DE102019007070A1

DE102019007070A1 - Intraoral dental treatment robot

Info

Publication number: DE102019007070A1
Application number: DE102019007070.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Intraoraler computergesteuerter Roboter zur Zahnbehandlung, der nicht nur im Bereich der chirurgischen Implantologie sondern für jede Art der Zahnbehandlung eingesetzt werden kann und mit dem die Nachteile der extraoralen Anordnung computergesteuerter Roboter zur Zahnbehandlung vermieden werden.Intraoral computer-controlled robot for dental treatment, which can be used not only in the field of surgical implantology but for any type of dental treatment and with which the disadvantages of the extra-oral arrangement of computer-controlled robots for dental treatment are avoided.

Description

Computergesteuerte Roboter zur Zahnbehandlung sind Stand der experimentellen Technik. Nach dem Stand der Technik ist ihre Anwendung auf den Bereich der chirurgischen Implantologie beschränkt. Sie sind nach Daten gesteuert, die zuvor am Patienten mit Oberflächenscan und mit digitaler Volumentopographie (DVT) gewonnen wurden. Nach diesen Daten wird sowohl die Position des Implantatstollens festgelegt, als auch gegebenenfalls die Krone für das Implantat.Computer controlled robots for dental treatment are state of the art. According to the prior art, their use is limited to the area of surgical implantology. They are controlled according to data previously obtained on the patient with surface scan and with digital volume topography (DVT). Based on this data, both the position of the implant stud and, if necessary, the crown for the implant are determined.

Nach dem Stand der Technik sind solche Roboter strikt extraoral angeordnet. Sie sind analog zum behandelnden Zahnarzt konstruiert, den sie ersetzen. Der Roboter ist außerhalb des Patienten. Der Arm des Zahnarztes, der das Winkelstück mit dem rotierenden Instrument in der Hand hält, wird durch einen Gelenkarm des Roboters ersetzt, an dessen Ende das rotierende Instrument befestigt ist.According to the prior art, such robots are arranged strictly extraorally. They are constructed in the same way as the dentist treating them, who they replace. The robot is outside the patient. The dentist's arm holding the contra-angle handpiece with the rotating instrument is replaced by an articulated arm of the robot, at the end of which the rotating instrument is attached.

Die strikt extraorale Anordnung hat den Nachteil, dass Kopfbewegungen des Patienten während der Behandlung mit Orientierungs - und Positionssensoren erkannt und die Programmdaten, nach denen gesteuert wird, sofort entsprechend umgerechnet werden müssen. Wenn das insbesondere bei heftigen unkontrollierten Kopfbewegungen des Patienten nicht zeitgleich oder adäquat geschieht, bedeutet das eine Verletzungsgefahr. Auch sind solche Roboter teuer und ihr Einsatz erfordert einen hohen Personalaufwand. Zudem ist die Präzision beeinträchtigt durch das notwendige Registrieren und Kompensieren von Patientenbewegungen.The strictly extraoral arrangement has the disadvantage that the patient's head movements during treatment with orientation and position sensors are recognized and the program data, according to which control is carried out, must be immediately converted accordingly. If this does not happen simultaneously or adequately, especially in the event of violent uncontrolled head movements of the patient, this means a risk of injury. Such robots are also expensive and their use requires a high level of personnel. In addition, the precision is impaired by the necessary registration and compensation of patient movements.

