DE102018100439A1 - Virtuelle 3D-Darstellung des Mundraums - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer sowie eine Vorrichtung zur Wiedergabe dieser Daten einer Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille und ii) einen Monitor, wobei insbesondere der dreidimensionale Eindruck der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf der Brille erreicht wird durch zwei, leicht im Blickwinkel voneinander abweichende Bilder, insbesondere stereoskopische Bilder oder durch eine Projektion von Leuchtpunkten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer sowie eine Vorrichtung zur Wiedergabe dieser Daten einer Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille und ii) einen Monitor, wobei insbesondere der dreidimensionale Eindruck der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf der Brille erreicht wird durch zwei, leicht im Blickwinkel voneinander abweichende Bilder, insbesondere stereoskopische Bilder oder durch eine Projektion von Leuchtpunkten.
  • Moderne dentale Behandlungsverfahren insbesondere Anwendungen in den Bereichen medizinische und ästhetische Zahnheilkunde, Zahnerhaltung, Prothetik und Kieferorthopädie erfordern genaueste Planung und Vorhersage des Verlaufs sowie des Ergebnisses der Behandlung. Nicht nur die Auswahl der besten Behandlungsmethode sowie geeigneter Instrumente und prothetischer oder kieferorthopädischer Bauteile und Elemente, sondern auch die Kommunikation der gewählten Behandlung, deren Vor- und Nachteile, an den Patienten kann dabei optimaler Weise an einem dreidimensionalen Modell durchgeführt werden.
  • Die Fertigung dreidimensionaler Modelle als Repräsentation des menschlichen Mundraumes wird entsprechend schon seit langem praktiziert und wurde zunächst mit Hilfe von Abdrücken aus gehärteter Abdruckmasse, Wachs etc. realisiert. Im Laufe der Digitalisierung kamen hier Systeme zum Scannen des menschlichen Mundraums und der individuellen Zahnsituation hinzu, also der Intraoralscan und 3D-Intraoralscan. Mit neuesten CAD/CAM-Verfahren und 3D-Druck können auf Scandaten basierende dreidimensionale Modelle ausgedruckt werden.
  • Die Ergebnisse solcher Intraoralscans, sowie der darauf basierenden Planung sind heutzutage zumeist den Zahntechnikern und/oder Zahnärzten vorbehalten, die diese für ihre Behandlungsplanung nutzen. Insbesondere ist eine Nutzung der erhaltenen Darstellungen für die Kommunikation der Behandlungsplanung an den Patienten zurzeit nicht gängig, da die Darstellungen hierzu einer weiteren Aufbereitung bedürften und die Präsentation der Modelle auf einem Bildschirm gegenüber der Präsentation eines auf einem Abdruck basierenden realen Modells oder einem Blick in den Spiegel keine Vorteile bietet, insbesondere, wenn die Betrachtung durch Patient und Planer auf einem gemeinsamen Bildschirm stattfindet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es entsprechend die Ergebnisse von Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, insbesondere einer Mundhöhle, bevorzugt im Sinne eines Intraoralscans für die Kommunikation mit dem zu behandelnden Patienten und eine für den Patienten angepasste Darstellung aufzubereiten und nutzbar zu machen. Durch die Darstellung eines (Farb)-Scans des Mundraums des Patienten/der Patientin soll die Planung der Behandlung unterstützt werden sowie dem Patienten die Notwendigkeit einer Behandlung nähergebracht werden und zwar insbesondere dadurch, dass über eine 3D-Präsentation der Patient in seinen eigenen Mundraum eintauchen und diesen in Lebensgröße erleben kann.
  • Bevorzugt im Sinne dieser Erfindung sind dabei kooperative oder kollaborative VR-Systeme, also VR-Systeme, die zur Benutzung durch mehrere Personen/Benutzer ausgelegt sind.
  • Hauptzielstellung ist es dabei, eine dreidimensionale Darstellung als universelle Sprache dazu zu nutzen, Prozesse wiederzugeben, Aufgabenstellungen verständlich zu illustrieren und so Fachgrenzen zu überwinden. Der Behandelnde kann an der unverfälschten Abbildung des Mundraums des Patienten erklären, welche Behandlung er geplant hat und die entsprechenden Maßnahmen und deren Auswirkungen dem Patienten zeigen.
  • Durch diese interaktive 3D-Darstellung und Kommunikation ergibt sich eine signifikante Zeitersparnis bei der Behandlungsplanung und vor allem eine Verbesserung der Patientenzufriedenheit und seine Akzeptanz der Behandlung.
  • Für den Behandelnden selbst werden auf seiner (Programm-)Oberfläche umfangreiche Zusatzinformationen zu Behandlungsmöglichkeiten zu den entsprechenden Defiziten, wie beispielsweise Karies, abgebrochenen Zahnteilen, vorhandenen Füllungen, fehlenden Zähnen, Zahnfleischproblemen, Belägen, Abrasionen und so weiter am Gebiss des Patienten angezeigt. Diese Informationen und eigene Überlegungen des Behandelnden können in die Patientendarstellung übermittelt werden.
  • Der Behandelnde kann zusätzlich die entsprechenden Lösungsmöglichkeiten in die Patientendarstellung übermitteln. Auf Wunsch des Patienten können die Behandlungsschritte visualisiert werden, z.B. anhand von eingeblendeten Kurzvideos oder Bildfolgen, um dem Patienten Angst zu nehmen und/oder seine Akzeptanz gegenüber der Behandlungsmaßnahme sicherzustellen.
  • Die vorstehenden Aufgaben werden gelöst, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 8, zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer. Die vorstehenden Aufgaben werden zudem gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 9 bis 14 und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 15. Bevorzugte Ausführungsformen sind detailliert in der Beschreibung offenbart.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, bevorzugt zur Erzeugung eines Datensatzes einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes, insbesondere einer Aufnahme, zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans, insbesondere eines 3D-Scans, eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Wiedergabe des mindestens einen dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  • Virtuell im Sinne der Erfindung bedeutet computertechnisch simuliert und nicht in Wirklichkeit physisch vorhanden und greifbar.
  • Als virtuelle Realität, kurz VR, wird die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung bezeichnet. Eine Vermischung der virtuellen Realität und der physischen Realität wird gemischte Realität (engl. Mixed Reality, auch Augmented Reality) genannt. Bei einer dreidimensionalen Darstellung als Mixed Reality kann der Benutzer durch das Ausgabegerät, insbesondere Brille, weiterhin die Realität sehen und erhält zusätzlich eine Projektion der dreidimensionalen Darstellung des 3D Modells durch die Wiedergabe zweier leicht im Blickwinkel voneinander abweichender Bilder des dreidimensionalen Modells, insbesondere stereoskopischer Bilder oder durch eine Projektion von Leichtpunkten.
  • Ein virtueller Raum im Sinne der Erfindung ist ein computergenerierter, nur mit technischer Ausrüstung, insbesondere Hardware betretbarer und/oder zu betrachtender dreidimensionaler Raum oder Umgebung.
  • Das virtuelle, dreidimensionale Modell und die virtuelle, dreidimensionale Darstellung basieren erfindungsgemäß auf Scandaten eines Teilbereiches eines menschlichen Kopfes, eines Gesichts oder einer Mundhöhle, wie Zähnen, eines Zahns und/oder der Gingiva, insbesondere ist der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bereitstellung von Scandaten eines Scans eines Teilbereiches eines menschlichen Kopfes, eines Gesichts oder einer Mundhöhle, bevorzugt eines Intraoralscans. Das dreidimensionale Modell besteht dabei aus einem sogenannten Polygonnetz aus Tausenden von Punkten. Alle diese Punkte oder auch Knoten sind durch Linien, sogenannte Kanten miteinander verbunden, wodurch polygonale Formen beziehungsweise Flächen entstehen. Die Zusammenführung all dieser geometrischen Elemente ergibt eine netzartige Struktur, welche die Oberfläche eines Objekts und damit das dreidimensionale Modell darstellt.
  • Ein Scan oder Intraoralscan im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei eine Aufnahme, bevorzugt eine 3D-Aufnahme einer gescannten Oberfläche. Der Scan oder Intraoralscan kann beispielsweise durch eine Stereoaufnahme mit einer Stereokamera erfolgen, wie beispielsweise offenbart in US 201603323560 A1 oder DE 202014009214 U1 .
