DE102014102770B4

DE102014102770B4 - Bite fork and method and system for displaying a bit

Info

Publication number: DE102014102770B4
Application number: DE102014102770.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Brunner
Original assignee: Zebris Medical GmbH
Current assignee: Zebris Medical GmbH
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: DE102014102770A1

Abstract

Bissgabel (30'; 40) zur Bissnahme, insbesondere mit Positionsmarkerelementen (43c, 43g) zur Positionsbestimmung in einem Positionsbestimmungssystem, wobei die Bissgabel eine im Wesentlichen geschlossene Beißfläche und an mindestens einem ihrer Randbereiche Markierungen (31c'; 41e) aufweist, welche für einen 3D-Oberflächenscanne (109) mit () einem gegenüber der Beißfläche kleineren Erfassungsbereich erfassbar und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie eine Positionsbestimmung eines im Erfassungsbereich aufgenommenen Scans bezüglich der Gesamterstreckung der Bissgabel ermöglichen, wobei mindestens ein Teil der Markierungen als charakteristische einzelne, in der Oberflächenform erfassbare und unterscheidbare Aus- oder Einformungen oder farbig oder in der Helligkeit oder durch selbstleuchtende Eigenschaften gegenüber einem Registriermaterial kontrastierende Kontrastmarker, insbesondere als Reihe von verschiedenen Aus- oder Einformungen oder Kontrastmarkern, längs mindestens eines Randbereiches, bevorzugt beider Randbereiche der Bissgabel, ausgebildet ist.Bite fork (30 '; 40) for taking a bite, in particular with position marker elements (43c, 43g) for determining the position in a position determination system, the bite fork having a substantially closed bite surface and markings (31c'; 41e) on at least one of its edge areas, which are for one 3D surface scan (109) with () a detection area that is smaller than the bite area and can be designed and arranged in such a way that it enables a position of a scan recorded in the detection area to be determined with respect to the total extent of the bite fork, at least some of the markings being characteristic individual, in Forms or indentations that are detectable and distinguishable from the surface shape or colored or in brightness or by means of self-illuminating properties contrasting contrast markers, in particular as a series of different forms or indentations or contrast markers, along at least at least one edge area, preferably both edge areas of the bite fork, is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bissgabel (auch bezeichnet als Bissplatte) zur Aufnahme einer Abdruckmasse bzw. eines Registrats zur Bissnahme, insbesondere mit Positionsmarkerelementen zur Positionsbestimmung in einem Positionsbestimmungssystem, sowie ein Bissnahme-Set. Sie betrifft des Weiteren ein Verfahren und ein System zur Darstellung eines Gebisses, bei dem eine solche Bissgabel zum Einsatz kommen.The invention relates to a bite fork (also referred to as a bite plate) for receiving an impression material or a registration for bite registration, in particular with position marker elements for position determination in a position determination system, and a bite registration set. It also relates to a method and a system for displaying a bit using such a bite fork.

Bissgabeln sind ein seit langem bekanntes Arbeitsmittel der Dentalmedizin, mit dem Abdrücke der Zahnoberflächen genommen und, insbesondere zur Erzeugung von Zahnmodellen, weiter verarbeitet werden können. Es handelt sich hierbei üblicherweise um einstückige Kunststoffteile, die in verschiedenen Gestaltungsformen bekannt sind. Diese Kunststoffteile werden mit einem sogenannten Registriermaterial (Registrat) gefüllt bzw. belegt, in das sich die Zahnoberflächen des Patienten als sog. Impression einprägen, wenn ihm die Bissgabel eingesetzt wird und er in das Registrat beißt.Bite forks have long been a well-known tool in dental medicine, with which impressions of the tooth surfaces can be taken and further processed, in particular to produce tooth models. These are usually one-piece plastic parts that are known in various designs. These plastic parts are filled or covered with a so-called registration material (registrate), into which the patient's tooth surfaces impress as a so-called impression when the bite fork is inserted and he bites into the registrate.

Im Zusammenhang mit verschiedenen zahnärztlichen Leistungen, speziell der Bereitstellung von hochwertigen Teil- oder Totalprothesen oder Schienen, ist die Darstellung und Animation von virtuellen Zahnflächen in Rechnereinheiten wünschenswert. Hierzu wurden von der Anmelderin in der DE 102 18 435 B4 ein Positionsbestimmungssystem sowie eine speziell gestaltete Bissgabel zum Einsatz in solchen vorgeschlagen. Die Bissgabel hat einen Fortsatz, an dem eine Haltevorrichtung für Positionssensoren bzw. -marker des Positionsbestimmungssystems (etwa Ultraschallmarker) angebracht werden kann. Eine weiterentwickelte Bissgabel dieser Art ist auch in der WO 2011/ 147 988 A1 der Anmelderin beschrieben. An jener Bissgabel ist eine Röntgenmarker-Konfiguration fest angebracht oder anbringbar.In connection with various dental services, especially the provision of high-quality partial or full dentures or splints, the representation and animation of virtual tooth surfaces in computer units is desirable. For this purpose, the applicant in the DE 102 18 435 B4 proposed a positioning system and a specially designed bite fork for use in such. The bite fork has an extension on which a holding device for position sensors or markers of the position determination system (such as ultrasound markers) can be attached. A further developed bite fork of this type is also described in the applicant's WO 2011/147 988 A1. An x-ray marker configuration is permanently attached or attachable to that bite fork.

1a zeigt skizzenartig ein Bissnahme-Teil 10A einer ersten bekannten Bissgabel mit einem Fortsatz 11, auf dem eine Metall-Haltescheibe mit drei Rastöffnungen 13 vorgesehen ist, sowie mit einem Registriermaterial (Registrat) 15, in das Abdrücke von Zahnoberflächen eingeprägt sind. 1a shows a sketch of a bite registration part 10A a first known bite fork with an extension 11 , on which a metal holding disc with three locking openings 13 is provided, as well as with a registration material (registrat) 15 , in which impressions of tooth surfaces are embossed.

