AT511383B1 - Verfahren zum qualitativen vergleich approximaler kontaktpunktkräfte benachbarter zähne - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Abschätzung der Kontaktkräfte benachbarter Zähne, mit einem in den Interdentalraum einführbaren Prüfkörper, der als Faden (1) ausgebildet und zwischen zwei Zinken (2) einer Gabel (3) angeordnet ist, wobei zwischen der Gabel und einem Handgriff (4) eine Kraftmesszelle (5) angeordnet ist und zumindest zwei Dehnungssensoren (9o, 9u) zum Messen von zwei Kräften in unterschiedlichen Richtungen Aufweist.

Description

österreichisches Patentamt AT511 383B1 2013-06-15

VERFAHREN ZUM QUALITATIVEN VERGLEICH APPROXIMALER KONTAKTPUNKTKRÄFTE BANACHBARTER ZÄHNE

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abschätzung der Kontaktkräfte benachbarter Zähne, mit einem in den Interdentalraum einführbaren Prüfkörper und einer mit diesem zusammenwirkenden Kraftmesszelle, die an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen ist.

[0002] Interdentale Kontaktkräfte sind ein wichtiges Kriterium für Zahnärzte und Kieferorthopä-den, da sie sowohl für das subjektive Befinden des Patienten als auch für dessen Gesundheit wesentliche Parameter sind. Man versucht daher, diese Kräfte durch verschiedene Verfahren, die allesamt zwischen den Zähnen eingesetzte Probekörper verwenden, abzuschätzen, wobei eine direkte Messung dieser Kräfte in der Praxis ausscheidet.

[0003] Aus R. Fuhrmann, C. Grave und P. Diedrich, „In-vitro-Erprobung einer Meßmethodik zur quantitativen Bewertung einer interdentalen, mesial gerichten Kraft", Fortschritte der Kieferorthopädie, vol.59, pp: 362-370 (Nr.6,1998) ist ein Messverfahren bekannt geworden, bei dem ein Edelstahlplättchen zwischen benachbarte Zähne eines Humanpräparats geschoben und dieses Plättchen sodann unter Zwischenschaltung einer Federwaage mit konstanter Geschwindigkeit aus dem Interdentalraum gezogen wird. Aus der beim Herausziehen gemessenen Kraft, entsprechend der zwischen dem Edelstahlplättchen und den Zahnflanken auftretenden Reibungskraft lassen sich Rückschlüsse auf die mesialen Interdentalkräfte ziehen. Im Gegensatz zur Anwendung an einem extrakorporalen Präparat kann die beschriebene Vorrichtung bzw. das Verfahren in vivo kaum angewendet werden, da das Platzangebot vor allem distal und bukkal ungenügend ist.

[0004] Kim Hee-Sun, Na Hyun-Joon, Kim Hee-jung, Kang Dong-Wan und Oh Sang-Ho, „Evaluation of proximal contact strenghts by postural changes", Journal of Advanced Prosthodontics 2009; 1(3): 118-123 beschreiben ein ähnliches Verfahren, bei welchem das Ende eines Metallstreifen in einen Zahnzwischenraum gebracht wird, der Streifen umgelenkt und mittels eines Motors bei konstanter Geschwindigkeit unter Messung der auftretenden Kraft mittels eines Dehnmessstreifens aus dem Zwischenraum gezogen wird. Durch die vorgesehene Umlenkung ist zwar auch eine Messung an weiter hinten gelegenen Zahnpaaren möglich, doch ist der Aufwand für das motorische Herausziehen und die Umlenkung des Stahlbandes erheblich und nicht praxisgeeignet. Messfehler durch unkorrekte Haltung seitens des Arztes sind sehr wahrscheinlich, wobei insbesondere an ein Verkanten oder Verkippen des Stahlstreifens gedacht werden muss.

[0005] Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Vorrichtung, die bei einfachem und billigen Aufbau eine aussagekräftige Kräftemessung bzw. -abschätzung ermöglicht, wobei Bedienungsfehler wenig oder keinen Einfluss auf die Messergebnisse haben bzw. sofort ersichtlich sein sollen.

[0006] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß der Prüfkörper als Faden ausgebildet und zwischen zwei Zinken einer Gabel angeordnet ist, die Kraftmesszelle zwischen der Gabel und einem Handgriff angeordnet ist und zumindest zwei Dehnungssensoren zum Messen von zwei Kräften in unterschiedlichen Richtungen aufweist.