  • Das virtuelle, dreidimensionale Modell wird bereitgestellt durch Scannen eines Teilbereiches eines menschlichen Kopfes, eines Gesichts oder einer Mundhöhle, alternativ, indem ein physisches Modell-Paar der Mundraumsituation des Oberkiefers und des Unterkiefers sowie deren Relation zueinander oder der Oberkiefer und der Unterkiefer der Mundraumsituation sowie deren Relation zueinander eingescannt beziehungsweise vermessen wird, und anschließend aus den Messdaten mit einer CAD-Software, beispielsweise 3Shape®, DWOS®, ExoCAD®, das virtuelle dreidimensionale Modell erstellt wird. Bevorzugt wird das auf Scandaten basierende virtuelle, dreidimensionale Modell im STL-, VRML-, X3D-, PLY, OBJ, FBX oder 3MF-Format bereitgestellt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell, bevorzugt im STL-, VRML-, X3D-, PLY, OBJ, FBX oder 3MF-Format.
  • Bevorzugt ist ein Verfahren zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell, bevorzugt im STL-, VRML-, X3D-, PLY, OBJ, FBX oder 3MF-Format,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Wiedergabe des mindestens einen dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen zweiten Benutzer.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Scan ein 3D-Scan, bevorzugt ein Scan eines Teilbereiches eines menschlichen Kopfes, insbesondere eines Gesichts, besonders bevorzugt einer Mundhöhle, insbesondere ein 3D-Intraoralscan. Bevorzugt ist der Scan ein Farbscan. Es können aber auch Schwarz-Weiß Scans verwendet werden. Farbscannner sind üblicherweise Laserscanner beziehungsweise LED-Scanner. Ein Intraoralscanner, der 3D Farbaufnahmen bereitstellen kann ist beispielsweise auch die Sirona Cerexc Omnicam, wie offenbart in US 6885464 , US 6813035 , US 7522764 , US 7388678 , US 7801632 , US8062034 und/oder US8111909 .
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der Scan ein Schwarz-Weiß 3D-Scan, bevorzugt ein Scan eines Gesichts, besonders bevorzugt einer Mundhöhle, insbesondere ein 3D-Intraoralscan in Schwarz-Weiß.
  • Das auf den Scandaten basierende virtuelle, dreidimensionale Modell wird erfindungsgemäß zunächst in eine virtuelle Umgebung und/oder einen virtuellen Raum importiert. Die virtuelle Umgebung und/oder der virtuelle Raum kann mit bekannten Programmiersprachen, wie VRML, X3D oder C, C++, C#, bevorzugt unter Verwendung einer entsprechenden Plattform, wie Unity3D, gestaltet werden. Das virtuelle, dreidimensionale Model wird als Datensatz in einen entsprechenden virtuellen Raum importiert.
  • Das virtuelle, dreidimensionale Modell wird weiterhin innerhalb der virtuellen Umgebung und/oder dem virtuellen Raum, an einem Koordinatensystem ausgerichtet und fixiert. Die z-Achse des Koordinatensystems stellt dabei die Höhe des virtuellen Raumes, die x-Achse stellt die Breite und die y-Achse die Tiefe des virtuellen Raumes dar. Das virtuelle dreidimensionale Modell wird innerhalb des virtuellen Raumes an dem Koordinatensystem ausgerichtet und fixiert, wobei die zentrale vertikale Achse durch das virtuelle, dreidimensionale Modell auf der z-Achse liegt und insbesondere die Oberseite des virtuellen, dreidimensionalen Modells, bevorzugt der Oberkiefer, in +z-Richtung und die Unterseite des virtuellen, dreidimensionalen Modells, bevorzugt der Unterkiefer, in -z-Richtung liegt. Das virtuelle dreidimensionale Modell bleibt dabei drehbar, bevorzugt um die z-Achse des virtuellen Raums drehbar, insbesondere so dass eine Betrachtung des virtuellen, dreidimensionalen Modells von allen Seiten, bevorzugt ohne die Unter- und Oberseite des virtuellen, dreidimensionalen Modells, besonders bevorzugt ohne die Unterseite des Unterkiefers und ohne die Oberseite des Oberkiefers möglich ist.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, basierend auf den bereitgestellten Scandaten und dem daraus erstellten virtuellen, dreidimensionalen Modell eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer bereitzustellen.
  • Benutzer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Personen, bevorzugt Personen die im medizinischen Bereich tätig sind und/oder Patienten, insbesondere die, die erfindungsgemäße Darstellung betrachten und/oder damit interagieren, wobei besonders bevorzugt der erste Benutzer ein Patient ist und der zweite Benutzer ein Zahnarzt oder Zahntechniker.
  • Ein auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät (head mounted display = HMD) ist erfindungsgemäß, eine Vorrichtung, die am menschlichen Kopf, insbesondere dem Kopf eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers befestigbar ist, wie ein Projektor und/oder ein Bildschirm, insbesondere eine Brille umfassend mindestens einen Bildschirm und/oder Projektor oder ein um den Kopf befestigbares Band umfassend mindestens einen Bildschirm und/oder Projektor, bevorzugt eine Brille umfassend mindestens einen Bildschirm. Der Bildschirm ist bei einem an einem menschlichen Kopf befestigten visuellen Ausgabegerät in Höhe der Augen und in einem definierten Abstand, bevorzugt weniger als 15 cm, besonders bevorzugt 0,5 cm bis 10 cm von den Augen positioniert und optional arretiert, bevorzugt durch die Bügel der Brille und/oder das Band vor den Augen arretiert. Ein auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät mit Projektor ist beispielsweise offenbart in US 20140320755 A1 .
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät eine Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille.
  • Eine Virtual Reality Brille ist erfindungsgemäß ein auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät, das mindestens einen Bildschirm, bevorzugt zwei Bildschirme aufweist, auf dem/denen ausschließlich virtuelle Inhalte wiedergegeben werden, wie beispielsweise offenbart in US 9274340 B2 .
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei der Virtual Reality Brille der dreidimensionale Eindruck dadurch generiert, dass stereoskopische Bilder wiedergegeben werden. Die stereoskopischen Bilder werden bevorzugt auf einem Bildschirm mit zwei voneinander getrennten Arealen (sogenannter Split Screen) oder durch zwei voneinander getrennten Bildschirmen zur Wiedergabe jeweils eines der beiden stereoskopischen Bilder generiert. Erfindungsgemäße Virtual Reality Brillen sind beispielsweise Oculus Rift, PlayStation VR, HTC Vive, Google Cardboard oder Google Daydream View. Es können aber auch andere Virtual Reality Brillen verwendet werden.
  • Im Sinne der Erfindung sind stereoskopische Bilder, mindestens zwei zweidimensionale Bilder des gleichen Objektes oder der gleichen Umgebung aus mindestens zwei leicht voneinander abweichenden Blickwinkeln. Insbesondere werden stereoskopische Bilder aufgenommen, indem das gleiche Motiv mindestens zwei Mal mit einem Abstand in etwa entsprechend dem mittleren Augenabstand von 65 mm aufgenommen wird, bevorzugt mit einer Stereokamera aufgenommen wird.
  • Eine Mixed Reality Brille und/oder Augmented Reality Brille ist erfindungsgemäß ein auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät mit mindestens einem transparenten, bevorzugt mindestens teiltransparenten Bildschirm, bevorzugt zwei transparenten Bildschirmen, auf dem/denen virtuelle Inhalte wiedergegeben werden und durch den/die der Benutzer die reale Umgebung betrachten kann, wobei insbesondere die virtuellen Inhalte für den Benutzer in der realen Umgebung und/oder im realen Raum erscheinen, wie beispielweise offenbart in US 9285592 .
