DE102007033989A1

DE102007033989A1 - System und Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte

Info

Publication number: DE102007033989A1
Application number: DE102007033989A
Authority: DE
Inventors: Vadim San Jose Matov; Fuming Pleasanton Wu
Original assignee: Align Technology Inc
Current assignee: Align Technology Inc
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: GB0713968D0; US7844356B2; GB2442082B; US20120166163A1; DE102007033989B4; US8573972B2; US20110137626A1; US20080020340A1; US8131393B2; GB2442082A

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte, wie beispielsweise der Okklusionsebene, der Bogenform und der lokalen Okklusionsebene für das Gebiss eines Patienten offenbart. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfassen ein computerimplementiertes System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte den Empfang dreidimensionaler Daten für die Zähne, die Einstellung einer Ausgangsrichtung für eine Normale der Okklusionsebene, die Bestimmung von Spitzen für ausgewählte Zähne, die Berechnung einer auf die bestimmte Spitze abgestimmten Ebene und die Bestimmung einer neuen Normalen für die berechnete Ebene.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kieferorthopädie im allgemeinen und insbesondere ein System sowie ein Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Kieferorthopädie besteht darin, die Zähne eines Patienten in Positionen zu bewegen, in denen sie optimal funktionieren und auch ästhetisch ansprechend sind. Ein Kieferorthopäde bringt herkömmliche Vorrichtungen wie Klammern und Drähte an den Zähnen eines Patienten an. Sobald die Klammern an den Zähnen befestigt sind, üben sie eine kontinuierliche Kraft auf diese aus und drücken die Zähne allmählich in ihre jeweilige Idealposition. Dies wird erreicht, indem der Kieferorthopäde die Klammern im Laufe der Zeit nachstellt, um die Zähne zu ihrer endgültigen Zielposition hinzubewegen.
Kieferorthopädische Brackets sind häufig direkt mit den Zähnen des Patienten verbondet. Üblicherweise wird eine geringe Menge Kleber auf die Basis jedes Brackets aufgetragen und das Bracket wird dann auf einem ausgewählten Zahn angeordnet. Bevor der Kleber aushärtet, wird das Bracket in die gewünschte Position auf dem Zahn verbracht. Sobald der Kleber hart geworden ist, ist das Bracket so fest mit dem Zahn verbondet, dass diese Verbindung den kieferorthopädischen Kräften in der Folgezeit bei fortschreitender Behandlung standhält. Ein Nachteil dieser Technik besteht in der schwierigen Zu gänglichkeit der optimalen Fläche für die Platzierung des Brackets bei sehr eng stehenden Zähnen oder bei einem Gebiss, bei dem die Verbindungsfläche durch die Zähne in dem gegenüberliegenden Bogen beim Schließen des Kiefers versperrt wird. Bei den hinteren Zähnen kann es für den Behandelnden schwierig sein, die genaue Position des Brackets in bezug auf die Zahnoberfläche zu sehen. Die zur Ausführung des Verbondungsvorgangs erforderliche Zeit kann sowohl für den Patienten als auch für den Behandelnden ein Ärgernis darstellen. Auch die Notwendigkeit der Minimierung der Kontaminierung durch vom Speichel des Patienten stammende Feuchtigkeit kann den Vorgang verlängern und auch die Genauigkeit der Platzierung der Brackets auf den Zähnen in unangemessener Weise beeinträchtigen. All diese Faktoren vergrößern die Möglichkeit, dass ein oder mehrere Brackets nicht korrekt auf den Zähnen positioniert sind.
Zur Ermöglichung der Zahnbewegung sind Vorrichtungen, Systeme und Verfahren entwickelt worden, bei denen als Alternative zu Klammern transparente herausnehmbare Zahn-Aligner verwendet wurden. Zunächst wird ein Bissabdruck des Patienten erstellt, und auf der Grundlage der Vorgaben eines Kieferorthopäden oder Zahnarztes werden die gewünschten Endpositionen für die Zähne des Patienten (d.h. eine funktionsmäßig und ästhetisch optimale Position) festgelegt. Dann werden Korrekturwege zwischen den Ausgangspositionen der Zähne und ihren erwünschten Endpositionen geplant. Diese Korrekturwege umfassen im allgemeinen eine Reihe von Zwischenpositionen zwischen der Ausgangs- und der Endposition der Zähne. Dann werden mehrere transparente herausnehmbare Aligner hergestellt, die so geformt sind, dass sie die Zähne in die verschiedenen Positionen entlang des Korrekturwegs bewegen. Ein System zur Herstellung dieser Aligner ist das Invisalign^®-System von Align Technologies, Inc., Santa Clara, Kalifornien.
