-
Die
Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Auswahl
von Brackets für
die kieferorthopädische
Behandlung von Fehlstellungen des menschlichen Gebisses.
-
Bekanntlich
ist das Kausystem eines der am dichtesten nervös versorgten Gebiete des menschlichen
Körpers
und unterliegt einer sehr fein regulierten Steuerung. Die Nervenfasern
in den Dentintubuli, die teilweise bis an die Grenze zwischen Schmelz und
Dentin heranreichen, registrieren jede Belastungsänderung
im Zahn, siehe hierzu. Ruzicka B, Stainer M, Niederwanger A und
Kulmer S: "Anatomische
und funktionelle Details der Schneidezähne natürlich gewachsener unbehandelter
Jugendlicher und Messwerte der Seitenzähne im internationalen Vergleich", in Öst Z Stomatol.
1999: 96. 3; 45 – 53.
-
Im
stomatognathen System herrscht zwischen dessen Teilen eine von der
Natur vorgegebene Harmonie, ohne die eine störungsfreie Funktion nicht gewährleistet
wäre. Die
Muskulatur des Kauapparats spricht auf die Belastung des Zahns empfindlich
an und verhindert durch Selbstbegrenzung (intradentale Propriozeption)
der Kau- und Bisskräfte
dessen Schädigung.
Fehler im Kausystem führen
zu einer erhöhten
Aktivität
der Kaumuskulatur, die, wenn sie über einen längeren Zeitraum anhält, eine
Hypertrophie der betroffenen Muskulatur zur Folge haben und sogar
die Physionogmie des Gesichts verändern kann.
-
Eine
balancierte Okklusion weist beim Pressen und Knirschen die höchste Muskelaktivität auf und
bringt die größten mechanischen
Belastungen für
das gesamte Kausystem. Die auftretenden Mediotrusionskontakte stören außerdem den
Ablauf des Kauvorgangs. Jeder zusätzlich führende Zahn erhöht beim
Pressen und Knirschen die Muskelaktivität. Eine Gruppenführung verändert das
Zusammenspiel der Kaumuskulatur beim Kauen selbst nicht, wohl aber
beim Pressen und Knirschen. Bei einer Front-Eckzahn-geführten Okklusion
sowie bei einer Gruppenführung
bis maximal zum zweiten Prämolaren
wird beim Kauen nur soviel Kraft aufgewandt, wie zur Zerkleinerung
der Nahrung notwendig ist. Das okklusale Konzept der sequentiellen
Führung
mit Front-Eckzahn-Dominanz hat somit die günstigsten Eigenschaften.
-
Eine
kieferorthopädische
Behandlung von Zahnfehlstellungen darf sich daher nicht nur an ästhetischen
Gesichtspunkten orientieren, sondern muss auch die Führung der
Zähne beim
Kauen berücksichtigen,
damit es nicht zu örtlichen
Belastungsspitzen kommt, die zu Schäden am Zahn führen können. Um
die Belastungen im Kausystem zu vermindern, ist also eine gute Okklusion
mit einer Front-Eckzahn-Führung
von großer
Bedeutung. Die Normwerte der Neigungen der Führungselemente im Kauapparat
müssen
allerdings entsprechend den skelettalen Proportionen und den funktionellen
Parametern der Kiefergelenke für
jeden einzelnen Patienten individualisiert werden. Die Erfahrungen
haben allerdings gezeigt, dass die diesbezüglichen individuellen Abweichungen
von Normwerten gering sind. Jedoch sind die Zahnanatomien von Patient
zu Patient verschieden, weshalb man bei gleichem Führungsflächenwinkel,
das ist der Winkel zwischen den Führungselementen oder -geraden
und der Achse-Orbital-Ebene (AOE, englisch AOP), die unterschiedlichsten
Brackets benötigt,
wenn man mit deren Hilfe Zahnfehlstellungen korrigieren will.