[0007] Dank der Erfindung kann der Benutzer, z. B. ein Zahnarzt, keine signifikanten Fehlmessungen vornehmen, da durch die Messung von zwei Kräften und deren Auswertung die korrekte Justierung der Vorrichtung, insbesondere des Fadens angezeigt und seitens des Benutzers eingehalten werden kann. Wie weiter unten zu zeigen ist, kann nämlich aus dem Verhältnis der gemessenen Kräfte die Winkelorientierung des Fadens ermittelt werden. Im Gegensatz zu den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik kann die Vorrichtung nach der Erfindung seitens eines Benutzers händisch verwendet werden und eine physikalische Bewegungsreferenz zu der 1 /12 österreichisches Patentamt AT511 383B1 2013-06-15 zu untersuchenden Person kann entfallen.

[0008] Um die Signalverarbeitung zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn die Sensitivitätsvek-toren der Messzelle eine Ebene aufspannen, die im Wesentlichen orthogonal zur Fadenachse verläuft.

[0009] Im Sinne einer vereinfachten Bedienerführung und aus hygienischen Gründen kann vorgesehen sein, dass die Gabel mit dem Faden eine Einwegausführung ist und mit der Messzelle auswechselbar verbunden ist.

[0010] Bei einer in der Praxis einfach realisierbaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kraftmesszelle ein Quader aus elastisch verformbaren Material mit an gegenüberliegenden Oberflächen angeordneten Dehnungssensoren ist, wobei in ein Ende des Quaders die Gabel eingesetzt und das diesem Ende gegenüberliegende mit dem Handgriff verbunden ist.

[0011] Hierbei kann vorgesehen sein, dass die gegenüberliegenden Oberflächen des Quaders parallel zu einer Ebene verlaufen, welche die Achse des Fadens enthält und dass die Dehnungssensoren einander gegenüberliegen, in dem Quader im Bereich jedes Dehnungssensors je eine durchgehende Bohrung ausgebildet ist, wobei die Achsen der Bohrungen im Wesentlichen parallel zur Achse des Fadens verlaufen, und von jeder Bohrung ausgehend ein den Rest des Quaders schräg durchsetzender Schlitz vorhanden ist.

[0012] Falls die Dehnungssensoren Dehnmessstreifen sind, ergibt sich bei einfacher Auswertung eine kostengünstige Variante.

[0013] In der Praxis ist es nicht zuletzt aus hygienischen Gründen zweckmäßig, wenn die Gabel an einem Ende der Kraftmesszelle lösbar befestigt ist.

[0014] Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen [0015] Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung die Anwendung eines Prüfkörpers einer Vorrich tung nach der Erfindung an einer Gebissnachbildung, [0016] Fig. 2 in schematischer Seitenansicht eine Gabel mit Prüfkörper und Kraftmesszelle einer Vorrichtung nach der Erfindung und die verwendeten Koordinatensysteme, [0017] Fig. 3 entsprechend Fig. 2 eine Gabel mit Prüfkörper und den Zusammenhang zwi schen den Koordinatensystemen der Vorrichtung und des Interdentalraumes zweier Zähne, [0018] Fig. 4 ein mögliches Flussdiagramm der Kraftmessung beim Einpressen bzw. Heraus ziehen des Prüfkörpers bei einer Vorrichtung nach der Erfindung, [0019] Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Auswerteeinrichtung der Vorrichtung nach der Erfin dung, [0020] und [0021] Fig. 6 einen beispielsweisen Kräfteverlauf während des Einpressens bzw. Herauszie hens des fadenförmigen Prüfkörpers.

[0022] Gemäß Fig. 1 ist ein Prüfkörper als Faden 1 ausgebildet und zwischen zwei Zinken 2 einer Gabel 3 angeordnet. Die Gabel 3 kann mit Hilfe eines Handgriffes 4 zu einem Zahnzwischenraum (Interdentalraum) geführt und in diesen gepresst bzw. eingeführt werden. Im Prinzip ist dieser Vorgang jenem der Anwendung von sogenannten Zahnseide Sticks bei der Zahnpflege ähnlich.