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei der Mixed Reality Brille der dreidimensionale Eindruck dadurch generiert, dass auf mindestens zwei transparenten Bildschirmen, bevorzugt Wellenleiter-Bildschirmen, bestehend aus mehreren Glasschichten, insbesondere drei Glasschichten, bevorzugt drei gefärbten Glasschichten, besonders bevorzugt einer roten Glasschicht, einer blauen Glasschicht und einer grünen Glasschicht, Licht projiziert wird. So wird das dreidimensionale Objekt, insbesondere das virtuelle, dreidimensionale Modell als Punktewolke durch projizierte Lichtpunkte wiedergegeben. Für den Benutzer erscheint das dreidimensionale Objekt, insbesondere das virtuelle dreidimensionale Modell, in einem Abstand von 0 m bis 1 m, bevorzugt von 0,4 m bis 0,8 m, besonders bevorzugt um 0,6 m zum Benutzer im realen Raum und/oder der realen Umgebung. Ein solches System ist beispielsweise in US 8917453 B2 offenbart. Eine erfindungsgemäße Mixed Reality Brille ist beispielsweise die Hololens von Microsoft und/oder Acer oder Google Glass von Google.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät eine Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille, wobei bevorzugt der dreidimensionale Eindruck generiert wird durch die Wiedergabe zweier, leicht im Blickwinkel voneinander abweichender Bilder des virtuellen, dreidimensionalen Modells, insbesondere stereoskopischen Bildern des virtuellen, dreidimensionalen Modells, bevorzugt des virtuellen, dreidimensionalen Modells im virtuellen Raum, oder durch eine Projektion von Leuchtpunkten.
  • Die Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille kann optional zusätzlich mindestens eine Kamera, bevorzugt mindestens eine Tiefenkamera und/oder mindestens einen Sensor, ausgesucht aus Bewegungssensor, Lagesensor, wie Gyroskop, Accelerometer, Kompass und optional mindestens einen Umgebungslichtsensor und optional mindestens einen Lautsprecher und optional mindestens ein Mikrofon. Die Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille umfasst besonders bevorzugt mindestens eine Benutzerschnittstelle. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille einen Prozessor und optional einen Datenspeicher.
  • Erfindungsgemäße ii) Monitore können alle Bildschirme sein. Bevorzugt sind erfindungsgemäße Monitore Bildschirme von Tablets, Mobiltelefonen und/oder anderen elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, besonders bevorzugt sind Monitore freistehende Bildschirme verbunden mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen.
  • Mit paralleler Wiedergabe im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die voneinander unabhängige Wiedergabe mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens zwei visuellen Ausgabegeräten, bevorzugt i) mindestens einem auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und ii) mindestens einem Monitor zu verstehen. Die Wiedergabe der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung ist voneinander unabhängig, wobei die virtuelle, dreidimensionale Darstellung auf dem mindestens einen auf dem Kopf tragbaren Ausgabegerät und auf dem mindestens einen Monitor voneinander verschieden sein kann, insbesondere der Blickwinkel auf das virtuelle, dreidimensionale Modell auf dem mindestens einen auf dem Kopf tragbaren Ausgabegerät und auf dem mindestens einen Monitor voneinander verschieden sein kann.
  • Zur interaktiven Nutzung und/oder interaktiven Navigation durch einen Benutzer werden bestimmten Befehlen eines Benutzers Änderungen an der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung zugeordnet. Bevorzugt soll erfindungsgemäß ein kooperatives oder kollaboratives VR-System verwendet werden, also ein VR-System, das zur Benutzung durch mehrere Personen/Benutzer ausgelegt ist.
  • Kooperative VR-Systeme werden durch bestimmte Netzwerktopologien, beispielsweise Client/Server-Modelle oder Peer-to-Peer-Architekturen ermöglicht. Die mindestens eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung kann, insbesondere als Datensatz der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens einer elektronische Datenverarbeitungsanlage, insbesondere auf dem Festplattenspeicher mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage die mit mindestens einem visuellen Ausgabegerät verbunden ist und/oder auf einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage, im Folgenden Server genannt, die Funktionalitäten wie Dienstprogramme, Daten oder andere Ressourcen bereitstellt, damit andere elektronische Datenverarbeitungsanlagen darauf zugreifen können, bevorzugt über ein Netzwerk, gespeichert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei virtuelle, dreidimensionale Darstellungen Ia und IIa, basierend auf einem Scan eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, eines Gesichts oder einer Mundhöhle, bevorzugt eines Intraoralscans, insbesondere als zwei Datensätze der zwei virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen auf mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage, insbesondere auf dem Festplattenspeicher mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage und/oder auf einem Server gespeichert.
  • In einer Ausführungsform sind die Daten einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere als Datensatz der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf einem Server gespeichert.
  • Bei Eingabe eines Befehls eines Benutzers, bearbeitet der Server die virtuelle, dreidimensionale Darstellung und speichert die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere als veränderten Datensatz der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, ab. Die veränderte virtuelle, dreidimensionale Darstellung kann dann auf mindestens einem visuellen Ausgabegerät, bevorzugt auf i) mindestens einem auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und ii) mindestens einem Monitor wiedergegeben werden. Hierzu können die visuellen Ausgabegeräte direkt mit dem Server oder über mindestens eine elektronische Datenverarbeitungsanlage mit dem Server verbunden sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die Daten einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere als Datensatz der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage gespeichert.
  • Bei Eingabe eines Befehls eines Benutzers, bearbeitet die elektronische Datenverarbeitungsanlage die virtuelle, dreidimensionale Darstellung und speichert die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere als veränderten Datensatz der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, bevorzugt auf dem Festplattenspeicher der elektronischen Datenverarbeitungsanlage ab. Die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung kann dann auf mindestens einem visuellen Ausgabegerät, bevorzugt auf i) mindestens einem auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und ii) mindestens einem Monitor wiedergegeben werden. Hierzu sind die visuellen Ausgabegeräte direkt mit der elektronischen Datenverarbeitungsanlage verbunden.
  • In einer alternativen Ausführungsform sind zwei, bevorzugt zwei voneinander verschiedenen, besonders bevorzugt voneinander unabhängigen, virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen Ia und IIa, insbesondere als zwei Datensätze von zwei voneinander verschiedenen, besonders bevorzugt voneinander unabhängigen, virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen auf mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage oder Server gespeichert.
  • Bei Eingabe eines Befehls des ersten Benutzers, bearbeitet die elektronische Datenverarbeitungsanlage oder der Server eine erste Ia virtuelle, dreidimensionale Darstellung zur Wiedergabe auf i) einem auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und speichert die veränderte Version Ib der ersten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere als veränderten Datensatz der ersten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, bevorzugt auf dem Festplattenspeicher einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage. Die veränderte erste virtuelle, dreidimensionale Darstellung Ib kann auf mindestens einem visuellen Ausgabegerät, bevorzugt auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät wiedergegeben werden. Bei Eingabe eines Befehls des zweiten Benutzers, bearbeitet die elektronische Datenverarbeitungsanlage oder der Server eine zweite virtuelle, dreidimensionale Darstellung IIa zur Wiedergabe auf ii) dem Monitor und speichert die veränderte Version der zweiten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIb, insbesondere als veränderten Datensatz der zweiten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, bevorzugt auf dem Festplattenspeicher einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage. Die veränderte zweite virtuelle, dreidimensionale Darstellung IIb kann dann auf mindestens einem visuellen Ausgabegerät, bevorzugt auf dem ii) Monitor wiedergegeben werden. Hierzu sind die visuellen Ausgabegeräte mit mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage oder einem Server verbunden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei, bevorzugt zwei voneinander verschiedene, besonders bevorzugt zwei voneinander unabhängige, virtuelle, dreidimensionale Darstellungen Ia und Ib, insbesondere als zwei Datensätze auf mindestens einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage oder Server gespeichert, wobei die Änderungen an einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ia oder IIa, als veränderte Version Ib oder IIb oder als veränderte Versionen Ib und IIb der zwei virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen gespeichert werden können.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind zwei, bevorzugt zwei voneinander verschiedene, besonders bevorzugt zwei voneinander unabhängige, virtuelle, dreidimensionale Darstellungen Ia und Ib, insbesondere als zwei Datensätze von zwei, bevorzugt zwei voneinander verschiedene, besonders bevorzugt zwei voneinander unabhängige, virtuelle, dreidimensionale Darstellungen auf zwei verschiedenen elektronischen Datenverarbeitungsanlagen gespeichert, wobei die Änderungen an einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ia oder IIa, als veränderte Version Ib oder IIb oder als veränderte Versionen Ib und IIb der zwei virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen gespeichert werden können. Zu diesem Zweck sind die elektronischen Datenverarbeitungsanlagen bei dieser Ausführungsform miteinander verbunden und können über die Verbindung Datensätze der veränderten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib oder IIb aneinander übertragen.
