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CN101854880A - 用于定位进行口腔测量的测量设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于对相对于病人的具有系统移动的进行口腔测量的测量设备进行定位的一种方法，其中利用该测量设备来测量在咀嚼系统或咀嚼系统区域中的位置。为了能够不用位置固定的参照来进行测量，本发明推荐，不依赖与病人无关的参照，借助一个与该测量设备位置关系固定的定位传感器，来测量该测量设备的位置。

Description

用于定位进行口腔测量的测量设备的方法
本发明涉及一种用于对可相对于病人的咀嚼系统(kauorgan)移动来进行口腔测量的测量设备进行定位的方法，利用该测量设备来测量在咀嚼系统或在咀嚼系统区域中的位置，其中该测量设备的位置借助与测量设备关系固定的定位传感器而被测量。本发明还涉及用于评估比如测量牙周袋(Zahnfleischtasche)的位置和龈袋深度的方法和配置。
在EP-A-1733 693(Goldbach)中公开了一种医学跟踪系统，该系统基于红外线来工作。但在手术室中需要具有红外发射器和接收器的诸如其他系统(比如EP-A-1 523 950(Foley))的附加的支架来进行参照。该系统将来自成像方法的数据和导航系统的位置信息相关联，以便比如在神经外科中对立体定位手术的仪器进行定位。
在牙科学中第一次公开了上述系统在置入体定位中的应用(Mischkowski等人的：“Comparison of static and dynamiccomputer-assisted guidance methods in implantology”，Int.J.Comput.Dent.2006年1月；9(1)：23-35)。在此还把图像数据与导航数据相关联，以便为置入体确定钻孔方向。
Marmulla R等人的：“Intraoperative precision of mechanical，electromagnetic，infrared and laser-guided navigation Systems incomputer-assisted surgery，in Mund Kiefer Gesichtschir”，1998年五月；2补充1：页145-8描述了基于电磁的导航系统的应用。在此对金属对象的存在产生了不精确的结果。
在牙齿的口腔扫描时，从中测量3D数据的牙齿或颌骨片段的可见部分大多远小于全部牙齿或颌骨，如此使得需要把不同视图方向的多个图像组合为牙齿或颌骨片段的总数据组。
咀嚼系统区域、也即下颌骨和上颌骨、牙齿以及其他所关注区域如龈袋(Taschen)的精确定位的困难另外还出于以下的情况，即不仅上颌骨和下颌骨相互移动，而且病人头部本身以及另外手持的扫描仪对于颌骨本身也在移动。在此在不同的位置和角度来进行颌骨区域的拍摄，由此不管多成熟的软件都可能组合产生错误。
按照现有技术，单次拍摄的软件组合或结合困难之处在于，牙齿不具有清晰的边缘和棱角。此外如果不知道拍摄的相互位置关系(相机位置)，那么就产生了大的计算耗费，其比如在CaDent公司的口腔扫描系统中明显大于30分钟，因为在相机位置完全未知以及牙齿形状不如愿的情况下算法仅缓慢地收敛。
这导致操作者和病人在评估电子图像以及判断在必要时是否需要重复该过程时不可接受的等待时间。
为了解决该问题，可以在口中插入一个参照物(US-B-7,065,243)。在此通过在同时存在参照的情况下对一个或多个牙齿的口腔测量通过该参照来确定相机的位置，借助该相机来测量牙齿。在知道相对于牙齿的相机位置之后，然后就根据测量来生成3D模型，该模型用于制造假牙。一种相应的方法是费事的，并且此外所具有的缺点是，作为矩形开口盒构造的参照遮挡了牙齿。
US-A-2003/0219148还涉及一种方法，其用于借助三维参照来生成牙弓的三维模型。
在US-A-2006/0212260中公开了一种口腔扫描方法。为此使用了一种扫描仪，其包括惯性或跟踪系统，以确定位置。
US-A-2005/0020910在一种口腔测量系统中规定了以下的可能，其中不仅扫描仪而且固定在用户头上的接收器都设置有三维跟踪系统。
DE-B-100 45 381涉及用于确定医学仪器或设备或身体部分的位置的装置。为此其位置应该被确定的对象具有有源或无源的参照体，以利用导航系统来进行位置确定。在此可以采用倾斜传感器和磁场传感器。
