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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von Zahnersatz und/oder
-korrekturen. Die Herstellung von Zahnersatz und/oder -korrekturen
unter Verwendung eines Abdrucks zur Dokumentation des Istzustandes
und der anschließenden
Fertigung eines Wachsmodells zur Erzeugung einer plastischen Wiedergabe
des anschließend
zu fertigenden Zahnersatzes und/oder der Zahnkorrekturen gehört seit vielen
Jahren zum zahntechnischen Standard der Zahnmedizin ohne dass es
hierzu einer näheren
Erläuterung
bedürfte.
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Darüber hinaus
ist es seit einigen Jahren insbesondere aus dem kosmetischen Bereich
bekannt, kosmetische Maßnahmen
im Wege einer Computersimulation zunächst zu simulieren und anhand
eines Computermodells und der hier gegebenen Simulationsmöglichkeiten
mit den Betroffenen durchzusprechen um unter dem optischen Eindruck
des gewünschten
oder angestrebten Endzustandes bei fachkundiger Beratung die jeweils
zu ergreifenden, vorzugsweise kosmetischen oder chirurgischen, Maßnahmen
zu besprechen. Es ist beispielsweise im Mode- und Frisörbereich
bekannt, eine neuartige Frisur auf dem Originalbild des Patienten
dadurch durchzuspielen, dass diverse Frisurvarianten im Wege der
vorzugsweise digitalen Fotomontage in das Patientenbild eingefügt und derart
digital bearbeitet werden, dass der Kunde unter dem Eindruck der
Bilddaten entscheiden kann, welche Frisur, Haarfarbe oder sonstige
Veränderung
ihm für
sich so geeignet erscheint, dass er einen entsprechenden Auftrag
erteilt.
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Im
Bereich der Zahnmedizin sind derartige Maßnahmen bislang weitgehend
unüblich.
Bei einer Veneer-Versorgung wird die Zahnmedizin in der Regel erst
im Falle von schadhaften Zähnen
also etwa im Zusammenhang mit der Frage des Zahnersatzes mit Zahnkorrekturen
befasst. Ansonsten sind Zahnkorrekturen nur dann üblich, wenn
aufgrund extremer Fehlstellungen die Funktionsfähigkeit des Gebisses gefährdet ist.
Der kosmetische Aspekt der Zahnmedizin ist zumindest außerhalb
des professionellen Modelbereichs weitgehend unbearbeitet geblieben.
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Die
vorstehend erläuterten
Computersimulationen sind in diesem Bereich bislang entweder gar nicht
zum Einsatz gekommen oder müssen
als ausgesprochen unbefriedigend bezeichnet werden, da es schon
aufgrund der erforderlichen Funktionalität des Gebisses unerlässlich scheint,
mit aufwändigen 3D-Modellierungen
zu arbeiten, die aufgrund der in diesem Falle anfallenden enormen
Bilddatenmengen bis dato als Computersimulation zu vertretbaren
Kosten bislang kaum möglich
waren.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigung von Zahnersatz
und/oder Zahnkorrekturen zu schaffen, das eine möglichst realitätsnahe Simulation
der gewünschten Maßnahmen
ermöglicht
und deren zahntechnische Umsetzung bestmöglichst befördert und begleitet.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1 oder 2 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich dabei
gemäß den Merkmalen
der abhängigen
Ansprüche
3 bis 14.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
besteht im Wesentlichen aus einer modellgestützten Computersimulation zur
Vorbereitung und/oder Fertigung von Zahnersatz und/oder Zahnkorrekturen.
Dabei liegt der erfindungsgemäßen Lösung zunächst der
Ansatz zugrunde, sowohl ein realistisches und detailgetreues dreidimensionales
als auch fotografisches Abbild des Istzustandes des jeweiligen Patienten
bzw. von dessen Gebiss zu erzeugen und ausgehend von dem dann vorliegenden
3D-Istmodell entweder gemäß Anspruch
1 im Wege der an sich herkömmlichen Zahntechnik
ein plastisches 3D-Sollmodell aufzumodellieren, oder gemäß Anspruch
2 mithilfe Computer gestützter
Simulationsmethoden ein digitales 3D-Sollmodell zu erstellen. Das
Modell wird dann ebenfalls fotografisch dokumentiert bzw. in einer zweidimensionalen
Ansicht wiedergegeben und im Wege der Fotomontage in die fotografische
Dokumentation des Istzustandes eingearbeitet. Im Unterschied zu
den aus der Kosmetik vorbekannten Verfahren handelt es sich schon
hierbei um eine echte 3D-Simulation des gewünschten Sollzustandes. Davon
ausgehend erfolgt nun jedoch eine weitere Bildbearbeitung, welche
die individuellen Wünsche
des Patienten und die zahnmedizinischen Vorgaben berücksichtigt
oder aber auch eine weitere Anpassung an den tatsächlichen
Sollzustand ermöglicht.