  • Besonders bevorzugt sind zwei voneinander unabhängige, virtuelle, dreidimensionale Darstellungen Ia und Ib, insbesondere als zwei Datensätze von zwei, bevorzugt zwei voneinander verschiedene, besonders bevorzugt zwei voneinander unabhängige, virtuelle, dreidimensionale Darstellungen auf zwei verschiedenen elektronischen Datenverarbeitungsanlagen gespeichert, wobei die Änderungen an der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung la, als veränderte Version Ib gespeichert wird und die Änderungen an der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIa, als veränderte Version Ib und IIb gespeichert wird. Zu diesem Zweck sind die elektronischen Datenverarbeitungsanlagen bei dieser Ausführungsform miteinander verbunden und können über die Verbindung Datensätze der veränderten virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib aneinander übertragen. Dies führt dazu, dass die Änderungen an der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ia zur Wiedergabe auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät nur gespeichert werden als veränderte Version Ib und die Änderungen an der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIa zur Wiedergabe auf dem i) Monitor gespeichert werden als veränderte Version Ib und IIb zur Wiedergabe auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und auf dem i) Monitor. Dem ersten Benutzer, insbesondere dem Patienten, kann somit die, durch die eigenen Befehle veränderte Version Ib, der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung und die durch die Befehle des zweiten Benutzers, insbesondere des Zahnarztes oder Zahntechnikers, veränderte Version Ilb des virtuellen, dreidimensionalen Datensatzes auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät wiedergegeben werden, wobei dem zweiten Benutzer nur die durch die eigenen Befehle veränderte Version Ilb des virtuellen, dreidimensionalen Datensatzes auf ii) dem Monitor wiedergegeben wird.
  • Alle erfindungsgemäßen Verbindungen zwischen visuellen Ausgabegeräten, elektronischen Datenverarbeitungsanlagen und/oder Servern können dabei durch Datenkabel, W-LAN, Bluetooth, Ethernet oder andere bekannte Verbindungstypen hergestellt werden. Die visuellen Ausgabegeräte, elektronische Datenverarbeitungsanlagen und/oder Server sind bevorzugt durch Datenkabel, W-LAN, Bluetooth, Ethernet oder andere bekannte Verbindungstypen untereinander verbunden.
  • Die Befehle des Benutzers entsprechen erfindungsgemäß der Eingabe einer Anweisung über mindestens eine Benutzerschnittstelle zur interaktiven Navigation und/oder interaktiven Nutzung, bevorzugt für eine Änderung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung.
  • Erfindungsgemäße Benutzerschnittstellen umfassen eine Tastatur, eine Maus, einen Joystick, ein Mikrofon, eine Kamera und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm, besonders bevorzugt ist die mindestens eine Benutzerschnittstelle ein berührungsempfindlicher Bildschirm, und/oder eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, insbesondere durch die mindestens ein Benutzer, bevorzugt zwei Benutzer, einen Befehl eingeben können und optional mit der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung interagieren können, insbesondere mindestens eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung verändern können.
  • Die Benutzerschnittstellen sind vorzugsweise direkt oder über die visuellen Ausgabegeräte mit der elektronischen Datenverarbeitungsanlage und/oder dem Server verbunden. Die Verbindungen können dabei durch Datenkabel, W-LAN, Bluetooth, Ethernet oder andere bekannte Verbindungstypen hergestellt werden. Die Benutzerschnittstellen sind bevorzugt durch Datenkabel, W-LAN, Bluetooth, Ethernet oder andere bekannte Verbindungstypen mit dem System verbunden.
  • Die Eingabe einer Anweisung kann dementsprechend durch Tastendruck und/oder Berührung der Benutzerschnittstelle, durch Bewegung oder Positionswechsel eines Teils oder der ganzen Benutzerschnittstelle und/oder einem akustischen oder optischen Signal, wie beispielsweise Sprache oder Gesten, insbesondere durch den Benutzer, erfolgen.
  • Eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, umfasst erfindungsgemäß eine Kamera, bevorzugt mindestens eine Tiefenkamera, und/oder mindestens einen Sensor, ausgesucht aus Bewegungssensor, Lagesensor, wie Gyroskop, Accelerometer oder Kompass wobei insbesondere die Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers die Veränderung der Position des Kopfes eines Benutzers über die Sensoren und/oder die Kamera misst und bevorzugt mit den gewonnenen Messwerten eine relative Position des Kopfes eines Benutzers bestimmt. Die Veränderung der Position des Kopfes eines Benutzers wird mit verschiedenen Blickwinkeln auf das virtuelle, dreidimensionale Modell der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung korreliert, so dass der Benutzer, insbesondere der erste Benutzer, mit einen Befehl durch Bewegungen des Kopfes, den Blickwinkel auf das virtuelle, dreidimensionale Modell, insbesondere die virtuelle, dreidimensionale Darstellung, verändern kann, insbesondere um in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung interaktiv zu navigieren.
  • Bevorzugt weist das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen ersten Benutzer eine erste Benutzerschnittstelle, insbesondere eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers und der ii) Monitor zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen zweiten Benutzer eine zweite Benutzerschnittstelle, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm auf.
  • Mit einem Befehl, insbesondere durch die Eingabe einer Anweisung kann ein Benutzer mit der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung interagieren, insbesondere kann ein Benutzer durch einen Befehl, bevorzugt durch Eingabe einer Anweisung zur interaktiven Nutzung die mindestens eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung des virtuellen, dreidimensionalen Modells verändern, besonders bevorzugt zur interaktiven Navigation durch die virtuelle, dreidimensionale Darstellung den Blickwinkel auf das virtuelle, dreidimensionale Modell verändern (Rendering).
  • Der Blickwinkel auf das virtuelle, dreidimensionale Modell auf dem mindestens einen auf dem Kopf tragbaren Ausgabegerät und auf dem mindestens einen Monitor kann durch einen Befehl des ersten und/oder des zweiten Benutzers verändert werden, wobei insbesondere bestimmte Befehle des Benutzers bestimmten Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell zugeordnet sind.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt
    • - Zuordnung von bestimmten Blickwinkeln auf das virtuelle, dreidimensionale Modell zu, durch den ersten oder den zweiten Benutzer über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen zur interaktiven Navigation durch das Modell.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Zuordnung von bestimmten Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell im virtuellen Raum zu durch den ersten oder den zweiten Benutzer über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen zur interaktiven Navigation durch das Modell.
    • - Wiedergabe des mindestens einen dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen zweiten Benutzer.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt
    • - parallele Wiedergabe des dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum als zwei voneinander unabhängige virtuelle, dreidimensionale Darstellungen auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und auf dem ii) Monitor, wobei den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem
      1. i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, Befehle des ersten und des zweiten Benutzers zugeordnet werden, und den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem
      2. ii) Monitor, nur Befehle des zweiten Benutzers zugeordnet werden.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren mindestens die Schritte
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Zuordnung von bestimmten Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell im virtuellen Raum zu durch den ersten oder den zweiten Benutzer über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen zur interaktiven Navigation durch das Modell,
    • - parallele Wiedergabe des dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum als zwei voneinander unabhängige virtuelle, dreidimensionale Darstellungen auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und auf dem ii) Monitor,

    wobei den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem
    1. i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, Befehle des ersten und des zweiten Benutzers zugeordnet werden, und den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem
    2. ii) Monitor, nur Befehle des zweiten Benutzers zugeordnet werden.
  • Bevorzugt wird die erste Benutzerschnittstelle des i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegeräts während der Eingabe einer Anweisung durch den zweiten Benutzer in die zweite Benutzerschnittstelle vorübergehend deaktiviert. Im Sinne der Erfindung bedeutet vorübergehend, dass die erste Benutzerschnittstelle nur so lange deaktiviert wird, wie die zweite Benutzerschnittstelle durch den zweiten Benutzer verwendet wird. Hierzu kann von der zweiten Benutzerschnittstelle bei Eingabe eines Befehls durch den zweiten Benutzer ein Signal ausgegeben werden, welches eine vorübergehende Deaktivierung der ersten Benutzerschnittstelle bewirkt. Das Signal kann von der Benutzerschnittstelle über deren Datenverbindung zu einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage und/oder Server übertragen werden und von dort zur ersten Benutzerschnittstelle gesendet werden, die ebenfalls mit der elektronischen Datenverarbeitungsanlage und/oder dem Server verbunden ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt, wobei das dreidimensionale Modell aufbereitet wird, insbesondere automatisch aufbereitet wird, durch
    • - eine Einteilung in Areale verschiedener Farbwerte oder Graustufen, und
    • - Zuordnung, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank a), dieser Areale aufgrund ihrer Farbwerte oder Graustufen zu verschiedenen Bereichen in der Mundhöhle, bestehend aus verschiedener Materie, bevorzugt ist eine Zuordnung zu Zahnfleischbereich und Zahnbereich,
    • - optional automatische Glättung des äußeren Randbereiches von roten oder dunkleren Arealen, insbesondere der dem Zahnfleischbereich zugeordneten Areale,
    • - optional Anwendung von, auf die verschiedenen Bereiche voreingestellten Glanz- und Transparenzwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank b)
    • - optional Einfärbung der zugeordneten Graustufen-Areale in voreingestellte Farbwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank c).