在EP-A-1 088 525中公开了用于调整病人医学图像的一种方法和一种装置。为此设置有可与病人身体相连接的固定单元，该固定单元设置有标记和定位工具。由此应该为计算机辅助手术提供了一种三维定位系统，以实现医学手术处理的校准。
在龈袋深度测量时或者在龋齿诊断时，与现有技术相对应，没有增加使用位置数据。从而不能实现自动的方法以把测量数据传输到实际的病人管理程序中。
为了确定牙周病，目前进行一种工作，使得在龈袋中人工插入一个测量探头，并借助该探头的刻度通过读数来确定深度。然后在测量位置由助理医生来通知该值，该助理医生根据牙齿以及相对于牙齿的测量位置来关注相应的数据。这是耗费时间和耗费人力的。
在龋齿诊断时，同样口头传递具有牙齿定位说明的诊断，或者由操作者本身人工输入到实际计算机中。除了时间损失之外这还存在卫生问题，因为必须与对病人的工作相并行地操作键盘，这总是不能保持充分无菌。
按照现有技术，其仅仅公开了一种用于检测龈袋深度的电磁设备，但该设备没有确定位置数据。(Florida probe www.floridaprobe.de)。龈袋深度通过一个机械止动器被确定，通过该止动器来导送针状探头，直到其接触到袋底。探针直至袋底所需的行程通过机械伸展装置的角度变化而被转换为电信号，该信号被传输给PC。PC中的语音输入至少在Florida-Probe中降低了键盘情况中的污染风险。
在DE-A-37 12 054中公开了一种用于检测龈袋深度的测量探头。在此可以采用感应或光学测量值生成器，其中还采用了光导体。
按照US-A-5,100318，借助超声来测量牙龈的龈袋深度。同样适用于US-A-5,755,571，其推荐了用于龈袋深度测量的一种超声测量设备。在此还可以借助一个传感器来测量该测量设备的尖端相对于龈袋的位置。
DE-C-38 36 743规定一种电容式测量方法，以确定冠式假牙和桥式假牙的拟合精确度。
为了探测在齿冠与齿根尖端之间的距离，按照DE-A-198 54 223推荐了一种设备，利用该设备来生成第一和第二测量信号，根据该测量信号来进行位置确定。
本发明所基于的任务是，对用于可相对于病人咀嚼系统移动的第一传感器定位的方法进行改进，其中利用该传感器来测量在咀嚼系统或咀嚼系统区域的位置，尤其牙齿和/或龈袋区域的或其上的位置，使得在治疗室中不需要独立于病人而存在的参照，尤其在支架上进行定位的参照系统。该方法还应该对口腔中的金属不敏感。另外与现有技术相比要处理的数据量还应该被降低，而不必承受精确度损失。在测量期间病人的移动应该不导致测量失真。
在作为传感器来使用一种口腔扫描仪时，通过提供粗略的位置数据使得部分测量数据组合为一个整体3D数据组被加速。
另一任务是，在龈袋深度测量和/或龋齿探测/牙石探测时实现优选的全自动的数据检测，如果测量的起始位置是已知的，那么尤其是这样。
根据本发明，前述问题的至少部分方面基本以如下方式解决：使得测量设备的位置数据在补充考虑与咀嚼系统的上颌骨关系固定地设置的至少一个第二定位传感器的情况下而被确定，其中尤其在触发起始信号之后该第二定位传感器的位置数据被同步分析。
本发明根据一个独立解决方案还规定，借助该定位传感器在被选择为起始点的起始信号处来进行测量设备位置的确定。在此该起始信号可以是空间的，也即具有与咀嚼系统位置固定的关系。
从第一位置测量出发，其中该测量比如可以在一个给定的起始点作为参照点来进行，然后借助另一时间错开的测量来确定测量设备位置数据变化。
在此该测量设备的位置变化借助在该测量设备中所集成的或具有的或与之位置关系已知的惯性平台来确定。测量三个平移和三个旋转自由度，其确定了扫描传感器相对于病人咀嚼系统的位置变化。优选地，该位置变化可以考虑到第二定位传感器(惯性平台)的数据来进行，其中该传感器与上颌骨的位置关系固定地被设置。
根据本发明，通过移动变化的积分(Aufintegrieren)来计算与第一测量相比新的相对位置。空间中的倾斜在必要时可以直接被测量。
在此本发明的解决方案不涉及借助成像方法所已获得的数据而工作，而是甚至能够自己提供三维成像数据。
使用惯性平台虽然可能具有以下的缺点，即可能出现时间漂移，如其在航空的陀螺系统中是已知的。这原则上需要时而重新校正为一个固定的坐标系统。但在其间记录咀嚼系统3D数据的短的测量时间内，该偏移是如此微小，使得多次校正其实可能是不必要的。
对于一些测量，其中病人的移动与测量设备或传感器位置相比可以假定为微不足道的，在该测量设备中的惯性平台就足够了。
