DE102012110491A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung, wobei mittels einer Kamera, eines Computers und eines Bildschirms zahntechnische Parameter einer Person erfasst, analysiert und dargestellt werden, bevor die kosmetischen Anpassungen durchgeführt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung, wobei mittels einer Kamera, eines Computers und eines Bildschirms zahntechnische Parameter einer Person erfasst, analysiert und dargestellt werden, bevor die kosmetischen Anpassungen durchgeführt werden.
  • Im Bereich der kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung sind Verfahren oder Vorrichtungen beschrieben, die auf mechanische Weise die relevanten Parameter für zahntechnische Arbeiten erfassen. So werden im Stand der Technik Abformungen der Kiefer und Zähne als Grundlage für zahntechnische Arbeiten erstellt. Der Techniker stellt mit Hilfe dieser Abformungen Gipsmodelle her, die den Zustand im Mund der betreffenden Person wiedergeben. Zusätzlich wird die Lagebeziehung der Kiefer zueinander in einem Artikulator durch Simulation der Kiefergelenksbewegung erfasst. Derartiges Arbeiten mit Modellen ist im Bereich der Zahntechnik und im Stand der Technik etabliert.
  • Nachteilig bei der Verwendung dieser Modelle ist, dass bei den betreffenden Personen, deren Zähne kosmetischen Anpassungen unterzogen werden sollen, nicht die Gesamtheit der kosmetisch relevanten Parameter erfasst wird. Durch Abformungen und Gipsmodelle werden nur Zähne und Kiefer künstlich modelliert dargestellt. Zudem sind diese Verfahren relativ ungenau, da die Personen bei der Erstellung der Abformung oft verkrampfen und damit nicht die natürliche Situation wiedergegeben wird.
  • Im Stand der Technik sind auch mechanische Vorrichtungen beschrieben, mittels derer kosmetisch relevante Parameter erfasst werden können, indem Lach- und Lippenlinie oder Eckzahnführung als Linien auf einer Plexiglasplatte manuell aufgezeichnet werden. Diese Art der Erfassung kosmetisch relevanter Parameter bedient sich ebenfalls der Erstellung eines Modells, um anschließend die zahntechnischen Arbeiten durchzuführen. Folglich ist auch dieses Verfahren der Modellerstellung mit Ungenauigkeiten und Abweichungen von der Originalsituation im Mund der betreffenden Person verbunden.
  • Um derartige Ungenauigkeiten zu verhindern, sind aufwendige und kostenintensive laseroptische Verfahren mit Mikroendoskopkamera beschrieben, was jedoch eine flexible und praxisrelevante Anwendung verhindert. In Bezug auf die Farbauswahl bei Zähnen wird im Stand der Technik mittels Vergleichstafeln eine Festlegung vorgenommen, welches die passende Farbe bei einer kosmetischen Zahnanpassung ist. Ein schlichtes Vergleichen von Farben ist mit Nachteilen verbunden, weil es nur den subjektiven Eindruck des Betrachters wiedergibt. Im Bereich der Haarfarbberatung sind bereits einfache, unkomplizierte und flexible Verfahren mittels Bilderkennung und Bildbearbeitung bekannt, welche mit einer statischen, digitalen Portraitaufnahme arbeiten und wobei wahlweise eine gewünschte Frisurfarbe eingegeben und auf einem Bildschirm dargestellt wird. Auch Verfahren mit bewegten Bildern werden zur Haarfarbberatung eingesetzt ( EP1527713B1 ).
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung zu schaffen, welche nicht die Nachteile und Mängel des Standes der Technik aufweisen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung, wobei mittels einer Kamera, eines Computers und eines Bildschirms kosmetische Parameter einer Person erfasst, analysiert und dargestellt werden, wobei
    • a. mindestens ein Bild von der Person mittels der Kamera aufgenommen wird,
    • b. das Bild in den Computer in Echtzeit übertragen wird,
    • c. für das Bild mittels einer Einrichtung eine Bildbearbeitung und Bildverarbeitung durchgeführt wird,
    • d. auf dem Bildschirm die kosmetisch relevanten Parameter markiert werden,
    • e. der Computer eine Analyse anhand der positionierten Markierungen durchführt, und
    • f. das Ergebnis in Echtzeit auf dem Bildschirm und/oder Touchscreen dargestellt wird.
