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QUERVERWEIS
ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung Nr. 09/552,324,
angemeldet am 19. April 2000.
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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein elektronisches Wegverfolgungs- und Ortungssystem
und insbesondere ein verbessertes System, bei dem ein Signalgeber
intraoral plaziert wird.
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STAND DER
TECHNIK
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Es
sind zahlreiche elektronische Einrichtungen vorgeschlagen worden,
um bewegliche Güter, wie
beispielsweise Lastkraftwagen, Eisenbahnwaggons und Schiffscontainer,
hinsichtlich ihres Wegs zu verfolgen und zu orten. Hunderttausende
solcher Anlagegüter
sind mit Wegverfolgungs- und Lokalisierungs-Signalgebern ausgestattet worden. Die
fortschrittlichsten Systeme erlauben die Ortung eines Anlageguts
bis auf wenige Fuß.
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In
neuerer Zeit sind Systeme zur Wegverfolgung und Ortung von Menschen
entwickelt worden. Diese Wegverfolgungs- und Ortungseinrichtungen sind
nützlich
für Personen,
die nicht imstande oder nicht in der Lage sind, Hilfe zu suchen,
etwa von Personen, die an der Alzheimer-Krankheit leiden, von Gefangenen,
Kindern und militärischem
Personal. Weitere Systeme sind vorgeschlagen worden, um die Wege
von Haustieren und anderen Tieren zu verfolgen.
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Sender
und Sendeempfänger,
die zur Lokalisierung und Wegverfolgung von Menschen dienen, werden
als Armbänder,
in die Kleidung eingenäht,
in Rucksäcken, hinter
dem Ohr eines Menschen implantiert und ganz allgemein unter die
Haut implantiert getragen.
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Ein
derartiges System nutzt die GPS-Technologie, um leblosen Objekten,
Tieren und Menschen zu folgen und sie zu orten. Bei einer Ausführungsform
wird ein Armband, das einen Empfänger
enthält, von
einem Kind getragen. Unter Nutzung der bekannten Positionen von
drei umlaufenden Satelliten und der Zeit, die benötigt wird,
bis ein Signal sich zwischen dem Signalgeber und jedem der drei
Satelliten fortpflanzt, kann eine dreidimensionale Position des Signalgebers
berechnet werden.
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Zusätzlich zu
dem Tragen eines Empfängers in
Form eines Armbands werden Systeme verwendet, die einen batteriegespeisten,
selbständig
anhaltenden Sendeempfänger
verwenden, der klein genug ist, um unter die Haut implantiert zu
werden, damit in Not geratene Personen, wie etwa Entführungsopfer, Menschen,
die in der Wildnis in Not kommen, Opfer von Herzattacken und dergleichen
geortet werden können
und ihr Weg verfolgt werden kann, um sie zu retten.
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Andere
Systeme, die passiv bleiben, bis sie fernaktiviert werden, sind
in Gebrauch. Beispielsweise verwendet ein Rückholsystem einen Senderempfänger, der
in einem Motorfahrzeug versteckt ist, und ein Netz von fest angeordneten
und mobilen Bodensendern und -empfängern, um die Wegverfolgung
und Rückholung
von gestohlenen Fahrzeugen zu erleichtern. Die Einheit wird bis
zur Fernaktivierung ständig
als Empfänger
betrieben. Nachdem sie aktiviert ist, sendet sie ein Funkfeuer,
was die Verfolgung und Wiedergewinnung erleichtert. Bodenbasierte,
fest angeordnete und mobile Empfängereinheiten,
die Feldstärkemessungen
nutzen, und Richtungsempfänger
können
den Sender dann orten.
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Es
sind auch Standort- und Rückbeschaffungssysteme
entwickelt worden, die Zeitsteuerungs- und Triangulationsverfahren
anwenden, beispielsweise das System, das von Emergency Position
Indicating Radio Beacons (EPIRB) genutzt wird. Unter Nutzung des
GPS-Systems kann das zugehörige
Satellitennetz, nach dem der Anwender einen Sender aktiviert hat,
einen sendenden EPIRB überall
auf der Erde lokalisieren.
