-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines realen Unterkiefermodells und eines Oberkiefermodells zur Herstellung einer Schiene oder Prothese zur Korrektur der Kondylenposition eines Kiefergelenks wobei die Vorrichtung eine durch eine Positioniereinrichtung lageveränderbare Plattform, auf der ein Unterkiefermodell des Kiefers eines Patienten anordbar ist, und eine zur Aufnahme eines Oberkiefermodells des Patienten dienende Halterung aufweist, durch welche das Oberkiefermodell in einer definierten Relativposition zu dem auf der Plattform angeordneten Unterkiefermodell anordbar ist, und ein Verfahren zur Positionierung eines realen Unterkiefermodells und eines realen Oberkiefermodells zur Herstellung einer Schiene oder Prothese zur Korrektur der Kondylenposition eines Kiefergelenks.
-
Kiefergelenk-Beschwerden werden oft durch eine Fehlstellung des Kiefergelenks verursacht. Zur Korrektur dieser Fehlstellung der Kondylen des Kiefergelenks in ihren Gelenkpfannen werden bisher Schienen oder Prothesen verwendet, die in den Mund des Patienten eingebracht werden, um deren Neupositionierung zu erzwingen. Bei der Festlegung der Schiene bzw. der Prothese stützt man sich bis jetzt auf Schätzwerte und externe Messungen der Bewegungen des Unterkiefers sowie auf Okklusionskonzepte. Die eigentliche genaue Position des Gelenkköpfchens des Kiefergelenks in seiner Gelenkpfanne kann aber auf eine derartige Art und Weise nicht berücksichtigt werden. Ziel einer Kiefergelenktherapie ist es aber, durch eine korrekte Neupositionierung des oder der Gelenkköpfchen diese zu entlasten, Überbelastungen durch Knirschen und Pressen zu vermeiden und Schmerzen zu reduzieren. Dies auch, um eine muskuläre Entspannung der Kiefermuskulatur zu erreichen.
-
Aus der
DE-A1 101 14 930 ist eine Vorrichtung für die Anfertigung einer Bohrschablone zum Setzen von Zahnimplantaten bekannt, die aus einer Bohrsäule und einem daran in Längsrichtung verschiebbaren Bohrkopf sowie einer Bearbeitungsplattform für die Bohrschablone, auf der die Bohrschablone fixierbar angeordnet werden kann, besteht. Die Bearbeitungsplattform ist über ein Positioniersystem in der Art eines Hexapods mittels sechs Distanzspindeln auf einer Sockelplatte der Bohrsäule angeordnet. Dabei sind sowohl an der Bearbeitungsplattform wie auch an der Sockelplatte immer zwei Distanzspindeln in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeschlossen, wobei jeweils an ihrem einen Ende paarweise angeschlossene Distanzspindeln an ihrem anderen Ende mit den jeweils benachbarten Distanzspindeln – unter Bildung eines Oktaeders – gemeinsam in einem Eckpunkt angeschlossen sind. Eine derartige Vorrichtung dient zur Vorbereitung einer Bohrschablone für implantologische Zwecke. Hierzu wird die Bissplatte auf der Bearbeitungsplattform fixiert und diese wird durch die von einem Computerprogramm angesteuerten Distanzspindeln in eine Lage gebracht, in der eine korrekte Einbringung von Öffnungen in die Bissplatte, durch die hindurch später Bohrungen in den Kiefer des Patienten vorgenommen werden, gewährleistet ist.
-
Aus der
DE 20 2009 011 060 U1 ist eine Halteeinrichtung zum Einscannen eines Oberkiefermodells und eines Unterkiefermodells mittels einer Scaneinrichtung bekannt, wobei die Halteeinrichtung eine erste Modellhalteplatte zum Daranbefestigen eines Oberkiefermodells und zumindest eine zweite Modellhalteplatte zum Daranbefestigen eines Unterkiefermodells und einen Verbindungssteg aufweist, welcher die Modellhalteplatten miteinander verbindet. Am oder im Verbindungssteg oder zwischen dem Verbindungssteg und zumindest einer der Modellhalteplatten ist eine Schwenkachse angeordnet, um die zumindest eine der Modellhalteplatten relativ zum Verbindungssteg und/oder relativ zu anderen der Modellhalteplatten verschwenkbar ist.