Die Planung der Korrekturwege für die Zähne beinhaltet häufig verschiedene kieferorthopädische Messungen und Diagnosen. Bei vielen dieser Messungen werden Bezugspunkte wie die Okklusionsebene, die Bogenform und die lokale Okklusionsebene eines Zahns verwendet. Somit ist die genaue und zuverläs sige Konstruktion dieser Bezugspunkte ein wichtiger Schritt bei der Planung der kieferorthopädischen Behandlung und der Herstellung kieferorthopädischer Vorrichtungen. Die automatische Konstruktion dieser Bezugspunkte würde Zeit sparen und menschliches Versagen ausschließen, wobei die Genauigkeit der dentalen Messungen und Vorrichtungen erhöht würde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es werden ein System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte, wie die Okklusionsebene, Bogenform und die lokale Okklusionsebene für die Zähne eines Patienten offenbart. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist ein computerimplementiertes System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion der Okklusionsebene die folgenden Schritte auf: Empfangen dreidimensionaler Daten für die Zähne, Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der Okklusionsebene, Bestimmen von Spitzen für ausgewählte Zähne, Berechnen einer auf die bestimmten Spitzen abgestimmten Ebene, Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete Ebene und Wiederholen der Schritte zur Berechnung einer neuen Ebene, bis die Differenz zwischen den Ebenen in aufeinanderfolgenden Schritten geringer ist als ein konfigurierbarer Parameter.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfassen ein computerimplementiertes System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion der Bogenform die folgenden Schritte: Empfangen dreidimensionaler Daten für die Zähne des Patienten, Detektieren der Gesichtsachsenpunkte für die Zähne, Bilden mehrerer einander entsprechender Zahnpaare, Berechnen eines Mittelpunkts für jedes gebildete Zahnpaar, Berechnen einer Linie, die sich den berechneten Mittelpunkten annähert, Verwenden der berechneten Linie als Y-Achse eines Koordinatennetzrahmens der Bogenform, Verwenden einer Normalen einer Okklusionsebene als Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform, Bestimmen eines Ursprungs des Koordinatennetzrahmens der Bogenform, Bestimmen einer X-Achse des Koordinatennetzrahmens durch Berechnen eines Vektorprodukts der Y-Achse und der Z-Achse des Koordina tennetzrahmens der Bogenform, Transformieren jedes der ermittelten Gesichtsachsenpunkte in den berechneten Koordinatennetzrahmen der Bogenform und Konstruieren von Orientierungspunkten einer Bezier-Spline-Kurve aus den umgewandelten Gesichtsachsenpunkten.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weisen ein computerimplementiertes System und ein Verfahren für die automatische Konstruktion der lokalen Okklusionsebene für einen Zahn die folgenden Schritte auf: Empfangen dreidimensionaler Daten für den Zahn, Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der lokalen Okklusionsebene, Bestimmen einer Spitze in Richtung der Normalen der lokalen Okklusionsebene für jeden Quadranten des Zahns, Berechnen einer auf die bestimmten Spitzen abgestimmten Ebene, Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete Ebene und Wiederholen der Schritte zur Berechnung einer neuen Ebene, bis die Differenz zwischen den Ebenen in aufeinanderfolgenden Schritten geringer als ein konfigurierbarer Parameter ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Aligner oder ein Satz von Alignern gemäß einem beliebigen der Verfahren hergestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit den Figuren der Zeichnung, in denen in sämtlichen Figuren durchgehend gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und in welchen:
1A, 1B und 1C Diagramme der Anordnung der Zähne eines Patienten im Anfangsstadium, einem Zwischenstadium bzw. einem Endstadium einer kieferorthopädischen Behandlung sind;
1D ein Diagramm der Zahnnummerierung gemäß dem Standardsystem der Zahnnummerierung ist;
2 ein Diagramm eines Teilmodells der Dentition eines Patienten einschließlich eines Modells des Zahnfleischgewebes ist;
3 ein Beispiel einer Okklusionsebene gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein Beispiel für ein Verfahren zur automatischen Konstruktion der Okklusionsebene gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5A eine erste beispielhafte Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5B eine zweite beispielhafte Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine repräsentative Bezier-Spline-Kurve darstellt, die eine beispielhafte Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
7 eine repräsentative Bezier-Spline-Kurve darstellt, die eine beispielhafte Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
8 ein Beispiel für ein Verfahren zur automatischen Konstruktion der Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ein Beispiel für ein Verfahren zur automatischen Konstruktion einer lokalen Okklusionsebene gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 eine beispielhafte Okklusionsebene gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
11A, 11B jeweils eine repräsentative Bezier-Spline-Kurve, die eine beispielhafte Bogenform gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, zeigen; und
12 eine beispielhafte lokale Okklusionsebene gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird hier mittels verschiedener Bauteile und Verarbeitungsschritte beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Bauteile und Schritte mit einer beliebigen Anzahl an Hard- und Softwarekomponenten realisiert werden können, die zur Ausführung der spezifizierten Funktionen ausgelegt sind. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise verschiedene elektronische Steuervorrichtungen, optische Anzeigevorrichtungen, Eingabeterminals und dergleichen verwenden, die unter der Steuerung eines oder mehrerer Steuersysteme, Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen zahlreiche verschiedene Funktionen ausüben können. Außerdem lässt sich die vorliegende Erfindung in verschiedenen kieferorthopädischen Zusammenhängen umsetzen, und die beispielhaften Ausführungsformen, die ein System sowie ein Verfahren zur automatischen Erkennung dentaler Merkmale betreffen, stellen lediglich einige der Anwendungsbeispiele der Erfindung dar. Die beschriebenen Grundsätze, Merkmale und Verfahren können beispielsweise auf jede kieferorthopädische Behandlungsart oder -vorrichtung angewandt werden.
Die U.S.-Patentanmeldungen Nr. 09/264 547 und 09/311 716 , jetzt U.S.-Patent Nr. 6 514 074 , beschreiben Techniken zur Erzeugung dreidimensionaler digitaler Datensätze, die Modelle individueller Komponenten der Dentition eines Patienten enthalten. Diese Datensätze enthalten digitale Modelle einzelner Zähne und des den Zahn umgebenden Zahnfleischgewebes.
Ferner beschreiben diese Anmeldungen auch computerimplementierte Techniken zur Verwendung der digitalen Modelle bei der Entwicklung und Simulation eines kieferorthopädischen Behandlungsplans für den Patienten. Eine derartige Technik beinhaltet z.B. den Empfang eines Ausgangsdatensatzes, der die Zähne des Patienten vor der Behandlung darstellt, das Vorgeben einer gewünschten Anordnung der Zähne des Patienten nach der Behandlung und das Berechnen von Transformationen, bei denen die Zähne über die gewünschten Behandlungswege aus den Ausgangs- in die Endpositionen bewegt werden. Die U.S.-Patentanmeldung Nr. 09/169 276 beschreibt auch die Erstellung von Datensätzen, die die Zahnpositionen in verschiedenen Behandlungsstufen repräsentieren, sowie die Verwendung dieser Datensätze zur Herstellung kieferorthopädischer Instrumente, die den Behandlungsplan umsetzen. Eine Technik zur Herstellung eines kieferorthopädischen Instruments umfasst die Erstellung einer Positivform der Dentition des Patienten in einer der Behandlungsstufen und die Anwendung einer herkömmlichen Druckformtechnik zur Formung des Instrumentes um die Positivform. Die U.S.-Patentanmeldung Nr. 09/169 034 z.B. beschreibt die Entwicklung kieferorthopädischer Instrumente anhand der digitalen Dentitionsmodelle.