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Empfänger und
Senderempfänger,
die als Schmuck oder in Kleidung eingenäht getragen werden, sind leicht
zu finden und zu entfernen, was ihren Nutzen für militärische, nachrichtendienstliche
und Personenschutz-Anwendungen einschränkt. Empfänger und Senderempfänger, die
unter die Haut implantierbar sind, erfordern einen invasiven chirurgischen
Eingriff, um die Einrichtungen zu implantieren, und zusätzliche
invasive chirurgische Eingriffe, um die Einrichtung zu reparieren
oder zu entfernen. Außerdem
stellen operativ implantierte Einrichtungen eine Infektionsgefahr
dar und werden eventuell vom Autoimmun-Abwehrsystem des Körpers abgestoßen. Aus
diesen Gründen
werden implantierte Einrichtungen von potentiellen Nutzern, insbesondere
Kindern, nur wenig angenommen.
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Was
gebraucht wird, ist eine unauffällige, nicht-chirurgische,
biokompatible Möglichkeit
zur Anbringung eines Signalgebers an einem lebenden Organismus,
wie etwa einem Tier oder einem Menschen, wobei der Signalgeber zur
Wegverfolgung und Standortbestimmung eines Menschen oder Tiers genutzt
werden kann.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte unauffällige, nicht-chirurgische,
biokompatible elektronische Bahnverfolgungseinrichtung angegeben,
bei der ein Gehäuse intraoral
plaziert wird. Das Gehäuse
enthält
Mikroschaltkreise. Die Mikroschaltkreise weisen auf: einen Empfänger, einen
Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator, einen Signaldecoder zur Bestimmung
eines Positionsfixpunkts, einen Sender, eine Antenne und eine Energieversorgung.
Fakultativ kann ein Verstärker verwendet
werden, um die Signalstärke
zu erhöhen.
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Die
Energieversorgung speist den Empfänger. Der Empfänger ist
in einem passiven Modus, bis er aktiviert wird, um Energie zu sparen.
Bei Empfang eines co dierten Aktivierungssignals wird der Fixpositions-Signaldecoder
aktiviert und bestimmt eine Fixposition. Danach sendet der Sender über die
Antenne ein Positionsortungssignal, das von einem entfernten Ortungsgerät empfangen
wird.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen die Mikroschaltkreise einen
Empfänger,
einen Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator, einen Sender, eine Antenne
und eine Energieversorgung. Fakultativ kann ein Verstärker verwendet
werden, um die Signalstärke
zu erhöhen. Die
Energieversorgung speist den Empfänger. Bei Empfang eines codierten
Aktivierungssignals wird der Sender aktiviert. Der Sender sendet
anschließend über die
Antenne ein Zielsuchsignal, das von einem entfernten Ortungsgerät zu empfangen
ist.
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Bei
noch einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Energieversorgung durch eine
Energiespeichereinrichtung gebildet. Der Speichereinrichtung wird
Energie zugeführt,
indem eine intraorale galvanische Reaktion durch Nutzung von Speichel
und verschiedenen Metallen bewirkt wird, die in der Mundhöhle plaziert
sind, oder alternativ durch Sammeln und Speichern von HF-Energie.
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Der
Sender kann vom Anwender aktiviert werden, oder die Aktivierung
kann durch ein äußeres Ereignis
ausgelöst
werden, beispielsweise durch ein empfangenes codiertes HF-Signal
oder ein codiertes elektromagnetisches Signal, beispielsweise ein GPS-Signal.
Die Wegverfolgungseinrichtung ist bevorzugt imstande, so programmiert
zu werden, daß sie
in einem Schlaf- oder Passivmodus bleibt, bis sie ein Aktivierungssignal
empfängt.
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Die
Verfolgungseinrichtung kann an der äußeren Oberfläche eines
Zahns oder von Zähnen durch
Verwendung von Dentalklebstoffen, -bindemitteln und/oder mittels
Ligatur befestigt werden, oder sie kann vollständig in eine Zahnplombe, ein
durch Wurzelbehandlung präpariertes
Wurzelkanalsystem, eine Zahnprothese oder ein Gebiß eingebaut
werden.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die intraorale Anbringung
der Verfolgungseinrichtung kein invasives Vorgehen erfordert. Auf
diese Weise kann die Einrichtung zwar verborgen, jedoch gleichzeitig
für Zwecke
der Wartung und Reparatur nicht-operativ zugänglich sein.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das einfache Entfernen,
wenn die Einrichtung nur für
eine kurze Zeitspanne verwendet werden soll.
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Noch
ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit
der Nutzung des galvanischen Potentials der Mundhöhle zur
Energieversorgung der Einrichtung, was die Notwendigkeit für eine gesonderte
Energieversorgung eliminiert oder verringert.
