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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen eines menschlichen Körperbereichs, wobei ein digitalisierter dreidimensionaler erster Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells und ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten Körperbereichsmodells auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, und wobei anhand von ersten Referenzmarkern innerhalb des ersten Datensatzes und anhand von zweiten Referenzmarkern innerhalb des zweiten Datensatzes ein übereinstimmendes Bezugssystem für die Anzeige des ersten Datensatzes und des zweiten Datensatzes erzeugt wird.
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In kosmetischen oder medizinischen Behandlungen, bei denen Körperteile behandelt, verändert oder ersetzt werden, kann eine digitale Modellierung des Behandlungsverfahrens oder aber des veränderten oder zu ersetzenden Körperteils hilfreich sein. Anhand einer Modellierung können der Arzt wie auch der betroffene Patient den Fortschritt und das Ergebnis der Behandlung simulieren, visuell wahrnehmen und überprüfen, bzw. im Hinblick auf den gewünschten Behandlungserfolg individuell anpassen.
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Sofern beispielsweise eine Prothese oder ein Zahnersatz angefertigt, an den Patienten angepasst und mit dem Patienten verbunden werden sollen, können ein Körperbereichsmodell des betroffenen Körperbereichs und ein Modell der Prothese oder des Zahnersatzes bzw. des Gebisses erzeugt und auf einer Anzeigeeinrichtung überlagert dargestellt werden, um das Aussehen und die Funktionsmöglichkeiten der Prothese oder des Zahnersatzes simulieren und visuell darstellen zu können.
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Insbesondere bei der Herstellung und Befestigung von festsitzenden Zahnersatzkomponenten und Implantaten kann der angestrebte Behandlungserfolg maßgeblich davon abhängen, dass eine möglichst präzise und individuelle Anpassung der Formgebung der Zahnersatzkomponenten oder Implantate an noch vorhandene Zähne oder an den Kiefer des Patienten erfolgt und dass die Formgebung und das Aussehen der Zahnersatzkomponente oder des Implantats möglichst gut an benachbarte Mundbereiche und an das Aussehen des Patienten angepasst sind.
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Zu diesem Zweck ist es aus der Praxis bekannt, einen digitalisierten dreidimensionalen ersten Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells zu erzeugen, der visuell angezeigt werden kann. Zusätzlich wird ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten Körperbereichsmodells erzeugt und ebenfalls auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt. Das erste Körperbereichsmodell kann ein versehrtes Gliedmaß darstellen, währen das zweite Körperbereichsmodell eine mit dem versehrten Gliedmaß zu verbindende Prothese darstellt. Im Bereich der Dentalmedizin können das erste Körperbereichsmodell den Kopf und das zweite Körperbereichsmodell ein Gebiss mit oder ohne rekonstruktive Maßnahmen bzw. Zahnersatz darstellen.
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Das erste Körperbereichsmodell wird üblicherweise mit Hilfe einer optischen Scaneinrichtung erstellt, die dazu geeignet ist, von dem betroffenen Körperbereich einen ersten Datensatz für ein Körperbereichsmodell in ausreichender Auflösung und Genauigkeit zu erzeugen. Das zweite Körperbereichsmodell kann mit derselben Scaneinrichtung erstellt werden. Falls das zweite Körperbereichsmodell eine Prothese darstellt, ist es denkbar, das zweite Körperbereichsmodell ausschließlich computergestützt zu generieren. Wenn das zweite Körperbereichsmodell deutlich kleinere Abmessungen als das erste Körperbereichsmodell aufweist und beispielsweise einen Zahnersatz, bzw. ein Gebiss darstellt, ist es oftmals zweckmäßig, das zweite Körperbereichsmodell mit Hilfe einer für Objekte mit kleinen Abmessungen besser geeigneten optischen Scaneinrichtung zu erfassen. Für Zahnmodelle und Gebisse wurden besonders geeignete Zahnscanner entwickelt, die eine hohe Auflösung und Lagegenauigkeit des digitalisierten Zahnmodells ermöglichen.