[0023] Um die auf den Faden 1 ausgeübten Kräfte messen zu können, ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, zwischen der Gabel 3 und dem Handgriff 4 eine Kraftmesszelle 5 angeordnet. An dem Vorderende dieser Messzelle 5 ist eine Sackbohrung 6 zur Aufnahme des stiftförmigen Hinterendes der Gabel 3 vorgesehen, wobei eine nicht dargestellte Fixierschraube in eine Gewindebohrung 7 eingeschraubt werden kann, um das Hinterende der Gabel 3 zu fixieren. Der Hand- 2/12 österreichisches Patentamt AT511 383B1 2013-06-15 griff 4 kann beispielsweise an dem hinteren Ende der Messzelle 5 mit einer angedeuteten Fixierung 8, beispielsweise mit zwei Schrauben, befestigt werden. Der Handgriff 4 ist hier rohrförmig ausgebildet und umgreift die Messzelle 5 und einen Abschnitt der Gabel 3.

[0024] Die Kraftmesszelle 5 ist bei dieser Ausführung ein Quader aus elastisch verformbaren Material, z. B. Stahl, mit an gegenüberliegenden Oberflächen angeordneten Kraftmesssensoren, im vorliegenden Fall Dehnungssensoren 9o, 9u.

[0025] Die gegenüberliegenden Oberflächen der quaderförmigen Kraftmesszelle 5 verlaufen parallel zu einer Ebene, welche die Achse des Fadens 1 enthält, wobei die Dehnungssensoren 9o, 9u einander gegenüberliegen und in der quaderförmigen Kraftmesszelle im Bereich jedes Dehnungssensors je eine durchgehende Bohrung 10o, 10u ausgebildet ist, wobei die Achsen dieser Bohrungen im Wesentlichen parallel zur Achse des Fadens 1 verlaufen, und von jeder Bohrung ausgehend ein den Rest des Quaders schräg durchsetzender Schlitz 11 o, 11 u vorhanden ist. Die Bohrungen 10o, 10u und die von diesen ausgehenden Schlitze 11 o, 11 u ergeben die erforderliche Beweglichkeit der Kraftmesszelle 5 im Bereich der Dehnungssensoren 9o, 9u.

[0026] Falls die Dehnungssensoren 9o, 9u wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einander unmittelbar gegenüber und auf einer Achse mit den Bohrungen 10o, 10u liegen, ergibt sich ein mittiger Drehpunkt bei Verbiegungen und demnach kein Ungleichgewicht bei Dehnen und Stauchen.

[0027] Bei der beispielsweisen Ausführung sind die Dehnungssensoren 9o, 9u handelsübliche Dehnmessstreifen, die bei geringer Baugröße kostengünstig sind und lediglich aufgeklebt werden müssen, doch stehen dem Fachmann viele bekannte Möglichkeiten zur Kraftmessung zur Verfügung, beispielsweise kapazitive, induktive, interferenzoptische oder piezoelektrische Geber.

[0028] Das Prinzip der Kraftmessung beruht darauf, dass die zum Einpressen des verwendeten Prüfkörpers benötigte Kraft zunächst in einem Sensor-Koordinatensystem erfasst wird. Bei gegebener Geometrie der Anordnung ergibt sich eindeutig eine Kraft in einem Messzellen-Koordinatensystem, deren zeitlicher Verlauf unter Verwendung zweier Dehnmessstreifen in elektrische Signale umgewandelt wird.

[0029] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 eine mögliche Auswertung der mithilfe der Messzelle 5 bzw. der Dehnungssensoren 9o, 9u ermittelten Signale erläutert. Dabei werden vektorielle Größen durch einen Pfeil gekennzeichnet (z. B. F,ex). In einem gegebenen

Koordinatensystem CS kann der Vektor durch Betrag und Richtung oder seine Koordinaten ausgedrückt werden, d. h.

-Fe CS

(1) [0030] Wenn keine Verwechslungsgefahr besteht, wird auf die Bezeichnung des Koordinatensystems verzichtet.

[0031] Ein Koordinatensystem in 2D ist definiert durch den Ursprung O, sowie durch ein ortho-normales Paar von Basisvektoren er und <?v. x y [0032] In der hier verwendeten Modellierung werden drei Koordinatensysteme verwendet, nämlich ein Messzellen-Koordinatensystem, ein Sensor-Koordinatensystem und ein Interdental-Koordinatensystem.

[0033] Messzellen-Koordinatensystem: [0034] Bezug nehmend auf Fig. 2 befindet sich der Ursprung 0M des Koordinatensystems am Schnittpunkt der Messzellen-Achse a mit der Stirnfläche der Messzelle. Das System ist so 3/12 österreichisches Patentamt AT511 383B1 2013-06-15 orientiert, dass die x -Achse (Einheitsrichtungsvektor exM) in Richtung der Messzellen-Achse vom Ursprung nach rechts und die y-Achse (Einheitsrichtungsvektor eyM) orthogonal dazu nach unten weist.