1b zeigt ein Positionsmarker-Teil 10B dieser Bissgabel, das ein scheibenförmiges Mittelteil 21 und drei an dieses angeformte Arme 23a, 23b und 23c hat, an deren Enden jeweils ein Positionsmarker 25a, 25b bzw. 25c sitzt. In anderen Ausführungen sind die Positionsmarker auf einem bogenförmigen Grundkörper angeordnet. In der dargestellten Ausführung ist ein Kabel 27 zur Stromversorgung der als aktive Markerelemente ausgestalteten Positionsmarker vorgesehen; die Positionsmarker können jedoch auch passiv sein und benötigen dann keine Stromversorgung und folglich kein Anschlusskabel. Das Mittelteil 21 ist zur Anbringung am kreisförmigen Teil des Fortsatzes 11 des Bissnahme-Teils nach 1A mittels kleiner Kugeln 29 ausgebildet, die in die Rastöffnungen 13 des Bissnahme-Teils einrasten. Im Halteteil 21 befindet sich ein Magnet, der die Verbindung zur Halteplatte des Bissnahme-Teils herstellt. Die Anordnung der Kugeln und des Magnets kann auch auf dem Bissnahme-Teil erfolgen, wobei die Haltescheibe 13 dann am Positionsmarker-Teil befestigt ist. Das Positionsmarker-Teil kann in einer weiteren Ausführung mittels mechanischer Verschlussmittel am Bissnahme-Teil befestigt werden. 1b shows a position marker part 10B this bite fork, which is a disc-shaped middle part 21 and three arms molded onto it 23a , 23b and 23c has a position marker at each end 25a , 25b respectively. 25c sits. In other versions, the position markers are arranged on an arc-shaped base body. In the version shown is a cable 27 provided to power the position markers designed as active marker elements; however, the position markers can also be passive and then require no power supply and consequently no connection cable. The middle part 21 is for attachment to the circular part of the extension 11 of the bite registration part 1A using small balls 29 trained in the locking openings 13 of the bite registration part. In the holding part 21 there is a magnet that creates the connection to the holding plate of the bite registration part. The balls and the magnet can also be arranged on the bite-taking part, with the holding disc 13 then attached to the position marker part. In a further embodiment, the position marker part can be attached to the bite registration part by means of mechanical locking means.

2 zeigt eine weitere Bissgabel 30, die grundsätzlich ähnlich der in 1 dargestellten Ausführung ist, hier ohne Registrat und Zahnabdrücke dargestellt. An einen gabel- bis plattenförmigen Grundkörper 31 ist auch hier ein Fortsatz 33 angeformt, der sich zu einer kreisförmigen Platte 35 erweitert, auf der eine separat gefertigte Positionsmarker-Konfiguration der in 2 gezeigten oder ähnlicher Art befestigt werden kann. Insofern kann die gezeigte Bissgabel auch als Bissnahme-Teil einer komplexeren Bissgabel bzw. Bissgabelanordnung angesehen werden, zu der weiterhin mindestens ein Sensorik-Teil gehört. Zusätzlich hat die Bissgabel 30 kleinere angeformte Fortsätze 37 mit Haltepunkten 37a zum Einsetzen von Röntgenmarkern. 2nd shows another bite fork 30th which are basically similar to that in 1 shown version is shown here without registration and dental impressions. On a fork-shaped to plate-shaped body 31 is also an extension here 33 integrally formed into a circular plate 35 extended, on which a separately manufactured position marker configuration of the in 2nd shown or similar type can be attached. In this respect, the bite fork shown can also be viewed as a bite-taking part of a more complex bite fork or bite fork arrangement, which also includes at least one sensor part. In addition, the bite fork has 30th smaller molded extensions 37 with breakpoints 37a for inserting x-ray markers.

In der DE 20 2011 105 953 U1 der Anmelderin wird eine Verbesserung der oben beschriebenen Bissgabeln beschrieben, deren Kern in einem zweiteiligen Aufbau besteht.In the DE 20 2011 105 953 U1 the applicant describes an improvement of the bite forks described above, the core of which consists in a two-part construction.

Seit einigen Jahren gewinnt die Erfassung der Zahnoberflächen bzw. insgesamt der Geometrie des Mundinnenraumes von Patienten mittels intraoraler Scanner an Bedeutung. Die mittels solcher Scanner gewonnenen Bilder der Zahnoberflächen bzw. der Mundhöhle sind nicht ohne Weiteres für eine Animation und die Simulation von Bewegungsabläufen des Gebisses brauchbar.For several years, the detection of the tooth surfaces and the overall geometry of the patient's mouth using intraoral scanners has become increasingly important. The images of the tooth surfaces or the oral cavity obtained by means of such scanners are not readily usable for animation and the simulation of movement sequences of the bit.

Bisher vorhandene Bissgabeln sind geeignet, die Relation von extraoralen Scannern und den gemessenen Oberflächen von Zahnmodellen, zu Positionsmesssystemen herzustellen. Die partiellen Zahnflächen, die mit intraoralen 3D-Oberflächenscannern direkt im Mund erfasst werden, können dagegen nicht ohne Weiteres mit Daten von Positionsmesssystemen korreliert werden. Des Weiteren können mit intraoralen Scannern größere Abschnitte des Zahnbogens oder der gesamte Zahnbogen des Ober- oder Unterkiefers nicht mit hoher Genauigkeit erfasst werden, da die jeweils relativ kleinen Zahnflächen erfasst und diese zu einer großen zusammengehörigen Fläche zusammengematcht werden müssen. Hierbei addieren sich Positionsfehler auf.Existing bite forks are suitable for establishing the relationship between extraoral scanners and the measured surfaces of tooth models and position measuring systems. The partial tooth surfaces, which are recorded directly in the mouth with intraoral 3D surface scanners, on the other hand, cannot easily be correlated with data from position measuring systems. Furthermore, larger portions of the dental arch or the entire dental arch of the upper or lower jaw cannot be captured with high accuracy using intraoral scanners, since the respectively relatively small tooth surfaces must be recorded and these must be matched together to form a large, associated surface. Here position errors add up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte Bissgabel bzw. Bissplatte anzugeben, die verbesserte diagnostische Aussagemöglichkeiten, bei Nutzung moderner, aber kostengünstiger Techniken der Dentaldiagnostik bietet. The invention is based on the object of specifying a further developed bite fork or bite plate which offers improved diagnostic information options when using modern but inexpensive techniques of dental diagnostics.