-
Die
DE 20 2010 002 173 U1 beschreibt eine Simulationseinrichtung für ein Oberkiefermodell in einem Artikulator. Hierbei wird eine Aufbissplatte verwendet, die im Artikulator mittels eines Transfergeräts lagegenau positionierbar ist, wobei die Positionsbestimmung mit Hilfe eines Datensatzes einer speziellen Software durchführbar ist. Aufgrund des Datensatzes, der die vom Behandler ermittelten Positionsdaten enthält, positioniert das Transfergerät mit Hilfe von mindestens drei Motor-Stellgliedern mittels der speziellen Software die Aufbissplatte im Artikulator. Ist das Oberkiefermodell im Artikulator lagerichtig montiert, kann das Transfergerät vom Artikulator abgenommen werden.
-
Aus der
US 2006/0263738 A1 ist ein Verfahren zur Handhabung eines dreidimensionalen Modells von Zähnen eines Patienten bekannt. In einem ersten Schritt wird ein dreidimensionales Modell der Zähne des Patienten hergestellt. Dann werden Anfangsdaten erfasst, welche wenigstens einen Teil dieses dreidimensionalen Modells erfassen. Dann wird ein digitales, also virtuelles Modell, welches aus den Anfangsdaten generiert wurde, verändert, um wenigstens einen Zahn von einer Anfangsposition in eine erste Zwischenposition zu bewegen. Dann wird dieser wenigstens eine Zahn aus dem dreidimensionalen Modell separiert und in eine Schiene in der Zwischenposition eingesetzt und dort gesichert.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, durch die in einfacher Art und Weise ein reales Oberkiefermodell und ein reales Unterkiefermodell zueinander positioniert werden können, um dann eine Schiene oder Prothese für eine Kiefergelenkskorrektur herstellen zu können.
-
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe schlägt die erfindungsgemäße Vorrichtung vor, dass die Positioniereinrichtung entsprechend von einer Steuer-/Auswerteeinrichtung erzeugten Steuerdaten derart lageveränderlich ist, dass durch eine von der Steuer-/Auswerteeinrichtung berechneten Bewegung der Positioniereinrichtung die von dieser beaufschlagte Plattform und somit das auf der Plattform angeordnete Unterkiefermodell in einer definierten Position zu dem in der Halterung gehaltenen Oberkiefermodell bewegbar ist, wobei ein Auswerteprogramm aus einem ersten Datensatz, der die Ist-Position zwischen dem Unterkiefer und dem Oberkiefer eines Patienten repräsentiert, ein virtuelles Oberkiefermodell und ein virtuelles erstes Unterkiefermodell sowie ein virtuelles zweites Unterkiefermodell erzeugt, dass das Auswerteprogramm das virtuelle zweite Unterkiefermodell relativ zum virtuellen ersten Unterkiefermodell solange virtuell bewegt, bis eine therapeutisch günstige Soll-Position zwischen dem virtuellen Oberkiefermodell und dem virtuellen zweiten Unterkiefermodell gegeben ist und dass die Steuer-/Auswerteeinrichtung diese Relativposition zwischen dem virtuellen zweiten Unterkiefermodell und dem virtuellen Oberkiefermodell charakterisierende Steuerdaten erzeugt, welche die Bewegung der Positioniereinrichtung steuern.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Schiene oder Prothese für die Kiefergelenkskorrektur schlägt vor, dass in eine Steuer-/Auswerteeinrichtung einer Vorrichtung ein erster Datensatz, der die Ist-Position zwischen dem Unterkiefer und dem Oberkiefer eines Patienten repräsentiert, einlesbar ist, dass aus dem ersten Datensatz ein virtuelles Oberkiefermodell und ein virtuelles erstes Unterkiefermodell erzeugt wird, dass ein virtuelles zweites Unterkiefermodell erzeugt wird, und dass das virtuelle zweite Unterkiefermodell relativ zum virtuellen ersten Unterkiefermodell solange bewegt wird, bis eine therapeutisch günstige Soll-Position zwischen dem virtuellen Oberkiefermodell und dem virtuellen zweiten Unterkiefermodell gegeben ist, dass die Steuer-/Auswerteeinrichtung Steuerdaten für eine Positioniereinrichtung für eine das reale Unterkiefermodell tragenden Plattform der Vorrichtung erzeugt, und dass die bei der Ermittlung der Soll-Position des virtuellen zweiten Unterkiefermodells virtuell durchgeführte Verschiebung desselben durch die Positioniereinrichtung in eine reale Verschiebung des Unterkiefermodells umgesetzt wird.