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Wenn
eine interne Energieversorgung verwendet wird, erlaubt die intraorale
Anbringung den leichten Zugang zum Aufladen der Energieversorgung,
ohne daß die
Einrichtung entfernt werden muß.
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Noch
ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit
zum leichten und regelmäßigen Prüfen der
Funktionsfähigkeit
der Einrichtung bei routinemäßigen Besuchen
beim Zahnarzt.
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Ein
anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit
der Wartung, des Austauschs oder des Entfernens der Ortungseinheit
auf regelmäßiger Basis
während
routinemäßiger Zahnarztbesuche.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit,
daß ein
entfernter Bediener das Sendefeature der Ortungseinheit entsprechend den
Anforderungen von Sicherheitsbestimmungen aktiviert und deaktiviert.
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Noch
ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das relativ
einfache intraorale Einbringen mit ausgezeichneten Maskierungsfähigkeiten.
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Ein
anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein militärischer
Anführer oder
polizeilicher Vorgesetzter weiß,
wo seine Truppen sich in jedem gegebenen Augenblick befinden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
im Zusammenhang mit dem beigefügten Zeichnungen,
die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht von drei möglichen
Arten der Anbringung der vorliegenden Erfindung an einem Zahn;
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2 ist
eine Profilansicht des Gehäuses, das
in einer Aufnahme enthalten ist;
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3 ist
eine Ansicht des Gehäuses,
das in einer Zahnplombe plaziert ist;
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4 ist
eine Ansicht des Gehäuses,
das in einem wurzelbehandelten Zahn plaziert ist;
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5 eine
Ansicht des Gehäuses,
das in einer fest angeordneten Prothese plaziert ist;
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6 eine
Ansicht des Gehäuses,
das in einer herausnehmbaren Prothese plaziert ist;
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7 ist
ein Blockbild der Gehäusekomponenten.
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MÖGLICHKEITEN
ZUR DURCHFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß den Figuren,
in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind,
ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung eine verbesserte elektronische Wegverfolgungseinrichtung
zum Gebrauch sowohl bei Menschen als auch bei Tieren vorgesehen.
Die Einrichtung weist ein intraoral befestigtes Gehäuse 4 auf. Das
Gehäuse 4 enthält Mikroschaltkreise 6.
Die Mikroschaltkreise 6 weisen auf: einen Empfänger 8,
einen Passivmodus/Aktivmodus-Aktivator 10, einen Signaldecoder 12 zur
Bestimmung eines Positionsfixpunkts, einen Sender 14 zum
Senden eines elektromagnetischen bzw. EM-Signals, eine Antenne 16 und
eine Energieversorgung oder -quelle 18.
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Es
ist zwar fakultativ, jedoch erwünscht,
daß das
Gehäuse 4 eine
steife oder halbsteife Umschließung
ist, um die Festigkeit zu erhöhen
und eine Überbeanspruchung
der Einrichtung zu unterbinden. Das Gehäuse 4 besteht aus
einem mit der Mundhöhle
biokompatiblen Material, wie etwa Porzellan, oder einer anderen
oral kompatiblen Keramik, aus Gold, einer Chrom-Kobaltlegierung
oder einer anderen oral biokompatiblen Legierung, aus Aryl, rostfreiem
Stahl oder Titan. Wenn das Gehäuse
an der Außenseite des
Zahns 20 plaziert wird, sollte die Form des Gehäuses 4 selbstreinigend
sein, beispielsweise glatt und ohne scharfe Konturen, beispielsweise
in Form eines Halbmonds oder oval oder rund, so daß Plaque und
Speisepartikel nicht hängenbleiben,
wodurch die Gefahr von Karies und Parodontitis minimiert wird und
ferner ein Abrieb von weichem Mundgewebe, beispielsweise der Zunge
und der Mundschleimhaut der Wangen, minimiert wird.
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Das
Gehäuse 4 sollte
fest haftend sein, damit es sich nicht löst und verschluckt wird.