Diese Aufgabe wird durch eine Bissgabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird ein Bissnahme-Set mit den Merkmalen des Anspruchs 5 bereitgestellt. Des Weiteren wird ein System zur Bewegtbild-Darstellung eines Gebisses, welches die Merkmale des Anspruchs 6 aufweist, sowie ein Verfahren zur Darstellung eines Gebisses mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bereitgestellt. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a bite fork with the features of claim 1. Furthermore, a bite registration set is provided with the features of claim 5. Furthermore, a system for displaying moving images of a set of teeth, which has the features of claim 6, and a method for displaying a set of teeth with the features of claim 7 are provided. Appropriate developments of the inventive concept are the subject of the respective dependent claims.

Erfindungsgemäß hat die Bissgabel an der im Wesentlichen geschlossenen Beißfläche Markierungen, welche für einen 3D-Oberflächenscanner erfassbar sind. Unter einen im Wesentlichen geschlossenen Beißfläche wird hier eine solche verstanden, in der allenfalls (in aus dem Stand der Technik bekannter Weise) kleinere Öffnungen zur erleichterten Handhabung des Registriermaterials, aber keine größeren Durchbrüche enthalten sind, die größere Abschnitte des Gebisses freilegen. Die Markierungen sind mit einem gegenüber der Beißfläche kleineren Erfassungsbereich erfassbar und derart ausgebildet und angeordnet, dass sie eine Positionsbestimmung eines im Erfassungsbereich aufgenommenen Scans bezüglich der Gesamterstreckung der Bissgabel ermöglichen. Die vorgeschlagene Bissgabel ist damit zusammen mit einem Scanner mit relativ kleinem Erfassungsbereich, wie etwa in der Zahnmedizin gebräuchlichen intraoralen Scannern, einsetzbar.According to the invention, the bite fork has markings on the essentially closed bite surface, which can be detected by a 3D surface scanner. An essentially closed bite surface is understood here to be one in which, at best (in a manner known from the prior art), there are smaller openings for easier handling of the registration material, but no larger openings which expose larger sections of the bit. The markings can be detected with a detection area that is smaller than the bite area and are designed and arranged in such a way that they enable the position of a scan recorded in the detection area to be determined with respect to the total extent of the bite fork. The proposed bite fork can thus be used together with a scanner with a relatively small detection area, such as intraoral scanners commonly used in dentistry.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Teil der Markierungen als charakteristische einzelne, in der Oberflächenform erfassbare Aus- oder Einformungen, insbesondere als Reihe verschieden geformter Aus- oder Einformungen längs mindestens eines Randbereiches, bevorzugt beider Randbereiche der Bissgabel, oder auch als durchgehende unregelmäßige Umfangsrand-Struktur ausgebildet. Die Markierungen können demnach insbesondere als mit dem Bissgabel-Material stofflich einheitliche An- bzw. Ausformungen gebildet sein, die mit der Ebene der Bissgabel einen kleineren oder größeren Winkel einschließen. Details der Formgestaltung und Anordnung der Markierungen wird der Fachmann in Abstimmung auf den konkreten Typ des eingesetzten Scanners bzw. der Anordnung zur Abbildung der Impressionen im Registriermaterial festlegen. Grundsätzlich ist allerdings diese Referenz auch mit andersartigen Marker-Elementen zu realisieren.According to the invention, at least some of the markings are designed as characteristic individual formations or indentations which can be detected in the surface shape, in particular as a series of differently shaped formations or indentations along at least one edge region, preferably both edge regions of the bite fork, or also as a continuous, irregular peripheral edge structure. The markings can accordingly be formed in particular as integrally formed or molded with the bite fork material, which form a smaller or larger angle with the plane of the bite fork. The person skilled in the art will determine details of the design and arrangement of the markings in coordination with the specific type of scanner used or the arrangement for displaying the impressions in the registration material. Basically, however, this reference can also be realized with different marker elements.

Beispielsweise kann mindestens ein Teil der Markerelemente als farbige oder in ihrer Helligkeit oder durch selbstleuchtende Eigenschaften gegenüber einem üblichen, in der Bissgabel einzusetzenden Registriermaterial kontrastierende Markierungen (nachfolgend auch als Kontrastmarker bezeichnet) ausgestaltet sein. Auch eine Kombination von Differenzierungsmerkmalen ist möglich, also etwa eine Kombination von spezifischen Ein- oder Ausformungen mit markanten Helligkeitsunterschieden (etwa schwarz/weiß) und gegebenenfalls Fa rbkontrasten.For example, at least some of the marker elements can be in the form of colored markings (or markings which contrast in terms of their brightness or self-luminous properties or which contrast with a conventional registration material to be used in the bite fork (hereinafter also referred to as contrast markers). A combination of differentiation features is also possible, for example a combination of specific indentations or shapes with striking differences in brightness (for example black / white) and possibly color contrasts.

In einer bevorzugten Ausführung weist die Bissgabel ein Positionsmarker-Teil zur Gewinnung von mit diesen 3D-Bilddaten zu verknüpfenden „absoluten“ Positionsdaten auf. Anstelle eines Positionsmarker-Teils oder zusätzlich auf einem solchen kann neben dem Aufsteckteil mit einem Positionssensor eine weitere Sensorik vorgesehen sein, die zusätzliche Daten oder Bilder zur Herstellung von qualitativ bzw. ästhetisch verbesserten Dentalprothesen liefern kann. Grundsätzlich ist die Realisierung der Erfindung aber auch bei einer einfachen Bissgabel bzw. -platte ohne jegliche Sensorik möglich.In a preferred embodiment, the bite fork has a position marker part for obtaining “absolute” position data to be linked with these 3D image data. Instead of a position marker part or additionally on such a part, in addition to the plug-on part with a position sensor, a further sensor system can be provided, which can provide additional data or images for producing qualitatively or aesthetically improved dental prostheses. Basically, the implementation of the invention is also possible with a simple bite fork or plate without any sensors.