  • Bevorzugt ist, wenn durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung insbesondere visualisiert wird, an welchen Positionen im Zahn- und Mundbereich zahntechnische Arbeiten durchzuführen sind. Dazu wird eine Zahnanalyse durchgeführt und die kosmetisch relevanten Parameter in den Computer eingegeben. Vorzugsweise wird das Ergebnis der kosmetischen Zahnanalyse vor der eigentlichen zahntechnischen Arbeit bzw. den kosmetischen Anpassungen auf dem Bildschirm dargestellt. Gerade im Bereich der kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung ist eine Visualisierung der relevanten Parameter vor den eigentlichen kosmetischen Anpassungen der Zähne bei der Beratung der betreffenden Person von Bedeutung. Dadurch gelingt es mit der vorliegenden Erfindung überraschender Weise, bei der Person, bei der die kosmetischen Anpassungen durchgeführt werden sollen, eine Hemmschwelle zu überwinden. Mit den Verfahren im Stand der Technik weiß die betreffende Person vorher nicht wie das Ergebnis der kosmetischen Anpassung der Zähne sein wird und wie die Zähne nachher aussehen werden.
  • Bevorzugt ist, wenn das Verfahren dem kosmetischen Berater oder Techniker bei seiner Beratungstätigkeit unterstützt und mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein zweidimensionales Bild, insbesondere ein Digitalfoto einer Person aufgenommen und auf einem Bildschirm dargestellt wird, wobei die kosmetisch relevanten Parameter modellunabhängig in Echtzeit visualisierbar sind. Anhand der kosmetischen Zahnanalyse werden die kosmetisch relevanten Parameter im Mund- und Zahnbereich erfasst. Dazu werden beispielsweise auf einem Touchscreen Markierungen positioniert. Mittels eines Computers, welcher insbesondere eine Einrichtung zur Bildbearbeitung und Bildverarbeitung umfasst werden insbesondere die kosmetisch relevanten Parameter auf einem Bildschirm dargestellt.
  • Bevorzugt ist, wenn dadurch, dass keine mechanischen Modelle notwendig sind, das Ergebnis ohne Zeitverzögerung dargestellt wird, das Ergebnis bearbeitet werden kann und die Person, an deren Zähnen kosmetische Anpassungen technischer Art vorgenommen werden sollen, sofort sieht, an welchen Positionen die Anpassungen erfolgen werden. Die betreffende Person bekommt in Echtzeit einen Eindruck vom Ergebnis, wie die Korrekturen nach der Durchführung der kosmetischen Anpassung an den Zähnen aussehen werden. Überraschender Weise vermitteln die Darstellungen auf dem Bildschirm kein verzerrtes, modellhaftes Bild sondern geben die simulierte kosmetische Zahnanpassung natürlich wieder. Ein Grund, warum die Ergebnisse herkömmlicher Zahnberatungssysteme im Stand der Technik unnatürlich wirken, ist, dass nicht anhand der bildlichen Darstellung der echten Zähne die Analyse und Beratung durchgeführt wird, sondern mittels einer Replik und Modellen von Zähnen. Die tatsächlichen Verhältnisse im Mund- und Zahnbereich der betreffenden und zu beratenden Person werden dadurch nicht naturgetreu und nur näherungsweise wiedergegeben. Ein Modell kann kein lebendiges, natürliches Bild ersetzen, wie es die Person beispielsweise erfährt, wenn sie sich nach der kosmetischen Anpassung der Zähne im Spiegel betrachtet.
  • Im Gegensatz zu bestehenden Vorrichtungen und Systemen zur Zahnberatung basiert das Verfahren der vorliegenden Erfindung einerseits auf einem Bild von den tatsächlichen Zähnen und nicht auf einem Modell, und andererseits können die bei der kosmetischen Zahnanalyse identifizieren Ansatzpunkte für eine kosmetische Zahnanpassung an dem Bild der natürlichen Zähne der betreffenden Person angezeigt und simuliert werden. Das Bild wird durch das Verfahren in Echtzeit bearbeitet und auf einem Bildschirm wiedergegeben, so dass der Eindruck einer Spiegelbenutzung entsteht. Vorzugsweise können die kosmetische Zahnanalyse und die Simulation des Ergebnisses einer kosmetischen Zahnanpassung unabhängig voneinander erfolgen. So kann beispielsweise zunächst mit dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die kosmetische Zahnanalyse durchgeführt werden und die kosmetisch relevanten Parameter erfasst und im Computer abgespeichert werden. Diese Parameter können jederzeit aufgerufen und bei einer kosmetischen Zahnberatung, die insbesondere mit einer Simulation der kosmetischen Zahnanpassungen verbunden ist, verwendet werden. Jede kosmetische Anpassung im Mundund Zahnbereich kann insbesondere in Echtzeit auf dem Bildschirm dargestellt werden.