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Um das erste Körperbereichsmodell und das zweite Körperbereichsmodell auf der Anzeigeeinrichtung relativ zueinander richtig angeordnet und ausgerichtet darstellen zu können ist es erforderlich, die entsprechenden Datensätze bzw. Körperbereichsmodelle positionsgenau und mit übereinstimmender Ausrichtung in ein übereinstimmendes Bezugssystem einzubetten. Anschließend kann mit Hilfe des übereinstimmenden Bezugssystems eine gleichzeitige, bzw. überlagerte Darstellung der beiden Körperbereichsmodelle erzeugt werden.
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Das übereinstimmende Bezugssystem kann durch einen Vergleich von ersten Referenzmarkern innerhalb des ersten Datensatzes und von zweiten Referenzmarkern innerhalb des zweiten Datensatzes bestimmt werden, sofern die ersten Referenzmarker und die zweiten Referenzmarker in den verschiedenen Datensätzen jeweils identische Positionen repräsentieren.
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Bei einer Einbettung eines Zahnmodells in ein Kopfmodell ist es aus der Praxis bekannt, dass ein erfahrener Bediener in dem ersten Körperbereichsmodell manuell eine Anzahl erster Referenzmarker erzeugt, indem einzelne Datensatzelemente ausgewählt oder Modellpunkte markiert werden. In gleicher Weise wird in dem zweiten Körperbereichsmodell ebenfalls manuell eine zweite Anzahl von zweiten Referenzmarkern erzeugt, wobei die ersten Referenzmarker und die zweiten Referenzmarker räumlich möglichst präzise übereinstimmen sollen, was je nach Geschick des Bedieners üblicherweise bis auf etwa 1 mm bis 2 mm genau erfolgen kann.
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Anschließend werden die beiden Körperbereichsmodelle in ein gemeinsames Bezugssystem überführt und deren jeweilige Position und Ausrichtung so verändert und vorgegeben, dass eine bestmögliche Übereinstimmung bei der Anzeige der beiden Körperbereichsmodelle erzielt werden kann. Insbesondere in der Zahnmedizin und Zahntechnik wird diese Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Modelle zueinander als Registrierung bezeichnet. Die hierfür erforderlichen mathematischen Verfahren, die räumliche Operationen wie Translation oder Rotation, aber auch lineare oder nicht-lineare Optimierungsalgorithmen wie beispielsweise Least-Square-Fits oder andere numerische Optimierungsverfahren beinhalten können, sind in vielfachen Variationen bekannt und können gegebenenfalls als vorgefertigte Module verwendet und in individuelle Software-Lösungen integriert werden.
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Es hat sich gezeigt, dass die manuelle Auswahl und digitale Festlegung von ersten und zweiten Referenzmarkern in den jeweiligen Darstellungen der Körperbereichsmodelle zeit- und arbeitsaufwendig ist. Trotz großer Erfahrung des Bedieners und sorgfältiger Bedienung lässt sich nur selten ein Fehler bei der Überlagerung der beiden Körperbereichsmodelle erzeugen, der weniger als 1 mm Versatz, bzw. weniger als einige Grad fehlerhafte Ausrichtung zueinander beträgt.
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Es ist grundsätzlich möglich, zusätzlich zu den manuell vorgegebenen Referenzmarkern weitere auffallende Formgebungen oder Muster in den beiden Körperbereichsmodellen mit Hilfe einer geeigneten Software zu identifizieren und als zusätzliche Referenzmarker zu verwenden. Es hat sich gezeigt, dass eine eindeutige Identifikation weiterer Referenzmarker ohne eine Interaktion mit einem Bediener oftmals problematisch ist, zumal nicht gewährleistet werden kann, dass alle eventuell für einen weiteren Referenzmarker geeigneten Bereiche in beiden Körpermodellen sichtbar sind. Ein Vergleich der automatisiert erzeugten weiteren Referenzmarker führt oftmals nicht zu einer merklichen Verbesserung der Genauigkeit und sollte auf Grund der vielfältigen Fehlerquellen durch eine anschließende manuelle Überprüfung der automatisiert erhaltenen Ergebnisse verifiziert werden, wodurch weiterer Aufwand entsteht.