Eine derartige Bissgabel ermöglicht es, eine Relation zwischen den Bilddaten eines 3D-Oberflächenscanners und den Daten von 3D-Positioniersystemen herzustellen und einerseits hoch aufgelöste Bilder (Scans) einzelner Zähne oder von kleinen Teilbereichen des Gebisses positionsgenau einzuordnen und andererseits durch Zusammensetzung solcher Bilder große Gebissflächen oder den gesamten Zahnbogen mit hoher Genauigkeit abzudecken, um die Oberflächen statisch wie ggfs. auch in Bewegung mit hoher Präzision darstellen zu können. Dies ermöglicht verbesserte diagnostische Aussagen sowie verbesserte Simulationsmöglichkeiten bei Krafteinleitung und Kollisionsüberprüfung bei der Erstellung von Zahnersatz im Bereich Prothetik und Implantologie.Such a bite fork makes it possible to establish a relationship between the image data of a 3D surface scanner and the data of 3D positioning systems and, on the one hand, to classify high-resolution images (scans) of individual teeth or of small partial areas of the dentition precisely and, on the other hand, to combine large dentition areas or by combining such images to cover the entire dental arch with high accuracy in order to be able to represent the surfaces statically and if necessary also in motion with high precision. This enables improved diagnostic statements as well as improved simulation options when force is applied and collision checking when creating dentures in the area of prosthetics and implantology.

In einer weiteren Ausführung umfasst die Bissgabel ein Bissnahme-Teil mit ersten Befestigungsmitteln und ein Positionsmarker-Teil oder Sensorik-Teil mit zu den ersten Befestigungsmitteln passenden zweiten Befestigungsmitteln, welches mit dem Bissnahme-Teil lösbar verbunden ist.In a further embodiment, the bite fork comprises a bite registration part with first fastening means and a position marker part or sensor system part with second fastening means matching the first fastening means, which part is detachably connected to the bite registration part.

Die Ausführung der Bissgabel mit abnehmbarem Positionsmarkerteil bietet zum Einen Handhabungs-Vorteile, weil das eigentliche Bissnahme-Teil weniger sperrig als die vorstehend beschriebenen Bissgabeln ist und auch bei komplexen Bissnahme- und Positionsbestimmungs-Konfigurationen unter Einschluss von Oberkiefer- und Unterkiefer-Komponenten nicht störend wirkt. Insbesondere kann der Positionssensor auf das an den Unterkieferzähnen befestigte Attachment aufgesetzt werden, ohne dass es zu einer räumlichen Kollision zur Bissgabel kommt.The design of the bite fork with a removable position marker part offers handling advantages on the one hand, because the actual bite registration part is less bulky than the bite forks described above and does not interfere with complex bite registration and position determination configurations, including the upper and lower jaw components . In particular, the position sensor can be placed on the attachment attached to the mandibular teeth without there being a spatial collision with the bite fork.

Der vorgeschlagene Aufbau vergrößert insofern die Einsatzmöglichkeiten, als dem Bissname-Teil verschiedene Positionsmarker-Teile unmittelbar hinzugefügt werden können, ohne dass der Materialaufwand und logistische Aufwand der Bereitstellung verschiedenartiger kompletter Bissgabeln betrieben werden muss. The proposed structure increases the possible uses in that various position marker parts can be added directly to the bite name part without the material and logistical effort of providing various complete bite forks having to be operated.

In einer Ausgestaltung dieser Ausführung bilden bzw. umfassen die ersten und zweiten Befestigungsmittel eine erste und zweite Kontaktfläche, die im verbundenen Zustand des Bissnahme-Teils und Positionsmarker-Teils gegeneinander anliegen und somit eine vorbestimmte eindeutige Lage des Positionsmarker-Teils bezüglich des Bissmarker-Teils festlegen.In one embodiment of this embodiment, the first and second fastening means form or comprise a first and a second contact surface which, when the bite-taking part and position marker part are connected, bear against one another and thus define a predetermined, unique position of the position marker part with respect to the bite marker part .

Das vorgeschlagene Bissnahme-Set zur Bildung unterschiedlicher Bissgabeln der oben erläuterten Art zeichnet sich dadurch aus, dass neben einem erfindungsgemäßen Bissnahme-Teil mehrere austauschbare Positionsmarker-Teile, Sensorik-Teile oder sonstige Zusatzteile (z.B. eine Vorrichtung zur Erfassung der Gesichtssymmetrie) mit zu den ersten Befestigungsmitteln (an dem Bissnahme-Teil) passenden zweiten Befestigungsmitteln vorgesehen sind.The proposed bite registration set for forming different bite forks of the type explained above is characterized in that, in addition to a bite registration part according to the invention, several interchangeable position marker parts, sensor parts or other additional parts (for example a device for detecting facial symmetry) are also among the first Fastening means (on the bite registration part) matching second fastening means are provided.

Das gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagene dentaldiagnostische System umfasst neben einer Bissgabel der oben erläuterten Art Registriermaterial zum Füllen der Bissgabel und zur Erzeugung von Impressionen der Zähne des Oberkiefers und/oder Unterkiefers darin beim Halten der Bissgabel zwischen Ober- und Unterkiefer, eine Bissgabel-Bilddatenbasis zur Speicherung eines Bissgabel-Gesamtbildes zumindest der Beißfläche der Bissgabel mit ihren Randbereichen, einschließlich der Markierungen, aber ohne Impressionen, Impressions-Erfassungsmittel zur Erzeugung und Speicherung eines Abbildes und zugehörigen Bilddatensatzes der Impressionen in nur einem Teilabschnitt der Beißfläche sowie der in jenem Teilbereich liegende Markierungen an der Bissgabel und eine Positionszuordnungseinrichtung zur Positionszuordnung des Abbildes des Teilbereiches bezüglich der Gesamterstreckung der Bissgabel aufgrund einer Identifizierung und Positionszuordung der im Abbild des Teilbereiches befindlichen Markierungen, im Vergleich mit dem gespeicherten Bissgabel-Gesamtbild.The dental diagnostic system proposed according to a further aspect of the invention comprises, in addition to a bite fork of the type described above, registration material for filling the bite fork and for producing impressions of the teeth of the upper jaw and / or lower jaw therein while holding the bite fork between the upper and lower jaw, a bite fork. Image database for storing an overall bite fork image of at least the bite surface of the bite fork with its marginal areas, including the markings, but without impressions, impression detection means for generating and storing an image and the associated image data set of the impressions in only a partial section of the bite surface and the one located in that partial area Markings on the bite fork and a position assignment device for position assignment of the image of the partial area with respect to the total extent of the bite fork on the basis of identification and position assignment of the image in the partial area s markings, in comparison with the stored bite fork overall picture.