Die 1A, 1B und 1C zeigen die Dentition eines Patienten in drei Schritten während des Behandlungsverlaufs. 1A stellt die Ausgangspositionen der Zähne des Patienten vor Beginn der Behandlung dar. Ein digitales Modell der Zähne in diesen Ausgangspositionen ist in einem digitalen Ausgangsdatensatz (IDDS) erfasst.
Ein derartiger IDDS lässt sich auf verschiedene Art und Weise gewinnen. Die Zähne des Patienten können beispielsweise unter Verwendung bekannter Technologie wie beispielsweise Röntgenstrahlen, dreidimensionale Röntgenstrahlen, computerunterstützte tomographische Bilder oder Datensätze, Magnetresonanzbilder und dergleichen, gescannt oder abgebildet werden.
Verfahren zur Digitalisierung derartiger herkömmlicher Bilder zur Erzeugung von Datensätzen sind bekannt und in der Patent- und medizinischen Literatur beschrieben. Ein Ansatz besteht beispielsweise darin, zunächst einen Gipsabdruck des Gebisses des Patienten mittels bekannter Techniken, z.B. den in Graber, Orthodontics: Principle and Practice, Second Edition, Saunders, Philadelphia, 1969, S. 401-415, beschriebenen, zu erstellen. Nach dem Vorliegen des Zahnabdrucks kann er unter Verwendung eines herkömmlichen Laserscanners oder eines anderen Bereichserfassungssystems zur Erzeugung der IDDS digital abgetastet werden. Der mittels des Bereichserfassungssystems erzeugte Datensatz kann natürlich in andere Formate umgewandelt werden, so dass er mit der Software kompatibel ist, die zur Bearbeitung der Bilder innerhalb des Datensatzes verwendet wird. Herkömmliche Techniken zur Herstellung von Gipsabdrücken von Zähnen und Erzeugung digitaler Modelle unter Verwendung von Laserabtasttechniken sind beispielsweise in U.S.-Patent Nr. 5 605 459 beschrieben. Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Erstellen eines digitalen Modells des Gebisses eines Patienten auch solche Techniken wie die in U.S.-Patent Nr. 6 767 208 unter dem Titel: "System and Method for Positioning Teeth", abgetreten an Align Technology, Inc., beschriebenen umfassen. Demnach kann jede Methodik oder jedes Verfahren zur Umwandlung gescannter Daten in eine digitale Darstellung oder ansonsten für die Erstellung eines digitalen Modells des Gebisses eines Patienten verwendet werden.
1B zeigt ein Beispiel für die mögliche Ausrichtung der Zähne des Patienten in einem Zwischenschritt während des Behandlungsverlaufs, und 1C zeigt ein Beispiel für die mögliche Ausrichtung der Zähne des Patienten in ihrer Endposition. Eine Bedienperson und/oder ein Computerprogramm bearbeiten die digitalen Modelle der Zähne des Patienten, um die endgültigen Zahnpositionen vorzugeben. Dann berechnet das Programm eine oder mehrere Zwi schenpositionen, wobei die der Zahnbewegung durch die Bedienperson oder die natürlichen Eigenschaften der Zähne selbst auferlegten Beschränkungen berücksichtigt werden. Das Programm berücksichtigt auch möglicherweise zwischen den Zähnen bei deren Bewegung von einer Behandlungsstufe zur nächsten auftretende Kollisionen. Die Auswahl der End- und Zwischenzahnpositionen und die Behandlungswege, entlang derer die Zähne sich bewegen, sind in einer oder mehreren der oben beschriebenen Patentanmeldungen näher beschrieben, die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme Teil dieser Anmeldung bilden.
1D ist ein Diagramm eines Zahnsatzes, wobei das Standardsystem der Nummerierung der Zähne gezeigt ist. Während der folgenden Beschreibung wird auf dieses Standardsystem der Nummerierung Bezug genommen.
2 ist ein Diagramm, das einen Teil eines aus dem IDDS abgeleiteten typischen digitalen Dentitionsmodells 110 darstellt. Das Dentitionsmodell 110 enthält Modelle einzelner Zähne 120 und ein Modell 140 des Zahnfleisches des Patienten. Verschiedene Techniken zur Herstellung von Modellen von Zahnfleischgewebe und einzelner Zähne anhand der IDDS sind beispielsweise in den U.S.-Patentanmeldungen Nr. 09/264 547 und 09/311 941 beschrieben.
Ferner zeigt 2 einen Teil eines anderen Zahnfleischmodells 200 (ein "sekundäres" Zahnfleischmodell), das so ausgelegt ist, dass es das aus dem IDDS abgeleitete (das "primäre" Zahnfleischmodell) Zahnfleischmodell 140 überlagert. Das Programm nutzt das sekundäre Zahnfleischmodell 200, um die Verformung des Zahnfleischgewebes um die Zähne des Patienten bei deren Bewegung aus ihren Ausgangspositionen in ihre Endpositionen nachzubilden. Dadurch ist gewährleistet, dass die anhand der Positivformen der Dentition des Patienten erstellten kieferorthopädischen Instrumente in allen Behandlungsstufen bequem um das Zahnfleisch des Patienten passen. Das sekundäre Zahnfleischmodell 200 macht das Zahnfleischmodell auch dicker, so dass garantiert ist, dass die kieferorthopädischen Instrumente nicht zu stark gegen das Zahnfleisch des Patienten drücken.