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Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, die Einbettung von zwei verschiedenen Körperbereichsmodellen in ein gemeinsames übereinstimmendes Bezugssystem zu erleichtern und gleichzeitig eine höhere Genauigkeit zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Referenzmarkereinrichtung in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Körperbereichsmodell und dem zweiten Körperbereichsmodell an den menschlichen Körper angeformt wird, das ein erster Hilfsdatensatz des ersten Körperbereichsmodells zusammen mit den ersten Referenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung und ein zweiter Hilfsdatensatz des zweiten Körperbereichsmodells zusammen mit den zweiten Referenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung erzeugt wird, dass durch einen Vergleich der räumlichen Anordnung der ersten Referenzmarker und der zweiten Referenzmarker ein übereinstimmendes Bezugssystem für den ersten Hilfsdatensatz und den zweiten Hilfsdatensatz erzeugt wird, und dass der erste Datensatz an den ersten Hilfsdatensatz und der zweite Datensatz an den zweiten Hilfsdatensatz angepasst wird. Durch die Verwendung einer Referenzmarkereinrichtung können die für die Registrierung, bzw. für die Ermittlung eines übereinstimmenden Bezugssystems erforderlichen ersten und zweiten Referenzmarker ohne manuelle Eingriffe erzeugt werden.
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Die Referenzmarker werden durch zusätzliche Scanvorgänge des ersten Körperbereichs und des zweiten Körperbereichs in einem ersten Hilfsdatensatz und in einem zweiten Hilfsdatensatz erzeugt. In diesen Hilfsdatensätzen sind die durch die Referenzmarkereinrichtung jeweils verdeckten Bereiche nicht digitalisiert, was ebenso wie die zusätzlich erforderlichen Scanvorgänge in Kauf genommen wird. Die Referenzmarkereinrichtung kann durch die Anformung an den Körperbereich wiederholt und mit großer Genauigkeit an den Übergangsbereich angelegt werden, um die einzelnen Hilfsdatensätze zu erzeugen. Da sich die Referenzmarker in beiden Hilfsdatensätzen räumlich sehr exakt an derselben Stelle befinden, lässt sich mit großer Präzision ein für beide Hilfsdatensätze gemeinsam übereinstimmendes Bezugssystem ermitteln. Anschließend müssen lediglich das erste Körperbereichsmodell und das zweite Körperbereichsmodell, die ohne Referenzmarkereinrichtung erzeugt wurden, an den jeweils zugeordneten ersten, bzw. zweiten Hilfsdatensatz angepasst werden, um in richtiger Position und Ausrichtung zueinander auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden zu können.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Datensatz und der erste Hilfsdatensatz des ersten Körperbereichsmodells mit einer ersten optischen Digitalisierungseinrichtung erzeugt werden, und dass der zweite Datensatz und der zweite Hilfsdatensatz des zweiten Körperbereichsmodells mit einer zweiten optischen Digitalisierungseinrichtung erzeugt werden. Mit Hilfe der Referenzmarkereinrichtung können Datensätze, die in unterschiedlichen Digitalisierungseinrichtungen erzeugt wurden, in einfacher Weise und automatisiert in ein übereinstimmendes Bezugssystem überführt werden.
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Wenn beispielsweise das erste Körperbereichsmodell ein Kopfmodell ist und das zweite Körperbereichsmodell ein Zahnmodell ist, kann das Kopfmodell mit einem Körperscanner oder einem für ausreichend große Objekte geeigneten Objektscanner erzeugt werden, während das Zahnmodell mit einem Zahnscanner, bzw. einem Gebissscanner erzeugt wird. Während der Körperscanner oftmals keine Ausrichtung des Körpers relativ zu der Scaneinrichtung vorgibt, kann das Gebiss in einem Gehäuse des Zahnscanners in einer vorgegebenen Weise positioniert und ausgerichtet werden. Zudem unterscheiden sich die Auflösungen und Genauigkeiten der verschiedenen Digitalisierungseinrichtungen voneinander, um jeweils objektangepasst möglichst rasch möglichst kleine Datensätze erzeugen zu können, die bei der Visualisierung eine ausreichende Detailtreue und grafische Auflösung erlauben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass anhand mehrerer beabstandet zueinander vorgegebener und nicht drehsymmetrisch angeordneter erster und zweiter Referenzmarker ein mit den ersten und zweiten Referenzmarkern möglichst gut übereinstimmendes Bezugssystem für den ersten Hilfsdatensatz und für den zweiten Hilfsdatensatz ermittelt wird. Durch einen großen Abstand der einzelnen Referenzmarker voneinander wird eine große Präzision bei dem Vergleich der Referenzmarker in den verschiedenen Hilfsdatensätzen ermöglicht. Durch eine asymmetrische Anordnung kann die Ausrichtung der Körperbereichsmodelle relativ zueinander mit geringem Aufwand eindeutig bestimmt werden, ohne dass zusätzliche Vorgaben eines Bedieners erforderlich werden.