-
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, welche einfach die Herstellung einer Schiene oder einer Prothese zur Kiefergelenkskorrektur ermöglichen, indem durch die Bewegung der das Unterkiefermodell tragenden Plattform mit Hilfe der Positioniereinrichtung dieses in eine Relativposition zu dem in der Halterung aufgenommenen Kiefermodell gebracht wird, in der die beiden Modelle in der im Auswerteprogramm virtuell festgelegten Soll-Position des Unterkiefers zum Oberkiefer zu einander stehen. Hierdurch wird auf eine einfache Art und Weise der Ra um festgelegt, der durch die Schiene oder Prothese ausgefüllt werden muss, damit die Kondylen des Kiefergelenks in ihre therapeutisch vorgesehene Positionen gezwungen werden.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der beiden Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
-
1: ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer Schiene oder einer Prothese für eine Kiefergelenkskorrektur, und
-
2: eine Ausführungsform einer Halterung für ein Oberkiefermodell.
-
In 1 ist nun ein allgemein mit 1 bezeichnetes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer Schiene oder Prothese für eine Kiefergelenkskorrektur dargestellt, deren Funktionsweise weiter unten noch erläutert wird. Die Vorrichtung 1 weist eine Grundplatte 2 auf, an der erste Enden 3a mehrere Distanzelemente 3 einer Positioniereinrichtung 4 angreifen. Im hier gezeigten Fall sind Distanzelemente 3 als Distanzspindeln 3' ausgebildet, deren Länge veränderlich ist, so dass durch eine Längenveränderung eines der Distanzelemente 3 die Position einer mit den anderen Enden 3b der Distanzelemente 3 verbundenen Plattform 5 veränderbar ist. Auf der Plattform 5 ist ein Unterkiefermodell UM fixierbar, wobei vorzugsweise ein Adapter 6 vorgesehen ist, in dem das von einem Zahntechniker zuvor in bekannter Art und Weise gefertigte Unterkiefermodell UM in einer definierten Position anordbar ist.
-
Auf der Grundplatte 2 ist des weiteren eine Säule 7 derart angeordnet, dass durch sie die Bewegung der Plattform 5 durch die Positioniereinrichtung 4 nicht behindert wird. Am oberen Ende 7a ist die Säule 7 einer Halterung 10 (siehe 2) angeordnet, mit der ein zuvor von einem Zahntechniker angefertigtes Oberkiefermodell OM in einer definierten Lage positionierbar ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Halterung 10 mittels eines Schlittens 8 entlang der Säule 7 verschiebbar ist, so dass in einfacher Art und Weise das in der Halterung 10 aufgenommene Oberkiefermodell OM in einer festlegbaren, definierten Höhe über dem auf der Plattform 5 angeordneten Unterkiefermodell UM positionierbar ist.