  • Die Erfindung bildet in einer bevorzugten Weise das Betrachten eines seitenrichtigen Bildes oder eines eigenen Spiegelbildes nach. Dazu wird mit einer Kamera das aktuelle Bild der betreffenden Person aufgenommen, von einem Computer bearbeitet und auf einem Bildschirm dargestellt. Durch diese dynamische Darstellung in Echtzeit wird der Bildschirm zum Spiegel. Bevorzugt ist weiter, wenn das Bild aus einer vorhandenen Datei auf den Computer übertragen wird. Die Aufgabe des Computers ist, das Bild so zu modifizieren, dass das Ergebnis einer kosmetischen Zahnanpassung simuliert werden kann. Zu diesem Zweck muss auf dem Bild der Mundund Zahnbereich der Person zu erkennen sein, und durch eine Eingabe der kosmetisch relevanten Parameter bei der kosmetischen Zahnanalyse erkennt der Computer, umfassend die Einrichtung zur Bildbearbeitung und Bildverarbeitung, die kosmetischen Anpassungen bei den Zähnen der betreffenden Person. Anhand der Vorgaben des kosmetischen Beraters oder Technikers wird der Mund- und Zahnbereich der betreffenden Person verändert und auf diese Weise entsteht ein natürlich wirkendes Simulationsergebnis. Da insbesondere die betreffenden Zähne angepasst dargestellt werden, beispielsweise in veränderter Form, Farbe, Größe, entfällt der Effekt von unnatürlich wirkenden Modellen. Zudem ist die Darstellung in Echtzeit möglich. Die Person kann sich das Ergebnis der Simulation vergleichbar mit einem virtuellen Spiegel ansehen und selbst beurteilen, ob die ausgewählten kosmetischen Anpassungen an den Zähnen der Erwartung entsprechen. Wenn nicht, können sofort andere kosmetische Korrekturen simuliert werden.
  • Der Ablauf des Verfahrens für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung im Sinne der vorliegenden Erfindung besteht beispielsweise darin, dass mittels einer Kamera, eines Computers und mindestens eines Bildschirms bzw. eines Touchscreens eine Auswahl und Darstellung der gewünschten kosmetischen Anpassungen an insbesondere den Zähnen einer betreffenden Person auf dem Bildschirm/ Touchscreen dargestellt werden. Das mit der Kamera aufgenommene Bild wird in Echtzeit an den Computer übertragen. Dort wird für jedes Bild mittels einer Einrichtung eine Bildbearbeitung und Bildverarbeitung durchgeführt. Vorzugsweise wird mittels Bildbearbeitung und Bildverarbeitung eine Nahaufnahme vom Mundbereich mit sichtbarer oberer Zahnreihe auf dem Bildschirm ausgewählt. Weiter bevorzugt ist, wenn der Computer einen Mund- und Zahnbereich der betreffenden Person durch Segmentierung identifiziert, was eine Erkennung und Trennung von relevanten Bildbereichen bedeutet. Weiter sind in den Computer beispielsweise Eigenschaften der Zähne wie insbesondere Morphologie, Farbe, Form, Größe einzugeben. Das veränderte Bild wird in Echtzeit auf mindestens einem Bildschirm bzw. Touchscreen dargestellt. Echtzeit bedeutet in diesem Kontext, mit einer von der Person nicht oder kaum wahrnehmbaren Zeitverzögerung zwischen der Bildaufnahme und/oder Bildbearbeitung und der Darstellung am Bildschirm bzw. Touchscreen.
  • Bevorzugt ist, wenn dem Computer Anfangsparameter zur Charakterisierung eines Bildbereichs, vorzugsweise zur Charakterisierung des Zahn- und Mundbereiches, mitgeteilt werden. Die Anfangsparameter werden insbesondere bei der kosmetischen Zahnanalyse ermittelt. Insbesondere vor einer Simulation einer kosmetischen Zahnkorrektur werden dem Computer die Anfangsparameter mitgeteilt (Initialisierung). Hierzu verarbeitet die Einrichtung kontinuierlich manuell eingegebene Anfangsparameter eines Bildbereichs, wobei als mindestens ein Anfangsparameter beispielsweise ein Mund- und/oder Zahnbereich markiert wird. Insbesondere können die zu korrigierenden Zähnen markiert werden oder beispielsweise auch andere bei der kosmetischen Zahnanalyse identifizierte Parameter markiert werden. Bevorzugt ist, wenn alle kosmetisch relevanten Parameter markiert und eingegeben werden können. Bevorzugt handelt es sich bei den kosmetisch relevanten Parametern insbesondere um Mittellinie, Lachlinie, Farbe, Breite des Lächelns, Zahnachsen, Goldener Schnitt, Längen-Breiten-Verhältnis, Interdentale Dreiecke, Rot-Weiß-Verhältnis und/oder Zahnfleischpapillen.
