 Hz relativ niedrig. Anders ausgedrückt hat die Umgebungsimpe­ danz Z2 wenig Wirkung auf die äquivalente Schaltung, die in Fig. 3C gezeigt ist. Dies bedeu­ tet, daß die Umgebungsimpedanz Z2 insbesondere eine große Wirkung auf den Bereich in der Nähe der Spitzenposition mit sich bringt.

Wie oben beschrieben ist die vorliegende Erfindung dazu vorgesehen, die Spitzen­ position zu ermitteln, wobei Frequenzen innerhalb des Bereichs verwendet werden, in wel­ chem die Bandkennlinien die Gerade als die Meßsignale bilden.

Außerdem ist bei dem Spitzenposition-Ermittlungsgerät der vorliegenden Erfin­ dung die Vieleck-Näherungsschaltung 321 vorgesehen. Aufgrund der Anwesenheit der Viel­ eck-Näherungsschaltung 321 kann die Meßelektrode leicht betätigt werden, wenn die Meß­ elektrode sich der Spitzenposition nähert. Wenn insbesondere, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Meßelektrode an der Spitzenposition ankommt, zeigt der Zeiger des Anzeigeabschnitts die vorgegebene Position (APEX) in der gleichen Weise wie bei dem üblicherweise verwendeten Ermittlungsgerät, welches nur eine Frequenz verwendet. Daher kann der Operateur die Meß­ elektrode sorgfältig in der gleichen Weise wie bei dem herkömmlich-verwendeten Gerät ein­ führen. Gleichzeitig ist es möglich, eine hastige und grobe Operation zu vermeiden, um so die Spitze nicht abzubrechen.

Fig. 7A und 7B zeigen die Vieleck-Näherungschaltung 321 bzw. deren Kennlinie. Die Vieleck-Näherungsschaltung 321 besteht aus einem Rechenverstärker 30 und einer Di­ odenklemmschaltung 31, die aus mehreren Stufen besteht. Die Vieleck-Näherungsschaltung 321 zeichnet sich dadurch aus, daß die Änderungsrate der Ausgangsspannung Vo kleiner wird, wenn die Eingangsspannung Vi größer wird. Wegen der Funktionskennlinie der Schaltung ver­ schiebt sich der Zeiger des Anzeigeabschnitts vollständig während der Periode, wo sich der Anfang der Meßelektrode von der Krone zur Spitze verschiebt. Daher kann der Operateur die Meßelektrode leicht handhaben, während er den Zeiger überwacht.

Die Fig. 7B wurde nun weiter erklärt. Die Kurve 7B-1 zeigt die Änderung der Ausgangsspannung V0, wenn die Eingangsspannung Vi sich in Richtung auf die Vieleck-Nähe­ rungsschaltung 321 linear ändert. Die Kurve 7B-1 kann eine Parabolkurve oder eine Kurve ziehen, die sich stufenförmig ändert, in Abhängigkeit (beispielsweise Sättigungskurve) von der CR-Schaltung. Die Form der Kurve kann beliebig ausgewählt werden. Es kann jede Kurven­ form verwendet werden, solange der Zeiger des Anzeigeabschnitts in der gleichen Weise wie bei der herkömmlich-benutzten durch das Ausgangssignal der Recheneinheit 319 verschoben werden kann.

Um zu verhindern, daß sich das Ausgangssignal von der Recheneinheit 319 schnell unmittelbar vor der Spitze ändert, kann es möglich sein, die Kennlinie des Ausgangssignals von der Recheneinheit 319 so festzulegen, daß sie sich linear oder fast linear ändert. Die lineare Änderung ist jedoch für den Operateur zu schnell, um die Meßelektrode leicht handzuhaben, wenn man die praktische Behandlung in Erwägung zieht. Der Grund dafür liegt darin, daß, wenn die lineare Änderung angewandt wird, der Operateur die Meßelektrode sorgfältiger be­ tätigen muß, wenn die Elektrode 1 oder 2 mm vor der Spitze erreicht.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es ziemlich wichtig, daß die Verschiebung der Meßelektrode von der Krone zur Spitze optisch überwacht werden kann. Die Vielleck-Nähe­ rungsschaltung 321 ist so ausgelegt, daß der Zeiger des Anzeigeabschnitts sich in der gleichen Weise wie in der beim herkömmlich-verwendeten Gerät verschiebt.