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Es ist ebenfalls denkbar, eine drehsymmetrische Anordnung der Referenzmarker vorzugeben, da in vielen Fällen die grundsätzliche Ausrichtung der Körperbereichsmodelle bereits bekannt ist oder in einfacher Weise vorgegeben werden kann und die Referenzmarker nicht die Ausrichtung erkennen lassen sollen, sondern lediglich die Genauigkeit bei der relativen Positionierung und Ausrichtung der Körperbereichsmodelle zueinander verbessern sollen.
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Um eine fehlerhafte Positionierung der Referenzmarkereinrichtung bei gegebenenfalls mehrfach erfolgenden Scanvorgängen auszuschließen ist vorgesehen, dass die Referenzmarkereinrichtung eine Abformschicht mit einem pastösen aushärtenden Abformmaterial aufweist und vor dem Aushärten an dem Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten Körperbereichsmodell abzubildenden Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz nach dem Aushärten des angeformten Abformmaterials erzeugt werden. Die in dem Übergangsbereich an die Formgebung des Körpers angepasste Referenzmarkereinrichtung verändert die Formgebung des ausgehärteten Abformmaterials in dem relevanten Bereich der Abformschicht nicht mehr. Die Referenzmarkereinrichtung kann deshalb auch über lange Zeiträume hinweg mehrfach an den Körper oder an eine Prothese, bzw. an ein Arbeitsmodell für einen Zahnersatz angelegt und dabei präzise positioniert werden, so dass mehrfach Hilfsdatensätze erzeugt und für die Anpassung des ersten Körperbereichsmodells und des zweiten Körperbereichsmodells miteinander herangezogen werden können.
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Gemäß einem besonders einfachen und rasch durchführbaren Verfahren ist vorgesehen, dass die Referenzmarkereinrichtung eine Abformschicht mit einem durch einen Verformdruck plastisch verformbaren Abformmaterial aufweist, die durch Druck verformt und an den Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten Körperbereichsmodell abzubildenden Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz ohne Druckbeaufschlagung oberhalb des Verformdrucks erzeugt werden. An der Referenzmarkereinrichtung kann beispielsweise durch in den Mund nehmen der Referenzmarkereinrichtung und durch Aufbeißen ein Zahnabdruck in dem Abformmaterial der Abformschicht erzeugt werden. Anschließend kann die Referenzmarkereinrichtung auf ein Arbeitsmodell für einen Zahnersatz aufgelegt werden, das bereits an den betreffenden Patienten angepasst oder durch einen vorausgegangenen Abformvorgang mit einer Bissgabel erzeugt wurde. Durch den Zahnabdruck in der Abformschicht kann sichergestellt werden, dass die Referenzmarkereinrichtung bei wiederholten Scanvorgängen sowohl auf dem Arbeitsmodell als auch in dem Mundraum des Patienten jeweils übereinstimmend positioniert und ausgerichtet wird.
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Ein für viele Anwendungsbereiche und insbesondere bei Zahnmodellen geeignetes Abformmaterial ist Wachs. Es sind auch andere Abformmaterialien möglich, die beispielsweise zum Anformen erwärmt oder zum Aushärten chemisch behandelt werden können.
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Die Erfindung betrifft auch eine Referenzmarkereinrichtung mit einem Trägerelement und mit einer an dem Trägerelement angeordneten Abformschicht mit einem verformbaren Abformmaterial.