  • Als weitere Kombinationen von Anfangsparametern kann vorgegeben werden, bei welchen Bildbereichen es sich um einen Zahnbereich und um einen Zahnfleischbereich handelt, und wodurch diese charakterisiert werden (Farbe, Morphologie, Form), welche (natürliche) Ausgangssituation vorherrscht und welche kosmetische Zahnanpassung gewünscht wird. Das kann über Anwählen oder Markieren von Bildbereichen oder Schaltflächen eines oder mehrerer Bedienmenüs auf dem Bildschirm bzw. Touchscreen geschehen. Insbesondere die kosmetisch relevanten Parameter können eingegeben oder markiert werden. Die zu diesem Zweck erforderlichen Eingabegeräte können beispielsweise als Maus oder ähnliches (Trackball, Touchpad usw.), als Tastatur oder/und als mindestens ein Touchscreen vorgesehen werden. Die Initialisierungsphase kann unter anderem nötig sein, um dem Computer mitzuteilen, welche Bildbereiche des Mund- und Zahnbereiches den kosmetisch angepassten Zahnbereich darstellen, die vom restlichen Bild separiert und nach kosmetischen Kriterien umgearbeitet werden sollen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Benutzer mindestens in einem der Bildbereiche der Zähne, des Zahnfleisches oder des Hintergrunds einen oder mehrere Punkte oder einen oder mehrere Bereiche markiert. Es ist außerdem möglich, dass Zähne markiert werden, die explizit nicht angepasst werden sollen. Um dem Computer die Erkennung der betreffenden Zähne zu erleichtern und die Fehleranfälligkeit des Zahnberatungssystems gering zu halten, ist es vorteilhaft, ein Bild von einer Person vor einem homogenen, einfarbigen Hintergrund mit möglichst einer definierten Beleuchtung aufzunehmen. Weiter bevorzugt ist, wenn die Kamera insbesondere Porträt und Nahaufnahmen aufnimmt und die Bilder mindestens vom Bildschirm als ein Spiegelbild dargestellt werden.
  • Der kosmetisch anzupassende Mund- und Zahnbereich wird mittels einer kosmetischen Zahnanalyse markiert, die gewünschten Zahnanpassungen auf dem Bildschirm kenntlich gemacht und mit der Einrichtung des Computers in einem einfachen Umarbeitungsverfahren die gewünschte kosmetische Zahnanpassung im markierten Bereich der betreffenden Zähne simuliert. Hierzu wird zur Analyse ein repräsentativer Teilbereich der markierten Zähne manuell oder automatisch ausgewählt und dann die Analyse gestartet, wodurch die Einrichtung zur kontinuierlichen Bildbearbeitung lediglich den relevanten Zahnbereich berücksichtigt. Dieser Markierung liegt die Überlegung zu Grunde, dass die Zähne eine zusammenhängende Fläche naheliegender und ähnlicher Pixelfarbwerte aufweist, die sich vom Bereich des Zahnfleisches deutlich differenzieren lässt. Der Zahnbereich kann wahlweise automatisch oder manuell als zusammenhängende Textur und/oder zusammenhängende morphologische Eigenschaften kontinuierlich markiert werden, um den übrigen Bildbereich deutlich zu differenzieren. Je nach Anwendungsbereich, beispielsweise in einem zahntechnischen Labor, kann außer der Person, bei der nach der kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung die kosmetische Zahnanpassung durchgeführt werden soll, und dem kosmetischen Berater auch noch ein Techniker anwesend sein. In diesem Fall ist es sinnvoll, wenn der Techniker für die Programmbedienung und Initialisierung einen eigenen, zweiten Bildschirm bzw. Touchscreen zur Verfügung hat. Auf diesem zweiten Bildschirm bzw. Touchscreen können zusätzlich zu dem Bild oder Bildausschnitt vom Mund- und Zahnbereich weitere für die Bedienung wichtige Informationen dargestellt werden. Dabei handelt es sich zum Beispiel um die möglichen kosmetisch anpassbaren Parameter wie beispielsweise Farbe, Form, Größe, Oberflächeneigenschaften der Zähne, so dass auf dem ersten Bildschirm bzw. Touchscreen für die Person nur das Ergebnis der kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung und/oder das Simulationsergebnis für die kosmetische Zahnberatung sichtbar zu sein braucht. Der Touchscreen hat den Vorteil, dass weitere Eingabegeräte überflüssig sind, da entsprechende Bedienmenüs oder Schaltflächen direkt durch Antippen mit einem Finger oder Stift auf der Touchscreen-Oberfläche aktiviert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung wird das Bild der Person, deren Zähne einer kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung unterzogen werden sollen, vom Computer um eine vertikale Achse gespiegelt und auf dem Bildschirm als ein Spiegelbild dargestellt. Dadurch wird der Eindruck erzeugt, als betrachte man sich in einem Spiegel, was den alltäglichen Gewohnheiten entgegen kommt und den ungezwungenen Umgang mit der Vorrichtung zur Zahnberatung fördert. Um eine Parallaxe zwischen der Kamera und dem Bildschirm bzw. Touchscreen zu minimieren, sollte die Kamera dicht am oberen Rand des Bildschirms positioniert sein. Im Idealfall fällt die optische Achse des Bildes mit der optischen Achse des Bildschirms bzw. Touchscreen zusammen, um die Parallaxe vollständig zu vermeiden. Um den Effekt eines Spiegels zu perfektionieren, sollte der Abbildungsmaßstab von der Person und des Bildschirms bzw. Touchscreen ungefähr 1:1 sein.