[0035] Sensor-Koordinatensystem: [0036] Der Ursprung Os dieses Koordinatensystems befindet sich im Durchstoßpunkt des Prüfkörpers bzw. Fadens 1 durch die Zeichenebene (Fig. 2). Das System ist so orientiert, dass die x-Achse (Einheitsrichtungsvektor exS) parallel zur Messzellen-Achse nach rechts und die y-

Achse (Einheitsrichtungsvektor ey S) orthogonal dazu nach unten weist.

[0037] Interdental-Koordinatensystem: [0038] In Fig. 3 sind zwei nebeneinander liegende Zähne Dl, Dr ersichtlich, wobei sich zwischen deren Kronen der Interdentalraum Z befindet, der nach unten durch das Zahnfleisch G abgeschlossen ist. Der Ursprung Oi dieses Koordinatensystems befindet sich im Durchstoßpunkt des Fadens 1 durch die Zeichenebene. Das System ist so orientiert, dass die x-Achse (Einheitsrichtungsvektor exl) nach links und die y-Achse (Einheitsrichtungsvektor eya) in Richtung des Zahnzwischenraumes zeigt.

[0039] Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Die gesuchte Messgröße ist der Betrag der Einpresskraft Fj (t) in Richtung des Interdentalraumes Z ermittelt zum Zeitpunkt der Einpressung t=t0. Diese Kraft wird aus den zeitlichen Verläufen der Sensorsignale der beiden Dehnmessstreifen 9o, 9u in nachfolgend angeführten Schritten geschätzt. Der weiteren Modellierung liegt die Annahme zugrunde, dass die Ausrichtung des Fadens 1 durch den Arzt so erfolgt, dass der Faden orthogonal zur Zeichenebene orientiert ist (vgl. Fig. 3). Die Orientierung des Sensor-Koordinatensystems (Rotation um den Faden) ist dabei im Rahmen anatomischer Grenzen beliebig.

[0040] Für die Kräfte im Messzellen-Koordinatensystem gilt unter Auswertung der Widerstandsänderungen äRi und AR2 der beiden Dehnmessstreifen AR1+AR2 Γχ,μ-- una γ„μ· 2-k ARi -AR2 2rk (2) [0041] Bei gegebener Geometrie der Messanordnung gemäß Fig. 2 besteht zwischen den Kräften im Messzellen-Koordinatensystem und jenen im Sensor-Koordinatensystem der Zusammenhang

F = 1 M 1 0" ~F 1 xM /3 l2 X/ F 1 y,M h h py,s = MFC (3) [0042] beziehungsweise

Fs=M'-Fm. (4) [0043] Die primäre Messgröße der Vorrichtung ist die während des Einpressens des Fadens 1 gemessene Kraft Ft in Richtung des Interdentalraumes Z (Fig. 3). Diese Kraft wird aus dem Kraftvektor Fs unter Berücksichtigung folgender systematischer Abweichungen bestimmt: [0044] · Die Ausrichtung der Gabel 3 und des Fadens 1 zum Zahnzwischenraum schwankt bei unterschiedlichen Anwendern und Anwendungen. Darüber hinaus ist während einer Messung eine Schwankung zu beobachten. 4/12 österreichisches Patentamt AT511 383 B1 2013-06-15 [0045] · Während des Einpressens kann es zu Querkräften abweichend von Fl kommen, falls der Faden 1 dem geometrischen Verlauf der Kontaktfläche folgt oder der Anwender eine Querkraft ausübt.