Für andere Behandlungen als die Vorbereitung und das Setzen von Implantaten gibt es nach dem Stand der Technik solche Roboter nicht. Ein intraoraler Roboter ist in der deutschen Patentanmeldung 10 2018 100 859.7 offenbart. Mit dem dort offenbarten Roboter ist nur das Bohren eines Implantatstollens möglichSuch robots do not exist according to the prior art for treatments other than the preparation and placement of implants. An intraoral robot is in the German patent application 10 2018 100 859.7 disclosed. With the robot disclosed there, it is only possible to drill an implant stud

Aufgabe der Erfindung ist ein intraoraler computergesteuerter Roboter, der nicht nur im Bereich der chirurgischen Implantologie sondern für jede Art der Zahnbehandlung eingesetzt werden kann und mit dem die Nachteile der extraoralen Anordnung vermieden werden.The object of the invention is an intraoral computer-controlled robot which can be used not only in the field of surgical implantology but for any type of dental treatment and with which the disadvantages of the extraoral arrangement are avoided.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem intraoralen Miniroboter mit den Behandlungsinstrumenten auf einem Instrumententräger (1), der an der Außenseite eines verwindungssteifen U-förmig gebogenen Bandes (2) - nachfolgend: „Schiene“ - angeordnet ist, das entlang dem Kiefer (24) an seiner Innenseite (25) mit Abstand (8) von der Zahnreihe bzw. dem Alveolarfortsatz (9) (1,2) an den vorhandenen Zähnen mit Zwingen (15) und am unbezahnten Kiefer mit Schrauben (21) befestigt ist, die wahlweise in den Kieferknochen mit Osteosyntheseschrauben oder in vorhandene Implantate mit Implantat-Prothetikschrauben eingeschraubt werden können (Anspruch 1)The task is solved with an intraoral mini robot with the treatment instruments on an instrument holder ( 1 ) on the outside of a torsionally stiff U-shaped band ( 2nd ) - hereinafter: "splint" - arranged along the jaw ( 24th ) on the inside ( 25th ) with distance ( 8th ) from the row of teeth or the alveolar process ( 9 ) ( 1 , 2nd ) on the existing teeth with clamps ( 15 ) and on the edentulous jaw with screws ( 21st ) that can be screwed into the jawbone with osteosynthesis screws or into existing implants with implant prosthetic screws (Claim 1)

Die Schiene (2) kann ein Normteil sein, dass nicht exakt auf die einzelnen Patienten abgestimmt sein muss. Sie hat zwei Funktionen. Einmal dient sie zur Befestigung und gegebenenfalls die Führung des Instrumententrägers. Dann dient sie dazu, die Zunge vom Operationsbereich abzuhalten.The rail ( 2nd ) can be a standard part that does not have to be exactly tailored to the individual patient. It has two functions. On the one hand, it is used for fastening and, if necessary, for guiding the instrument holder. Then it serves to keep the tongue away from the operating area.

Vorteilhaft ist es, den Instrumententräger (1) in einer Gabel (7) verschiebbar anzuordnen, die an der Schiene (2) befestigt ist (3). (Anspruch 2)It is advantageous to 1 ) in a fork ( 7 ) to be slidably arranged on the rail ( 2nd ) is attached ( 3rd ). (Claim 2)

Für rotierende Instrumente (5) sind auf dem Instrumententräger ein Antriebsaggregat (3) mit einer oder mehreren Führungen (4) mit zwei Funktionen: einmal bildet es das Lager und den rotierenden Antrieb für das rotierende Instrument (5). Dann hat es einen weiteren Antrieb, der den Vorschub des rotierenden Instruments in Achsenrichtung besorgt (Anspruch 3)For rotating instruments ( 5 ) are a drive unit on the instrument holder ( 3rd ) with one or more guides ( 4th ) with two functions: first, it forms the bearing and the rotating drive for the rotating instrument ( 5 ). Then it has a further drive which ensures the advancement of the rotating instrument in the axial direction (claim 3)

Der Antrieb kann auf dem Instrumententräger beweglich angeordnet sein. Beispielsweise auf einem geführt linear beweglichen Schlitten, der selbst wieder auf einem solchen angeordnet ist, der seinerseits quer zur Bewegungsrichtung des ersteren geführt linear beweglich ist (Anspruch 4)The drive can be arranged movably on the instrument carrier. For example, on a guided linearly movable slide, which is itself arranged on a slide which in turn is linearly movable in a direction transverse to the direction of movement of the former (claim 4)