-
In 1 nicht gezeigt sind Antriebseinrichtungen und Steuerleitungen, welche die Vorrichtung 1 mit einer ebenfalls nicht gezeigten Auswerte-/Steuereinheit verbinden, so dass die Distanzelemente 3 von der Steuer-/Auswerteeinheit angesteuert ihre Länge verändern können.
-
Die in 2 dargestellte Halterung 10 für das Oberkiefermodell OM weist eine Basisplatte 11 auf, an der das Oberkiefermodell OM in einer definierten Lage anordbar ist. Die Basisplatte 11 wird von einem Aufnahmeelement 12 gehalten, welches seinerseits in eine Aufnahme 9 des auf der Säule 7 verschiebbar geführten Schlittens 8 einsetzbar und darin arretierbar ist. Die Anbringung des Aufnahmeelements 12 der Halterung 10 im Schlitten 8 erfolgt dabei derart, dass ein Stift 13 der Halterung 10 in eine entsprechende Aufnahmeöffnung (nicht gezeigt) des Schlittens 8 eingesetzt wird. Um nun die Halterung 10 in einfacher Art und Weise in unterschiedlichen Höhe in den Schlitten 8 einsetzen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Aufnahmeelement 12 der Halterung 10 mehrere Bohrungen 14 aufweist, in welche der Stift 13 einbringbar ist. Durch diese Maßnahme wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass der Verstellweg des Schlittens 8 relativ klein bemessen werden kann, da die Grobpositionierung der Halterung 10 im Schlitten 8 und somit in Bezug auf die Plattform 5 durch eine entsprechende Wahl der Bohrung 14 erfolgt.
-
Um eine genaue Positionierung der Basisplatte 11 der Halterung 10 und somit des von ihr getragenen Oberkiefermodells OM in Bezug auf die Plattform 5 zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Schlitten 8 einen weiteren Schlitten 8a aufweist, welcher die Aufnahme 9 für das Aufnahmeelement 12 der Halterung 10 trägt. Hierdurch kann in einfacher Art und Weise zuerst eine Einstellung der Position des Oberkiefermodells OM relativ zur Plattform 5 erreicht werden, indem der Schlitten 8 an der Säule 7 verschoben und dann der weitere Schlitten 9a im Schlitten 9 zur Feinjustierung der Position des Oberkiefermodells OM bewegt und ebenfalls in einer entsprechenden Position arretiert wird. Dem Fachmann ist aber aus der vorstehenden Beschreibung klar ersichtlich, dass die Verwendung eines an der Säule 7 verschiebbaren Schlittens 8 und insbesondere eines im Schlitten 8 verschiebbaren weiteren Schlitten 8a nicht zwingend erforderlich ist. In einer vereinfachten Variante der Vorrichtung 1 kann vorgesehen sein, dass auf eine durch den Schlitten 8 und/oder den weiteren Schlitten 8a ausgebildete, verstellbare Positioniereinrichtung für die Halterung 10 verzichtet und die Lagebeziehung zwischen Oberkiefermodell OM und dem auf der Plattform 5 angeordneten Unterkiefermodell UM lediglich durch eine entsprechende Bewegung der Positioniereinrichtung 4 erfolgt. Ebenso ist denkbar, dass zur Ausbildung der Positioniereinrichtung für die Halterung 10 nicht Schlitten 8, 8a verwendet werden, sondern die gewünschte Positionierung des Oberkiefermodells OM relativ zur Plattform 5 durch andere Maßnahmen erfolgt.
-
Um nun eine Fehlstellung des Kiefergelenks einfach analysieren und nach der Analyse eine Schiene oder eine Prothese zur Korrektur dieser Fehlstellung herstellen zu können, werden zuerst in einer an und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Art und Weise sowohl vom Unterkiefer als auch vom Oberkiefer Abformungen angefertigt, aus denen dann ein Zahntechniker das Unterkiefermodell UM und das Oberkiefermodell OM erstellt.