Erst aufgrund dieser endgültigen
und mit dem Patienten abgestimmten fotografischen Wiedergabe des
gewünschten
Sollzustandes wird dann das endgültige Sollmodell
wiederum am Computer oder im Wege der klassischen Zahntechnik erzeugt.
Aus diesem mit dem Patienten abgestimmten dreidimensionalen Sollmodell
wird dann der Zahnersatz und/oder die jeweils gewünschte Zahnkorrektur
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
gefertigt.
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Dabei
handelt es sich bei dem zu erzeugenden plastischen 3D-Modell mit
Vorteil um ein herkömmliches
Wachsmodell, das dann in an sich bekannter Weise aufmodelliert werden
kann.
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Dieses
Wachsmodell wird dann fotografiert und im Wege einer Fotomontage
in das ebenfalls erzeugte fotografische Abbild des Istzustandes
des Patienten eingearbeitet.
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In
einem weiteren Schritt werden dann die an sich unnatürlich wirkenden
Wachsoberflächen
des plastischen Wachsmodells ersetzt, um ein realistisches Abbild
des Neuzustandes erzeugen bzw. vorzubereiten. Bei der Verwendung
eines Computer gestützten
3D-Modells können
alternativ die Polygontexturen durch fotografische Aufnahmen ersetzt
werden.
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Dabei
kann mit Vorteil entweder auf die aus der Dokumentation des Istzustandes
gewonnenen natürlichen
Oberflächen
des Patienten zugegriffen werden oder mit einer entsprechenden Beispiel-Datenbank
von natürlichen
Zahnoberflächen
gearbeitet werden, die dann in die fotografische Wiedergabe des
Sollzustandes im Wege der Bildbearbeitung eingepflegt werden.
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In
einem weiteren Schritt erfolgt eine weitere Bildbearbeitung, die
etwa zur Berücksichtigung
von Lichtverhältnissen,
Patientenwünschen
oder zahnärztlichen
Vorgaben dient.
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Ein
weiteres wesentliches Merkmal zur Qualitätsverbesserung der Methode
zur Erzeugung des Zahnersatzes oder von Zahnkorrekturen ist der
Umstand, dass die Dokumentation des Istzustandes unter definierten
Bedingungen erfolgt. Beispielsweise sind die Einstellungsparameter
einer fotografischen Aufnahme wie etwa Beleuchtung, Abstände, Bildmaterial
und Bildausschnitt und Winkelstellung, eine Kamera relativ zur Gebissachse
des Patienten definiert und als Vergleichsnormal vorgegeben.
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Um
diese definierten Einstellungen zu erreichen, wird vorzugsweise
ein Fotoapparat mittels eines Stativs relativ zu dem ebenfalls fixierten
Patientenkopf arretiert und in jeweils definierte Relativpositionen
verbracht. Idealerweise handelt es sich bei dem Stativ um einen
Rundbogen mit definierten Raststellungen, bei denen der auf einem
Wagen um den Patientenkopf herum bewegte Fotoapparat zu Zwecken
der fotografischen Wiedergabe jeweils in definierten Stellungen
verrastet. In diesen Punkten werden die jeweils erforderlichen Aufnahmen
zur Erzeugung eines Panoramabildes des Patientengebisses aufgenommen.
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In
abermals vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt die Aufnahme des Patientengebisses unter Verwendung von
sogenannten Fixpunkten mit definiertem Abstand zueinander. Dies
gewährleistet
anschließend
eine maßstabs-
und detailgetreue Vermessung des Patientengebisses und insbesondere
auch eine maßstabsgetreue
Einarbeitung der etwaigen Zahnersätze und/oder Zahnkorrekturen.
Die Fixpunkte können beispielsweise
in Form von in Verbindung mit dem Patientengebiss aufgenommenen
Metallplättchen oder
sonstigen Markierungen realisiert werden.
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Anhand
der endgültigen
fotografischen Sollvorgabe wird anschließend ggf. das vorläufige 3D-Sollmodell
in plastischer oder digitaler Form überarbeitet bis auch ein abschließendes 3D-Sollmodell vorliegt,
aus dem mittels eines sogenannten Silikonschlüssels ein Veneermodell zur
Fertigung der Veneerkeramiken in an sich bekannter Weise erzeugt wird.