  • Bevorzugt ist, wenn die Darstellung der Farbe der kosmetisch anzupassenden Zähne bei der kosmetischen Zahnanalyse kontinuierlich und in einem Zyklus nach einem Farbkreisflächenspektrum veränderbar ist, wobei ein Start oder Stopp dieser laufenden Farbveränderung vorgesehen ist. Dadurch entfällt beispielsweise eine gezielte Eingabe oder Auswahl der passenden Farbe der zu korrigierenden Zähne aus einer Farbpalette. Das Ziel der Farbauswahl ist es, keinen Unterschied zu den nicht zu korrigierenden Zähnen feststellen zu können. Durch den kontinuierlich ablaufenden Zyklus kann in dem Moment, wo die betreffende Person oder der kosmetische Berater glaubt, den zu den nicht zu korrigierenden Zähnen passenden Farbton gefunden zu haben, der Zyklus der laufenden Farbveränderung einfach stoppt und die definierte Farbe im Computer eingegeben werden. Der Zyklus der laufenden Farbveränderung ist in seiner Wiederholfrequenz frei wählbar. Dieser laufende Zyklus der Zahnveränderung, insbesondere der Zahnfarbe, eignet sich besonders gut für eine werbewirksame Demonstration für eine kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung in beispielsweise einem zahntechnischen Labor, wobei wahlweise zur Werbung ein entsprechender Videofilm auf dem Bildschirm gezeigt werden kann.
  • In den Computer kann beispielsweise neben der Eingabe eines aufgenommenen Bildes, welches beispielsweise auch aus einer Datei hochladbar ist, gegebenenfalls die Eingabe von Zusatzinformationen beispielsweise vom kosmetischen Berater oder Techniker vorgenommen werden. Diese Zusatzinformationen umfassen insbesondere die kosmetisch relevanten Parameter der betreffenden Person, aber auch allgemeine oder persönliche Daten der betreffenden Person, bei der das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden soll. Auch in den Computer eingebbar oder aus einer Datei auswählbar ist die Darstellung der gewünschten Zahnkorrektur anhand von Referenzzähnen oder Referenzparametern zum Vergleich, um beispielsweise Unterschiede zu den natürlichen, nicht zu korrigierenden Zähnen und dem Simulationsergebnis zu zeigen. Auch gezielte Arbeitsanweisungen oder Markierung können in dem Bild des zahntechnisch zu korrigierenden Mund- und Zahnbereiches eingegeben werden, wobei die Eingabereihenfolge beliebig ist. Diese Daten fließen in eine Initialisierungseinrichtung ein, in der das Verfahren gestartet wird und in eine Segmentierungseinrichtung, in der eine Erkennung und Trennung von relevanten Bildbereichen erfolgt. Nach einer Transformation der Zähne in einer Transformationseinrichtung anhand der eingegebenen kosmetisch relevanten Parameter nach erfolgter kosmetischer Zahnanalyse und/oder Zahnberatung erfolgt eine entsprechende Bilddarstellung des Kunden mit den angepassten Zähnen auf einem Bildschirm bzw. Touchscreen. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass nicht alle kosmetisch relevanten Parameter zur Initialisierung ausreichen. Beispielsweise kann mittels Eingabe am Computer definiert werden, welche Parameter bzw. Spezifikationen automatisch erfasst und verarbeitet werden oder bereits aus einer vorhandenen Datei hochladbar sind. Insbesondere ist festlegbar, welche kosmetisch relevanten Parameter berücksichtig werden sollen. Dabei umfasst die Bezeichnung kosmetisch relevante Parameter beispielsweise auch zahntechnisch relevante Parameter.