In einer praktisch bedeutsamen Ausführung umfasst das System weiter eine Bildsyntheseeinrichtung zur Zusammenfügung von Abbildern verschiedener, hinsichtlich ihrer Position vorab zugeordneter Abbilder von Teilbereichen, insbesondere zu einem Zahnoberflächen-Gesamtbild aller durch den Oberkiefer oder Unterkiefer erzeugten Impressionen.In a practically meaningful embodiment, the system further comprises an image synthesis device for assembling images of different images of partial areas which have been pre-assigned with regard to their position, in particular for an overall tooth surface image of all impressions generated by the upper jaw or lower jaw.

In einer weiteren Ausführung ist die Bissgabel mit Positionsmarkerelementen zur Positionsbestimmung in einem Positionsbestimmungssystem versehen, es sind an die Positionsmarkerelemente der Bissgabel angepasste Positionserfassungsmittel zur Positionserfassung der Bissgabel im in den Mund eines Probanden eingesetzten Zustand vorgesehen, und das System umfasst schließlich Positionszuordnungsmittel zur Korrelation des Abbildes der Impressionen mit den Positionsdaten der Bissgabel zur Bereitstellung eines raumkoordinatengetreuen Abbildes der Zahnoberflächen des Teilbereiches oder Zahnoberflächen-Gesamtbildes. In dieser Ausführung leistet das System über die relative Positionszuordnung von Impressionen einzelner Zähne oder von Zahngruppen bezüglich der Gesamterstreckung der Bissgabel hinaus auch eine „absolute“ Positionszuordnung bezüglich eines raumfesten Koordinatensystems, und dies ermöglicht die Zusammenführung der die Zahnoberflächen charakterisierenden Bilddaten beispielsweise mit den Bilddaten von fotografischen Aufnahmen des Gesichts und letztlich auch eine kombinierte Bewegtbild-Darstellung des Gesichts mit den Zahnoberflächen.In a further embodiment, the bite fork is provided with position marker elements for position determination in a position determination system, position detection means adapted to the position marker elements of the bite fork are provided for position detection of the bite fork in the state inserted into the mouth of a subject, and the system finally includes position assignment means for correlating the image of the patient Impressions with the position data of the bite fork to provide a true-to-space image of the tooth surfaces of the partial area or overall tooth surface image. In this version, the system also provides an "absolute" position assignment with respect to a spatially fixed coordinate system in addition to the relative position assignment of impressions of individual teeth or tooth groups with regard to the total extent of the bite fork, and this enables the image data characterizing the tooth surfaces to be combined, for example, with the image data from photographic ones Images of the face and ultimately a combined moving image representation of the face with the tooth surfaces.

In der dentalmedizinischen Praxis werden die Impressions-Erfassungsmittel üblicherweise vom Typ des intraoralen Oberflächenscanners sein; jedenfalls entfaltet die Erfindung ihre Wirkung aber bei Scannern oder anderen Bildaufnahmeeinrichtungen, deren Erfassungsbereich bei sinnvoller Einstellung kleiner (insbesondere viel kleiner) als die Gesamterstreckung der Bissgabel ist. Hierbei kann es sich auch um herkömmliche Digitalkameras beziehungsweise CCD- oder CMOS-Arrays eines in der Robotertechnik genutzten Typs handeln.In dental medicine practice, the impression detection means will usually be of the intraoral surface scanner type; in any case, the invention has its effect on scanners or other image recording devices, the detection area of which, when appropriately set, is smaller (in particular much smaller) than the overall extent of the bite fork. These can also be conventional digital cameras or CCD or CMOS arrays of a type used in robot technology.

Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Darstellung eines Gebisses ergeben sich im Wesentlichen unmittelbar aus den oben erläuterten Systemaspekten der Erfindung und werden daher hier nicht nochmals beschrieben.Features of the method according to the invention for representing a set of teeth result essentially directly from the system aspects of the invention explained above and are therefore not described again here.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

1A und 1B skizzenartige Darstellungen einer bekannten Bissgabel als Draufsicht,
2 eine Darstellung einer bekannten Bissplatte in Draufsicht,
3 eine Darstellung einer auf der Bissplatte nach 2 beruhenden erfindungsgemäßen Bissplatte,
4A bis 4D Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bissgabel, und
5 eine skizzenartige Darstellung einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Systems zur Bewegtbild-Darstellung eines Gebisses.

Advantages and expediencies of the invention also emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the figures. Of these show:

1A and 1B sketch-like representations of a known bite fork as a top view,
2nd a representation of a known bite plate in plan view,
3rd a representation of a on the bite plate 2nd based bite plate according to the invention,
4A to 4D Representations of a further embodiment of the bite fork according to the invention, and
5 a sketch-like representation of an embodiment of a system according to the invention for moving image representation of a set of teeth.

3 zeigt eine Bissgabel 30', die markante Anformungen am Innen- und Außenrand eines Grundkörpers 31' (die in der Figur mit verschiedener Gestalt gezeigt, aber zusammenfassend mit Ziffer 31c' bezeichnet sind) hat. Diese dienen als Markerelemente für eine optische Bilderfassung von Zahn-Impressionen, die beim Halten der Bissgabel im Mund eines Patienten durch die Zähne von dessen Ober- und/oder Unterkiefer erzeugt werden, mittels eines Scanners oder einer Kamera mit relativ kleinem Erfassungsbereich. Unter einem kleinen Erfassungsbereich wird hier ein solcher verstanden, der jedenfalls klein gegenüber der Gesamterstreckung der Bissgabel ist, in dem also insbesondere nur einige wenige Impressionen liegen. Derartige kleine Erfassungsbereiche sind für marktübliche intraorale Scanner typisch, und die erwähnten Markerelemente bzw. Markierungen dienen hier als Referenz für eine Positionszuordung im Rahmen der Bildverarbeitung. 3rd shows a bite fork 30 ' , the distinctive formations on the inside and outside edge of a body 31 ' (those shown in the figure with different shapes, but in summary with numbers 31c ' are designated). These serve as marker elements for an optical image acquisition of tooth impressions, which are generated by the teeth of the upper and / or lower jaw when the bite fork is held in the mouth of a patient, by means of a scanner or a camera with a relatively small detection area. A small detection area is understood here to mean one that is at least small compared to the overall extent of the bite fork, and in which there are in particular only a few impressions. Such small detection areas are typical of commercially available intraoral scanners, and the marker elements or markings mentioned here serve as a reference for a position assignment in the context of image processing.