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Wenn,
wie 1 zeigt, das Gehäuse an der Außenseite
des Zahns 20 (oder von Zähnen, falls dies durch die
Gehäusedimensionen
erforderlich ist) plaziert ist, kann das Gehäuse direkt an dem Zahn 20 unter
Anwendung bekannter dentaler Hafttechniken angebracht sein. Um die
Haftfestigkeit zu erhöhen, kann
die haftende Oberfläche
des Gehäuses 4 eine rauhe
Oberfläche
sein; sie kann beispielsweise geätzt
oder netzartig sein, um die mechanische Haftfestigkeit zu erhöhen. Es
kann zwar eine universelle Form verwendet werden, aber um die Haftfestigkeit weiter
zu verbessern, könnte
das Gehäuse 4 fakultativ
als Spiegelbild der Oberfläche
des Zahns 20, mit dem es verbunden werden soll, konturiert sein.
Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß ein Abdruck
des Zahns genommen und das Gehäuse 4 in
einem Labor speziell hergestellt wird.
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Alternativ
kann das Gehäuse 4 an
einem kieferorthopädischen
Band 30, einer Krone aus rostfreiem Stahl oder einer anderen
Art von Krone 40 angebracht sein, die an dem Zahn haftend
befestigt ist. Das Gehäuse 4 kann
wangenseitig oder zungenseitig positioniert sein. Eine zungenseitige
Anbringung resultiert in einer besseren Kosmetik und stärkerer Maskierung.
Ob nun das Gehäuse 4 wangen-
oder zungenseitig angebracht ist, es sollte in einer okklusal-gingivalen
Position angeordnet sein, um jegliche lokale Entzündungsreaktion
zu minimieren.
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Bei
Anbringung beispielsweise an einer Krone 40, einer Krone
aus rostfreiem Stahl, einer Porzellankrone, einer verschweißten Porzellan-Metallkrone,
einer Acrylkrone oder einer Porzellan- oder Acryllack-Krone kann
die Krone 40 im Labor mit einer Aufnahme 42 zur
Unterbringung des Gehäuses
hergestellt werden. Alternativ kann die Aufnahme 42 mit der
Krone 40 verschweißt
oder punktverschweißt sein.
Wie 2 zeigt, kann das Gehäuse 4 dann in die
Aufnahme 42 eingesetzt und in seiner Lage in der Aufnahme 42 beispielsweise
durch eine Ligatur mit einem Ligaturdraht 44 aus rostfreiem
Stahl oder Messing gehalten werden, oder es kann in seiner Lage
in der Aufnahme 42 unter Verwendung von orthodontischen
Elastomeren gehalten werden, oder es kann in seiner Lage in der
Aufnahme mit einem starr-flexiblen Festlegearm (nicht gezeigt) gehalten
werden. Auf diese Weise kann das Gehäuse 4 zum Zweck der Wartung,
Reparatur oder Auswechslung leicht entfernt werden.
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Die
Aufnahmeausnehmung 42 kann beispielsweise durch Schweißen oder
Punktschweißen mit
einem kieferorthopädischen
Band 30 angebracht sein. Das kieferorthopädische Band 30 kann
dann mittels Zement an einem Zahn 20 befestigt und das Gehäuse 4 in
die Aufnahme 42 in dem kieferorthopädischen Band 30 eingesetzt
und in seiner Lage in der Aufnahme 42 durch eine der oben
beschriebenen Festlegemethoden gehalten werden.
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Alternativ
kann eine Aufnahme 42 beispielsweise durch Schweißen oder
Punktschweißen
an Matrixmaterial angebracht werden, beispielsweise an rostfreiem
Stahlmatrixmaterial (nicht gezeigt). Das Matrixmaterial wird dann
an den Zahn 20 angepaßt, gekrimpt
und punktgeschweißt
unter Bildung eines angepaßten
Bands 30. Nach Zementieren des Bands 34 mit dem
Zahn 20 wird dann das Gehäuse 4 in der Aufnahme 42 des
Matrixmaterials auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, festgelegt.
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Noch
eine weitere Alternative ist das haftende Anbringen einer Aufnahme 42 direkt
an einem Zahn 20 unter Anwendung der oben beschriebenen Methoden
oder von anderen auf dem Gebiet wohlbekannten Verbindungsmethoden.
Die Verbindungsoberfläche
der Aufnahme 42 sollte fakultativ rauh sein, beispielsweise
durch Ätzen
oder die Verwendung eines Netzes oder durch Mikrovorsprünge, um
ein gutes Haften der Verbindung zu fördern. Nach dem Verbinden mit
dem Zahn 20 wird das Gehäuse 4 an der Aufnahme 42, wie
oben beschrieben, angebracht.