Aus dem oben erwähnten Grund wird die Eingangs- und Ausgangskennlinie der Vieleck-Näherungsschaltung 321 in der gleichen Weise wie beim Schrittfunktionsansprechen (beispielsweise einer Sättigungskurve oder parabolischer Kurve) der CR-Schaltung eingestellt.

Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen der Verschiebung des Zeigers des Anzeigeab­ schnitts 40 (auf der Ordinate aufgezeichnet) und der Verschiebeposition der Meßelektrode (Reibahle) 20 (auf der Abszisse aufgezeichnet). Der Punkt "0" auf der Abszisse zeigt die Spit­ zenposition. Der Punkt "40" auf der Ordinate ist die vorgegebene Verschiebeposition des Zei­ gers, wenn die Meßelektrode die Spitze erreicht.

Die Kurve 8A zeigt das Profil der Zeigerverschiebung, wenn die Spitzenposition unter Verwendung des herkömmlichen Meßgeräts (beispielsweise ENDODONTIC METER- SII) ermittelt wird, wobei eine einzige Frequenz verwendet wird. Die Kurve 8B zeigt das Profil der Zeigerverschiebung des Anzeigeabschnitts 40 beim Ermittlungsgerät der vorliegenden Er­ findung. Fig. 8C zeigt die Kennlinie des Eingangssignals zur Vieleck-Näherungsschaltung 321.

Da sich der Anfang der Meßelektrode 20 der Spitze "0" von der Position, die 12 mm von der Spitze entfernt ist, nähert, nähert sich der Zeiger des Anzeigeabschnitts 40 der Abstufung "40" mit dem gleichen Verhalten, das das herkömmlich-verwendete Gerät zeigt.

Der Anzeigezeiger ist so ausgebildet, daß er sich so verhält, wie durch die Kurve 8B bei der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Der Grund dafür liegt darin, daß der Erfinder herausgefunden hat, daß das Verhalten (Kurve 8A) des Zeigers des üblicherweise verwendeten Anzeigeabschnitts für den praktischen Betrieb geeignet ist, der während der Zahndiagnoseprü­ fung durchgeführt wird. Wenn das Verschiebeverhalten des Anzeigezeigers mehr ähnlich der­ jenigen der Kurve 8A eingestellt wird, ist es möglich, die Verschiebung des Zeigers im Anzei­ geabschnitt 40 der vorliegenden Erfindung leichter zu beobachten. Zusätzlich ist es für den Operateur vorteilhaft, ein Gerät zu handhaben, welches dem herkömmlichen ähnlich ist, da sich der Operateur an die Betätigungsweise für das herkömmliche Ermittlungsgerät gewöhnt hat.

Es sei angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungs­ form beschränkt ist.

Bei der Ausführungsform wird der Strom, der über den Ermittlungswiderstand fließt, gemessen, und dann wird X = i1 + G auf der Basis des Meßsignals erhalten. Die Span­ nung am Ermittlungswiderstand kann jedoch als Meßsignal verwendet werden. Das so erhal­ tene Meßsignal kann dem Rechenbetrieb unterworfen werden, um das Spitzenposition-Ermitt­ lungssignal zu erhalten.