-
Auf dem Unterkiefermodell UM oder direkt im Mund des Patienten wird dann eine Schablone angefertigt, die eine Referenzmarke, insbesondere eine röntgensichtbare Referenzmarke, und eventuell weitere Markierungen enthält. Die Schablone muss es dabei dem Patienten ermöglichen, den Unterkiefer in Schlussbisslage, bzw. habituelle Interkuspidation zu bringen. Sie wird dann in den Mund des Patienten eingesetzt und es werden in der Schlussbisslage der Schablone vom Kieferbereich des Patienten dreidimensionale Aufnahmen angefertigt, z. B. mittels Computertomographie, eines digitalen Volumentomogramms oder eines Magnetresonanztomogramms. Das Anfertigen derartiger dreidimensionaler Aufnahmen ist bekannt und wird daher nicht mehr näher erläutert.
-
Der dadurch gewonnene erste Datensatz wird in ein entsprechendes Auswerteprogramm eingespeichert. Aus diesen Daten wird ein virtuelles erstes Unterkiefermodell und ein virtuelles erstes Oberkiefermodell und derart eine digitale Abbildung des Kieferbereichs des Patienten erzeugt, welche den Ist-Zustand darstellt und die Fehlstellung des Kiefergelenks repräsentiert.
-
Um diese Fehlstellung durch eine wie nachstehend beschrieben mit der Vorrichtung 1 erzeugte Schablone oder Prothese korrigieren zu können wird zuerst dieser erste Datensatz dupliziert und ein virtuelles zweites Unterkiefermodell und ein virtuelles zweites Oberkiefermodell erzeugt. Das virtuelle zweite Unterkiefermodell wird über das virtuelle erste Unterkiefermodell und das virtuelle zweite Oberkiefermodell über das virtuelle erste Oberkiefermodell gelegt. Dies wird durch die vorstehend beschriebene Referenzmarke und die eventuell vorgesehenen weiteren Markierungen erleichtert. Hierbei ist aber anzumerken, dass die Erzeugung des virtuellen zweiten Oberkiefermodells nicht zwingend erforderlich ist, da – wie nachstehend beschrieben – dieses nicht virtuell bewegt wird. Es ist also ausreichend, dass im Auswerteprogramm ein virtuelles erstes Unterkiefermodell, ein virtuelles erstes Oberkiefermodell und ein virtuelles zweites Unterkiefermodell generiert sind.
-
Das virtuelle zweite Unterkiefermodell wird dann solange verschoben, bis es sich in einer therapeutisch günstigen Position zum virtuellen Oberkiefermodell befindet.
-
Um nun mittels der Vorrichtung 1 eine Schablone oder eine Prothese zur Korrektur der Fehlstellung des Kiefergelenks herstellen zu können, werden zuerst das auf der Plattform 5 angeordnete Unterkiefermodell UM und das in der Halterung 10 aufgenommene Oberkiefermodell OM derart zueinander positioniert, dass ihre reale Relativposition die durch den ersten Datensatz repräsentierten Lagebeziehung zwischen dem virtuellen ersten Oberkiefermodell und dem virtuellen ersten Unterkiefermodell entspricht, dass also der Ist-Zustand der Kiefergelenks reproduziert wird. Dies erfolgt dadurch, dass das Oberkiefermodell OM über dem sich in seiner Referenzlage befindlichen Unterkiefermodell UM positioniert und dann in der Halterung 10 fixiert wird. Die physikalische Position zwischen dem Oberkiefermodell OM und dem Unterkiefermodell UM entspricht somit in der derart eingestellten Schlussbisslage der Position des virtuellen ersten Oberkiefermodells und des virtuellen ersten Unterkiefermodells im Auswerteprogramm.