Die 4A bis 4C zeigen ein Bissnahme-Teil 41 (4A) sowie zwei verschiedene Positionsmarker-Teile 43 (4B) bzw. 45 (4C) einer Bissgabel 40, die Positionsmarkerelemente zur Positionsbestimmung in einem Positionsbestimmungssystem aufweist oder aufnehmen kann und die im Umriss in einer möglichen Konfiguration in 4D gezeigt ist.The 4A to 4C show a bite registration part 41 ( 4A) and two different position marker parts 43 ( 4B) respectively. 45 ( 4C ) a bite fork 40 which has or can include position marker elements for position determination in a position determination system and which is outlined in a possible configuration in 4D is shown.

Das Bissnahme-Teil 41 umfasst einen gabel- bis plattenförmigen Grundkörper 41a, an den ein kurzer klammerartiger Fortsatz 41b angeformt ist, der erste Befestigungsmittel der Bissgabel 40 bildet, die durch Anbringung eines der Positionsmarker-Teile 43 oder 45 gemäß 4B oder 4C gebildet wird. Der Grundkörper 41a des Bissnahme-Teils 41 hat einen unregelmäßig strukturierten Umfangsrand 41e. Die Strukturierung ist so erzeugt, dass jedes Abbild eines Teilbereiches anhand des dort abgebildeten Abschnitts des Umfangsrandes innerhalb der gesamten Beißfläche der Bissgabel exakt lokalisierbar bzw. positionsmäßig zuordenbar ist. Hieraus ergibt sich weiterhin, dass auch die absoluten Raumkoordinaten eines solchen Teilbildes bezüglich des durch einen Positionserfassungssystem festgelegten Koordinatensystems bestimmt werden können; siehe dazu weiter unten.The bite registration part 41 comprises a fork-like to plate-shaped body 41a to which a short bracket-like extension 41b is molded, the first fastener of the bite fork 40 forms by attaching one of the position marker parts 43 or 45 according to 4B or 4C is formed. The basic body 41a of the bite registration part 41 has an irregularly structured peripheral edge 41e . The structuring is generated in such a way that each image of a partial area can be precisely localized or positionally assigned within the entire bite surface of the bite fork using the section of the peripheral edge shown there. It also follows from this that the absolute spatial coordinates of such a partial image can also be determined with respect to the coordinate system defined by a position detection system; see further below.

Beide Positionsmarker-Teile weisen zu den ersten Befestigungsmitteln 41b des Bissnahme-Teils korrespondierende zweite Befestigungsmittel 43b bzw. 45b an einem scheibenförmigen Grundkörper 43a bzw. bogenförmigen Grundkörper 45a auf. Bei der dargestellten Ausführung haben sowohl das Bissnahme-Teil 41 als auch die Positionsmarker-Teile Ausformungen zur Aufnahme von Positionsmarkern, und zwar als Fortsätze 41c bzw. 43c am jeweiligen Grundkörper des Bissnahme-Teils 41 bzw. des Positionsmarker-Teils 43 oder als Einprägungen 45c an den freien Enden des bogenförmigen Grundkörpers 45a des Positionsmarker-Teils 45. In beiden Figuren ist jeweils ein kugelförmiger Röntgenmarker 41f bzw. 43g mit einem Pfeil neben einem der Fortsätze dargestellt, um zu verdeutlichen, dass er dort eingeklipst werden kann. Es ist auch möglich, das Bissnahme-Teil und Positionsmarker-Teil mit fest eingefügten Positionsmarkern herzustellen, wie in 4C den eingegossenen Positionsmarkern 45g.Both position marker parts point to the first fasteners 41b of the bite registration part corresponding second fastening means 43b respectively. 45b on a disk-shaped body 43a or arcuate base body 45a on. In the embodiment shown, both have the bite registration part 41 as well as the position marker parts, formations for receiving position markers, namely as extensions 41c respectively. 43c on the respective base body of the bite registration part 41 or the position marker part 43 or as impressions 45c at the free ends of the arched body 45a of the position marker part 45 . In both figures there is a spherical X-ray marker 41f respectively. 43g shown with an arrow next to one of the extensions to make it clear that it can be clipped in there. It is also possible to manufacture the bite registration part and position marker part with permanently inserted position markers, as in 4C the cast position markers 45g .

Die zweiten Befestigungsmittel 43b bzw. 45b sind ebenfalls klammerartig mit zwei Schenkeln 43d gestaltet, die gemeinsam in die durch die Schenkel der klammerartigen ersten Befestigungsmittel 41b gebildete Ausnehmung am Bissnahme-Teil 41 passen. An den Schenkeln 43d bzw. 45d sind jeweils Fortsätze 43e bzw. 45e angeformt, die als Handhaben zu einem leichten Zusammendrücken der Schenkel zur Einführung in die Befestigungsklammer 41b am Bissnahme-Teil bzw. zur Entnahme aus diesem dienen.The second fastener 43b respectively. 45b are also clip-like with two legs 43d designed together in the through the legs of the bracket-like first fastener 41b formed recess on the bite registration part 41 fit. On the thighs 43d respectively. 45d are extensions 43e respectively. 45e integrally molded as a handle to lightly squeeze the legs for insertion into the mounting bracket 41b on the bite registration part or for removal from it.

