DE102022106875A1

DE102022106875A1 - Ultraschallsystem und Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes

Info

Publication number: DE102022106875A1
Application number: DE102022106875.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Teicher; Anas Ben Anchour; Steffen Ihlenfehldt; David Weik; Lars Büttner; Richard Nauber; Jürgen Czarske; Tom Schröder; Günter Lauer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-09-28
Also published as: WO2023180380A1

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 Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweist; 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 Ultraschallwellen aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten Ultraschallwellen, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.

Description

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.

1A bis 3E zeigen jeweils ein Ultraschallsystem gemäß verschiedenen Aspekten.
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.
1A 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).
1B 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 1C 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 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 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 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 3B dargestellt ist. Diese können analog zu den oben beschriebenen ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen 120 ausgestaltet sein.
In 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 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 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 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.
Beispiel 1 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.
Beispiel 2 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 1, 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).
Beispiel 3 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 2, 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.
Beispiel 4 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 2 oder 3, 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).
Beispiel 5 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, 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.
Beispiel 6 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, 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) .
Beispiel 7 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere zusätzliche Ultraschallwandler aufweist.
Beispiel 8 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 7, 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.
Beispiel 9 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.
Beispiel 10 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 9, 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.
Beispiel 11 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 9 oder 10, 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 10, das zweite Ultraschallsignal eine Reflektion der ersten Ultraschallwellen repräsentieren.
Beispiel 12 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 9 bis 11, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler beweglich innerhalb des Dentalobjekts gelagert sein können.
Beispiel 13 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 9 bis 12, 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 14 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 13, 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 15 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 9 bis 14, wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen aufweisen kann.
Beispiel 16 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 15, 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 17 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 15 oder 16, 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.
Beispiel 18 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, 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.
Beispiel 19 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 18, 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.
Beispiel 20 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, 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.
Beispiel 21 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 20, wobei das Füllmedium eine Flüssigkeit aufweist (z.B. ist).
Beispiel 22 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 20 oder 21, wobei das Füllmedium NaCl mit einer Konzentration von 0,1 mol/l bis 10 mol/l aufweist.
Beispiel 23 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 14 bis 16, wobei das Füllmedium ein Gel aufweist (z.B. ist).
Beispiel 24 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 20 bis 23, wobei die Füllmedium-Fülleinheit einen Zulauf zum Zuführen des Füllmediums und/oder einen Ablauf zum Abführen des Füllmediums aufweist.
Beispiel 25 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 20 bis 24, 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).
Beispiel 26 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 25, 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).
Beispiel 27 ist ein Ultraschallsystem gemäß Beispiel 26, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, einen Füllstand des Füllmediums innerhalb einer Mundhöhle zu steuern.
Beispiel 28 ist ein Ultraschallsystem gemäß einem der Beispiele 1 bis 27, 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.
Beispiel 29 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 28 ist.
Beispiel 30 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß Beispiel 29, 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.
Beispiel 31 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 28 ist.
Beispiel 32 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß Beispiel 31, 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.
Beispiel 33 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Beispiele 30 bis 32, 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.
Beispiel 34 ist ein Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Beispiele 30 bis 33, 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 35 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.
Beispiel 36 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 35, das optional ferner aufweisen kann: Erstellen eines Ultraschallbildes auf Grundlage der ermittelten Messdaten.
Beispiel 37 ist ein Verfahren gemäß Beispiel 35 oder 36, 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.
Beispiel 38 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 37, das optional ferner aufweisen kann: Aufnehmen von Korrekturdaten zum Korrigieren der Messdaten.
Beispiel 39 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 38, das optional ferner aufweisen kann: Korrigieren der Messdaten (z.B. der Bilddaten, der Abstandsdaten) auf Grundlage der Korrekturdaten.
Beispiel 40 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 39, 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 41 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 40, wobei die Ultraschallwellen von außen (z.B. von außerhalb einer Mundhöhle) in der Mundhöhle erzeugt werden können.
Beispiel 42 ist ein Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 41, wobei die Ultraschallwellen von innen (z.B. von innerhalb einer Mundhöhle) in der Mundhöhle erzeugt werden können.

Claims

Ultraschallsystem (100) aufweisend: • ein Dentalobjekt (110) zum Einbringen und Positionieren in eine Mundhöhle (200), wobei das Dentalobjekt (110) ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweist; 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 Ultraschallwellen aus der Mundhöhle und zum Erzeugen eines zweiten Ultraschallsignals basierend auf den erfassten Ultraschallwellen, wobei das zweite Ultraschallsignal zumindest Informationen des Dentalobjekts repräsentiert.
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.
Ultraschallsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler ein oder mehrere Ultraschallemitter aufweisen.
Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ein oder mehreren Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) eine Gruppe von aktiven Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweisen, die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Referenzwelle, die zu einem Referenzsignal korrespondiert, in der Mundhöhle (200) zu erzeugen; und/oder 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.
Ultraschallsystem (100) aufweisend: • ein Dentalobjekt (110) zum Einbringen und Positionieren in einer Mundhöhle (200), wobei das Dentalobjekt ein oder mehrere Ultraschallwandler (130) aufweist; • wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler (130) eingerichtet sind, Charakteristika eines Teils einer Mundhöhle (200) oberhalb oder unterhalb des Dentalobjekts (110) zu erfassen.
Ultraschallsystem (100) gemäß Anspruch 5, wobei das eine Dentalobjekt (110) ein oder mehrere Ultraschall-Messreferenzmarkierungen (120) aufweist.
Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Dentalobjekt (110) eine Füllmedium-Fülleinheit (160) aufweist zum Füllen eines Mundraums mit einem Füllmedium (161) .
Ultraschallsystem (100) gemäß Anspruch 7, wobei das Füllmedium (161) eine Flüssigkeit aufweist oder ist, und/oder wobei das Füllmedium (161) ein Gel aufweist oder ist.
Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, 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.
Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend, wobei die ein oder mehreren Ultraschallwandler (130) jeweils einen piezoelektrischen Stoff aufweisen.
Ultraschallsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.
Verwenden eines Ultraschallsystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 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.
Verfahren zum Erstellen eines Ultraschallbildes, das Verfahren aufweisend: Einbringen eines Dentalobjekts in eine Mundhöhle (401); Füllen der Mundhöhle mit einem Füllmedium (402); Erzeugen von Ultraschallwellen korrespondierend zu einem Ultraschallsignal in der Mundhöhle (403); Ermitteln von Messdaten von einer Mundhöhle und/oder von ein oder mehreren Strukturen, die an eine Mundhöhle angrenzen (404) .
Verfahren gemäß Anspruch 13, 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.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner aufweisend Aufnehmen von Korrekturdaten zum Korrigieren der Messdaten, und wobei das Verfahren vorzugsweise ferner aufweist: Korrigieren der Messdaten (z.B. der Bilddaten, der Abstandsdaten) auf Grundlage der Korrekturdaten.