Im folgenden wird auf die verschiedenen exemplarischen Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug genommen, welche in den beigefügten Figuren dargestellt sind. Zwar sind diese beispielhaften Ausführungsformen so ausführlich beschrieben, dass es dem Fachmann auf dem Gebiet möglich ist, die Erfindung umzusetzen, aber es sei darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele realisiert werden und logische und/oder mechanische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Somit dienen die hier vorgestellten verschiedenen Ausführungsbeispiele der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung. Die in den Verfahrens- oder Ablaufbeschreibungen angeführten Schritte können beispielsweise in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die angegebene Reihenfolge beschränkt. Darüber hinaus können beliebige der Funktionen oder Schritte an einen oder mehrere Dritte vergeben oder von diesen ausgeführt werden.
Der Kürze halber sind die herkömmliche Datenvernetzung, Anwendungsentwicklung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und Komponenten der einzelnen Betriebselemente der Systeme) hier nicht im einzelnen beschrieben. Ferner sollen die in den hier enthaltenen verschiedenen Figuren gezeigten Verbindungslinien beispielhafte Funktionsbeziehungen und/oder physische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass in einem realen System zahlreiche alternative und/oder zusätzliche Funktionsbeziehungen oder physische Verbindungen bestehen können.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beinhalten eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, in denen Programme zur stufenweisen Darstellung der Bewegung der Zähne eines Patienten gespeichert sind. Die Rechenvorrichtung(en) oder verschiedene Komponenten einer beliebigen der hier beschriebenen Rechenvorrichtungen können eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten: einen Hostserver oder andere Rechensysteme mit einem Prozessor zum Verarbeiten digitaler Daten; einen mit dem Prozessor verbundenen Speicher zum Speichern der digitalen Daten; ein mit dem Prozessor verbundenes Eingangsdigitalisiergerät zur Eingabe digitaler Daten; ein in dem Speicher gespeichertes und dem Prozessor zugängliches Anwenderprogramm zum Steuern der Verarbeitung der digitalen Daten durch den Prozessor; eine mit dem Prozessor und dem Speicher verbundene Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von aus den von dem Prozessor verarbeiteten digitalen Daten gewonnenen Informationen, und mehrere Datenbanken. Verschiedene hier verwendete Dateiverzeichnisse und/oder Datenbanken können beinhalten: Kundendaten, Händlerdaten und/oder andere ähnliche zweckmäßige Daten.
Dem Fachmann ist klar, dass jede von einem Benutzer verwendete Rechenvorrichtung ein Betriebssystem (z.B. Windows NT, 95/98/2000, OS, UNIX, Linux, Solaris, MacOs usw.) sowie üblicherweise mit Computern in Verbindung gebrachte verschiedene herkömmliche Unterstützungssoftware und Treiber enthalten kann. Wie für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, kann jede Rechenvorrichtung als individuelle Ausführung eines bestehenden Systems, Zusatzprodukt, verbesserte Software, unabhängiges System, nicht zentrales System, ein Verfahren, ein Datenverarbeitungssystem, eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung und/oder ein Computerprogrammprodukt vorliegen. Demnach kann jedes darin gespeicherte Programm die Form eines ausschließlich als Software vorliegenden Ausführungsbeispiels, eines ausschließlich als Hardware vorliegenden Ausführungsbeispiels oder eines Ausführungsbeispiels, in dem Aspekte sowohl der Soft- als auch der Hardware kombiniert sind, annehmen. Ferner kann jedes Programm in Form eines Computerprogrammprodukts auf einem computerlesbaren Speichermedium mit einer in dem Speichermedium enthaltenen computerlesbaren Programmcodeeinrichtung vorliegen. Es kann jedes geeignete computerlesbare Speichermedium einschließlich Festplatten, CD-ROMs, optische Speichervorrichtungen, magnetische Speichervorrichtungen und/oder dergleichen verwendet werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Rechenvorrichtung so konfiguriert, dass sie eine elektronische Darstellung der Zähne des Patienten in einer Ausgangsposition empfängt, die beispielsweise von einem intra-oralen Scanner oder einem CT-Scanner auf der Basis eines Abdrucks oder Teilabdrucks der Zähne des Patienten aufgenommen wird. Die empfangenen Daten enthalten dreidimensionale Daten für das Gebiss des Patienten, die als Eingang in die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zur automatischen Erkennung der Merkmale der Zähne verwendet werden können. Außerdem ist die Rechenvorrichtung so konfiguriert, dass sie eine elektronische Darstellung einer angestrebten Endposition für jeden der Zähne des Patienten empfängt oder erzeugt. Das in der Rechenvorrichtung gespeicherte Programm ist so konfiguriert, dass es die Ausgangs- und die Endpositionen analysiert und automatisch für jeden Zahn einen Weg erstellt, auf dem er sich von seiner Ausgangs- in seine Endposition bewegt. Für den Patienten wird ein Satz Aligner hergestellt, um die Zähne in verschiedenen Stadien entlang der Bahn zu bewegen. Wenn der Patient die Aligner trägt, bewegen sich die Zähne des Patienten entsprechend jedem Stadium entlang des Wegs.