-
Durch die Steuer-/Auswerteeinrichtung sind für die der Positioniereinrichtung 4 Steuerdaten erzeugbar, welche die Verschiebung des virtuellen zweiten Unterkiefermodells relativ zum virtuellen Oberkiefermodell charakterisieren. Anhand der Steuerdaten wird die virtuelle Verschiebung des virtuellen zweiten Unterkiefermodells in eine reale Verschiebung des Unterkiefermodells UM umgesetzt, indem die einzelnen Distanzelemente 3 der Positioniereinrichtung 4 entsprechend den Steuerdaten bewegt werden. Das auf der Plattform 5 fixierte Unterkiefermodell UM folgt somit den im Programm vorgenommenen virtuellen Verschiebungen und nimmt somit in der wie vorstehend beschrieben gewonnenen Soll-Position die gleiche Relativposition zum Oberkiefermodell OM ein, wie das virtuelle zweite Unterkiefermodell zum virtuellen Oberkiefermodell. Das reale Unterkiefermodell UM befindet sich somit in seiner Soll-Position zum realen Oberkiefermodell OM. Der zwischen dem Unterkiefermodell UM und dem Oberkiefermodell OM vorhandene Raum stellt nun den Raum dar, der durch die Schiene oder die von Patienten zu tragende Prothese gefüllt werden muss, um das Kiefergelenk des Patienten in die wie vorstehend beschrieben ermittelte Soll-Position zu bewegen.
-
Es ist dann dem Fachmann in einfacher Art und Weise möglich, aus der wie vorstehend beschriebenen festgelegten Position des Unterkiefermodells UM relativ zum Oberkiefermodell OM eine entsprechende Aufbissschiene oder eine Prothese herzustellen.
-
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass die Bewegung der Distanzelemente 3 elektronisch gesteuert erfolgt. Hierzu sind dann Distanzelemente 3 als elektronisch gesteuert verfahrbare Distanzelemente 3 ausgebildet, welcher von der Steuer-/Auswerteeinrichtung mit Steuersignalen angesteuert werden, welche die Steuerdaten repräsentieren.
-
Es ist aber auch möglich, dass die Positioniereinrichtung 4 nicht elektronisch, sondern manuell gesteuert verschiebbar ist. In diesem Fall sind die Distanzelemente 3 als manuell verstellbare Distanzelemente ausgebildet, z. B. als manuell längenveränderbare Distanzspindeln. Die Bewegung der Plattform 5 durch die derart ausgebildete Positioniereinrichtung 4 erfolgt dann derart, dass der Benutzer der Vorrichtung 1 die von der Steuer-/Auswerteeinrichtung erzeugten Steuerdaten von einer entsprechenden Ausgabeeinheit dieser Einrichtung abliest und dann manuell die entsprechende Verstellung der Distanzelemente vornimmt.
-
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen eine Vorrichtung 1 geschaffen wird, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie in einfacher Art und Weise die Herstellung einer Schiene oder einer Prothese zur Kiefergelenkskorrektur ermöglicht, indem durch die Bewegung der das Unterkiefermodell UM tragenden Plattform 5 mittels der Positioniereinrichtung 4 dieses in eine derartige Relativposition zu dem in der Halterung 10 aufgenommenen Oberkiefermodell OM gebracht wird, dass die beiden Modelle in der im Auswerteprogramm virtuell festgelegten Soll-Position zueinander stehen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es in einfacher Art und Weise die Bestimmung einer Soll-Position zwischen dem Unterkiefermodell UM und dem Oberkiefermodell OM ermöglicht, indem ein die beiden realen Modelle virtuell repräsentierender zweiter Datensatz relativ zu dem die Ist-Position des Oberkiefers und des Unterkiefers repräsentierenden ersten Datensatz verschoben wird, bis die gewünschte therapeutische Soll-Position erreicht ist. Die Steuer-/Auswerteeinrichtung erzeugt Steuerdaten, durch welche die Positioniereinrichtung 4 der Vorrichtung 1 derart bewegbar ist, dass die virtuelle Soll-Position der beiden realen Kiefermodelle in eine physische Lagebeziehung umgesetzt wird. Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung erlauben es in vorteilhafter Art und Weise eine einfache Herstellung einer Prothese oder einer Schiene zur Korrektur einer Fehlstellung eines Kiefergelenks.