如果病人的移动是不可忽略的，那么根据本发明规定，在病人头部的、也即与咀嚼系统的上颌骨位置关系固定的所述另外的定位传感器(惯性平台)检测在该测量时间段中所进行的移动。从而病人头部移动可以与实际的测量设备移动分开地被检测。
为此可以采用像眼镜架的支架。也可以使用面弓来固定该第二传感器。可替换地，也可以把具有惯性平台的咬叉固定到上颌骨或下颌骨。
另一种可能是，包含有至少一个第二惯性平台的咬块被放置在牙行之间，并请病人咬合牙行。
在此尤其规定：该第一定位传感器、也即第一传感器(惯性平台)的位置数据作为第一坐标与可选的至少第二定位传感器、也即第二传感器(惯性平台)的位置数据作为第二坐标被关联(verknuepft)，并且由所关联的数据在一个共同的坐标系统中来生成针对该第一传感器和所述至少一个第二传感器的坐标，在该坐标系统中咀嚼系统的位置坐标或区域的坐标被确定。
在下颌骨上进行测量时，优选地应该与下颌骨位置关系固定地设置至少另外一个惯性平台。这比如可以利用咬块或设置于下颌骨上的咬叉来进行。然而在临床应用中不合适的位置关系可能要求放弃与下颌骨位置固定地设置至少一个惯性平台。如果在咬合面内足以进行定位，那么这也是可以的。在这种情况下，为了考虑下颌骨相对于上颌骨的移动，可以从以下的认识出发：即下颌骨相对于上颌骨沿着由颌关节所确定的一个弧形移动轨迹移动。如果在下颌骨张开移动期间测量一个比如在牙31和41之间的测量点，那么就知道下颌骨如何移动。下颌骨的其他每个点都以数学意义上类似的曲线来移动。补充地，还可以考虑典型的张口，以能够进行其他粗略的确定。
龈袋位置将总是相当近似地在相同的弧形轨迹上移动。
通过与测量设备(口腔扫描仪)固定连接的惯性平台，其中该惯性平台提供位置变化数据(或者不具有或者明显更精确地具有相对于上颌骨固定地设置的其他惯性平台)，就知道了该扫描传感器相对咀嚼系统的当前粗略位置以及相对于时间上较早的位置的位置变化。从而能够加速单个3D数据组的组合，并且在苛刻几何形状的一些情况下这也是可以的，因为所使用的算法正是在粗略确定两个或多个单个数据组的相互位置上是存在困难的。如果知道了粗略位置，那么就可以明显更简单和更快速地进行之后的、数据组的精细调整，从而使得这些扫描数据能够以相对小的计算耗费被关联。
根据本发明提供了一种口腔扫描系统，该扫描系统包含有用于粗略定位以及其相对于咀嚼系统的变化的一种装置。
按照本发明的推荐，该进行口腔测量的测量设备不仅用于扫描牙弓及其片段，以确定牙的位置或者应该用于牙重建的区域的位置，而且还用于确定龈袋深度或位置以及龋齿和牙石的长度。
如果比如应该测量龈袋及其深度，而不通过调用测量点来进行通常的数据检测，那么上述后者是尤其有意义的。相反，如果一个牙齿的要测量的牙周袋或牙周袋区域的起始位置是已知的，那么接着就可以对同一牙齿的或相邻牙齿的牙周袋区域实施自动测量并从而可以进行存储，因为由此所获得的位置坐标的位置是根据该测量设备的位置、也即第一传感器(惯性平台)相对于至少一个第二传感器的位置来获得的，其中该第二传感器关于上颌骨是位置固定的。
根据本发明，这可以全自动或半自动地实施。如果该测量设备测量龈袋深度的部分被推移到袋中，那么就可以根据本发明的教导来自动地确定并存储该测量设备的位置。然后在半自动测量时，只是需要在测量设备上(比如在从该测量设备出发的探头刻度上)读出龈袋深度，并比如借助语音识别系统而传输到PC中的病人档案程序。该测量设备的位置本身被自动地检测。为了实现自动的位置检测，必须说明一个起始点，比如在牙31和41之间牙龈的邻近接触处。如果该位置是已知的，那么根据本发明的教导就在移动该测量设备时自动地确定相对于第一位置的新位置，使得每个测量位置都可以自动地被检测。在半自动探测时，如前所述，仅需要在每次测量时比如通过计算机的键盘来输入龈袋深度或通过语音识别来传输龈袋深度，而位置本身被自动地存储。
除了测量位置的自动位置检测之外，该测量过程本身也可以自动地实施，而不需要读出数据。对此也可以参见本身有创造性的推荐。这可以以不同的方式来进行，比如利用具有电子读出装置的拖动指示器(比如Florida探头)、超声龈袋深度测量、光电或利用阻抗变化方法。
利用相应的方法所确定的测量结果然后可以自动地连同位置一起被存储在一个病人管理系统中。