Um die Ausgangs-, Zwischen- und Endpositionen der Zähne zu analysieren, werden verschiedene kieferorthopädische Messungen und Diagnosen vorgenommen, die Bezugspunkte wie die Okklusionsebene, die Bogenform für den Ober- und den Unterkiefer und die lokale Okklusionsebene für bestimmte Zähne, wie beispielsweise die Backenzähne, nutzen. Messungen dieser Bezugspunkte werden zum Bestimmen der Korrekturwege für die Bewegung der Zähne des Patienten verwendet und können auch zum Bestimmen der Endposition des Zahnes genutzt werden. Diese Messungen können auch bei der Herstellung eines Aligners oder eines Satzes von Alignern verwendet werden. Zur Unterstützung dieser Messungen sieht die vorliegende Erfindung die automatische Konstruktion verschiedener kieferorthopädischer Bezugspunkte, wie z.B. der Okklusionsebene, der Bogenform und der lokalen Okklusionsebene für einen Zahn, vor.
Gemäß den 3 und 10 ist entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Okklusionsebene 300 die imaginäre Fläche, an der die oberen und die unteren Zähne aufeinandertreffen. Bei einem normalen Biss verläuft die Okklusionsebene 300 durch die Spitzen der zweiten Backenzähne 310 und der mittleren Schneidezähne 320 des Unterkiefers.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein orthogonaler (d.h. x, y, z) Bezugsrahmen verwendet, bei dem die X-Achse in der Bukkal-Lingual-Richtung – der Richtung zwischen Wange und Zunge – ausgerichtet ist. Die Y-Achse ist in der Mesial-Distal-Richtung, d.h. der Richtung zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich des Mundes, ausgerichtet. Die Z-Achse ist in der Okklusal-Radikal-Richtung, d.h. der Richtung vom oberen Teil eines Zahns zu dem Teil des Zahnes im Zahnfleisch, ausgerichtet. Es sei darauf hingewiesen, dass die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse in anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung untereinander vertauscht sein oder anders ausgerichtet sein können.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 400 zur automatischen Konstruktion der Okklusionsebene darstellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Einstellen einer Ausgangsrichtung für die Okklusionsebenennormale (410), Bestimmen der Spitze jedes ersten Backenzahnes und mittleren Schneidezahns des Unterkiefers in Richtung der Okklusionsebenennormalen (420), Berechnen einer Ebene, die am besten zu den Spitzen aus Schritt 420 passt (430), Bestimmen einer neuen Normalen zu der berechneten Ebene aus Schritt 430 (440), Wiederholen der Schritte 420-440 mit der neuen Okklusionsebenennormalen, bis die Veränderung der Ebene geringer als ein konfigurierbarer Parameter ist. Dieser und andere konfigurierbare Parameter können aus einer Computerdatei (z.B. Parameterdatei) ausgelesen oder vom Benutzer auf einen oder mehrere Anweisungen von dem Computerprogramm hin eingegeben werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Z-Achse als Ausgangsrichtung der Okklusionsebenennormalen verwendet (410). Die Richtung der Z-Achse entspricht der Richtung zwischen dem oberen Teil eines Zahns (z.B. eines der zweiten Unterkieferbackenzähne) und dem Teil des Zahns im Zahnfleisch. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Okklusionsebenennormale eine andere Ausgangseinstellung haben.
Wie oben erwähnt, werden die Eingangsdaten in Form dreidimensionaler Daten empfangen, die die Ausgangsposition der Zähne repräsentieren. Bei jedem der ersten Backenzähne und mittleren Schneidezähne des Unterkiefers kann die Spitze jedes Zahns durch Aufnehmen der dreidimensionalen Daten und Bestimmen des höchsten Scheitelpunkts in Richtung der aktuellen Okklusionsebenennormalen bestimmt werden (420). Daraus ergibt sich ein Satz Punkte, die den höchsten Scheitelpunkt für jeden der untersuchten Zähne repräsentieren. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können zur Berechnung der Okklusionsebene andere Zähne als die ersten Backenzähne und mittleren Schneidezähne des Unterkiefers verwendet werden. Anstelle der oder zusätzlich zu den ersten Unterkieferbackenzähnen können z.B. die zweiten Unterkieferbackenzähne verwendet werden. Zum Festlegen der bestimmten Zähne, die zur Berechnung der Okklusionsebene verwendet werden, können konfigurierbare Parameter für das Computerprogramm verwendet werden.
Als nächstes wird eine Ebene berechnet, die am besten auf den Punktesatz abgestimmt ist (430), wobei ein Best-Fit- oder ein vergleichbares Verfahren angewandt wird. Anhand der Ebene kann eine neue Okklusionsebenennormale berechnet werden (440). Unter Verwendung der neuen Okklusionsebenennormalen werden die Schritte 420-440 mit der neuen Okklusionsebenennormalen wiederholt, bis die Veränderung zwischen den Ebenen in aufeinanderfolgenden Schritten geringer als ein konfigurierbarer Parameter ist.
Wie 5A zeigt, ist eine Bogenform 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Form des Bogens der Zähne entweder im Ober- oder im Unterkiefer. Bei einem Normalbiss ist die Bogenform 500 gleichmäßig und symmetrisch. Wie 5B zeigt, verläuft die Bogenform 500 bei dem Beispiel der engstehenden oder nicht korrekt angeordneten Zähne zackig und unsymmetrisch. Viele Messungen, z.B. die Zahndrehung und -Prominenz, basieren auf der Bogenformkurve.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bogenform 500 von einer Bezier-Spline-Kurve mit zwei Segmenten dargestellt, die durch die Mittelpunkte der Gesichtsachsen der klinischen Krone (FACC), das sind die FA-Punkte der Zähne, verläuft. Jedes Segment der Bezier-Spline-Kurve ist eine Kurve dritten Grades mit vier Orientierungspunkten. In den 6-7 und 11A-B ist eine repräsentative Bezier-Spline-Kurve 600 mit 2 Segmenten dargestellt, die eine beispielhafte Bogenform darstellt, welche durch die FA-Punkte 710 verläuft. Im Beispiel von 6 ist die Bezier-Spline-Kurve aus zwei Segmenten 612, 614 konstruiert. Die Orientierungspunkte 610, 620, 630, 640 werden zur Konstruktion des Segments 612 und die Orientierungspunkte 640, 650, 660, 670 zur Konstruktion des Segments 614 verwendet. Die Bezier-Spline-Kurve 600 wird durch Näherung an eine Kurve, die durch die Orientierungspunkte 610-670 verläuft, gebildet.