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Ein Trägerelement mit einem Bereich, in dem ein Abformmaterial angeordnet ist, ist aus der Praxis beispielsweise als Bissgabel für die Herstellung eines Gebissabdrucks oder eines Arbeitsmodells für die Herstellung und Anpassung eines Zahnersatzes bekannt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an dem Trägerelement mindestens eine photogrammetrische oder oberflächenprofilierte Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenzmarkierung dient dazu, bei einem optischen Scanvorgang, bei dem die Referenzmarkereinrichtung zusammen mit einem Körperbereich oder einem an den Körperbereich angrenzenden oder darin einzubettenden Objekt erfasst wird, Referenzmarker zu erzeugen, die eine einfache Bestimmung der Position und der Ausrichtung des eingescannten Datensatzes in einem Bezugssystem ermöglichen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Referenzmarkereinrichtung eine Referenztafel aufweist, auf der die mindestens eine Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenztafel weist zweckmäßigerweise eine vollständig oder bereichsweise ebene Oberfläche auf, auf der die mindestens eine Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenztafel bildet einen wohldefinierten Untergrund, bzw. Hintergrund für die Referenzmarkierungen, so dass nach einem optischen Scanvorgang die Position und die Ausrichtung der Referenzmarkereinrichtung rasch und zuverlässig ermittelt werden können. Die Referenztafel kann auch eine Krümmung oder eine kontinuierliche und wohldefinierte Oberflächenprofilierung aufweisen, um die Referenztafel näherungsweise an die Körperoberfläche anzupassen und den Abstand der einzelnen Referenzmarkierungen zu der Körperoberfläche gering zu halten. Die Referenztafel kann eine gleichmäßig eingefärbte Oberfläche aufweisen, auf der die einzelnen Referenzmarkierungen deutlich auffallen und präzise identifiziert werden können.
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Die Referenztafel verdeckt dabei einen dahinterliegenden Bereich und bildet unabhängig von dem Objekt, das eingescannt wird, einen ebenflächigen und gleichmäßigen Hintergrund.
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Eine eindeutige Bestimmung der Position und Ausrichtung setzt üblicherweise voraus, dass die Referenzmarkereinrichtung mindestens drei symmetrische Referenzmarkierungen aufweist, die asymmetrisch angeordnet sind. Durch zusätzliche Referenzmarkierungen kann ein mathematisch überbestimmtes Gleichungssystem erzeugt und eine numerische Anpassung der gemessenen Werte an die bekannte und vorgegebene Geometrie der Referenzmarkierungen ermöglicht werden, um die Präzision der eingescannten, bzw. optisch erfassten Datensätze sowie deren Einbettung in ein gemeinsames Bezugssystem zu verbessern. Wenn mehr Referenzmarkierungen verwendet werden, als für die Bestimmung des gemeinsamen Bezugssystems notwendig sind, kann auch in Kauf genommen werden, dass bei einzelnen Scanvorgängen eine Referenzmarkierung versehentlich oder unweigerlich verdeckt ist und für die Auswertung nicht berücksichtigt werden kann.
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Die Referenzmarkierung kann eine komplexe Formgebung aufweisen, so dass eine einzige Referenzmarkierung für eine Positions- und Ausrichtungsbestimmung ausreichend ist. Eine besonders einfache und zuverlässige Ermittlung des gemeinsamen Bezugssystems wird dadurch erleichtert, dass die Referenzmarkierung ein farblich abgesetzter Punkt oder ein Ring ist. Der Punkt oder Ring weist zweckmäßigerweise eine von der Oberfläche der Referenztafel oder zumindest von den angrenzenden Bereichen der Referenztafel deutlich abweichende Farbgebung auf. Andere photogrammetrische Referenzmarkierungen können gleichermaßen geeignet und im Einzelfall für eine entsprechende Anwendung vorteilhaft sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Referenzmarkierung einen hohen Kontrastumfang aufweist. Ein schwarzer Ring auf einem weißen Hintergrund ist für viele Anwendungen geeignet. Es können auch andere helle Formgebungen auf einem dunklen Untergrund, bzw. dunkle Formgebungen auf einem hellen Untergrund als Referenzmarkierung verwendet werden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, mehrere verschiedene Formgebungen für benachbart angeordnete Referenzmarkierungen zu verwenden, um beispielsweise die Ausrichtung zusätzlich überprüfen und zusätzliche Plausibilitätskontrollen durchführen zu können.