  • Erfindungsgemäß ist mit Materie ein Bestandteil des menschlichen Mundraums gemeint, wie Zahnfleisch, Zahn und/oder Kieferknochen. Bevorzugt sind in der Datenbank a) rote Areale dem Zahnfleisch zugeordnet und weiße Areale dem Zahnbereich. Alternativ werden dunkle Areale dem Zahnfleisch zugeordnet und helle Areale dem Zahnbereich.
  • Eine Glättung des Randbereiches wird durchgeführt, indem der äußere Rand des roten oder dunklen, insbesondere dem Zahnfleischbereich zugeordneten Areals, in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung an jedem Punkt den gleichen Abstand zur Grenzfläche zum weißen oder hellen, insbesondere dem Zahnbereich zugeordneten Areal, hat. Hierfür können insbesondere nicht gescannte Flächen des Zahnfleischbereiches, mit virtuellen roten oder dunklen Flächen ergänzt werden, bis der äußere Rand des roten oder dunklen, insbesondere dem Zahnfleischbereich zugeordneten Areals, in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung an jedem Punkt den gleichen Abstand zur Grenzfläche zum weißen oder hellen, insbesondere dem Zahnbereich zugeordneten Areal, hat.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform ist der Scan ein Schwarz-Weiß Scan und das Verfahren umfasst die Schritte, wobei das dreidimensionale Modell aufbereitet wird, insbesondere automatisch aufbereitet wird, durch
    • - eine Einteilung in Areale verschiedener Graustufen, und
    • - Zuordnung, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank a), dieser Areale aufgrund ihrer Graustufen zu verschiedenen Bereichen in der Mundhöhle, bestehend aus verschiedener Materie, bevorzugt ist eine Zuordnung zu Zahnfleischbereich und Zahnbereich,
    • - optional automatische Glättung des äußeren Randbereiches von roten oder dunklen Arealen, insbesondere der dem Zahnfleischbereich zugeordneten Areale,
    • - optional Anwendung von, auf die verschiedenen Bereiche voreingestellten Glanz- und Transparenzwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank b)
    • - Einfärbung der zugeordneten Graustufen-Areale in voreingestellte Farbwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank c).
  • In der Datenbank b) sind vorzugsweise bestimmten Bereichen bestimmte Glanz- und Transparenzwerte zugeordnet, insbesondere wobei dem Zahnfleischbereich ein definierter Glanzwert und dem Zahnbereich, insbesondere dem äußeren Rand des Zahnbereichs ein definierter Transparenzwert zugeordnet ist.
  • In der Datenbank c) können bestimmte Grauwerte des Scans bestimmte Farbwerte zugeordnet sein, wobei insbesondere dunkle Grauwerte roten Farbwerten und helle Grauwerte weißen Farbwerten zugeordnet sind.
  • Übliche Farbwerte für Zahnbereich und Zahnfleischbereich werden aus statistischen Farbwertmessungen aus Farb-Intraoralscans entnommen und mit Grauwerten von Schwarz-Weiß Scans des gleichen Areals korreliert und in einer Datenbank c) gespeichert. Optional können übliche Glanz- und Transparenzwerte für Zahnbereich und Zahnfleischbereich aus statistischen Messungen aus Farb-Intraoralscans entnommen und den entsprechenden Arealen korreliert und in einer Datenbank b) gespeichert werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich die Schritte:
    • - Erkennen von definierten Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten im dreidimensionalen Modell,
    • - automatische Markierung der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten,
    • - optional Zuordnung und Anzeige, von möglichen Krankheiten anhand von Farbwert und Form der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d),
    • - optional Zuordnung möglicher Behandlungsarten zu den möglichen Krankheiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d), und Anzeige als Text, Bilderfolge oder Videos mit Behandlungsablauf und optional Speichern der zugeordneten Behandlungsart zur Weiterverarbeitung in anderen Systemen, insbesondere zur Verkaufsorganisation,
    • - optional Anzeigen des Behandlungsablaufs mit Hilfe von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen unter Ausrichten der 3D-Modelle an dem dreidimensionalen Modell im virtuellen Raum,
    • - optional Erstellen einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung des möglichen Endergebnisses nach Behandlungsablauf.
  • Erfindungsgemäß können bestimmte Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten im dreidimensionalen Modell zusammen mit den Daten der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung gespeichert werden. Mit Farbwertveränderungen oder Farbwertauffälligkeiten sind erfindungsgemäß Farbwerte, alternativ Grauwerte, innerhalb eines Areals bezeichnet, die nach Abgleich mit einer Datenbank d) für den dem Areal zugeordneten Bereich nicht und/oder als auffälliger Farbwert eingetragen sind und insbesondere eine Fehlermeldung auslösen, so dass die Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten erkannt und zusammen mit deren Position im virtuellen, dreidimensionalen Modell gespeichert werden.
  • Erfindungsgemäß können übliche Farbwerte für Zahnbereich, Zahnfleischbereich und Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten aus statistischen Farbwertmessungen aus Farb-Intraoralscans entnommen werden und mit gängigen Krankheitsbildern wie beispielsweise Karies, Paradentose, abgebrochenen Zahnteilen, vorhandenen Füllungen, fehlenden Zähnen, Zahnfleischproblemen, Belägen, Abrasionen korreliert und in einer Datenbank d) gespeichert werden.
  • Die Position der auffälligen Farbwerte im virtuellen, dreidimensionalen Modell, werden in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung zur Wiedergabe auf dem ii) Monitor markiert. Bevorzugt wird für die virtuelle, dreidimensionale Darstellung um oder an den Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten im virtuellen, dreidimensionalen Modell, eine farbige Markierung, beispielsweise ein Kreis oder ein Pfeil, angezeigt.
  • Die Datenbank d) kann weiterhin eine Zuordnung von möglichen Krankheiten zu definierten Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten enthalten. Besonders bevorzugt wird für die virtuelle, dreidimensionale Darstellung um oder an den Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten im virtuellen, dreidimensionalen Modell, der Name und optional eine Beschreibung der möglichen Krankheit aus der Datenbank in Textform angezeigt.
  • Die Datenbank d) kann weiterhin eine Zuordnung von möglichen Behandlungsarten zu definierten Krankheiten enthalten. Besonders bevorzugt wird für die virtuelle, dreidimensionale Darstellung um oder an den Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten im virtuellen, dreidimensionalen Modell, eine Behandlungsmöglichkeit aus der Datenbank in Textform, als Bilderfolge oder als Video angezeigt.
  • Der Behandlungsablauf kann bevorzugt mit Hilfe von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen unter Ausrichten der 3D-Modelle an dem dreidimensionalen Modell im virtuellen Raum in der virtuellen dreidimensionalen Darstellung wiedergegeben werden. Die Datenbank d) kann hierzu Daten von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen enthalten.
  • Die angezeigten Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten und/oder Krankheiten und/oder Behandlungsarten und/oder Materialien, Bauteile und Instrumente, Zahnprothesen und Teile von Zahnprothesen können für spätere Verwendungen in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung und/oder gesondert, bevorzugt in Textform, gespeichert werden. So können, basierend auf der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Bestellungen getätigt werden. Beispielsweise können die gespeicherten Daten aus der Datenbank d) Anwendungen, wie ERP-Systemen, oder Schnittstellen zur Verkaufsorganisation zur Weiterbe- und -verarbeitung zur Verfügung gestellt werden.