-
Ein
Bracket weist üblicherweise
einen Schlitz rechteckigen Querschnitts zur Aufnahme eines Richtdrahtes
auf, der von einer elastischen Ligatur oder einer Feder auf den
Schlitzgrund gedrückt
wird. Der Winkel (in der Fachsprache häufig "Torque" genannt), der zwischen einer vom Schlitzgrund
bestimmten Ebene und einer von der am Zahn zu befestigenden Fußplatte
des Bracket definierten Ebene eingeschlossen wird, bestimmt das
Drehmoment (von dorther "Torque"), mit der der Zahn
bei Verwendung eines Richtdrahtes rechteckigen oder quadratischen
Querschnitts aufgrund eines Formschlusses zwischen einem anfänglich tordierten
Richtdraht und den Wänden
des Bracketschlitzes aus einer gekippten Fehlstellung in eine Sollstellung
bewegt werden soll. Am Ende der Behandlung soll dieses Drehmoment
Null sein, weshalb das betreffende Bracket individuell so ausgewählt werden
muss, dass der genannte "Torque"-Winkel zu dem betreffenden
Zahn passt.
-
Führungselemente
an den Zähnen
sind solche Stellen, die beim Schließen und Gegeneinanderbewegen
der Zahnreihen miteinander in Berührung gelangen und aufeinander
gleiten. Bei der sequentiellen Führung
lösen sich
die Führungselemente
in ihren Funktionen einander in einer Folge ab. Charakteristisch
für dieses
Konzept ist die Abnahme der Länge
und der Neigung von Führungselementen
in Bezug auf die Achse-Orbital-Ebene von der Front über den
Eckzahn und weiter bis in den Prämolaren-
und Molarenbereich, siehe Stainer M, Hilbe M, Leja W und Kulmer
S: "Neigung und
Sequenz von Führungselementen
in Gruppen geführten
Okklusionen", in Dtsch
Zahnärztl
Z. 1999: 54; 325 – 328.
Die Achse-Orbital-Ebene
ist eine Ebene, in der die Achse des Kiefergelenks und der untere
Rand des linken knöchernen
Augenhöhlenbogens
liegen. Durch diese Merkmale der Führungselemente wird das Funktionsprinzip
der sequentiellen Seitenzahnführung
ermöglicht:
Jeder Seitenzahn diskludiert auf der Laterotrusionsseite alle distal
folgenden Zähne
sowie alle folgenden Zähne
der Mediotrusionsseite. Als Führungselemente
gelten die lingualen Flächen
und Randwülste
der Front- und Eckzähne
des Oberkiefers sowie die mesialen Randleisten und die bukkalen
Höckerabgänge der
Prämolaren
und Molaren des Oberkiefers, siehe den eingangs zitierten Aufsatz von
Ruzicka u.a., Seite 46, rechte Spalte unten.
-
Untersuchungen
an einer Vielzahl von Patienten unterschiedlichster geographischer
Herkunft, deren Gebisse mit einem 3D-Digitizer vermessen worden
sind, haben gezeigt, dass die Messpunkte und die von diesen bestimmten
Führungselemente an
den Zähnen
jeweils weitgehend übereinstimmen.
-
Die
Ermittlung der richtigen "Torque"-Winkel, d.h. die
richtige Auswahl der Brackets, ist einer der wesentlichen Vorgänge im Rahmen
einer kieferorthopädischen
Behandlung, in die sich der Kieferorthopäde als der behandelnde Arzt
und das Labor als die ihm zuarbeitende Stelle teilen. Der Kieferorthopäde fertigt
eine Abformung vom aktuellen Gebiss des zu behandelnden Patienten
an, und das Labor ermittelt aufgrund eines von der Abformung erstellten
Abgusses die für
die kieferorthopädische
Behandlung erforderlichen Brackets, die der Kieferorthopäde dann
in vorgeschriebenen Positionen an den Zähnen des Patienten anbringt.