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Es ist ebenfalls möglich, an Stelle eines flächigen Farbkontrasts eine räumlich vorspringende oder als Vertiefung ausgebildete Formgebung als Referenzmarkierung zu verwenden. Die Referenzmarkierung kann eine nahezu beliebig profilierte Oberfläche sein, deren Formgebung für die nachfolgende Auswertung möglichst präzise bekannt sein sollte. Mit zunehmender Profilierung werden die Identifikation einzelner Referenzmarker erleichtert und die Bestimmung eines gemeinsamen Bezugssystems verbessert. Es ist ebenfalls möglich, dass die Referenzmarkierung mehrere beabstandet zueinander angeordnete vorspringende Referenzausformungen aufweist. Eine geeignete Referenzausformung kann beispielsweise eine im Abstand zu der Referenztafel angeordnet Kugel oder ein Kegel, ein Tetraeder oder eine Pyramide sein. ^
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Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
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1 eine schematisch dargestellte Ansicht einer Anzeigeeinrichtung, auf der ein Kopfmodell und ein Gebissmodell in einem gemeinsamen Bezugssystem überlagert dargestellt sind,
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2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs, um mit Hilfe einer Referenzmarkereinrichtung und Hilfsdatensätzen ein gemeinsames Bezugssystem zu erstellen,
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3 eine perspektivische Ansicht einer Referenzmarkereinrichtung,
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4 eine Seitenansicht einer abweichend ausgestalteten Referenzmarkereinrichtung und
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5 eine Ansicht der Vorderseite der in 4 dargestellten Referenzmarkereinrichtung.
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Insbesondere im Bereich der kosmetischen oder medizinischen Behandlungen ist es vorteilhaft, wenn mit verschiedenen Erfassungseinrichtungen erzeugte digitale Datensätze für dreidimensionale Objektdarstellungen auf einer Anzeigeeinrichtung 1 in einem übereinstimmenden Bezugssystem angezeigt werden können. Auf der in 1 lediglich schematisch abgebildeten Anzeigeeinrichtung 1 ist ein Kopfmodell 2 mit einem darin eingebetteten Gebissmodell 3 angezeigt. Wenn das Gebissmodell 3 positionsgenau und mit der richtigen Ausrichtung innerhalb des Kopfmodells 2 angezeigt wird, können beispielsweise die Auswirkungen von rekonstruktiven Maßnahmen an einzelnen Zähnen 4 oder von dem Einsatz eines individuell angefertigten und angepassten Zahnersatzes visualisiert werden.
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Das Kopfmodell 2 wird aus einem ersten Datensatz erzeugt und stellt ein erstes Körperbereichsmodell dar. Das Gebissmodell 3 wird aus einem zweiten Datensatz erzeugt und stellt ein zweites Körperbereichsmodell dar. Das Kopfmodell 2 wurde mit einem nicht dargestellten Körperscanner erzeugt, während das Gebissmodell 3 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Zahnscanner erzeugt wurde. Da die Anordnung und Ausrichtung des Kopfes des Patienten während der Aufnahme des Kopfmodells 2 nicht präzise vorgegeben war, ist die relative Positionierung und Ausrichtung des Kopfmodells 2 zu dem Gebissmodell 3 zunächst nicht bekannt. Erst durch die Anzeige des Kopfmodells 2 und des Gebissmodells 3 in einem übereinstimmenden Bezugssystem, das bei der Darstellung durch die Anzeigeeinrichtung 1 verwendet wird, lässt sich eine aussagekräftige und zutreffende Visualisierung des Gebissmodells 3 innerhalb des Kopfmodells 2 erzeugen, die als Grundlage für rekonstruktive Maßnahmen des Arztes oder für die individuelle Anpassung eines Zahnersatzes an den einzelnen Patienten dienen kann.
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In 2 ist schematisch ein Verfahrensablauf dargestellt, bei dem mit Hilfe einer Referenzmarkereinrichtung 4 eine automatische Zuordnung des Kopfmodells 2 und des Gebissmodells 3 zu einem gemeinsamen, übereinstimmenden Bezugssystem 5 ermittelt wird.