[0046] Ausgangspunkt für die Korrektur dieser Abweichungen ist die Schätzung der aktuellen Orientierung des Fadens 1 aus den Zeitverläufen von Fs Diese erfolgt durch φ{ΐ) = arctan ^(0 (5) [0047] Systematische Abweichungen werden minimiert, indem die mittlere Orientierung φ des Fadens 1 vor dem Einpressen (t = t0) mittels (6) [0048] geschätzt wird. Diese Orientierung wird zur Lagebestimmung des Fadens 1 und damit zur Bestimmung der Richtung des Interdentalraumes Z herangezogen, da angenommen wird, dass ohne systematische Abweichung ?,’=«(-¢)¾ (7) [0049] gilt, wobei R(-^) eine Rotation des Messzellen -Koordinatensystems um den Winkel -φ darstellt. Der Zeitverlauf der Messgröße Fi(t) ergibt sich - insbesondere bei Auftreten der beschriebenen systematischen Abweichungen φ(ΐ) Φφ- aus der Projektion der Kraft Fs auf die Interdentalachse el durch (8) [0050] Die gesuchte Einpresskraft entspricht dem Momentanwert dieser Größe zum Einpresszeitpunkt, d. h. F1=F1(t = t0). (9) [0051] Fig. 4 kann man ein beispielhaftes Ablaufdiagramm zur Messung der Einpresskraft entnehmen. Nach einer Initialisierung der Vorrichtung (Schritt A1, „Initialisierung") erfolgt kontinuierlich die Erfassung und Schätzung des Kraftvektors Fs(t) im Messzellen-Koordinatensys- tem (Schritt A2, „Schätzung Fs(t)"). Dieser Kraftvektor wird zur Detektion des Einpressereignisses (Schritt A3, „Detektion einer Messung") herangezogen. Das Ergebnis dieses Verarbeitungsschrittes ist die Einpresszeit t0. Liegt kein Einpressereignis vor, wird mit der Erfassung bei Schritt A2 fortgefahren.

[0052] Wurde ein Einpressereignis erkannt, wird im nächsten Schritt die Orientierung des Fadens 1 und damit der Gabel 3 bzw. der Messzelle 5 geschätzt (Schritt A4, „Schätzung des Sensorwinkels"). Auf Basis dieser Schätzung und vorgegebener Grenzen der Orientierung wird die Gültigkeit der Messung überprüft (Schritt A5, „Gültigkeitsprüfung"). Messungen außerhalb erlaubter Orientierungen, bzw. Messungen mit hohem Störanteil werden dabei unter Rückmeldung der Ursache an den Bediener verworfen (Schritt A6, „Rückmeldung an Bediener"). In diesen Fällen wird direkt mit der Erfassung weiterer Daten fortgefahren.

[0053] Für gültige Messungen wird im nächsten Schritt A7 („Schätzung der in den Interdentalraum projizierten approximalen Kontaktkraft") die Einpresskraft zum Zeitpunkt t = t0 geschätzt und dem Operator mitgeteilt (Schritt A8, „Anzeige der Kontaktkraft"). 5/12 österreichisches Patentamt AT511 383 B1 2013-06-15 [0054] Wenn von der „Kontaktkraft" die Rede ist, so soll klargestellt werden, dass diese Kraft, die von den nebeneinander liegenden Zähnen Dl, Dr gegenseitig bzw. auf den Faden 1 ausgeübt wird, nicht direkt gemessen wird, sondern aus der Einpresskraft geschätzt wird, beispielsweise aus Erfahrungswerten oder an Hand einer Tabelle.

[0055] Selbstverständlich können Methoden zur Verbesserung der Robustheit des Verfahrens (Statistik, Ausreißerbehandlung etc.) auch im Rahmen der Erfindung angewendet werden, doch wird in diesem Zusammenhang auf solche dem Fachmann bekannte Methoden nicht eingegangen.

[0056] Nachstehend wir an Hand der Fig. 5 ein mögliches Blockschaltbild einer Auswerteeinrichtung 12, die Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, erläutert.

[0057] Folgende Bearbeitungsblöcke (siehe Abbildung 4) werden zur Bestimmung der Einpresskraft verwendet: [0058] B1 stellt einen Umsetzer dar, welcher die Umsetzung der Widerstandssignale AR^t), AR2 (t) in entsprechende Kräfte FM(t) bzw. Kraftsignale unter Berücksichtigung der Geometrie der Messzelle 5 vornimmt.

[0059] Im Block B2 erfolgt eine Transformation M —> S der Kräfte im Messzellen-Koordinaten-system in das Sensor-Koordinatensystem und in Block B3 eine Projektion S —> I, d. h. eine Transformation der Kräfte im Messzellen-Koordinatensystem in das Interdental-Koordinatensystem mit Projektion der Hauptkomponente der Kraft auf die Interdentalachse.

[0060] Im Block B4 wird die Sensor-Orientierung φ aus dem Zeitverlauf des Kraftvektors Fs(t) bestimmt und in Block B5 erfolgt die Detektion des Messzeitpunktes t0 aus dem Zeitverlauf des Kraftvektors Fs(t).