Bislang wurde auf die palatinale Zahnform bei der Auswahl labial
anzubringender Brackets keine oder nur wenig Rücksicht genommen. Die Behandlungserfolge
waren daher unter dem Gesichtspunkt der Zahnführung mitunter nicht optimal. Die
Erfindung möchte
diesbezüglich
Abhilfe schaffen.
-
Die
Erfindung geht von der Überlegung
aus, dass man unter Zugrundelegung einer vorgegebenen, für alle Gebisse
einheitlichen Anordnung der Führungselemente
die Zahnstellung derart korrigiert, dass die genannte vorgegebene
räumliche
Anordnung der Führungselemente
erreicht wird, so dass das Bracket für den individuellen Zahn nur
noch unter Berücksichtigung
einer für
den Zahn bestimmten Führungslinie
oder -ebene, deren Winkellage zur Bracketebene unter Berücksichtigung
der Lage der Achse-Orbital-Ebene (AOE) und der individuellen Zahnanatomie
an der labialen Seite des Zahns ausgewählt werden muss. Die Bracketebene
ist jene Ebene, in der der die Brackets miteinander verbindende
Richtdraht liegt, oder ersatzweise jede dazu parallele Ebene.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen
der "Torque"- Winkel kieferorthopädischer Brackets unter Berücksichtigung
der individuellen Zahnform und des Schließmechanismus des betreffenden
Gebisses anzugeben.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
Erfindung führt
zu einem Korrekturergebnis einer Zahnfehlstellung, bei dem die Zahnstellung in
der Front die lingualen Abhänge
und im Seitenzahnbereich die bukkalen Höcker dominant berücksichtigt,
auch wenn dieses auf Kosten eines idealen Aussehens auf der labialen
Seite gehen sollte, denn eine gesunde Funktion des Gebisses aufgrund
einer ordnungsgemäßen Zahnführung beim
Beißen
und Kauen ist für
den Patienten in der Regel wichtiger, als ein vollkommen makelloses
Aussehen der Zahnreihen auf der labialen Seite.
-
Die
Erfindung sieht zunächst
eine Vermessung des gesamten Patientengebisses in einer an sich
bekannten Weise für
die Ermittlung einer Soll-Lage der Führungselemente vor, die durch
die Korrektur der Zahnfehlstellung erreicht werden soll. Sie ergänzt diese
Vermessung durch eine Vermessung der Zahnanatomie auch auf der labialen
Seite des Gebisses und durch eine alle Messwerte berücksichtigende
Berechnung der "Torque"-Winkel aller bei
der kieferorthopädischen
Behandlung des betreffenden Patienten zu verwendenden Brackets.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert werden. Es
zeigt:
-
1 eine
schematische Teilschnittansicht der Nachbildung eines menschlichen
Gebisses in einem Artikulator, gesehen in Achsrichtung derselben,
-
2 im
Ausschnitt je einen Schneidezahn von Ober- und Unterkiefer zur Erläuterung
der Führungsfunktion,
-
3 eine
Ansicht der Zahnreihe eines Oberkiefers in Draufsicht auf die Bracketebene,
-
4 verschiedene
Zahnformen zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Bracketauswahl,
-
5 einen
Ausschnitt aus 3 in vergrößertem Maßstab,
-
6 die
eine Hälfte
einer Zahnreihe des Oberkiefers mit Darstellung je nach Zahn unterschiedlich
geneigter Führungselemente,
und
-
7 die
eine Hälfte
von Zahnreihen des Oberkiefers und des Unterkiefers von der labialen Seite
her gesehen zur Erläuterung
der Klebestellen von Brackets.
-
Die 1 zeigt
als Teildarstellung von der Seite teilweise geschnitten die Nachbildung
eines menschlichen Gebisses in einem Artikulator 1, von dem
Gestellteile und insbesondere die Nachbildung eines Kiefergelenks 2 dargestellt
sind. Das Kiefergelenk 2 definiert eine senkrecht zur Zeichenebene
verlaufende Kiefergelenkachse (Richtung Y, nicht dargestellt). Die
Kiefergelenkachse dient u.a. der Lagedefinition einer Ebene, die
durch die Kiefergelenkachse und den unteren Rand des linken knöchernen
Augenhöhlenbogens
verläuft.