  • Da nur ein Teilaspekt des realen Bildes modifiziert wird, gibt es insbesondere keine Diskrepanzen zwischen realen und virtuellen Bildelementen, wie beispielsweise Winkel- und Positionsungenauigkeiten, unterschiedlicher Beleuchtung der verschiedenen Bildelemente, Skalierungsfehler usw. Auch gibt es keine Verdeckungsproblematik, da nicht berechnet werden muss, welche Teile des virtuellen Bildelements vom realen Bild verdeckt werden. Da das reale Bild nur in den definierten und kosmetisch relevanten Parametern verändert wird, verhalten sich die Zähne einer Person automatisch physikalisch korrekt, was eine natürliche Wirkung der Person bei der Wiedergabe auf dem Bildschirm bzw. Touchscreen bewirkt.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung umfassend eine Kamera zur Aufnahme mindestens eines Bildes von einer Person, einen Computer, an den das Bild in Echtzeit übertragbar ist, eine Einrichtung zur Durchführung einer Bildbearbeitung und Bildverarbeitung für das Bild, wobei mit dem Computer ein Zahn- und Mundbereich der Person durch Markieren der kosmetisch relevanten Parameter auf dem Bildschirm mittels der positionierten Markierungen analysierbar ist und das Ergebnis in Echtzeit auf mindestens einem Bildschirm darstellbar ist. Bevorzugt ist, wenn die Vorrichtung einen Touchscreen umfasst, insbesondere einen Touchscreen zur Mitteilung von Anfangsparametern an den Computer zur Charakterisierung eines Bildbereiches, der insbesondere ein Zahn- und Mundbereich ist. Die Erfindung betrifft weiter ein zahntechnisches Labor, insbesondere aufweisend eine Vorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
  • Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Bei den Beispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsvarianten welche die Erfindung nicht beschränken.
  • Beispiel
  • Die kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere die Erfassung von personenbezogenen Stammdaten. Dabei ist beispielsweise mittels eines Touchscreens der Hinweis in den Computer einzugeben, ob eine Punktebewertung erfolgen soll. Wenn eine Punktebewertung erfolgen soll, wird die punktuelle Bewertung bei den einzelnen Schritten eingeblendet. Soll keine Punktebewertung erfolgen, wird die punktuelle Bewertung bei den einzelnen Schritten ausgeblendet.
  • Bei der Durchführung einer kosmetischen Zahnanalyse und Zahnberatung werden die mit einer Kamera aufgenommenen Bilder vorzugsweise horizontal ausgerichtet und die Bilder sind insbesondere Pflichtfelder in einer geeigneten Eingabemaske, beispielsweise auf dem Bildschirm und/oder Touchscreen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere die Aufnahme eines Bildes. Dabei ist es beispielsweise erforderlich, dass die Augen der betroffenen Person, bei der die kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung durchgeführt werden soll, bei der Bildaufnahme geöffnet sind, die Person insbesondere lächelt und die obere Zahnreihe sichtbar ist. Im Anschluss an die Aufnahme des Bildes, vorzugsweise eines Portrait-Bildes, ist insbesondere die Augenlinie (Bipupillar-Linie) zu überprüfen, und zwar zum Verlauf der oberen Zahnreihe (bzw. Kauebene). Vorzugsweise verlaufen die Linien parallel. Die Bildaufnahme erfolgt beispielsweise mit einer in einen Touchscreen eingebauten Kamera. Vorzugsweise erfolgt die Bildaufnahme mit einem Tablet-Computer. Über das Auswahlmenü auf dem Touchscreen des insbesondere Tablet-Computers kann ein Bildausschnitt, vorzugsweise vom Mund- und Zahnbereich ausgewählt und gespeichert werden. Anstelle der Aufnahme eines Portraitbildes mit der Kamera kann auch ein auf dem Computer gespeichertes Bild geladen bzw. ausgewählt werden.
  • Im weiteren Verfahren wird beispielsweise nach der Aufnahme eines Portraitbildes ein zweites Bild aufgenommen, bei dem es sich insbesondere um eine Nahaufnahme vom Mund handelt. Die obere Zahnreihe muss sichtbar sein. Dieses Bild dient insbesondere für die Beurteilung der Zahnreihen zum Lippenbild. Als drittes Bild wird beispielsweise eine Nahaufnahme vom Mund und einem Teil der Nase aufgenommen, wobei insbesondere und ggf. unter Zuhilfenahme eines Wangenhalters, der Übergang zur Gingiva sichtbar sein sollte. Dieses dritte Bild dient insbesondere zur Detailbewertung der Zähne sowie des Rot-Weiß-Verhältnisses.
  • Bei der kosmetischen Zahnanalyse werden beispielsweise alle kosmetisch relevanten Parameter erfasst. Dies wird beispielsweise in einem 10-Punkte Check im Sinne der vorliegenden Erfindung durchgeführt. So wird beispielsweise bei Punkt (1) die Position der Mittellinie bestimmt. Dazu wir insbesondere das zu beurteilende Bild auf dem Touchscreen einmal angetippt. Es erscheint eine vertikale Linie. Mit einem auf dem Touchscreen sichtbaren Kreis kann diese vertikale Linie verschoben werden. Ein auf dem Touchscreen dargestellter kleiner Kreis ist die Drehachse und ein dargestellter Halbkreis mit zwei Pfeilen schwenkt die Drehachse. Die Positionierung der Mittellinie als zahntechnisch relevantem Parameter dient insbesondere zur Überprüfung einer möglichen Abweichung zur Gesichtsmitte.