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In einem vorbereitenden Verfahrensschritt wird die Referenzmarkereinrichtung 4 an das Gebiss einer nicht dargestellten Person angeformt, in dem ein Gebissabdruck mit der Referenzmarkereinrichtung 4 abgenommen wird. Mit der Referenzmarkereinrichtung 4 im Mund wird der Kopf der Person mit einem Körperscanner optisch gescannt und ein erster Hilfsdatensatz mit darin enthaltenen ersten Referenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung 4 erfasst. Die Referenzmarkereinrichtung 4 wird dann an ein vorab angefertigtes Arbeitsmodell 6 des Gebisses der Person angelegt, das auch zur Erzeugung des Gebissmodells 3 verwendet wurde. Dabei wird durch den mit der Referenzmarkereinrichtung 4 abgeformten und darin enthaltenen Gebissabdruck die zutreffende Position und Ausrichtung der Referenzmarkereinrichtung 4 an dem Arbeitsmodell 6 sichergestellt. Das Arbeitsmodell 6 und die daran anliegende Referenzmarkereinrichtung 4 werden ebenfalls mit einem Zahnscanner eingescannt und ein zweiter Hilfsdatensatz mit darin enthaltenen zweiten Referenzmarkern erzeugt. Bei einer Visualisierung würde der erste Hilfsdatensatz ein Hilfskopfmodell 7 und der zweite Hilfsdatensatz ein Hilfsgebissmodell 8 darstellen, wobei in beiden Fällen die Referenzmarkereinrichtung 4 jeweils einen Bereich des zu Grunde liegenden Kopfmodells 2, bzw. des Gebissmodells 3 verdeckt.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt A werden der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz durch einen Vergleich der jeweiligen ersten, bzw. zweiten Referenzmarker in das gemeinsame und übereinstimmende Bezugssystem 5 überführt.
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Anschließend werden in einem Verfahrensschritt B das Kopfmodell 2 mit dem Hilfskopfmodell 7 und das Gebissmodell 3 mit dem Hilfsgebissmodell 8 verglichen und ebenfalls in das gemeinsame Bezugssystem 5 überführt. Auf diese Weise können das Kopfmodell 2 und das Gebissmodell 3 in das gemeinsame Bezugssystem 5 überführt und relativ zueinander richtig positioniert und ausgerichtet auf der Anzeigeeinrichtung 1 dargestellt werden, ohne dass eine manuelle Bearbeitung und Anpassung der einzelnen Datensätze notwendig wird.
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In 3 ist die Referenzmarkereinrichtung 4 perspektivisch dargestellt. Die Referenzmarkereinrichtung 4 weist eine Trägereinrichtung 9 in Form einer Registriergabel auf, die hinsichtlich Formgebung und Funktionalität mit einer Bissgabel vergleichbar ist, der in der rekonstruktiven Dentalmedizin zur Herstellung von Arbeitsmodellen für die individuelle Anpassung von Zahnersatz und Implantaten häufig verwendet wird.
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An einer Vorderseite 10 der Trägereinrichtung 9 ist eine rechteckige und ebenflächige Referenztafel 11 befestigt. Auf der Referenztafel 11 sind fünf ringförmige Referenzmarkierungen 12 asymmetrisch angeordnet.
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In einer oben angeordneten Vertiefung der Trägereinrichtung 9 ist eine Abformschicht 13 aus einem zunächst pastösen und innerhalb einer kurzen Zeit aushärtenden Abformmaterial angeordnet. Die Abformschicht 13 dient dazu, einen Gebissabdruck des Oberkiefers der zu behandelnden Person aufzunehmen, um nach dem Herausnehmen der Referenzmarkereinrichtung 4 aus dem Mund bzw. Gebiss der Person zu einem späteren Zeitpunkt die Referenzmarkereinrichtung 4 entweder an derselben Stelle im Mund, bzw. im Gebiss der Person wieder anordnen zu können oder aber um die Referenzmarkereinrichtung 4 auf dem Arbeitsmodell 6 in einer Position und Ausrichtung auflegen zu können, die exakt der ersten Position und Ausrichtung der Referenzmarkereinrichtung 4 in dem Mund der Person entspricht.
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In den 4 und 5 ist lediglich beispielhaft eine abweichend ausgestaltete Referenzmarkereinrichtung 14 gezeigt. Die Referenzmarkereinrichtung 14 weist ebenfalls eine gabelförmige, bzw. hufeisenförmige Trägereinrichtung 15 auf, die an einer Oberseite mit einer Abformschicht 16 aus Wachs, bzw. aus einem unter Druck verformbaren Abformmaterial beschichtet ist. Auf der an der Vorderseite 10 angeordneten Referenztafel 11 sind acht halbkugelförmige vorspringende Referenzausformungen 17 angeordnet, die jeweils eine Referenzmarkierung bilden. An einer Unterkante der Referenztafel 11 ist ein flacher Haltegriff 18 ausgeformt.