Diese Ebene ist die schon erwähnte
Achse-Orbital-Ebene AOE. Sie wird dazu herangezogen, zusammen mit
einer Senkrechten auf sie ein dreidimensionales Koordinatensystem
zur Vermessung des Gebisses zu bestimmen. Hierauf wird später noch
eingegangen.
-
In 1 sieht
man weiterhin die Nachbildung eines Unterkiefers und teilweise eines
Oberkiefers mit zugehörigen
Zahnreihen. Die Einzelheit im Frontzahnbereich ist durch einen Kreis
K hervorgehoben.
-
Im
Gegensatz zu der rein schwenkenden Bewegung des Unterkiefers gegenüber dem
Oberkiefer in einem Artikulator nach 1 ist im
natürlichen
Gebiss der Unterkiefer gegenüber
dem Oberkiefer nicht nur schwenkbar, sondern auch in Richtung der
Kiefergelenkachse und quer dazu beweglich, um Mahlbewegungen hervorrufen
zu können.
Diese gegenseitige Verstellung der Kiefer hat zur Folge, dass bei der
Schließbewegung
des Gebisses die Zähne
nicht zwangsweise aufeinander aufgesetzt werden, wie beim Zähneklappern,
sondern sich auch gleitend aneinander vorbeibewegen können, wodurch
u.a. die schon erwähnten
Mahlbewegungen möglich
werden. Dieses ist am Beispiel der Einzelheit K aus 1 in 2 für zwei Frontzähne dargestellt.
Wie dort in der Teilzeichnung (a) zu sehen ist, können die
an der Schließbewegung
beteiligten Frontzähne
mit ihren Schneidkanten einander gegenübergestellt werden, und beim
weiteren Schließvorgang
gleitet der Unterkieferfrontzahn an der lingualen Seite des Oberkieferfrontzahns
entlang, wie die Teilzeichnung (b) zeigt, um schließlich in
die in der Teilzeichnung (c) gezeigte Endstellung zu gelangen, wie
auch in 1 dargestellt ist. Die Zähne führen sich
also gegenseitig bei der Schließbewegung.
Wie schon erwähnt,
soll die Auswahl der für
eine Zahnfehlstellungskorrektur verwendeten Brackets diese Führungsfunktion
in besonderem Maße
beachten.
-
Die
Führungselemente,
das sind im Front- und Eckzahnbereich Geraden und im Prämolaren- und
Molarenbereich Ebenen, müssen
ihrer Lage nach bestimmt werden, um mit ihrer Hilfe unter Berücksichtigung
der Zahnanatomie und des Winkels zwischen der Achse-Orbital-Ebene
AOE und der Bracketebene den "Torque"-Winkel des Brackets
berechnen zu können. 3 zeigt
hierfür
definierte Messpunkte 3a und 3b an Schneide- und
Eckzähnen sowie 4a, 4b und 4c an
Prämolaren
und Molaren. Die Lage der vorgenannten Messpunkte ist durch entwickelte
Systeme vorgegeben, wozu auf den eingangs genannten Aufsatz aus "Stomatologie" hingewiesen sei,
wo weitere Quellen zitiert sind.
-
Die
Lage dieser Messpunkte in einem beispielsweise dreidimensionalen
Koordinatensystem wird ermittelt, was beispielsweise mittels eines 3-D-Digitizers
erfolgen kann. Die Messgenauigkeiten solcher Digitizer liegen in
der Größenordnung
von 0,05 mm.
-
Mit
den so im dreidimensionalen Koordinatensystem bestimmten Messpunkten 3a und 3b bzw. 4a bis 4c lassen
sich Führungslinien
bzw. Führungsflächen berechnen.
Solche Führungslinien
sind am Beispiel von Schneidezähnen
in 4 und 5 mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet.