Kleine Widerhaken 43f bzw. 45f an den freien Enden der Schenkel 43d bzw. 45d gleiten beim Einsetzen des jeweiligen Positionsmarker-Teils in das Bissnahme-Teil an Stegen 41d vorbei, die an den Außenkanten der Klammer 41b (sich senkrecht zur Ebene der beiden Klammer-Schenkel erstreckend) angeformt sind, und verrasten das jeweilige Positionsmarker-Teil am Bissnahme-Teil, indem sich die Schenkel der zweiten Befestigungsmittel nach Passieren der Stege hinter diesen etwas aufspreizen und somit verankern. Diese Verankerung wird durch das Zusammendrücken der Schenkel mittels der Handhaben 43e bzw. 45e gelöst, und die Widerhaken können zum Entnehmen des Positionsmarker-Teils vom Bissnahme-Teil an den Stegen 41d vorbei wieder zurück gleiten.Small barbs 43f respectively. 45f at the free ends of the legs 43d respectively. 45d slide on ridges when inserting the respective position marker part into the bite registration part 41d past that on the outside edges of the bracket 41b (extending perpendicular to the plane of the two bracket legs), and lock the respective position marker part on the bite-taking part by spreading the legs of the second fastening means behind them a little behind them and thus anchoring them. This anchoring is done by pressing the legs together using the handles 43e respectively. 45e loosened, and the barbs can be used to remove the position marker part from the bite registration part on the webs 41d slide back over again.

5 zeigt als Prinzipskizze wesentliche Teile eines Systems 100 zur Bewegtbild-Erfassung/-Darstellung des Gebisses eines Patienten oder Probanden, welches eine Bissgabel der oben beschriebenen Art umfasst. Eine solche, hier mit Ziffer 101 bezeichnete Bissgabel hat in der dargestellten Systemkonfiguration ein mundäußeres Teil (Positionsmarker-Teil) 103. Das System umfasst eine Positionssignal-Erfassungseinheit 105 und eine Positionsberechnungseinheit 107, die die Positionssignale vom Positionsmarker-Teil 103 der Bissgabel 101 in ihrem mit Registriermaterial befüllten und in den Mund eines Patienten eingesetzten Zustand auswerten. Ergebnis ist ein Positionsdatensatz der Bissgabel, der genau diejenige Position der Bissgabel bezüglich eines raumfesten Koordinatensystems repräsentiert, in dem Impressionen des Unter- und/oder Oberkiefers im Registriermaterial erzeugt wurden. 5 shows a basic sketch of essential parts of a system 100 for moving image detection / display of the teeth of a patient or test subject, which comprises a bite fork of the type described above. One, here with a number 101 bite fork has a mouth part in the system configuration shown (position marker part) 103 . The system comprises a position signal detection unit 105 and a position calculation unit 107 which are the position signals from the position marker part 103 the bite fork 101 evaluate in their state filled with registration material and inserted into a patient's mouth. The result is a position data record of the bite fork, which represents exactly that position of the bite fork with respect to a spatially fixed coordinate system in which impressions of the lower and / or upper jaw were generated in the registration material.

Nach Entnehmen der Bissgabel aus dem Mund des Patienten werden mittels eines Scanners 109 die Impressionen 101a in einem durch den Erfassungsbereich 109a des Scanners festgelegten Teilbereich der Gesamterstreckung der Bissgabel optisch erfasst, und der zugehörige Bilddatensatz wird gespeichert. Er umfasst Bilddaten der (in dieser Figur nicht volltständig dargestellten) Markierungen an den Rändern der Bissgabel, die im Erfassungsbereich 109a liegen. Aus einer Datenbasis 111 wird ein vorab, (zum Beispiel bei der Herstellung der Bissgabel) erzeugter und gespeicherter Bilddatensatz der gesamten Bissgabel (hier auch bezeichnet als Bissgabel-Gesamtbild) in eine Vergleichs-Verarbeitungseinheit 113 geladen und dort einer Vergleichs-Verarbeitung mit dem Bilddatensatz des Erfassungsbereiches 109a unterzogen. Hierbei werden die im Erfassungsbereich liegenden Markierungen als Teilmenge aller an der Bissgabel vorgesehenen Markierungen identifiziert, und aufgrund dieser Identifizierung sind der Erfassungsbereich 109a und mithin die in diesem liegenden Impressionen 101a positionsmäßig präzise bezüglich der Bissgabel 101 zuzuordnen.After removing the bite fork from the patient's mouth, use a scanner 109 the impressions 101a in a through the detection area 109a sub-area of the total extent of the bite fork defined optically by the scanner, and the associated image data record is stored. It comprises image data of the markings (not fully shown in this figure) at the edges of the bite fork, which are in the detection area 109a lie. From a database 111 an image data record of the entire bite fork (also referred to here as the overall bite fork image) generated and stored in advance (for example in the manufacture of the bite fork) in a comparison processing unit 113 loaded and there a comparison processing with the image data record of the detection area 109a subjected. Here, the markings located in the detection area are identified as a subset of all the markings provided on the bite fork, and based on this identification the detection area is 109a and therefore the impressions in it 101a positionally precise with respect to the bite fork 101 assign.

Zusammen mit den zugehörigen (relativen) Positionskoordinaten gelangt das im Erfassungsbereich 109a gewonnene Abbild in eine Gesamtbild-Synthesestufe 115, in der es zusammen mit dem in anderen Teilbereichen durch den Scanner gewonnenen Abbildern (Teilbildern) unter Zugrundelegung der jeweiligen relativen Positionskoordinaten zu einem Gesamtbild der Impressionen in der Bissgabel (hier bezeichnet als Zahnoberflächen-Gesamtbild) verarbeitet wird. Es ist aber darauf hinzuweisen, dass die Erzeugung des Zahnoberflächen-Gesamtbildes optional, also kein notwendiges Merkmal der Minimalkonfiguration des erfindungsgemäßen Systems ist.Together with the associated (relative) position coordinates, this is achieved in the detection area 109a image obtained in an overall image synthesis stage 115 , in which it is processed together with the images obtained by the scanner in other partial areas (partial images) on the basis of the respective relative position coordinates to form an overall image of the impressions in the bite fork (here referred to as the overall tooth surface image). However, it should be pointed out that the generation of the overall tooth surface image is optional, that is to say it is not a necessary feature of the minimum configuration of the system according to the invention.