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Die
Anbringung ist zwar an jedem Zahn effektiv, aber der optimale Platz
für ein
extern angebrachtes Gehäuse 4 oder
eine Kombination aus Gehäuse 4/Aufnahme 42 ist
der zweite große
Backenzahn des Unterkiefers bei den Milchzähnen oder der erste oder zweite
Backenzahn des Unterkiefers bei den zweiten Zähnen. Diese Zähne bieten
die breitesten Konturen zur Aufnahme der Einrichtung, bilden einen
unauffälligen
Ort, beeinträchtigen
weder den Eßvorgang
noch sonstige Funktionen im Mund und können leicht sauber gehalten
werden.
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Wie
die 3 bis 5 zeigen, kann das Gehäuse 4 in
jede beliebige Anzahl von Zahnersatzelementen 90, wie beispielsweise
Kronen, Onlays, Inlays, Amalgamersatz, Verbundersatz und Zahnprothesen
eingebaut sein. Wenn ein Zahn 20 zur Aufnahme einer Krone
vorbereitet wird, sollte genügend Zahngefüge entfernt
werden, um das Einbringen des Gehäuses in die Krone 40 selbst
zu ermöglichen.
Es versteht sich, daß dann,
wenn das Gehäuse 4 als
Teil einer Krone eingebaut wird, der Zugang zum Gehäuse 4 nicht
ohne Entfernen der Krone 40 erfolgen kann, jedoch die Zugangsmöglichkeit
zum Aufladen einer Energieversorgung 18 immer noch aufrechterhalten
bleibt.
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Beispielsweise
kann eine Aufladeeinrichtung, wie etwa ein Stab in Form einer Zahnbürste, in den
Mund eingeführt
werden und die Krone 40 an einem vorbestimmten Aufladepunkt
berühren,
wobei der Stab mit einer aufladbaren Energieversorgung, wie etwa
einer aufladbaren Batterie oder einem Kondensator, elektrisch verbunden
ist, um eine Ladung zu der aufladbaren Energieversorgung zu übertragen.
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Wenn
ein Zahn kieferorthopädisch
zu behandeln ist (4), kann das Gehäuse 4 ebenfalls
in dem Wurzelkanal-Obturationssystem 60 oder als Teil eines
Kernaufbaus 62 eingebaut werden. Bei den Milchzähnen kann
eine prophylaktische Entfernung der Pulpa vorgenommen werden, um
ausreichend Platz zu schaffen, um das Gehäuse 4 in einer Krone aus
rostfreiem Stahl vorzusehen.
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Da
der technische Fortschritt bei Mikroschaltkreis- und Mikrobatterie-Techniken
immer kleinere Gehäuse
ermöglicht,
können
die Gehäuse 4 unter
oder in Zahnersatzelementen 90 (3), beispielsweise
aus Amalgam oder Verbundmaterial, angebracht werden. Konservative
prophylaktische Plomben, wie beispielsweise Klasse-I- oder Gesichtsmaßnahmen,
können
zur Aufnahme des Gehäuses 4 durchgeführt werden.
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Gemäß den 5 und 6 kann
das Gehäuse 4 in
eine entweder feste oder herausnehmbare Zahnprothese 70 oder
in die Prothese selbst 74 eingebaut sein. Beispielsweise
kann das Gehäuse 4 innerhalb
des Übergangs 72 einer
festen Brücke,
beispielsweise einer zementierten oder haftverbundenen Brücke enthalten
sein; oder es kann innerhalb eines Ersatzzahns 70 eines
herausnehmbaren Gebisses enthalten sein, beispielsweise eines vollständigen Gebisses,
eines Teilgebisses, einer präzisionsangepaßten Vorrichtung
oder einer Überprothese. Ein
Vorteil der Anbringung des Gehäuses 4 in
einer herausnehmbaren Prothese ist die Einfachheit der Reparatur
und des Austauschs der Einheit sowie die Möglichkeit, ein größeres Gehäuse 4 oder
eine größere Antenne 16 vorzusehen.
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Das
Gehäuse 4 kann
fakultativ in einer herausnehmbaren Brücke, beispielsweise einer kieferorthopädischen
Brücke,
enthalten sein oder kann in eine feste oder herausnehmbare Schiene,
beispielsweise eine Zahnfleischschiene, eingebaut sein.