尤其借助一种光导体来进行龈袋深度测量，该光导体以对于电磁辐射透明的材料比如玻璃、蓝宝石或塑料的一个或多个光纤的形式，并且该光导体被插入到袋中。在此该光导体的直径比如可以处于50μm和1000μm之间的范围中，而不会由此对本发明的构想造成限制。在该光导体插入到袋中之时起，由该光导体通过其前端面所收集并传导给一个接收器的光强度及光谱分布由于牙龈和牙齿的光学特性而发生变化。由此可以确定该光导体的顶端在该袋中的进入深度，其中如果该光导体的前端面接触到袋底部，那么就结束测量。然后根据确定开始进入到袋中的位置和在z方向上(龈袋深度方向)不再继续移动的位置之间的差来计算龈袋深度。
由该光导体所检测的光线可以是由治疗椅的照明所发出的环境光。然而也可以是由该光导体本身所传导的光线，并且在光纤顶端所反射的光线也可以借助一个光电二极管或另一光探测器来测量。
也可以测量反射返回到该光导体覆层中的光线及其变化。
另一推荐规定，在袋中插入至少两个光导体，其中光线通过一个或多个光导体被发射并通过至少另一导体被接收，并然后被分析。由此提高了反射信号的探测灵敏度，并能够通过不同的数字孔径、光导体的直径以及在光导体相互之间的间距来选择区域，其中在该区域中反射到该光导体中的光线优选地应该被接收。在采用多个光导体情况下在所述光导体之间的间距应该优选地在一个光导体的0.5至3倍直径之间，但不应对此进行限制。
也可以采用光导管以及在管中宽松地插入光导体的这种同轴配置。
根据另一推荐，规定使用一个光导体，其中该光导体的覆层和外套被去除，并且线芯被粗糙化。然后粗糙化的光导体被空气夹层或者由具有较小折射率x的材料制成的至少一个涂层所围绕，其中x＜＜1.3。这种构造保证了该光纤在粗糙区域近似各向同性地辐射。
可替换地，可以在光纤的端部设置由散射介质制成的棒，该介质在适当地选择散射系数(0.1/mm＜μs＜100/mm)的情况下同样产生在棒长度上分布尽可能均匀的光强度。
然后可以对该光纤比如借助LED、激光二极管或另外的光源来施加一个或多个波长的光线。在必要时也可以不进行光纤的照明，而是该光纤仅仅吸收环境光。与此有关的测量可能产生错误。
如果对该光纤施加光线，那么光线或多或少地各向同性地从粗糙端辐射，并收集相应反射的光线。一旦粗糙区域进入到袋中，那么光纤到空气相对于光纤到组织的反射率或相反的反射率就发生变化。这导致反射光线的强度和光谱分布的变化。变化的程度对应于传感器进入到牙周袋中的深度。该传感器一直是激活的，并直接检测至袋中的进入。该传感器插入到袋中越深，观测到的信号变化越强。
为了提高敏感性。也可以使用两个相应的光纤，该光纤围绕有空气或极低折射率的夹层，其中一个光纤用作传感器，另一光纤用作针对其粗糙区域的接收器。通过在传感器之间进行屏蔽，来避免从发送器到接收器的直接光传输。在该情况下，用作接收器的光导体仅仅探测从牙或组织所反射的光线，其中针对每个波长的反射光线不同地衰减和散射，使得能够对反射光线或透射光线的组织或牙齿的特性做出结论。在波长之间的差别随着光纤到材料中的进入深度而增加。
通过测量反向散射光线的频谱，也可以确定组织或牙龈是否发炎。从而组织充血根据发炎的程度而发生变化。血液具有与组织不同的光学特性。如果利用所使用光线的合适波长，那么就可以确定充血的程度。组织的两个成分、也即蛋白质和水可以用作参照，其中对于蛋白质要注意的是吸收低于350nm的波长，对于水吸收大于1500nm的波长。血液在约400nm处具有最大的吸收，在650nm和1000nm之间的范围中具有中等的吸收。如果现在测量在波长范围＜350nm和波长＞1500nm中减少的血液吸收与在波长范围400nm至1000nm中显著的血液吸收之比，那么就可以推出在组织中的充血。与此相应的方法可以与用于借助光纤来确定牙周袋深度的任何形式相组合。
然而龈袋深度也可以通过阻抗测量来确定。那么就可以在袋中插入一个导电尖端比如牙周探头，其中同时测量组织电阻。一旦探头尖端接触到充满袋液的袋，那么该电阻就下降比如为小于200kΩ的值。在空气中该电阻大于1MΩ。然后尖端插入袋的进入深度通过移动传感器而被确定，以便以这样的方式来计算龈袋深度。也可以使用双极针，其中该双极针涂覆有防唾液的表面比如聚四氟乙烯。
可替换地，也可以使用不导电的探头基体，其在与探头尖端的不同距离上具有局部导电的环形段。在把探头插入到袋中时，一个环到另一环被覆盖液体，并且在环之间的阻抗发生变化。也可以实施电容测量。
通过作为探头上的涂层来涂覆一个中间的或高的电阻层，也可以测量该探头在牙周袋中的逐渐浸入。这利用了电位计的特性。