  • Bei Punkt (2) der kosmetischen Zahnanalyse wird beispielsweise die Lachlinie bestimmt. Die Lachlinie wird über vier Marker definiert. Die Linie wird entlang der Schneidekanten der oberen Zahnreihe platziert. Der Verlauf der Schneidekanten der Oberkieferfrontzähne sollte mit dem Verlauf der Unterlippe harmonisieren. Durch die Visualisierung werden Abweichungen sichtbar gemacht. Zur Bestimmung der Lachlinie wird das auf dem Touchscreen dargestellte Bild einmal links an den Schneidekanten angetippt und dann einmal rechts an den Schneidekanten angetippt. Es erscheint eine gelbe Linie. Die beiden äußeren auf dem Bildschirm dargestellten Schlaufen bewegen die Endpunkte der gelben Linie, welche die Lachlinie darstellt. Mit den inneren beiden Schlaufen bewegt man den Linienverlauf der Lachlinie.
  • Bei Punkt (3) der kosmetischen Zahnanalyse wird beispielsweise die Zahnfarbe oder Zahnverfärbungen analysiert. Als Punkt (4) der kosmetischen Zahnanalyse wird beispielsweise die Breite des Lächelns bestimmt. Zur Bestimmung unter Punkt (4) der kosmetischen Zahnanalyse wird das Bild jeweils links und rechts im Bereich der Mundwinkel angetippt. Es erscheinen jeweils zwei gelbe Kammern. Ein großer Kreis bewegt das Klammerpaar, ein kleiner Kreis bewegt den Abstand der Klammern. Diese Bestimmung umfasst die Bewertung des bukkalen Korridors, welche beispielsweise als dunkle Dreiecke auf dem Bildschirm dargestellt sind. Die dargestellten Klammern markieren falls vorhanden den jeweils dunklen Bereich.
  • Als Punkt (5) der kosmetischen Zahnanalyse zur Bestimmung der kosmetisch relevanten Parameter werden die Zahnachsen bestimmt. Dazu wird das auf dem Touchscreen dargestellte Bild jeweils pro gewünschter Zahnachse angetippt, beispielsweise sechsmal. Es erscheint eine gelbe Linie. Ein großer Kreis auf dem Touchscreen bewegt die gelbe Linie. Ein kleiner Kreis stellt die Drehachse dar. Mit Hilfe des großen Kreises wird die Drehachse in den Zahnmittelpunkt positioniert. Mit dem Halbkreis wird die Achsneigung eingestellt. Mit der Bewertung unter Punkt (5) bei der Bestimmung der Zahnachsen erfolgt eine Bewertung der Zahnstellung und Neigung. Eventuelle Abweichungen werden durch Positionieren oder Neigen der Achse definiert und visualisiert.
  • Als Punkt (6) der kosmetischen Zahnanalyse wird der Goldene Schnitt bestimmt. Der goldene Schnitt beschreibt ein harmonisches Breitenverhältnis von den Oberkiefer-Frontzähnen untereinander (Verhältnis: 1,6 / 1,0 / 0,6). Die Positionierung erfolgt auf Klick, danach wird die Größe per Ziehen mit dem Finger festgelegt. Insbesondere wird das auf dem Touchscreen dargestellte Bild einmal zwischen den 1er Zähnen angetippt. Anschließend wird das Bild in Höhe der 3er Zähne angetippt. Es erscheint ein gelber Schnitt. Auf dem Bildschirm wird eine mittlere Schlaufe angezeigt. Die mittlere Schlaufe bewegt den Mittelpunkt des Schnittes, dieser sollte mit der horizontalen direkt an der Schneidekante und mit der vertikalen an der Mittellinie zwischen den 1er platziert werden. Die seitliche Schlaufe, welche auf dem Bildschirm dargestellt wird, sollte bis zur äußeren Kante des Eckzahnes gezogen werden.
  • Bei Punkt (7) der kosmetischen Zahnanalyse wird das Längen-Breiten-Verhältnis bestimmt. Dieses dient zur Beurteilung der Zahnform. Ideal ist insbesondere ein Längen-Breiten-Verhältnis von 70–80 %. Die Beurteilung erfolgt beispielsweise am mittleren Schneidezahn. An dem ausgewählten Zahn wird dazu oben links und unten rechts auf dem Bildschirm angetippt – es erscheint ein gelbes Rechteck. Mit den Schlaufen, die auf dem Bildschirm dargestellt sind, wird das Rechteck den Zahnkonturen angepasst.