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Gemäß dem Blockdiagramm
von 7 enthält
das Gehäuse 4 ein
geeignetes Material, um die verschiedenen Komponenten zu halten,
beispielsweise eine Platte, einen Wafer oder ein anderes Substratmaterial 80,
das für
Schaltkreise geeignet ist. Die integrierte Schaltung weist fakultativ,
jedoch bevorzugt, einen oder mehrere Wandler 82 zum Codieren von
internen oder externen Signalen auf. Bevorzugt sind die Wandler 82 digitale
Wandler zum Codieren von internen und externen Digitalsignalen.
Die integrierte Schaltung umfaßt
ferner einen Empfänger 8, der
so kalibriert ist, daß er
mindestens ein externes Signal empfängt, einen Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator 10,
einen Signaldecoder 12 zur Bestimmung eines Positionsfixpunkts,
einen Sender 14 zum Senden eines elektromagnetischen Signals,
eine Antenne 16, programmierbare Software 84 oder
Firmware und eine Energieversorgung 18 zum Gebrauch mit
der Erfindung. Die Komponenten sind handelsüblich und/oder können hergestellt
werden. Fakultativ kann eine Abschirmung (nicht gezeigt) vorgesehen sein,
um empfindliche anatomische Bereiche vor Übertragungsenergie zu schützen, und/oder
ein oder mehrere Verstärker 86 können verwendet
werden, um die Signalstärke
zu steigern.
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Im
Gebrauch funktioniert die vorliegende Erfindung wie folgt. Nach
einer Untersuchung des Patienten wählt der Zahnarzt die optimale
Stelle für
die Anbringung des Gehäuses 4 aus,
bevorzugt die wangenseitige Oberfläche des zweiten großen Backenzahns
bei Anbringung an den Milchzähnen
oder des ersten oder zweiten Backenzahns bei Anbringung am zweiten
Gebiß.
Wenn Unsichtbarkeit die wesentliche Überlegung dabei ist, etwa beim
militärischen Gebrauch,
im Nachrichtendienst oder zum Personenschutz, wird ein kieferorthopädisch behandelter Zahn
ausgewählt,
oder alternativ kann ein mit einer Krone zu versehender geeigneter
Zahn ausgewählt werden.
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Wenn
eine externe Anordnung angezeigt ist, wird zur Erzielung einer maximalen
Festlegung ein Abdruck des Zahns 20 unter Anwendung der üblichen
Abdrucktechniken hergestellt. Ein Arbeitsmodell des Zahns 20 wird
aus dem Abdruck gegossen, und ein konturiertes Gehäuse 4 wird
in einem Labor gefertigt.
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Alternativ
wird eine konturierte Aufnahme 42 im Labor hergestellt.
Der Vorteil der speziell angepaßten
Konturierung der Aufnahme 42 anstelle des Gehäuses 4 ist,
daß das
Gehäuse 4 und
seine Komponenten, bei weitem am teuersten in der Herstellung, mit
einer Standardgröße massengefertigt
werden können,
die in jede spezifisch konturierte Aufnahme 42 einsetzbar
ist.
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Ein
direktes Verfahren im Zahnarztstuhl unter Verwendung vorgefertigter
Materialien ist auch akzeptabel, aber die Fertigung eines Arbeitsmodells im
Labor ergibt eine bessere Konturierung der Haftoberfläche und
damit eine erhöhte
Haftfestigkeit.
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Wenn
ein kieferorthopädisches
Band 30 klinisch angezeigt ist, kann ein größenmäßig vorgefertigtes
kieferorthopädisches
Band verwendet werden, aber bevorzugt wird ein personenangepaßtes kieferorthopädisches
Band oder Matrixband im Labor nach dem Arbeitsmodell gefertigt,
und danach wird eine Aufnahme 42 permanent angebracht,
beispielsweise durch Schweißen
oder Punktschweißen
an dem kieferorthopädischen
oder Matrixband. Weniger bevorzugt, aber immer noch akzeptabel,
kann das Gehäuse 4 selbst
permanent an dem kieferorthopädischen oder
Matrixband befestigt oder mittels einer Ligatur an einer normalen
kieferorthopädischen
Klammer angebracht werden.