Wie oben erwähnt, werden die Eingangsdaten in Form von dreidimensionalen Daten empfangen, welche die Ausgangsposition der Zähne repräsentieren. 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren für die automatische Konstruktion der Bogenform darstellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur automatischen Konstruktion der Bogenform unter Verwendung der empfangenen dreidimensionalen Daten das Detektieren der FA-Punkte für die Zähne des Ober- oder Unterkiefers (810), das Bilden von Paaren entsprechender Zähne (820), das Berechnen eines Mittelpunkts für jedes Zahnpaar (830), das Berechnen einer Linie, die sich den berechneten Mittelpunkten annähert (840), das Verwenden der berechneten Linie als Y-Achse eines Koordinatennetzrahmens der Bogenform (850), das Verwenden des Normalenvektors zu der Okklusionsebene 300 als Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform (860), das Bestimmen des Mittelpunkts der zweiten Backenzähne als Ursprung des Koordinatennetzrahmens der Bogenform (870), das Verwenden des Vektorprodukts der Y-Achse und der Z-Achse für die X-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform (880), das Transformieren jedes der detektierten FA-Punkte in den berechneten Koordinatennetzrahmen der Bogenform (890), und das Verwenden wenigstens eines Least-Square-Algorithmus zur Bestimmung der Orientierungspunkte der Bezier-Spline-Kurve der Bogenform (895).
Die FA-Punkte werden entweder für die Zähne des Oberkiefer- oder des Unterkieferbogens detektiert (810). Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die FA-Punkte durch Bestimmung der Gesichtsachsenmittelpunkte für alle Zahnkronen detektiert werden.
Für die Zähne auf der linken und rechten Seite des Bogens werden Paare entsprechender Zähne gebildet (820). Der linke zweite Backenzahn bildet beispielsweise mit dem rechten zweiten Backenzahn ein Paar. Für jedes Zahnpaar wird ein Mittelpunkt einer Linie zwischen den Zähnen berechnet (830). Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Linie zwischen den FA-Punkten des Zahnpaares zur Berechnung des Mittelpunkts verwendet. Andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können andere Teile der Zähne, z.B. deren Spitzen, verwenden.
Sodann wird eine Linie berechnet, die sich den berechneten Mittelpunkten annähert (840). Die berechnete Linie kann jeden berechneten Mittelpunkt gleich behandeln, oder aber bestimmte Mittelpunkte können so gewichtet werden, dass die gewichteten Mittelpunkte einen größeren Effekt auf die endgültige Position der Linie haben. Diese Linie kann als Y-Achse eines Koordinatennetzrahmens der Bogenform verwendet werden (850). Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Linie als andere Achse der Bogenform, z.B. als X- oder Z-Achse, verwendet werden.
Die Normale zu der Okklusionsebene 300 kann als Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform verwendet werden (860). Die Normale zu der Okklusionsebene 300 kann gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ebenfalls als andere Achse der Bogenform, z.B. als X- oder Y-Achse, verwendet werden.
Der Mittelpunkt für die zweiten Backenzähne kann als Ursprung des Koordinatennetzrahmens verwendet werden (870). Das heißt, der Mittelpunkt für eine die FA-Punkte der zweiten Backenzähne verbindende Linie kann als Ursprung des Koordinatennetzrahmens der Bogenform verwendet werden.
Andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können den Mittelpunkt der die Spitzen der zweiten Backenzähne verbindenden Linie als Ursprung des Koordinatennetzrahmens verwenden. Wieder andere Ausführungsbeispiele können den Mittelpunkt der die ersten Backenzähne miteinander verbindenden Linie als Ursprung des Koordinatennetzrahmens der Bogenform verwenden.
Die X-Achse des Koordinatennetzrahmens kann anhand des Vektorprodukts der Y-Achse und der Z-Achse bestimmt werden (Schritt 880).
Alle FA-Punkte werden derart in den neu berechneten X-Y-Z-Koordinatennetzrahmen transformiert (Schritt 890), dass die FA-Punkte sich in demselben Koordinatensystem der konstruierten Bogenform befinden. Schließlich kann ein Least-Square-Algorithmus verwendet werden, um anhand der transformierten FA-Punkte den Orientierungspunkt der Bezier-Spline-Kurve zu finden (895). Wie oben gesagt, stellt die berechnete Bezier-Spline-Kurve die Bogenform für die Zähne des Bogens dar.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 900 für die automatische Konstruktion einer lokalen Okklusionsebene für einen Zahn, wie beispielsweise einen ersten oder zweiten Backenzahn, darstellt. Ein exemplarisches Verfahren umfasst das Einstellen einer Ausgangsrichtung für die lokale Okklusionsebenennormale (910), das Bestimmen der Spitze in Richtung der lokalen Okklusionsebenennormalen für jeden der vier Quadranten, die durch den Zahnbezugsrahmen definiert sind (920), das Berechnen einer Ebene, die am besten zu den Spitzen passt (930), das Berechnen einer Normalen der berechneten Ebene und das Wiederholen der Schritte 920-940 mit der neuen lokalen Okklusionsebenennormalen, bis die Veränderung der Ebene geringer als ein konfigurierbarer Parameter ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Vertikalachse des Zahns als Ausgangsrichtung der lokalen Okklusionsebenennormalen verwendet (910). Die Vertikalachse entspricht der Richtung zwischen der Oberseite des Zahns zu dem im Zahnfleisch befindlichen Teil des Zahns. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Okklusionsebenennormale eine andere Ausgangseinstellung aufweisen.