Sowohl das mit den relativen Positionskoordinaten versehene Teilbild als auch das Zahnoberflachen-Gesamtbild können anhand der in der Positionsberechnungseinheit 107 gewonnenen (absoluten) Positionskoordinaten der Bissgabel auf ein raumfestes Koordinatensystem bezogen werden. In der Figur ist dies für das Zahnoberflächen-Gesamtbild dargestellt, das am Ausgang der Gesamtbild-Synthesestufe 115 bereitgestellt wird. Es wird mit den am Ausgang der Positionsberechnungseinheit 107 bereitstehenden Positionskoordinaten einer zusammenfassenden Verarbeitung in einer Bild/Koordinaten-Zuordnungsstufe 117 unterzogen. Das Ergebnis ist ein absolut koordinatengetreues Zahnoberflächen-Gesamtbild, das in verschiedener, weiter oben kurz angesprochener Weise für Visualisierungen zahnmedizinischer Befunde und Maßnahmen genutzt werden kann.Both the partial image provided with the relative position coordinates and the overall tooth surface image can be calculated using the in the position calculation unit 107 obtained (absolute) position coordinates of the bite fork are related to a fixed coordinate system. This is shown in the figure for the overall tooth surface image, which is at the output of the overall image synthesis stage 115 provided. It is with the at the output of the position calculation unit 107 available position coordinates of a summary processing in an image / coordinate assignment stage 117 subjected. The result is an absolutely co-ordinate overall tooth surface that can be used in various ways, briefly mentioned above, for visualizing dental findings and measures.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The implementation of the invention is not limited to these examples, but is also possible in a variety of modifications that are within the scope of professional action.

Claims

Bite fork (30 '; 40) for taking a bite, in particular with position marker elements (43c, 43g) for determining the position in a position determination system, the bite fork having a substantially closed bite surface and markings (31c'; 41e) on at least one of its edge areas, which are for one 3D surface scan (109) with () a detection area that is smaller than the bite area and can be designed and arranged in such a way that it enables a position of a scan recorded in the detection area to be determined with respect to the total extent of the bite fork, at least some of the markings being characteristic individual, in Forms or indentations that are detectable and distinguishable from the surface shape or colored or in brightness or by means of self-illuminating properties contrasting contrast markers, in particular as a series of different forms or indentations or contrast markers, along at least at least one edge area, preferably both edge areas of the bite fork, is formed.

Bite fork after Claim 1 , wherein at least some of the markings (41e) are designed as irregular structuring of at least one edge area, preferably both edge areas, of the bite fork.

Bite fork according to one of the preceding claims, which has a bite registration part (31 '; 41) with first fastening means (41b) and a position marker part (35; 43; 45) or sensor part with second fastening means (43b ; 45b), which is detachably connected to the bite registration part.

Bite fork after Claim 3 , wherein the first and second fastening means (41b; 43b; 45b) comprise a first and a second contact surface which, when the bite-taking part (41) and position marker part (43; 45) or sensor part are connected, bear against one another and thus one Define predetermined 3D position of the position marker part or sensor part with respect to the bite marker part.

Bite registration set to form different bite forks Claim 3 or 4th , with at least one bite registration part (41) and at least two different position marker parts (43; 45) or sensor parts, each of which is attached to the first fastening means (41b) on the or each bite registration Part (41) have matching second fastening means (43b; 45b).

System for displaying a set of teeth, comprising: a bite fork (30; 40; 101) according to one of the Claims 1 to 4th , Registration material for filling the bite fork and for producing impressions (101a) of the teeth of the upper jaw and / or lower jaw therein when the bite fork is held between the upper and lower jaw, a bite fork image database (111) for storing an overall bite fork image of at least the bite surface of the Bite fork (101) with its edge areas, including the markings (31c '; 41e), but without impressions, impression detection means (109) for generating and storing an image and the associated image data set of the impressions in only a partial section (109a) of the bite surface, and the markings in the partial area on the bite fork and a position allocation device (113) for positional assignment of the image of the partial area with respect to the total extent of the bite fork based on an identification and positional assignment of the markings located in the image of the partial area, in comparison with the stored overall bite fork image.

System according to Claim 6 , further comprising an image synthesis device (115) for assembling images of different images of partial areas (109a) which have been pre-assigned with regard to their position, in particular for an overall tooth surface image of all impressions (101a) generated by the upper or lower jaw.

System according to Claim 6 or 7 , comprising: a bite fork (30 ';40; 101) according to one of the Claims 1 to 4th , which is provided with position marker elements (41c; 41f; 45a; 45g) for position determination in a position determination system, position detection means (105, 107) adapted to the position marker elements of the bite fork for position detection of the bite fork in the state inserted into the mouth of a subject, position assignment means (117) to correlate the image of the impressions with the position data of the bite fork to provide an image of the tooth surfaces of the partial area or overall tooth surface image that is true to the spatial coordinates.

System according to one of the Claims 6 to 8th , wherein the impression detection means (109) are of the intraoral surface scanner type.

A method for displaying a bit, comprising: the provision of a bite fork according to one of the Claims 1 to 4th , the generation of an overall image of at least the bite surface with edge areas of the bite fork and generation and storage of a corresponding bite fork image data set, the filling of the bite fork with registration material and insertion into the mouth of a patient and generation of impressions by the teeth of the upper jaw and / or lower jaw in the Registration material, the generation of an image of the impressions only in a partial area of the bite surface of the bite fork, including markings arranged there, and the generation of a corresponding image data set and a comparative processing of the image data set of the partial area with the stored bite fork image data set and the position assignment of the partial area based on the identification and assignment of the markings in the sub-area.

Procedure according to Claim 10 , comprising the synthesis of an overall tooth surface image of the impressions generated by the teeth of the upper jaw and / or lower jaw by assembling the images of partial areas according to the position on the basis of their respective position assignment with respect to the total extent of the bite fork.

Procedure according to Claim 10 or 11 , wherein the position of the bite fork in the state inserted into the subject's mouth is carried out by position detection means adapted to the position marker elements of the bite fork, and the image of the impressions and the position data of the bite fork are subjected to correlated processing to provide an image of the tooth surfaces that is true to the spatial coordinates.