  • Bei Punkt (8) der kosmetischen Zahnanalyse werden die interdentalen Dreiecke bestimmt. Dies geschieht durch jeweiliges Antippen, wodurch ein gelbes Dreieck erscheint, das mit dem Kreis an die gewünschte Stelle bewegt werden kann. Die Dreiecke sollten von der Gesichtsmitte ausgehend größer werden, da die Kontaktpunkte von inzisal nach zervikal wandern. Die Zahnreihe wirkt dadurch aufgelockerter.
  • Bei Punkt (9) der kosmetischen Zahnanalyse wird das Rot-Weiß-Verhältnis bestimmt. Dies dient zur Beurteilung des Zahnfleischverlaufes vom mittleren Schneidezahn zum Eckzahn (beidseitig). Der seitliche Schneidezahn sollte kürzer sein als die Tangente zwischen 1er Zahn und 3er Zahn. Zur Bestimmung unter Punkt (9) wird links auf dem Bildschirm des Touchscreens angetippt bis eine gelbe Linie erscheint. Mittels des auf dem Touchscreen dargestellten Kreises wird die Linie auf den Zenit des mittleren Schneidezahnes ausgerichtet und mit dem auf dem Touchscreen dargestellten Halbkreis die Linie auf den Zenit des Eckzahnes ausgerichtet. Danach wird auf dem Touchscreen rechts angetippt und ebenfalls wie auf der linken Seite die Bestimmung durchgeführt.
  • Bei Punkt (10) der kosmetischen Zahnanalyse werden die Zahnfleischpapillen bestimmt. Dies dient der Beurteilung über den Status der Zahnfleischpapillen. Dabei sollten die Zahnzwischenräume gut ausgefüllt sein und keine schwarzen Dreiecke sichtbar sein. Durch jeweiliges Antippen erscheint ein gelber Pfeil, der mit dem Kreis an die gewünschte Stelle bewegt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1527713 B1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Kamera, eines Computers und eines Bildschirms kosmetische Parameter einer Person erfasst, analysiert und dargestellt werden, wobei a. mindestens ein Bild von der Person mittels der Kamera aufgenommen wird, b. das Bild in den Computer in Echtzeit übertragen wird, c. für das Bild mittels einer Einrichtung eine Bildbearbeitung und Bildverarbeitung durchgeführt wird, d. auf dem Bildschirm die kosmetisch relevanten Parameter markiert werden, e. der Computer eine Analyse anhand der positionierten Markierungen durchführt, und f. das Ergebnis in Echtzeit auf dem Bildschirm und/oder Touchscreen dargestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Computer Anfangsparameter zur Charakterisierung eines Bildbereichs, vorzugsweise zur Charakterisierung eines Zahn- und Mundbereiches, mitgeteilt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung manuell eingegebene Anfangsparameter eines Bildbereiches zur Initialisierung kontinuierlich verarbeitet, wobei als mindestens ein Anfangsparameter der Zahn- und Mundbereich markiert wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Bildbearbeitung und Bildverarbeitung eine Nahaufnahme vom Mundbereich mit sichtbarer oberer Zahnreihe auf dem Bildschirm ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kosmetisch relevanten Parameter wahlweise von mindestens einem Touchscreen und/oder von mindestens einem Bildschirm durch eine Eingabetastatur oder durch eine Maus in den Computer eingegeben werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kosmetisch relevanten Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe Mittellinie, Lachlinie, Farbe, Breite des Lächelns, Zahnachsen, Goldener Schnitt, Längen-Breiten-Verhältnis, Interdentale Dreiecke, Rot-Weiß-Verhältnis und/oder Zahnfleischpapillen.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera Porträt und Nahaufnahmen aufnimmt und die Bilder mindestens vom Bildschirm als ein Spiegelbild dargestellt werden.
  8. Vorrichtung für eine kosmetische Zahnanalyse und Zahnberatung umfassend eine Kamera zur Aufnahme mindestens eines Bildes von einer Person, einen Computer, an den das Bild in Echtzeit übertragbar ist, eine Einrichtung zur Durchführung einer Bildbearbeitung und Bildverarbeitung für das Bild, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Computer ein Zahn- und Mundbereich der Person durch Markieren der kosmetisch relevanten Parameter auf dem Bildschirm mittels der positionierten Markierungen analysierbar ist und das Ergebnis in Echtzeit auf mindestens einem Bildschirm darstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Touchscreen, insbesondere einen Touchscreen zur Mitteilung von Anfangsparametern an den Computer zur Charakterisierung eines Bildbereiches, der insbesondere ein Zahnund Mundbereich ist.
  10. Zahntechnisches Labor, aufweisend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9.
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