Das Spitzenposition-Ermittlungsgerät kann den Signalverarbeitungsabschnitt 30, wie in Fig. 9 gezeigt ist, aufweisen. Das heißt, der Signalverarbeitungsabschnitt 30 besitzt eine erste Spannungsmeßeinrichtung 351 und eine zweite Spannungsmeßeinrichtung 352 als Meßeinrichtung. Das Ermittlungssignal kann in der gleichen Verarbeitungsweise vom Span­ nungswert erhalten werden, wobei die Recheneinrichtung wie bei den obigen Ausführungsform verwendet wird. Der gleichen Bezugszeichen sind für die anderen Teile verwendet, um gleiche strukturelle Elemente zu bezeichnen, die denjenigen bei der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, so daß aus Gründen der Kürze auf eine weitere Erklärung verzichtet wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Es kann eine Ton-Spitzenposition-Benachrichtungseinrichtung im Gerät vorgesehen sein. Die Ton-Spitzenposition-Benachrichtungseinrichtung gibt einen Ton intermittierend ab, wenn sich die Meßelektrode der Spitzenposition nähert, und gibt einen Dauerton ab, wenn die Spitzen­ position ermittelt ist. Wenn das Signal bei der Ton-Positionsbenachrichtungseinrichtung ver­ wendet wird, kann jedes Ausgangssignal von der Recheneinheit 319 und das Ausgangssignal von der Vieleck-Näherungsschaltung 321 verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden oben erklärten Erfindung ist es möglich, die Tatsache zu ermitteln, daß die Meßelektrode die Wurzelspitzenposition mit einer hohen Genauigkeit er­ reicht. Zusätzlich wird das Profil, daß sich der Anfang der Meßelektrode dem Spitzenbereich nähert, optisch und einfach angezeigt. Als Ergebnis kann die Bedienungsweise für das Spitzen­ position-Ermittlungsgerät verbessert werden.

Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden schnell dem Fachmann klar. Da­ her ist die Erfindung bezüglich ihrer breiteren Merkmale nicht auf die speziellen Details und darstellenden Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben wurden. Somit können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne den Geist oder Rahmen des allgemeinen erfinderischen Konzepts zu verlassen, wie dieses in den angehängten Patentan­ sprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims (6)

1. Spitzenposition-Ermittlungsgerät zur Ermittlung einer Spitzenposition durch Anordnen einer Oralelektrode in einem oralen Hohlraum und einer Meßelektrode in einem Wurzelkanal, um ein Wechselstromsignal zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode bereit zu stellen, und zur Ermittlung der Spitzenposition auf der Basis des Meßsignals, das erhalten wird, wenn die Meßelektrode die Spitzenposition erreicht, mit
einer ersten Meßeinrichtung (301) zum Erlangen eines Meßsignals durch Bereitstellung eines ersten Frequenzsignals zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode;
einer zweiten Meßeinrichtung (302) zum Erlangen eines zweiten Meßsignals durch Bereitstellen eines zweiten Frequenzsignals zwischen der Meßelektrode und der Oralelektrode;
einer Recheneinrichtung (303) zum Erlangen eines logarithmisch-umgesetzten Berechnungswertes durch Verwenden des ersten Meßsignals, welches durch die erste Meßeinrichtung erhalten wird, und eines zweiten Meßsignals, welches durch die zweite Meßeinrichtung erhalten wird; und einer Positionssignal- Bildungseinrichtung (304) zum Erlangen eines Spitzenposition- Ermittlungssignals X gemäß der Gleichung
X = i1 + G
wobei i1 der erste Stromwert und G der logarithmisch-umgesetzte Rechnungswert ist.

2. Spitzenposition-Ermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz eine in der Nähe von 500 Hz und die zweite Frequenz eine in der Nähe von 2000 Hz ist.

3. Spitzenposition-Ermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechenwert G durch die Recheneinrichtung (304) gemäß der folgenden Gleichung erhalten wird:
G = 20log₁₀[[i2 - i1)/i1]
wobei i1 der erste Stromwert und i2 der zweite Stromwert ist.

4. Spitzenposition-Ermittlungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vieleck-Näherungsschaltung (321) zwischen der Positionssignal-Bildungseinrichtung (304) und dem Anzeigeabschnitt (40) angeordnet ist, um eine Änderung in der Kennlinie des Spitzenposition-Ermittlungssignals umzusetzen.

5. Spitzenposition-Ermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel der zweiten Frequenz praktisch viermal so groß ist wie der der ersten Frequenz.

6. Spitzenposition-Ermittlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Frequenzen als erste und zweite Frequenz von einem Bereich ausgewählt sind, in welchem die Frequenzkennlinie der Ersatzschaltung, die zwischen der Oralelektrode und der Meßelektrode gebildet ist, im Grunde genommen eine Gerade zeigen.