[0061] Im Block B6 erfolgt die Bestimmung der Einpresskraft F aus dem Zeitverlauf von F,(t) und der Block B7 dient der Beurteilung der Signalqualität und der Rückmeldung, z. B. „gut", „schlecht" an den Bediener.

[0062] Das Verständnis der Erfindung wird auch durch die Darstellungen der Fig. 6 erleichtert. In Fig. 6a ist der zeitliche Verlauf des Kraftsignals F,(t) dargestellt, welches beim Einpressen bzw. Herausziehen des Fadens 1 in einen Interdentalraum auftritt. Während des Einpressens des Fadens 1 steigt die Kraft etwa linear bis auf 2,52 N an, beim Verlassen des Interdentalraumes fällt sie kurzeitig ab (Spitze des Verlaufs nach oben in dem Diagramm) und eine weiter kurzzeitige Erhöhung der Kraft zeigt in diesem Fall das Auftreffen des Fadens auf dem Zahnfleisch. Beim Herausziehen des Fadens steigt die Kraft wieder - in die entgegengesetzte Richtung - an, bis auf 2,86 N in diesem Beispiel, um beim endgültigen Verlassen des Interdentalraumes naturgemäß auf Null abzufallen.

[0063] Der Verlauf der Orientierung (Winkel φ) in Fig. 6b zeigt den Einpressvorgang kurz nach der Zeit 1s und dort einen Winkel ^>von ca. 50°. Die Verläufe zu Beginn der Messung (bis ca. 0,5 s) und nach dem Ende der Messung (ab ca. 1,9 s) stellen auf Grund der geringen auftretenden Kräfte im Prinzip Rauschen dar und können anhand der Größe des Kraftsignals Fj(t) zuverlässig erkannt und von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden.

[0064] Bei der Vorrichtung nach der Erfindung hat es sich auch als besonders vorteilhaft erwiesen, dass sie selbst bei den beengten Raumverhältnissen im Mundraum eines Patienten anwendbar ist und dass die Gabel samt dem Faden als steriler und äußerst billiger Einwegartikel ausgebildet und leicht vor jeder neuen Anwendung ausgewechselt werden kann. Die Anzeige der Kraft und der korrekten Orientierung (Winkellage) kann in leicht lesbarer Form, z. B. digital erfolgen, wobei für die Anzeige der korrekten Orientierung auch eine binäre Darstellung, wie „gut"-„schlecht" oder eine entsprechende Anzeige mit einer grünen und einer roten LED direkt am Handgriff 4 möglich ist. 6/12

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT511 383B1 2013-06-15 Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Abschätzung der Kontaktkräfte benachbarter Zähne, mit einem in den Interdentalraum einführbaren Prüfkörper (1) und einer mit diesem zusammenwirkenden Kraftmesszelle (5), die an eine Auswerteeinrichtung (12) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper als Faden (1) ausgebildet und zwischen zwei Zinken (2) einer Gabel angeordnet ist, die Kraftmesszelle (5) zwischen der Gabel und einem Handgriff angeordnet ist und zumindest zwei Dehnungssensoren (9o, 9u) zum Messen von zwei Kräften, in unterschiedlichen Richtungen aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensitivitätsvektoren der Messzelle (5) eine Ebene aufspannen, die im Wesentlichen orthogonal zur Fadenachse verläuft.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel (3) mit dem Faden (1) eine Einwegausführung ist und mit der Messzelle (5) auswechselbar verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesszelle (5) ein Quader aus elastisch verformbaren Material mit den an gegenüberliegenden Oberflächen angeordneten Dehnungssensoren (9o, 9u) ist, wobei in ein Ende des Quaders die Gabel (3) eingesetzt und das diesem Ende gegenüberliegende mit dem Handgriff (4) verbunden ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Oberflächen des Quaders parallel zu einer Ebene verlaufen, welche die Achse des Fadens (1) enthält.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungssensoren einander gegenüberliegen, in dem Quader im Bereich jedes Dehnungssensors (9o, 9u) je eine durchgehende Bohrung (10o, 10u) ausgebildet ist, wobei die Achsen der Bohrungen im Wesentlichen parallel zur Achse des Fadens (1) verlaufen, und von jeder Bohrung ausgehend ein den Rest des Quaders schräg durchsetzender Schlitz vorhanden ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungssensoren (9o, 9u) Dehnmessstreifen sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel (3) an einem Ende der Kraftmesszelle (5) lösbar befestigt ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 7/12