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Die
Veneerkeramiken werden dann ebenfalls in an sich bekannter Weise
nach dem erforderlichen – geringen – Abschliff
des Patientengebisses eingefügt.
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In
abermals vorteilhafter Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Verfahren
zur Erzeugung von Zahnersatz und/oder Zahnkorrekturen dadurch vorbereitet
und begleitet werden, dass zum Zwecke der vorläufigen Angebotserstellung mittels
eines von Patientenseite vorzugsweise im Rahmen eines Internetportals übermittelten
Patientenbildes zunächst
eine vorläufige
Sollbildwiedergabe erzeugt und dem Patienten vorzugsweise unter Übermittlung
eines vorläufigen
Angebots der in Verbindung mit dem Zahnersatz und/oder den Zahnkorrekturen
zu erwartenden Kosten übermittelt
und mit diesen ggf. weiter abgestimmt wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen in schematischer Darstellung:
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1:
die Vorrichtung zur Aufnahme des fotografischen Zustandes des Patienten
in einer Draufsicht und
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2:
die Vorrichtung zur fotografischen Aufnahme des Istzustandes in
einer Seitenansicht
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen
aus einem Stativ 2 zur Halterung eines Bildaufnahmegerätes 3,
wobei es sich hierbei vorzugsweise um eine herkömmliche digitale Kamera handelt.
Das Stativ 2 ist gemäß der Darstellung
in 1 auf einem Rundbogen 4 mit entsprechenden Rastnuten 5 geführt, wobei
ein hier nicht weiter dargestellter Wagen mit dem Bildaufnahmegerät 3,
auf dem das Stativ 2 aufgelagert und mittels der Rastnuten 5 in
definierten Raststellungen und damit in definierten Winkelstellungen
auf dem Rundbogen 4 in einer definierten Lage zu dem zu
behandelnden Patienten 6 arretierbar ist.
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Der
Patient selbst sitzt auf einem Stuhl 7, der mit einer Haltevorrichtung 10 zur
Positionierung und Fixierung des Patientenkopfs versehen ist. Hierdurch ist
sichergestellt, dass bei der fotografischen Aufnahme des Istzustandes
mittels der Bildaufnahmevorrichtung 3 jeweils vergleichbare
definierte Bedingungen eingehalten sind. Darüber hinaus sind im Rahmen des
erfindungsgemäßen Verfahrens
weitere Aufnahmenparameter, wie etwa Beleuchtung oder Filmmaterial,
definiert bzw. vorgegeben. Unter diesen entsprechend normierten
Bedingungen wird dann mittels der in den 1 und 2 dargestellten
Aufnahmevorrichtung in an sich bekannter Weise ein digitales Panoramabild
des Patienten 6, bzw. genauer gesagt des Patientengebisses,
erstellt.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn in Verbindung mit dem Patientengebiss sogenannte
Fixpunkte in definierter Lage und mit definiertem Abstand untereinander
aufgenommen werden. Hierzu sind später detailgetreue Vermessungen
und eine dimensionstreue Simulation möglich. Die Fixpunkte können etwa mit
aufgesetzten Metallplättchen
realisiert werden.
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Neben
der fotografischen Aufnahme bzw. Dokumentation des Istzustandes
des Patientengebisses wird darüber
hinaus im Wege eines Abdrucks ein plastisches 3D-Wachsmodell erzeugt.
Die im Rahmen der Panorama-Aufnahme erzeugten fotografischen 3D-Informationen
werden also flankiert von der Aufnahme einer plastischen 3D-Information in
Form eines Abdrucks, aus der dann ein an sich herkömmliches
Wachsmodell des Istzustandes geschaffen wird.
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In
einem weiteren Arbeitsschritt erzeugt dann der behandelnde Zahnarzt
und/oder Zahntechniker aus dem Wachsmodell ein plastisches Sollmodell
in an sich herkömmlicher
Weise das Wachsmodell durch die Verwendung von Wachs oder Gips oder
sonstig geeignete Materialien aufmodelliert wird.
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Dieses
Wachsmodell wird dann in an sich herkömmlicher Weise aufmodelliert.
Dabei wird der eingesetzte Gips radiert und das Wachs formkorrigierend
aufmodelliert. Das entsprechende Modell wird dann für eine weitere
fotografische Aufnahme zur Erzeugung eines vorläufigen fotografischen Sollmodell präpariert.
Das Wachs wird hierzu modelliert, etwa eingesetzte Gipse werden
falkumiert, so dass nach der weiteren Bearbeitung jeweils optisch
der Realität zumindest in
etwa entsprechende Oberflächen
auf dem plastischen Modell aufgetragen sind.