本身具有创造性的教导还能够借助第一定位传感器来进行对龋齿或牙石的定位以及表面延伸确定。在此龋齿或牙石与健康的牙区域相比具有不同的反射特性。
如果一个定位传感器(惯性平台)固定在病人头部，另一定位传感器(惯性平台)固定在下颌骨上，那么同样也可以检测下颌骨相对于上颌骨的移动。从而尤其可以实施动态的咬合测量。
本发明其他的细节、优点和特征不仅参见权利要求(其中可获得的特征单独地或组合地)，而且还参见下文中优选实施例的附图说明。
其中：
图1示出了对准咀嚼系统的第一和第二定位传感器的原理图，
图2示出了一个流程图，
图3示出了用于测量牙周袋深度的一种配置的第一实施方案，
图4示出了测量传感器的另一原理图，
图5示出了用于测量龈袋深度的一个第三实施方案，
图6示出了用于测量龈袋深度的一个第四实施方案，
图7示出了用于测量龈袋深度的一个第五实施方案，
图8示出了用于测量龈袋深度的一个第六实施方案，以及
图9示出了用于测量龈袋深度的一个第七实施方案。
在图1中单纯原理性地示出了称作口腔扫描仪10的一个测量设备，其中集成了一个惯性平台(第一传感器)，通过该惯性平台可以根据其在X-、Y-和Z方向的移动以及围绕相应轴的旋转来检测该测量设备的位置。该惯性平台比如可以利用ADIS 16355来构造。
借助计算机16相对于至少一个第二定位传感器14的位置来确定该测量设备10的位置以及从而该第一定位传感器11的位置，其中该第一定位传感器10和该第二定位传感器14的数据理想情况下无线地被传输给该计算机。该第二传感器14也包含有一个惯性平台。该第二定位传感器14在此可以集成到眼镜的镜腿上或者集成到一个面弓上，或者集成到可以放置在下颌骨和上颌骨之间的一个咬块中。设置了一个配重12以变在眼镜架上构成对称的重量分配。
从而由该计算机根据该第一定位传感器11的数据以及关于上颌骨位置固定地放置的第二定位传感器14的数据来确定该口腔扫描仪的位置，并把在相应位置上所测量的3D数据相关联。从而加速了单个数据组在共同坐标系统中的粗略定位(图2中的步骤20)。在步骤20之后，3D数据组处于一个共同的坐标系统中(步骤22)。接着实施精细校正，其把数据组设置于尽可能相互匹配的位置(步骤24)。如此获得的统一的3D数据组26现在可以通过其他已知的步骤来用于制造假牙。
尤其为了数字显示上颌骨和/或下颌骨区域，本发明的方法在计算时间上大大节省了，并避免了错误显示；因为借助该惯性平台或者相应的技术作用相同的定位工具至少粗略地确定了该口腔扫描仪关于要扫描区域的位置，由此便于根据不同的记录角度来记录子数据组。由此排除了在扫描仪位置完全未知的情况下所可能出现的错误分配。
根据使用两个定位传感器的该实施例，该第一定位传感器传输数据(加速度值)，利用该数据来计算该测量设备关于之前测量位置的位置变化。该第二定位传感器传输数据，根据该数据可以获得病人关于其起始位置的位置变化。
显然本发明并未放弃仅使用一个定位传感器的情况，其中该定位传感器的数据确定了在单个测量位置之间的位置变化。这基于利用该惯性平台所确定的数据也即加速度值的记录来进行，其中这些加速度值与其时间变化相结合能够计算所形成的位置变化。
基本上没有检测到在所有6个自由度中的绝对位置。但是可以关于已知的起始位置来确定绝对位置。
为了尤其测量在牙的不同位置上龈袋的深度，本发明的方法从而可以用于利用单独的第一定位传感器或者与一个第二定位传感器14相结合来确定该测量设备10的位置，其中从该测量设备10出发来引出诸如针或光导体的传感器单元，借助该传感器单元来测量龈袋深度。但是也可以借助超声来确定龈袋深度。发送器和接收器那么就从该传感器出发。同样可以借助阻抗测量来测量龈袋深度。
但优选地也可以进行光电测量。在此对应于图3，优选以由塑料或玻璃制成的光导纤维28形式的光导体由一个光导外套30围绕着。然后该光导体插入到一个牙周袋32中。通过该光导体28来发射光发射器诸如至少一个发光二极管或激光二极管34的光线，以便然后在袋32中所反射的光线通过光纤28传导返回到该光传感器36。同样在短的距离上通过在该外套30的前端面34至一个接收器的输入耦合而实现了反射光线的返回传导。这所具有的优点是传感器光路和接收器光路的空间去耦。在该光纤的前端面接触到牙龈或者进入到该龈袋的时间点处，所反射的光线在强度上发生变化，在使用多于一个波长的情况下，光谱也发生变化。从而知道进入到龈袋的时间点。在袋底上在龈袋方向上的移动停止。从进入时间点以来所经过的路径对应于龈袋深度，并能够借助来自该惯性平台的已知位置数据来确定龈袋深度。