Wie aus 12 hervorgeht, kann für jeden der vier Quadranten des Zahnes die Spitze jedes Quadranten durch Aufnehmen der dreidimensionalen Daten und Bestimmen des höchsten Scheitelpunkts in Richtung der aktuellen lokalen Okklusionsebenennormalen bestimmt werden (920). Dies führt zu einem Punktesatz, der den höchsten Scheitelpunkt für jeden Quadranten des untersuchten Zahnes repräsentiert.
Danach wird eine Ebene berechnet, die am besten auf den Spitzensatz abgestimmt ist (930), wobei ein Mean-Square-Ansatz oder ein ähnliches Verfahren angewandt wird. Anhand der Ebene kann eine neue lokale Okklusionsebenennormale berechnet werden (940). Unter Verwendung der neuen lokalen Okklusionsebenennormalen werden die Schritte 920-940 mit der neuen lokalen Okklusionsebenennormalen wiederholt, bis die Veränderung zwischen den Ebenen bei aufeinanderfolgenden Schritten kleiner als ein konfigurierbarer Parameter ist.
Die offenbarten Schritte können bei der Herstellung eines Aligners oder eines Satzes Aligner verwendet werden.
Nutzen, andere Vorteile und Problemlösungen wurden hier im Hinblick auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben. Allerdings sind die Nutzeffekte, Vorteile, Problemlösungen und jegliche(s) Element(e), die das Auftreten eines Nutzens, Vorteils oder einer Lösung verursachen oder verstärken könnten, nicht als entscheidend, erforderlich oder als wesentliche Merkmale oder Elemente eines Anspruchs oder sämtlicher Ansprüche der Erfindung anzusehen. Demnach soll der Umfang der vorliegenden Erfindung durch nichts anderes als die angefügten Ansprüche begrenzt sein, in denen der Bezug auf ein Element im Singular nicht "eines und nur eines" bedeuten soll, sofern dies nicht ausdrücklich gesagt wird, sondern vielmehr "eines oder mehrere". Sämtliche baulichen, chemischen und funktionalen Äquivalente zu den Elementen der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiele, die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt sind, sind hier durch Bezugnahme ausdrücklich eingebracht und sollen als von den vorliegenden Ansprüchen umfasst angesehen werden.

Claims

Computerimplementiertes Verfahren für die automatische Konstruktion einer Okklusionsebene (300) für das Gebiss eines Patienten, mit den folgenden Schritten: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für das Gebiss des Patienten; b) Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der Okklusionsebene; c) Bestimmen einer Spitze in Richtung der Normalen der Okklusionsebene für jeden der ersten Backenzähne und mittleren Schneidezähne (320) des Unterkiefers des Gebisses des Patienten; d) Berechnen einer auf die bestimmten Spitzen abgestimmten Ebene; e) Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete Okklusionsebene; und f) Wiederholen der Schritte (c)-(e) mit der neuen Normalen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Einstellens einer Ausgangsrichtung das Verwenden einer Z-Achse als Ausgangsrichtung für eine Normale der Okklusionsebene umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Z-Achse einer Richtung zwischen einer Oberseite eines Zahns und einer Wurzel des Zahns entspricht.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bestimmens einer Spitze umfasst: – Untersuchen der dreidimensionalen Daten für jeden der ersten Backenzähne und für jeden der mittleren Schneidezähne (320) des Unterkiefers des Gebisses des Patienten; und – Bestimmen eines höchsten Punktes für jeden der untersuchten Zähne in Richtung der Normalen der Okklusionsebene (300).
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4, bei dem anstelle jedes ersten Backenzahns jeder zweite Backenzahn untersucht wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4, bei dem außer jedem ersten Backenzahn jeder zweite Backenzahn untersucht wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4, bei dem statt des Unterkiefers der Oberkiefer des Gebisses des Patienten untersucht wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Wiederholen der Schritte (c)-(e), bis eine Veränderung zwischen der Okklusionsebene und den bestimmten Spitzen geringer als ein konfigurierbarer Parameter ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen der Zähne aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei wenigstens ein Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Computerimplementiertes Verfahren für die automatische Konstruktion einer Bogenform (500) für ein Gebiss eines Patienten, mit den folgenden Schritten: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für das Gebiss des Patienten; b) Detektieren der Gesichtsachsenpunkte für die Zähne; c) Bilden mehrerer Paare einander entsprechender Zähne; d) Berechnen eines Mittelpunkts für jedes gebildete Zahnpaar; e) Berechnen einer Linie, die sich den berechneten Mittelpunkten annähert; f) Verwenden der berechneten Linie als Y-Achse eines Koordinatennetzrahmens der Bogenform; g) Verwenden einer Normalen einer Okklusionsebene als Z-Achse des Koordinatenrahmens der Bogenform; h) Bestimmen eines Ursprungs des Koordinatennetzrahmens der Bogenform; i) Bestimmen einer X-Achse des Koordinatennetzrahmens durch Berechnen eines Vektorprodukts der Y-Achse und der Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform; j) Transformieren jedes der detektierten Gesichtsachsenpunkte in den berechneten Koordinatenrahmen der Bogenform; und k) Konstruieren von Orientierungspunkten einer Bezier-Spline-Kurve anhand der transformierten Gesichtsachsenpunkte.