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Das
Gehäuse 4 (entweder
kundenangepaßt konturiert
oder vorgeformt), die Aufnahme 42 (entweder kundenangepaßt konturiert
oder vorgeformt) oder das kieferorthopädische Band 30 oder
Matrixband je nach klinischer Indikation wird dann mit dem Zahn
an einer Stelle haftend verbunden oder daran zementiert, an der
die geringste Irritation und lokalisierte Entzündung verursacht wird. Wenn
eine Aufnahme 42 verwendet worden ist, wird das Gehäuse 4 dann
in der Auf nahme 42 angeordnet und dort mittels Ligatur
befestigt, indem beispielsweise ein Ligaturdraht 44 aus
rostfreiem Stahl oder Messing oder ein elastomerer Faden verwendet
wird, oder wird in seiner Lage mit elastomeren Bändern oder einem starr-flexiblen
Festlegearm gehalten.
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Das
Gehäuse 4 kann
massengefertigt sein, kann aber noch vom Zahnarzt oder vom Labor
an den Kunden angepaßt
werden, indem beispielsweise ein Netz oder anderes Rückhaltematerial
an dem Gehäuse 4 angebracht
wird, um die Haftfläche
zu vergrößern.
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Wenn
ein konservierend behandelter Zahn zur Aufnahme des Gehäuses ausgewählt wird,
werden ein Stift und Kern 62 gefertigt (entweder im Labor oder
direkt beim Zahnarzt), der einen Aufnahmebereich für das Gehäuse 4 aufweist.
Das Gehäuse 4 wird
dann in dem Aufnahmebereich plaziert, und eine Krone 40 wird
gefertigt, um die Kombination aus Gehäuse 4, Stift und Kern 62 zu
bedecken, wobei übliche
prothetische Techniken angewandt werden.
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Das
Gehäuse 4 und
die elektronischen Komponenten (nachstehend als "Ortungseinheit 2" bezeichnet) sind
im Passivmodus. Während
sie im Passivmodus sind, um den Energieverbrauch zu verringern,
ist nur der Empfänger 8 aktiviert.
Wenn es erwünscht
ist, den Standort einer Person zu bestimmen, wenn beispielsweise
während
eines vorbestimmten Zeitraums kein Kontakt aufrechterhalten wurde,
wird ein codiertes Signal beispielsweise über einen Satellitensender
gesendet. Bei Empfang dieses codierten Signals schaltet der Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator 10 die
Ortungseinheit 2 aus dem Passivmodus in den Aktivmodus
oder von einer "Aus"-Position in eine "Ein"-Position um. Die
Verwendung eines für
diese Ortungseinheit 2 spezifischen codierten Signals ermöglicht die
Selektivität
dahingehend, welche Ortungseinheit 2 aktiviert werden soll.
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Alternativ
kann das codierte Signal vom Benutzer selbst aktiviert werden, indem
beispielsweise ein Handsender verwendet wird oder durch einen Aktivierungspunkt
an dem Gehäuse 4 selbst.
Bei Verwendung für
den Personenschutz oder durch militärische oder nachrichtendienstliche
Behörden
kann der vom Benutzer aktivierte Codesignalsender (nicht gezeigt)
versteckt oder maskiert sein. Nachdem das erste codierte Signal
gesendet worden ist und die Ortungseinheit 2 in den Aktivmodus
umgeschaltet wurde, kann der Codesignalsender (nicht gezeigt) entsorgt
werden.
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Nach
dem Umschalten in den Aktivmodus bestimmt ein Signaldecoder 12 zur
Bestimmung eines Positionsfixpunkts unter Anwendung beispielsweise
der GPS-Technologie
einen exakten dreidimensionalen Standort der Ortungseinheit. Diese
Information wird dann über
den Sender 14 und die Antenne 16 zu einem entfernten
Empfänger
(nicht gezeigt) übertragen.
Ein Bediener an dem entfernten Empfänger kann dann die genaue dreidimensionale Position
der Ortungseinheit 2 und damit der Person bestimmen.