也可以把两个光导体38、40并行地插入到龈袋中，其中通过一个光导体比如该光导体38来输入光线，以便由该光导体或光纤40来收集在龈袋中或由组织或由形成龈袋边界的牙齿所反射的射线，并传导给接收器来进行分析。在导体38、40之间的距离d在此应该优选地是每个导体38、40的直径的0.5至3倍。
如在图5中所示，可以使用一种同轴实施方案。在一个玻璃-蓝宝石或石英管40中以如下方式设置了一个光导体42：即使得它与该玻璃管的内表面不接触。一旦该配置接触到该牙龈或插入到龈袋中，在管的材料中所传导返回的光线就在强度和频谱分布方面发生变化。为了在该空气隙40a中不浸入液体，该配置利用与该管相同材料的透明窗口来密封。
按照图6的实施例使用了一种光导体44，其在它的末端区域46中是粗糙化的。此外，不仅该光导体的覆层(Cladding)48、而且该外套50(Coating)都被去除。粗糙化的末端区域46然后被设置在一个包封50a中，并与其内表面有间隔，其中该中间空间填充有空气。从而得到了一个折射率跳跃，其实现了光线近似相同的辐射。除了具有空气隙的包封50a之外，粗糙化的区段46也可以比如利用低折射率的材料比如聚四氟乙烯来涂覆。
粗糙化的区域所具有的优点是，光线近似各向同性地被发射，反射光线近似各向同性地被收集。一旦该粗糙化区域移动到龈袋中，由于光线所穿过的牙周组织的光学特性，反向散射光线的量以及光谱分布根据进入到牙周龈袋中的深度而变化。
这样不仅可以确定龈袋深度，而且可以探测牙龈可能的发炎。为此给该光导体施加在一个波长范围内的光线，其中在该波长范围内表现组织特性的成分、蛋白质和水或血液尤其强地吸收光线。接着把表现特性的吸收区域的强度进行联系，以便对发炎的类型和范围进行预测。
图7推荐了一种实施方案，其中相应于图6在末端去除覆层和外套并经粗糙化的光导体54把光线传导或辐射到所关注的或要测量的区域中，同样地提供的光导体56从该区域中收集反射的辐射，并传输给接收器。在此该光导体54、56在其有效的、也即粗糙化的区域中相互光学分隔或遮挡。由于这种屏蔽，光线在组织中必须经过较长的路径。该配置从而对组织的光线特性上的差别以及至牙周袋中的进入深度变得更敏感。
也可以进行阻抗测量以确定龈袋深度。为此可以使用一个导电尖端诸如牙周探头，其阻抗根据与袋内液体的接触而发生变化。如果该尖端没有接触到液体，而是被移动到空气中，那么该电阻就总共大于1MΩ。在与牙周袋中的液体进行接触时，该电阻下降为小于200kΩ的值。这种阻抗变化被用作进入到龈袋中的指示。然后该尖端进入到牙周袋中并调节到直至其底部，并借助具有惯性平台的第一传感器来确定调节路径，以自动地确定深度。至袋内的移动的停止被用作结束点。
也可以把一种尖端导入到袋中，该尖端具有平行延伸并相互电气绝缘的平面，这些平面通过组织和位于龈袋中的液体而被导电连接。在图8中示出了一种相应的构造。绝缘层59和导电层62交替成组围绕着导电芯60。那么就形成了导电环，其分别具有自己的连接电极61。如果在电极之间的绝缘层被浸湿了导电液体，或者组织与两个相邻电极相接触，那么在两个电极之间的电阻就明显下降。从而探头在液体或牙周袋中的进入深度就可以被逐步测量。有意义的实施可以分辨0.5mm-1mm的进入深度变化。该导电芯60以及导电层的自由端结束于不同的平面，如图所示，以实施深度测量。
一种电容性测量也可以用于龈袋深度测量。为此在由低介电常数的材料比如聚四氟乙烯或聚丙烯制成的载体棒63上施加有相对的两个或多个电极64，这些电极与该探头所浸入的组织构成电容器。这些电极64覆盖有优选疏水的绝缘层，并利用连接导线67与分析电极相连接。根据浸入深度65，该整体配置的电容发生变化。
如果在图9的实施中忽略绝缘66，并利用一种中欧姆至高欧姆材料来实施该电极64，那么就可以根据该配置的连续电阻变化来确定浸入深度。
借助口腔扫描仪10，不仅可以自动确定在咀嚼系统中或咀嚼系统区域中的位置比如牙齿的空间布置，或者利用同时的牙周袋深度测量来对测量点进行自动确定，而且还可以测量龋齿或牙石以及其大小和位置。为此利用了健康牙齿与龋齿所位于的或者具有牙石的区域不同的反射频谱，其中这些区域在该第一传感器的定位时可以一同被分析。

Claims (35)

1.用于对可相对于病人的咀嚼系统移动的进行口腔测量的测量设备进行定位的方法，利用该测量设备来测量在咀嚼系统或咀嚼系统区域中的位置，尤其用于牙龈的龈袋深度测量和/或用于龋齿探测或牙石探测，其中该测量设备的位置借助与该测量设备位置关系固定的定位传感器来测量，