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Detektierens der Gesichtsachsenpunkte das Detektieren eines Mittelpunktes der Gesichtsachse für eine Krone jedes der Zähne umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Bildens mehrerer Paare ferner das Bilden mehrerer Paare derart umfasst, dass jedes Paar einen Zahn von der linken Seite des Gebisses des Patienten und einen Zahn von der rechten Seite des Gebisses des Patienten aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Berechnens eines Mittelpunkts das Berechnen eines Mittelpunkts einer Linie zwischen den Gesichtsachsenpunkten für jedes gebildete Zahnpaar umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Berechnens einer Linie, die den berechneten Mittelpunkten angenähert ist, ferner das Gewichten der berechneten Mittelpunkte umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Bestimmens eines Ursprungs des Koordinatennetzrahmens der Bogenform das Berechnen eines Mittelpunkts einer Linie zwischen den Gesichtsachsenpunkten jedes der zweiten Backenzähne umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Konstruierens der Orientierungspunkte das Anwenden eines Least-Square-Algorithmus auf die transformierten Gesichtsachsenpunkte umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-16, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen der Zähne aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei der wenigstens eine Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Computerimplementiertes Verfahren für die automatische Konstruktion einer lokalen Okklusionsebene für einen Zahn, mit den folgenden Schritten: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für den Zahn; b) Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der lokalen Okklusionsebene; c) Bestimmen einer Spitze in Richtung der Normalen der lokalen Okklusionsebene für jeden Quadranten des Zahns; d) Berechnen einer auf die bestimmten Spitzen abgestimmten Ebene; e) Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete lokale Okklusionsebene; und f) Wiederholen der Schritte (c)-(e) mit der neuen Normalen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Schritt des Einstellens einer Ausgangsrichtung das Verwenden einer Vertikalachse als Ausgangsrichtung für eine Normale der lokalen Okklusionsebene umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Vertikalachse einer Richtung zwischen einer Oberseite des Zahns und einer Wurzel des Zahns entspricht.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Schritt des Bestimmens einer Spitze umfasst: – Untersuchen der dreidimensionalen Daten für jeden der vier Quadranten des Zahns; und – Bestimmen eines höchsten Punktes für jeden der Quadranten in Richtung der Normalen der lokalen Okklusionsebene.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Wiederholen der Schritte (c)-(e), bis eine Veränderung zwischen den lokalen Okklusionsebenen bei aufeinanderfolgenden Schritten kleiner als ein konfigurierbarer Parameter ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen des Zahns aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei der wenigstens eine Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Computerisiertes System für die automatische Konstruktion einer Okklusionsebene für das Gebiss eines Patienten, wobei das computerisierte System aufweist: – einen Mikroprozessor mit einer Vielzahl von Algorithmen; – eine Speichervorrichtung; und – wobei das computerisierte System ausgelegt ist zum: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für das Gebiss des Patienten; b) Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der Okklusionsebene; c) Bestimmen einer Spitze in Richtung der Normalen der Okklusionsebene für jeden der ersten Backenzähne und mittleren Schneidezähne des Unterkiefers des Gebisses des Patienten; d) Berechnen einer auf die bestimmten Spitzen abgestimmte Ebene; e) Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete Okklusionsebene; und f) Wiederholen der Schritte (c)-(e) mit der neuen Normalen.
Verfahren nach Anspruch 24, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen eines Zahnes aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei der wenigstens eine Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Computerisiertes System für die automatische Konstruktion einer Bogenform für das Gebiss eines Patienten, wobei das computerisierte System aufweist: – einen Mikroprozessor mit einer Vielzahl von Algorithmen; – eine Speichervorrichtung; und – wobei das computerisierte System ausgelegt ist zum: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für das Gebiss des Patienten; b) Detektieren von Gesichtsachsenpunkten für das Gebiss; c) Bilden einer Vielzahl von Paaren einander entsprechender Zähne; d) Berechnen eines Mittelpunkts für jedes gebildete Zahnpaar; e) Berechnen einer Linie, die sich den berechneten Mittelpunkten annähert; f) Verwenden der berechneten Linie als Y-Achse eines Koordinatennetzrahmens der Bogenform; g) Verwenden einer Normalen einer Okklusionsebene als Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform; h) Bestimmen eines Ursprungs des Koordinatennetzrahmens der Bogenform; i) Bestimmen einer X-Achse des Koordinatenrahmens durch Berechnen eines Vektorprodukts der Y-Achse und der Z-Achse des Koordinatennetzrahmens der Bogenform; j) Transformieren jedes der detektierten Gesichtsachsenpunkte in den berechneten Koordinatennetzrahmen der Bogenform; und k) Konstruieren von Orientierungspunkten einer Bezier-Spline-Kurve anhand der transformierten Gesichtsachsenpunkte.
Verfahren nach Anspruch 26, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen eines Zahnes aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei der wenigstens eine Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Computerisiertes System für die automatische Konstruktion einer lokalen Okklusionsebene für einen Zahn, wobei das computerisierte System aufweist: – einen Mikroprozessor mit einer Vielzahl von Algorithmen; – eine Speichervorrichtung; und – wobei das computerisierte System ausgelegt ist zum: a) Empfangen dreidimensionaler Daten für den Zahn; b) Einstellen einer Ausgangsrichtung für eine Normale der lokalen Okklusionsebene; c) Bestimmen einer Spitze in Richtung der Normalen der lokalen Okklusionsebene für jeden Quadranten des Zahns; d) Berechnen einer Ebene, die auf die bestimmten Spitzen abgestimmt ist; e) Bestimmen einer neuen Normalen für die berechnete lokale Okklusionsebene; und f) Wiederholen der Schritte (c)-(e) mit der neuen Normalen.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner mit dem Schritt des Herstellens wenigstens eines Aligners zum Bewegen eines Zahnes aus einer Ausgangsposition zwecks Erreichen einer angestrebten Endposition, wobei der wenigstens eine Aligner nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Aligner, hergestellt entsprechend den Schritten von einem der Ansprüche 1-29.
Alignersatz, hergestellt entsprechend den Schritten von einem der Ansprüche 1-29.
Verfahren im wesentlichen gemäß der hier vorliegenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
Verfahren im wesentlichen gemäß der hier vorliegenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Beschreibung.