Diese Führungslinie 5 schneidet
die Achse-Orbital-Ebene AOE unter einem bestimmten Winkel. Es hat
sich aus einer Vielzahl von Messungen an den Gebissen unterschiedlichster
Personen herausgestellt, dass dieser Winkel beispielsweise für die mittleren
Frontzähne
im Bereich von 63° liegen
soll. Für
die anderen Zähne gelten
andere Winkel. Gemäß 6 soll
er für
die zweiten Frontzähne
bei 58° und
für die
Eckzähne
bei 47° liegen.
Bei den Prämolaren
und Molaren ist eine Führungsebene
definiert, die die Achse-Orbital-Ebene AOE unter einem Winkel schneidet,
der gemäß 6 für die Prämolaren
bei 29° bzw.
21° und
für die Molaren
bei 9° bzw.
6° liegen
soll.
-
Die 4 zeigt
mehrere mittlere Frontzähne unterschiedlicher
Anatomie, die den Einsatz unterschiedlicher Brackets erforderlich
machen, obgleich der Schnittwinkel zwischen der Führungsgeraden 5 und
der Achse-Orbital-Ebene AOE jeweils gleich ist und auch der Schnittwinkel
zwischen der Bracketebene und der Achse-Orbital-Ebene AOE in allen
Fällen
12° ist.
Zur besseren Verdeutlichung sei bezüglich der beiden links dargestellten
Beispiele auf 5 verwiesen.
-
Zur
Bestimmung des "Torque"-Winkels, den das
auf den betreffenden Zahn anzubringende Bracket 6 haben
soll, ist die labiale Seite des Zahns T zu vermessen. Zu diesem
Zweck sind gemäß 7 auf der
labialen Seite eines jeden Zahns T zwei Messpunkte 7a und 7b definiert,
die die Lage des Brackets, das auf den betreffenden Zahn angebracht werden
soll, bestimmen. Die Punkte 7a und 7b liegen nämlich unter
den okklusalen und gingivalen Rändern
der Fußplatten
der Brackets, die auf die Zähne aufgeklebt
werden. Üblicherweise
haben diese Fußplatten
einen Abstand von 3 mm vom Zahnrand, d.h. von dessen Schneidkante,
mit Ausnahme der zweiten Schneidezähne des Oberkiefers, deren
Schneidkanten in aller Regel gegenüber den anderen Zähnen etwas
zurückgesetzt
sind. Abhängig
vom jeweils verwendeten Brackettyp hat der zweite Punkt 7b vom ersten
Punkt 7a einen Abstand, der beispielsweise 3,5 mm beträgt. Zieht
man hier im Mittelpunkt eine Linie zwischen den einzelnen Zähnen ergibt
sich die Bracketebene.
-
Wenn
nun die Neigung der Bracketebene gegenüber der Achse-Orbital-Ebene
AOE bestimmt ist, weiterhin der Schnittwinkel zwischen der Führungsgeraden
bzw. Führungsebene 5 mit
der Achse-Orbital-Ebene AOE bestimmt ist und die Punkte 7a und 7b vermessen
sind, lässt
sich die Lage einer durch die Punkte 7a und 7b bestimmten
Linie 8 (siehe 5), die für die Zahnfront repräsentativ
ist, in Bezug auf die Bracketebene bestimmen. Der Winkel zwischen
dieser Linie 8 und einer Senkrechten auf die Bracketebene
gibt gemäß 5 den "Torque"-Winkel an, den das
Bracket 6 haben muss, das auf dem betreffenden Zahn T befestigt
werden soll.
-
Die
vorgenannten Messvorgänge
und Berechnungen, die auf die Messwerte und Winkelvorgaben zurückgreifen,
lassen sich im Labor ausführen, ohne
dass hierfür
eine ärztliche
Tätigkeit
erforderlich ist. Der Kieferorthopäde greift in das Geschehen
erst wieder ein, wenn die Wahl der zu verwendenden Brackets getroffen
ist.