其特征在于，
该测量设备的位置数据在补充考虑与咀嚼系统的上颌骨位置关系固定地设置的至少一个第二定位传感器的情况下而被确定，其中尤其在触发起始信号之后对这两个定位传感器的位置数据进行同步分析。
2.用于对可相对于病人的咀嚼系统移动的进行口腔测量的测量设备进行定位的方法，利用该测量设备来测量在咀嚼系统或咀嚼系统区域中的位置，尤其用于牙龈的龈袋深度测量和/或用于龋齿探测或牙石探测，其中该测量设备的位置借助与该测量设备位置关系固定的定位传感器来测量，
其特征在于，
借助该定位传感器在被选择作为起始点的起始信号处来进行该测量设备位置的确定，其中该起始信号尤其与该咀嚼系统的位置关系固定。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
该第一定位传感器的位置数据作为第一坐标和所述至少一个第二定位传感器的位置数据作为第二坐标被关联，并且由经关联的数据为该第一定位传感器和所述至少一个第二定位传感器在一个共同的坐标系统中来生成坐标，在该坐标系统中确定位置或咀嚼系统区域的坐标。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，
该第一和/或所述至少一个第二定位传感器作为惯性平台来构造，或者设置有惯性平台。
5.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
该第一定位传感器的位置或坐标借助至少一个第二定位传感器来确定，该第二定位传感器优选地设置在病人头部。
6.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个第二定位传感器被固定在诸如眼镜架的支架上或者固定在面弓上或者固定在被设置于下颌骨与上颌骨之间的咬块中。
7.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
为了确定下颌骨区域的位置坐标，补充考虑下颌骨沿着从上颌骨出发的弧形的移动。
8.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
为了确定下颌骨和/或上颌骨区域的位置坐标，相对于下颌骨或上颌骨位置固定地设置另外的或该第一定位传感器。
9.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
为了确定下颌骨的位置或其坐标，位置固定地给该下颌骨分配了一个第三定位传感器，其中该第三定位传感器具有惯性平台。
10.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
利用该测量设备来测量牙齿的龈袋深度。
11.优选地根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
该龈袋深度借助超声、拖动指示器、光电测量、电感测量、电容测量或通过电阻测量来确定。
12.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
该测量设备具有针形元件，利用它来测量龈袋。
13.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
借助该针形元件通过该测量设备的位置变化来以电和/或光电的方式测量龈袋的深度和/或状态。
14.根据优选前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
利用该测量设备根据该第一定位传感器相对于第二定位传感器的位置来测量龈袋深度。
15.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
把光导体插入到龈袋中，并且根据通过该光导体输送给接收器的光线来确定龈袋深度。
16.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
分析该光导体传输给该接收器的光线的强度和/或频谱分布的变化，以确定龈袋深度。
17.根据优选前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
使用了光导体来照明以及传导回反向散射光线，以测量龈袋深度。
18.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