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Bei
Verwendung bei militärischen,
nachrichtendienstlichen oder anderen schutzbedürftigen Operationen sind das
codierte Aktivierungssignal sowie das gesendete Standortsignal fakultativ
verschlüsselt,
um nicht einen Gegner über
den Standort der Ortungseinheit zu informieren. Die programmierbare
Software oder Firmware 84 ist so programmiert, daß ein empfangenes
zweites codiertes und verschlüsseltes
Signal die Ortungseinheit in den Passivmodus zurückbringen kann und damit verhindert, daß die Ortungseinheit
sendet, wodurch die Gelegenheit für einen Gegner, die Ortungseinheit 2 zu
orten, verringert wird. Alternativ kann bei sämtlichen Ausführungsformen
die Ortungseinheit 2 so programmiert sein, daß sie nach
einem vorbestimmten Zeitraum in den Passivmodus zurückkehrt,
wodurch Energie gespart und ebenfalls die Gefahr der Entdeckung
durch einen Gegner reduziert wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Energieversorgung 18 beispielsweise eine Mikrobatterie,
die in dem Gehäuse
enthalten ist, aber bei Anwendung galvanischer Prinzipien könnte eine
Energiespeichereinrichtung 92 anstelle der im Gehäuse enthaltenen
Energieversorgung verwendet werden. Es ist wohlbekannt, daß bei Vorhandensein
unterschiedlicher Metalle im Mund, beispielsweise einer Zahnfüllung und
Zinnfolie, die Metalle elektrisch geladen werden. Mund fluide, wie
etwa Speichel, wirken als elektrischer Leiter und erlauben den Elektronenfluß zwischen
den beiden Metallen durch den Speichel.
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Unter
Nutzung dieser Prinzipien kann diese elektrische Ladung gesammelt
und in der Spannungsspeichereinrichtung gespeichert und genutzt werden,
um die Ortungseinheit zu speisen. Fakultativ kann eine Kombination
aus einer Energieversorgung mit Mikrobatterie 18 und einer
Energiespeichereinrichtung 92 verwendet werden, um die
Lebensdauer der Batterie 18 zu verlängern.
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Alternativ
kann in der Spannungsspeichereinrichtung zu speichernde Energie über einen
codierten HF-Strahl übertragen
werden, der fakultativ mit den codierten Aktivierungs-/Deaktivierungssignalen
gemultiplext ist.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Signaldecoder zur Bestimmung
einer Festposition weggelassen.
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Beim
Umschalten in den Aktivmodus nach Empfang eines codierten Signals
beginnt der Sender 14, ein Signalfeuer in regelmäßigen Intervallen
zu senden, beispielsweise ungefähr
einmal alle zehn Minuten, im Idealfall ungefähr einmal pro Minute. Das Signal
ist mit Zelltelefonsignalen kompatibel, die genutzt werden, um Mobiltelefongesellschaften
von dem Zellenstandort von Mobiltelefonen in Kenntnis zu setzen.
Mit diesem Signal und mittels Unterstützung durch die Mobiltelefongesellschaften
kann der aktuelle Mobiltelefonzellen-Standort der Ortungseinheit
detektiert werden.
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Die
vorhandene Mobiltelefontechnologie erlaubt die Ortung des Signals
innerhalb eines kleinen Umkreises einer Zelle. Eine mobile Peil-
und Ortungsvorrichtung kann dann zu diesem vorbestimmten kleinen
Zellenbereich gebracht werden, und unter Anwendung bekannter Ortungs-
und Peiltechniken kann das Signalleuchtfeuer, das von der Ortungseinheit
gesendet wird, und somit die Person gefunden werden.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine verbesserte unauffällige, nicht-operative,
biokompatible elektronische Wegverfolgungseinrichtung bereitgestellt,
bei der ein Gehäuse
(4) intraoral plaziert wird. Das Gehäuse enthält Mikroschaltkreise (6).
Die Mikroschaltkreise weisen auf: einen Empfänger (8), einen Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator
(10), einen Signaldecoder (12) zum Bestimmen eines
Standorts, einen Sender (14), eine Antenne (16)
und eine Energieversorgung (18). Fakultativ kann ein Verstärker (86)
zur Erhöhung
der Signalstärke
verwendet werden. Die Energieversorgung (18) speist den
Empfänger
(8). Bei Empfang eines codierten Aktivierungssignals wird
der Standortsignaldecoder aktiviert und bestimmt einen Standort. Der
Sender sendet anschließend über die
Antenne ein Positionsortungssignal, das von einem entfernten Ortungsgerät empfangen
wird. Bei einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen die Mikroschaltkreise auf: einen
Empfänger
(8), einen Passivmodus-/Aktivmodus-Aktivator (10),
einen Sender (14), eine Antenne (16) und eine
Energieversorgung (18). Fakultativ kann ein Verstärker zur
Erhöhung
der Signalstärke
verwendet werden. Die Energieversorgung speist den Empfänger. Bei
Empfang eines codierten Aktivierungssignals wird der Sender aktiviert.
Der Sender sendet anschließend über die Antenne
ein Zielsuchsignal, das von einem entfernten Ortungsgerät zu empfangen
ist.
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