  • Das Behandlungsziel nach Ablauf der Behandlung kann alternativ als mindestens eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung wiedergegeben werden.
  • Die Datenbanken a) bis d) sind dabei auf dem gleichen Speichermedium wie die mindestens eine virtuelle, dreidimensionale Darstellung, bevorzugt auf dem visuellen Ausgabegerät und/oder der elektronischen Datenverarbeitungsanlage und/oder dem Server gespeichert.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich die Schritte
    • - Zuordnung von über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen des zweiten Benutzers zur interaktiven Nutzung, insbesondere zur Änderung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, bevorzugt zur Änderung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIa, zur Teilung des dreidimensionalen Modells basierend auf einem Intraoralscan in Oberkiefer und Unterkiefer und/oder, Ausschneiden definierter Bereiche, insbesondere einzelner oder mehrerer Zähne aus dem dreidimensionalen Modell basierend auf einem Intraoralscan und optional Rotieren der ausgeschnittenen Bereiche, und/oder Veränderung des Kontrasts, und/oder Vergrößerung mindestens eines Teils des dreidimensionalen Modells oder des gesamten dreidimensionalen Modells, und/oder Änderung der Helligkeit eines Teils des dreidimensionalen Modells oder des gesamten dreidimensionalen Modells, und/oder Einfügen von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen in das dreidimensionale Modell im virtuellen Raum und/oder farbliche Markierung eines Teils des dreidimensionalen Modells oder des gesamten dreidimensionalen Modells.
  • Erfindungsgemäß bedeutet Teilung des dreidimensionalen Modells basierend auf einem Intraoralscan in Oberkiefer und Unterkiefer die unabhängige virtuelle, dreidimensionale Darstellung eines virtuellen, dreidimensionalen Modells des Unterkiefers und/oder Oberkiefers.
  • Bevorzugt wird die, durch die Eingabe von Befehlen des zweiten Benutzers veränderte zweite virtuelle, Darstellung IIb, besonders bevorzugt alle Änderungen der zweiten virtuellen, Darstellung IIa, die nicht den Blickwinkel auf das virtuelle, dreidimensionale Modell betreffen, durch die Eingabe von Befehlen des zweiten Benutzers gespeichert werden als veränderte Version Ib gespeichert und können bevorzugt auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät wiedergegeben werden.
  • Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zeitlich bevorzugt in der folgenden Reihenfolge durchgeführt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nicht alle aufgeführten Schritte aufweisen muss:
    1. 1 Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    2. 2 Aufbereitung des dreidimensionalen Modells, insbesondere automatische Aufbereitung des dreidimensionalen Modells,
    3. 3 Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    4. 4 Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    5. 5 Zuordnung von bestimmten Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell im virtuellen Raum zu durch den ersten oder den zweiten Benutzer über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen zur interaktiven Navigation innerhalb der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung,
    6. 6 Zuordnung von über mindestens eine Benutzerschnittstelle eingebbaren Befehlen des zweiten Benutzers zur interaktiven Nutzung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung
    7. 7 - Erkennen von definierten Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten im dreidimensionalen Modell,
      • - automatische Markierung der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten,
      • - optional Zuordnung und Anzeige, von möglichen Krankheiten anhand von Farbwert und Form der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d),
      • - optional Zuordnung möglicher Behandlungsarten zu den möglichen Krankheiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d), und Anzeige als Text, Bilderfolge oder Videos mit Behandlungsablauf und optional Speichern der zugeordneten Behandlungsart zur Weiterverarbeitung in anderen Systemen, insbesondere zur Verkaufsorganisation,
      • - optional Anzeigen des Behandlungsablaufs mit Hilfe von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen unter Ausrichten der 3D-Modelle an dem dreidimensionalen Modell im virtuellen Raum,
      • - optional Erstellen einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung des möglichen Endergebnisses nach Behandlungsablauf,
    8. 8 Wiedergabe des mindestens einen dreidimensionalen Modells in einem virtuellen Raum auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Wiedergabe mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes, wobei sie mindestens ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät, insbesondere einer Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille ii) einen Monitor, bevorzugt einen berührungsempfindlichen Bildschirm und mindestens einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium umfasst.
  • Der mindestens eine Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium können in mindestens einem visuellen Ausgabegerät ausgesucht aus einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und ii) einem Monitor und/oder als mindestens eine externe elektronische Datenverarbeitungsanlage und/oder als Server vorliegen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium auf, wobei der eine Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium als eine elektronische Datenverarbeitungsanlage vorliegen, insbesondere wobei die visuellen Ausgabegeräte mit der elektrischen Datenverarbeitungsanlage über eine Datenverbindung verbunden sind.
  • In einer alternativen Ausführungsform weist die Vorrichtung zwei Prozessoren und zwei computerlesbare Speichermedien auf, die als zwei elektronische Datenverarbeitungsanlagen vorliegen, insbesondere wobei das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät mit einer ersten elektrischen Datenverarbeitungsanlage und der ii) Monitor mit einer zweiten elektrischen Datenverarbeitungsanlage verbunden sind.
  • Die visuellen Ausgabegeräte sind bevorzugt ausgesucht aus einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät und ii) einem Monitor, insbesondere wobei die visuellen Ausgabegeräte über eine Datenverbindung wie ein Datenkabel oder ein Netzwerk, mit mindestens einer elektrischen Datenverarbeitungsanlage oder einem Server verbunden sind. Die visuellen Ausgabegeräte können direkt oder über mindestens eine elektrische Datenverarbeitungsanlage mit einem Server verbunden sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Benutzerschnittstelle, bevorzugt zwei Benutzerschnittstellen auf, insbesondere eine Tastatur, eine Maus, einen Joystick, ein Mikrofon, eine Kamera und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm, durch die mindestens ein Benutzer, bevorzugt zwei Benutzer, die virtuelle, dreidimensionale Darstellung verändern können, insbesondere mit der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung interagieren können.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Benutzerschnittstelle des i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegeräts eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, insbesondere die eine Interaktion mit der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere die interaktive Navigation innerhalb der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung ermöglicht.
  • Die Benutzerschnittstellen können über eine Datenverbindung, wie ein Datenkabel oder ein Netzwerk, mit den visuellen Ausgabegeräten, der elektrischen Datenverarbeitungsanlage oder dem Server verbunden sein.
  • Die Vorrichtung umfasst besonders bevorzugt als eine erste Benutzerschnittstelle ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät umfassend eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, und als eine zweite Benutzerschnittstelle ii) einen Monitor umfassend einen berührungsempfindlichen Bildschirm.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Benutzerschnittstelle des i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegeräts vorübergehend deaktiviert, sobald eine weitere Benutzerschnittstelle verwendet wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die virtuelle, dreidimensionale Darstellung mindestens auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät erreicht durch zwei, leicht im Blickwinkel voneinander abweichende Bilder, insbesondere stereoskopische Bilder, oder eine Projektion von Leuchtpunkten.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät (2), eine Mixed Reality Brille und der dreidimensionale Eindruck der dreidimensionalen Darstellung wird generiert durch eine Projektion von Leuchtpunkten auf mindestens zwei transparenten Bildschirmen, bevorzugt Wellenleiter-Bildschirmen, bestehend aus mehreren Glasschichten, insbesondere drei Glasschichten, bevorzugt drei gefärbten Glasschichten, besonders bevorzugt einer roten Glasschicht, einer blauen Glasschicht und einer grünen Glasschicht, Licht projiziert wird, insbesondere so dass das dreidimensionale Objekt, insbesondere das virtuelle, dreidimensionale Modell als Punktewolke durch projizierte Lichtpunkte für den Benutzer in einem Abstand von 0 m bis 1 m, bevorzugt von 0,4 m bis 0,8 m, besonders bevorzugt um 0,6 m zum Benutzer im realen Raum und/oder der realen Umgebung erscheint.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf dem computerlesbaren Speichermedium ein Computerprogramm gespeichert, welches Anweisungen enthält zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Wiedergabe der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Benutzerschnittstelle auf, wobei die virtuelle, dreidimensionale Darstellung durch den zweiten Benutzer bei Betätigung der Benutzerschnittstelle interaktiv genutzt werden kann, wobei
    • - das dreidimensionale Modell basierend auf einem Intraoralscan aufgeteilt wird in Oberkiefer und Unterkiefer, und/oder
    • - definierte Bereiche, insbesondere einzelne oder mehrere Zähne aus dem das dreidimensionalen Modell ausgeschnitten werden, und/oder
    • - der Kontrast des dreidimensionalen Modells geändert wird und/oder
    • - mindestens ein Teil des dreidimensionalen Modells oder das gesamte dreidimensionalen Modell vergrößert wird, und/oder
    • - die Helligkeit eines Teils des dreidimensionalen Modells oder des gesamten dreidimensionalen Modells geändert wird, insbesondere zur Verdunkelung von Spiegelungen innerhalb der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, beispielsweise durch Scannen von in der Mundhöhle angesammeltem Speichel, und/oder
    • - 3D-Modelle von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen in das dreidimensionalen Modell eingefügt werden und/oder
    • - ein Teil des dreidimensionalen Modells oder das gesamte dreidimensionale Modell farblich hervorgehoben wird.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine Vorrichtung umfassend ein i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, umfassend mindestens ein Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm, insbesondere ein Computerprogramm, welches Anweisungen enthält zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer
  • Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die über mindestens eine Verbindungsmöglichkeit, bevorzugt einen USB-Anschluss oder eine kabellose Verbindungsmöglichkeit, besonders bevorzugt eine Möglichkeit für eine W-LAN oder Bluetooth Verbindung zu einem Scanner verfügt, insbesondere um eine Verbindung mit einem Scanner, bevorzugt einem 3D-Scanner, insbesondere einem 3D-Intraoralscanner, zwecks Übertragung der Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zu ermöglichen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium und ein darauf gespeichertes Computerprogramm umfasst, wobei das Computerprogramm Anweisungen enthält zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe oder synonym gleichzeitigen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät, zur Betrachtung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells in einen virtuellen Raum,
    • - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum,
    • - Wiedergabe der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (HMD) zur Betrachtung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Bildschirm zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das Computerprogrammprodukt eine Anweisung, welche die Benutzung der Benutzerschnittstelle des i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegeräts vorübergehend deaktiviert, sobald eine weitere Benutzerschnittstelle verwendet wird.
  • Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung näher dar, ohne sie auf die Ausführungsbeispiele zu beschränken.
    • 1: Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung
    • 2a: Lage des Koordinatensystems im virtuellen Raum 9
    • 2b: Virtuelles, dreidimensionales Modell 1 nach Ausrichtung im virtuellen Raum 8 und nach Teilung des dreidimensionalen Modells 1 basierend auf einem Intraoralscan in Oberkiefer und Unterkiefer
    • 3a: Erfindungsgemäße Vorrichtung 0 in einer bevorzugten Ausführung
    • 3b: Erfindungsgemäße Vorrichtung 0 in einer bevorzugten Ausführung
    • 4: Erfindungsgemäße Vorrichtung 0 in einer bevorzugten Ausführung mit kooperativem VR System
  • 1 zeigt den Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung umfassend die Schritte
    • - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell 1,
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 in einen virtuellen Raum 8,
    • - Ausrichten und Fixieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum 9,
    • - Wiedergabe des mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 in einem virtuellen Raum 8 auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät 2 zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einemMonitor 3 zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin erfindungsgemäße Schritte zur Aufarbeitung des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 zur Präsentation für den Patienten sowie Schritte zur Zuordnung bestimmter Befehle der mindestens zwei Benutzer zur Eingabe über eine Benutzerschnittstelle 7 zu verschiedenen virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen, insbesondere zu bestimmten Blickwinkeln auf das virtuelle, dreidimensionale Modell 1 umfassen. Schritte zur Aufarbeitung des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 zur Präsentation für den Patienten können zeitlich vor, aber auch währen der Wiedergabe des mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 in einem virtuellen Raum 8 durchgeführt werden. Schritte zur Zuordnung bestimmter Befehle der mindestens zwei Benutzer zur Eingabe über eine Benutzerschnittstelle 7 zu verschiedenen virtuellen, dreidimensionalen Darstellungen können zeitlich vor der Wiedergabe des mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 in einem virtuellen Raum 8 durchgeführt werden
  • 2a und 2b skizzieren die Schritte
    • - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 in einen virtuellen Raum 8,
    • - Ausrichten und Fixieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum 9.
  • 2b zeigt das Ergebnis der Teilung des dreidimensionalen Modells 1 basierend auf einem Intraoralscan in Oberkiefer und Unterkiefer, wobei nur noch der Unterkiefer als virtuelle, dreidimensionale Darstellung wiedergegeben wird. Die Teilung kann auf einen Befehl, insbesondere Eingabe einer Anweisung, durch einen zweiten Benutzer, insbesondere den Zahnarzt oder Zahntechniker, durch eine Benutzerschnittstelle 7 veranlasst werden, wodurch eine veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIb, als Datensatz abgespeichert wird. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein entsprechender Befehl des zweiten Benutzers der Teilung des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1, insbesondere der veränderten Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf Basis des virtuellen, dreidimensionalen Modells 1 zugeordnet
  • 3a und 3b zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen 0 umfassend mindestens ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät 2, ii) einen Monitor 3 und mindestens einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium 4.
  • Die Vorrichtungen umfassen weiterhin mindestens eine Benutzerschnittstelle 7, bevorzugt zwei Benutzerschnittstellen 7, wobei die erste Benutzerschnittstelle 7 ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät 2 umfassend eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, und als eine zweite Benutzerschnittstelle 7 ii) einen Monitor 3 umfassend einen berührungsempfindlichen Bildschirm, sind.
  • 3a zeigt eine Ausführungsform, in der das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät 2 mittels kabelloser Verbindung 5, umfassend mindestens eine Antenne, bevorzugt zwei Antennen und der ii) Monitor mittels Datenkabel 6 mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage umfassend einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium 4 verbunden sind.
  • 3b zeigt eine Ausführungsform, in der die visuellen Ausgabegeräte 2, 3 beide mittels Datenkabel 6 mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage umfassend einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium 4 verbunden sind.
  • 4 zeigt eine Vorrichtung 0 umfassend ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät 2, ii) einen Monitor 3 und mindestens einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium 4 als zwei elektrische Datenverarbeitungsanlagen. Die zwei elektrischen Datenverarbeitungsanlagen 4 können direkt miteinander oder über einen Server verbunden sein. Die visuellen Ausgabegeräte 2, 3 sind jeweils mit einer elektrischen Datenverarbeitungsanlage 4 verbunden.
  • Durch einen, im erfindungsgemäßen Verfahren zugeordneten, Befehl zur Änderung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIa des zweiten Benutzers, durch Eingabe über den ii) Monitor umfassend einen berührungsempfindlichen Bildschirm 3 als erste Benutzerschnittstelle 7, kann die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung IIb auf dem computerlesbaren Speichermedium der ersten elektronischen Datenverarbeitungsanlage 4 gespeichert werden und an die zweite Datenverarbeitungsanlage übertragen werden, wo sie als veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib gespeichert werden kann.
  • Die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib kann über das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät 2 wiedergegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes des ersten Benutzers als erste Benutzerschnittstelle 7 durch die Eingabe des Befehls durch den zweiten Benutzer vorübergehend deaktiviert.