由该光导体所接收的环境光被分析，以测量龈袋深度。
19.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
该光导体被导光的外套围绕，通过分析其前端面耦合输入的光线以测量龈袋深度。
20.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
在龈袋中插入了至少两个光导体，分析通过其中一个导体所输入并通过其中另一导体所接收的光线。
21.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
作为光导体使用了光纤或光纤束，其中该光导体具有优选为50μm≤D≤1000μm的直径D。
22.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
在使用两个光导体的情况下，它们具有光间距D，其中该光间距优选为0.5D≤d≤3D，其中D等于光导体的直径。
23.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
在一种同轴配置中，光导体设置于比如由蓝宝石制成的透明管中，而不与其接触。
24.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
作为光导体使用了在其自由端被去除覆层和外套的、经粗糙化的光导纤维，给该光导体施加优选波长经选择的或波长范围经选择的光线，其中波长尤其在350nm≤λ≤10000nm范围中，优选是400nm≤λ≤2000nm，并且分析通过该经粗糙化的端所反射回该光导体中的光线，以确定龈袋深度。
25.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
所接收光线的强度变化和/或频谱分布变化被分析，以确定龈袋深度。
26.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
两个局部粗糙化的光导体被插入到龈袋中，并且通过一个导体把光线传导到龈袋中，并通过另一导体把龈袋中所反射的光线传导至接收器。
27.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
光导体在其粗糙化区域被相互屏蔽。
28.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
关于龈袋的吸收特性来分析通过该光导体传输给该接收器的光线。
29.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
确定在波长范围λ1、λ2中的辐射与在波长范围Δλ的辐射之间的吸收比，其中λ1≤350nm，λ2＞1500nm，400nm≤Δλ≤1000nm。
30.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
插入到龈袋中的导电测量传感器的电阻变化根据其在龈袋中的进入深度而被测量。
31.根据前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
由电绝缘材料制成的测量传感器被插入到龈袋中，在该测量传感器的相同横截面的平面中具有相互有间距的电极区段，并且在所述电极区段之间的阻抗变化被测量，以确定龈袋深度。
32.根据优选前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
由电绝缘材料制成的测量传感器被插入到龈袋中，其中该测量传感器具有相互有间距的、在传感器纵向上呈条状的测量传感器电极区段，并且在这些电极区段之间的阻抗变化被测量，以确定龈袋深度。
33.根据前述权利31或32所述的方法，
其特征在于，
该测量传感器涂覆有疏水层。
34.根据优选前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
所接收辐射的频谱分布由该测量设备分析，以进行定位和/或确定龋齿和/或牙石的大小。
35.根据优选前述权利要求至少之一所述的方法，
其特征在于，
测量下颌骨相对于上颌骨的移动，其中一个定位传感器被固定到病人的头部，另一定位传感器被固定到下颌骨上。
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