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Alternativ
zu einer plastischen Modellierung können die fotografisch festgehaltenen
Informationen auch am Computer zu einem dreidimensionalen Istmodell
zusammengesetzt werden, mit welchem ebenfalls die Aufmodellierung
eines Sollmodells möglich
ist. Ein Wachsmodell wird dann nicht benötigt.
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Die
fotografische Aufnahme des plastischen Modells erfolgt wiederum
unter Verwendung der in den 1 und 2 dargestellten
Aufnahmevorrichtung 1. Dabei sollten erneut die erläuterten
vorgegebenen Einstellungsparameter für die Bildaufnahme beachtet
werden. Zweidimensionale Wiedergaben des digitalen Modells können am
Computer generiert werden.
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Die
so gewonnenen Wiedergaben des plastischen Sollmodells werden in
einem weiteren Arbeitsschritt im Wege der Fotomontage, beispielsweise
unter Verwendung der an sich bekannten „Fotoshop"-Software in die fotografische Istbildwiedergabe des
Patienten hinein projiziert.
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Dabei
werden die am Originalgebiss des Patienten bei der Aufnahme befestigten
Fixpunkte, die dann an den entsprechenden Stellen gegebenenfalls auch
am plastischen Wachsmodell befestigt wurden zur Feinjustage der
komprimierten Bilddaten eingesetzt. Im Ergebnis ist also das vorläufige Sollmodell in
das fotografische Istbild lagerichtig und beleuchtungskonform einmodelliert.
Es entsteht somit eine vorläufige
Sollbildwiedergabe, die dann ebenfalls einer weiteren Bildbearbeitung
unterzogen wird bzw. bedarfsweise werden kann. Insbesondere ist
es denkbar, dass die künstliche
Wachsoberfläche
bzw. die Textur des Sollmodells durch die natürlichen Zahnoberflächen des
Patientenbildes ausgetauscht wird. Sollte dies, aus welchen Gründen auch
immer, nicht möglich
oder nicht geeignet sein, etwa weil die Zahnkorrektur so weitgehend
ist, dass die Bilddaten der natürlichen
Oberflächen
nicht einsetzbar sind, kann alternativ auf eine der Bearbeitungssoftware zugeordnete
Datenbank natürlicher
Zahnoberflächen zugegriffen
werden. Es handelt sich dabei um Beispieldaten natürlicher
Zahnoberflächen,
die als zusätzliches
Bearbeitungswerkzeug der erfindungsgemäßen Bearbeitungssoftware zugewiesen
sind. In weiteren Bearbeitungsschritten sind verschiedene Beleuchtungseffekte
oder weitere Zahnkorrekturen, insbesondere im Gespräch Zahnarzt
und Patient, möglich,
bis schließlich,
auf diesem Weg eine endgültige
Sollbildwiedergabe erreicht wurde.
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Aufgrund
der auch in dem Sollbild enthaltenen Fixpunkte kann eine ordnungsgemäße zahntechnische
Vermessung des Sollbildes zur Erstellung bzw. Korrektur des plastischen
Sollbildes erstellt werden. Aus dem mithilfe dieser Daten dann erzeugten endgültigen Sollmodell
wird dann mittels eines Silikonschlüssels ein endgültiges Wachs-Gips-Modell erstellt.
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Ein
plastisches Sollmodell kann mit Vorteil gleich zur Erstellung der
zur Zahnkorrektur verwendeten Keramikveneers eingesetzt werden.
Bei einer Veneerversorgung ist nur ein minimales Beschleifen des
Patientengebisses erforderlich. Nach dem entsprechenden Anschliff
des Patientengebisses folgt eine Zwischenversorgung des Patienten
mit provisorischen Kunststoffschalen. Nachdem mit Hilfe des Silikonschlüssels die
Formübertragung
vom Wachsmodell auf das Veneermodell möglich war, werden anschließend die
fertigen Veneers zur abschließenden Behandlung
eingesetzt.
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Vorstehend
ist somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erstellung von
Zahnkorrekturen und Zahnersatz beschrieben, das eine bis dato nicht mögliche detailgetreue
und den Umständen
des Einzelfalls optimal berücksichtigende
Modellierung und Simulation des jeweils gewünschten Zahnersatzes bzw. der
gewünschten
Zahnkorrekturen ermöglicht und
somit das Risiko einer schlechten Anpassung oder Fehlversorgung
minimiert.
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- 1
- Aufnahmevorrichtung
- 2
- Stativ
- 3
- Bildaufnahmevor
-
- richtung
- 4
- Rundbogen
- 5
- Rastnuten
- 6
- Patient
- 7
- Stuhl
- 10
- Haltevorrichtung