  • Durch einen Befehl zur Änderung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ia des ersten Benutzers, durch Eingabe über das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät 2 umfassend eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes des ersten Benutzers als erste Benutzerschnittstelle 7 wird bevorzugt eine veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib auf dem computerlesbaren Speichermedium, bevorzugt einem Festplattenspeicher, der zweiten elektronischen Datenverarbeitungsanlage 4 gespeichert, aber nicht an die erste Datenverarbeitungsanlage übertragen. Die veränderte Version der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung Ib kann nur über das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät 2 wiedergegeben werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 0
    Vorrichtung
    1
    virtuelles, dreidimensionales Modell
    2
    i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät
    3
    ii) Monitor
    4
    Prozessor 4a und computerlesbares Speichermedium 4b, (CPU), bevorzugt als elektronische Datenverarbeitungsanlage umfassend einen Festplattenspeicher, und/oder elektronische Datenverarbeitungsanlage (Server), die Funktionalitäten wie Dienstprogramme, Daten oder andere Ressourcen bereitstellt, damit andere elektronische Datenverarbeitungsanlagen darauf zugreifen können
    5
    kabellose Verbindung, umfassend mindestens eine Antenne,
    6
    Verbindung durch Datenkabel
    7
    Benutzerschnittstelle
    8
    virtueller Raum
    9
    Koordinatensystem im virtuellen Raum
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Verfahren zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2), zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens die Schritte umfasst: - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell (1), - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells (1) in einen virtuellen Raum (8), - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells (1) an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum (9), - Wiedergabe des mindestens einen dreidimensionalen Modells (1) in einem virtuellen Raum (8) auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2) zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scan ein 3D-Scan, bevorzugt eines Gesichts ist, besonders bevorzugt einer Mundhöhle, insbesondere ein 3D-Intraoralscan.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät (2) eine Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille ist und/oder ein dreidimensionaler Eindruck der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung generiert wird durch die Wiedergabe zweier, leicht im Blickwinkel voneinander abweichender Bilder des dreidimensionalen Modells (1), insbesondere stereoskopischen Bildern oder durch eine Projektion von Leuchtpunkten.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt umfasst: - Zuordnung von bestimmten Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell (1) im virtuellen Raum (8) zu durch den ersten oder den zweiten Benutzer über mindestens eine Benutzerschnittstelle (7) eingebbaren Befehlen zur interaktiven Navigation innerhalb der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wiedergabe des dreidimensionalen Modells (1) in einem virtuellen Raum (8) als zwei voneinander unabhängige virtuelle, dreidimensionale Darstellungen auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2) und auf dem ii) Monitor (3) erfolgt, wobei den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell (1) in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2), Befehle des ersten und des zweiten Benutzers zugeordnet werden, und den Blickwinkeln auf das dreidimensionale Modell (1) in der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, auf dem ii) Monitor (3), nur Befehle des zweiten Benutzers zugeordnet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dreidimensionale Modell (1) aufbereitet wird, insbesondere automatisch aufbereitet wird, durch - eine Einteilung in Areale verschiedener Farbwerte oder Graustufen, und - Zuordnung, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank a) dieser Areale aufgrund ihrer Farbwerte oder Graustufen zu verschiedenen Bereichen in der Mundhöhle, bestehend aus verschiedener Materie, bevorzugt ist eine Zuordnung zu Zahnfleischbereich und Zahnbereich, - optional automatische Glättung des äußeren Randbereiches von roten oder dunkleren Arealen, insbesondere der dem Zahnfleischbereich zugeordneten Areale, - optional Anwendung von, auf die verschiedenen Bereiche voreingestellten Glanz- und Transparenzwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank b), - optional Einfärbung der zugeordneten Graustufen-Areale in voreingestellte Farbwerte, bevorzugt unter Verwendung einer Datenbank c).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Schritte umfasst: - Erkennen von definierten Farbwertveränderungen und Farbwertauffälligkeiten im dreidimensionalen Modell, - automatische Markierung der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten, - optional Zuordnung und Anzeige, von möglichen Krankheiten anhand von Farbwert und Form der Farbveränderungen und Farbauffälligkeiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d), - optional Zuordnung möglicher Behandlungsarten zu den möglichen Krankheiten, insbesondere unter Verwendung einer Datenbank d), und Anzeige als Text, Bilderfolge oder Videos mit Behandlungsablauf und optional Speichern der zugeordneten Behandlungsart zur Weiterverarbeitung in anderen Systemen, insbesondere zur Verkaufsorganisation, - optional Anzeigen des Behandlungsablaufs mit Hilfe von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen unter Ausrichten der 3D-Modelle an dem dreidimensionalen Modell (1) im virtuellen Raum (8), - optional Erstellen einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung des möglichen Endergebnisses nach Behandlungsablauf.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt umfasst: Zuordnung von über mindestens eine Benutzerschnittstelle (7) eingebbaren Befehlen des zweiten Benutzers zur interaktiven Nutzung der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung - zur Teilung des dreidimensionalen Modells (1) basierend auf einem Intraoralscan in Oberkiefer und Unterkiefer, und/oder - Ausschneiden definierter Bereiche, insbesondere einzelner oder mehrerer Zähne aus dem dreidimensionalen Modell (1) basierend auf einem Intraoralscan und optional rotieren der ausgeschnittenen Bereiche, und/oder - Veränderung des Kontrasts, und/oder - Vergrößerung mindestens eines Teils des dreidimensionalen Modells (1) oder des gesamten dreidimensionalen Modells (1), und/oder - Änderung der Helligkeit eines Teils des dreidimensionalen Modells (1) oder des gesamten dreidimensionalen Modells (1), und/oder - Einfügen von 3D-Modellen von Materialien, Bauteilen und Instrumenten, Zahnprothesen und Teilen von Zahnprothesen in das dreidimensionale Modell (1) im virtuellen Raum (8), und/oder - farbliche Markierung eines Teils des dreidimensionalen Modells (1) oder des gesamten dreidimensionalen Modells (1).
  9. Vorrichtung (0), insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, zur Wiedergabe mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein i) auf dem Kopf tragbares visuelles Ausgabegerät (2), insbesondere einer Virtual Reality-, Augmented Reality- oder Mixed Reality Brille ii) einen Monitor (3), bevorzugt einen berührungsempfindlichen Bildschirm, und mindestens einen Prozessor und ein computerlesbares Speichermedium (4) umfasst.
  10. Vorrichtung (0) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Benutzerschnittstelle (7), bevorzugt zwei Benutzerschnittstellen (7) aufweist, insbesondere eine Tastatur, eine Maus, einen Joystick, ein Mikrofon, eine Kamera und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm, besonders bevorzugt einen berührungsempfindlichen Bildschirm, und/oder eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers, bevorzugt des ersten Benutzers, durch die mindestens ein Benutzer, bevorzugt zwei Benutzer, mit der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung interagieren können.
  11. Vorrichtung (0) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Benutzerschnittstelle (7) durch das i) auf dem Kopf tragbare visuelle Ausgabegerät (2), umfassend eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes eines Benutzers dargestellt wird, welches durch Bewegungen des Kopfes eines ersten Benutzers eine Interaktion mit der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung, insbesondere die interaktive Navigation innerhalb der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung ermöglicht.
  12. Vorrichtung (0) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Benutzerschnittstellen (7) aufweist, wobei die erste Benutzerschnittstelle (7), insbesondere des i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegeräts (2) gesperrt ist, sobald die zweite Benutzerschnittstelle (7) verwendet wird.
  13. Vorrichtung (0) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreidimensionaler Eindruck der virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf dem i) auf dem Kopf tragbaren, visuellen Ausgabegerät (2) erreicht wird, durch zwei, leicht im Blickwinkel voneinander abweichende Bilder, insbesondere stereoskopische Bilder, oder durch eine Projektion von Leuchtpunkten.
  14. Vorrichtung (0) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem computerlesbaren Speichermedium ein Computerprogramm gespeichert ist, welches Anweisungen enthält zur Ausführung eines Verfahrens, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2), zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst: - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell (1), - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells (1) in einen virtuellen Raum (8), - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells (1) an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum (9), - Wiedergabe der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2) zur Betrachtung und interaktiven Navigation durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur Betrachtung und interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
  15. Computerprogrammprodukt, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung (0) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen 9 bis 14, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium und ein darauf gespeichertes Computerprogramm umfasst, wobei das Computerprogramm Anweisungen enthält zur Ausführung eines Verfahrens, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Erzeugung mindestens einer virtuellen, dreidimensionalen Darstellung basierend auf Daten eines Scans eines Teilbereichs des menschlichen Kopfes zur parallelen Wiedergabe auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2), zur Betrachtung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens die Schritte umfasst: - Bereitstellen von Daten eines Scans eines Teilbereiches des menschlichen Kopfes, als ein virtuelles, dreidimensionales Modell (1), - Platzieren des virtuellen, dreidimensionalen Modells (1) in einen virtuellen Raum (8), - Ausrichten und Fixieren des dreidimensionalen Modells (1) an einem Koordinatensystem im virtuellen Raum (9), - Wiedergabe der mindestens einen virtuellen, dreidimensionalen Darstellung auf mindestens einem i) auf dem Kopf tragbaren visuellen Ausgabegerät (2) zur Betrachtung durch einen ersten Benutzer und ii) auf einem Monitor (3) zur interaktiven Nutzung durch einen zweiten Benutzer.
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