Eine konstante Richtung der Achse des rotierenden Instruments ist nur für Operationen wie das Bohren eines Implantatstollens ausreichend, nicht aber ohne weiteres beispielsweise für die Präparation eines Zahnstumpfes für die Aufnahme einer Krone. Dafür hat der Instrumententräger eine Vorrichtung, mit der die Achse des rotierenden Werkzeugs ausgelenkt wird (Anspruch 5)A constant direction of the axis of the rotating instrument is only sufficient for operations such as drilling an implant lug, but not readily, for example, for the preparation of a tooth stump for receiving a crown. For this purpose, the instrument carrier has a device with which the axis of the rotating tool is deflected (claim 5)

Als Vorrichtung zur Änderung von Position und Achsenrichtung des rotierenden Werkzeugs werden zwei parallele Drehteile mit jeweils einer Führung (4) vorgeschlagen, die jeweils auf Ihrem Drehteil radial verschiebbar angeordnet ist (6) (Anspruch 6).As a device for changing the position and axis direction of the rotating tool, two parallel rotating parts, each with a guide ( 4th ) proposed, which is arranged radially displaceable on your turned part ( 6 ) (Claim 6).

Für das nicht manuelle Wechseln von Instrumenten wird ein Köcher (24) vorgeschlagen. in dem die Instrumente so gelagert sind, dass sie computergestützt aufgenommen und wieder abgelegt werden. Rotierende Instrumente werden im Köcher zweckmäßig so abgelegt, dass ihre Drehachse die Verlängerung der Drehachse des rotierenden Instruments ist, die mit der Auslenkung nach Anspruch 5 erreichbar ist (7) (Anspruch 7)For the non-manual changing of instruments, a case ( 24th ) suggested. in which the instruments are stored in such a way that they can be picked up and put down again with the help of a computer. Rotating instruments are expediently placed in the case so that their axis of rotation is the extension of the axis of rotation of the rotating instrument, which can be reached with the deflection according to claim 5 ( 7 ) (Claim 7)

Für die Positionsänderung des Instrumententrägers entlang der Schiene wird vorgeschlagen, dass an der Schiene eine Laufschiene (10) ist, auf der der Instrumententräger fahrbar bewegt werden kann (Anspruch 8).For changing the position of the instrument carrier along the rail, it is proposed that that a running rail on the rail ( 10th ) on which the instrument holder can be moved in a mobile manner (claim 8).

Als Laufschiene für den Instrumententräger kommt auch die Schiene (2) selbst in Betracht. Ihre vom Kiefer abgewandelte Kante ist dann die Laufschiene (10) (8) (Anspruch 8)
Schiene (2) und Laufschiene (10) müssen die Vertikalkräfte aufnehmen, die bei der Behandlung des Zahns mit dem Instrument entstehen. Wenn die Oberkante der Schiene die Laufschiene ist, geschieht das zweckmäßig mit Unterschnitten (11) (9) (Anspruch 10)The rail also comes as a running rail for the instrument holder ( 2nd ) itself. Your edge modified from the jaw is then the running rail ( 10th ) ( 8th ) (Claim 8)
Rail ( 2nd ) and track ( 10th ) must absorb the vertical forces that arise when treating the tooth with the instrument. If the top edge of the rail is the running rail, this is conveniently done with undercuts ( 11 ) ( 9 ) (Claim 10)

Unproblematisch werden Vertikalkräfte aufgenommen, wenn die Laufschiene mit einem T - Profil (12) an der Seite der Schiene bevorzugt parallel zu ihrer Oberkante angeordnet ist und das Laufwerk (13) des Instrumententrägers das T - Profil umklammert (10) (Anspruch 11)Vertical forces can be absorbed without any problems if the running track has a T-profile ( 12th ) is preferably arranged on the side of the rail parallel to its upper edge and the drive ( 13 ) of the instrument carrier clasps the T-profile ( 10th ) (Claim 11)

Wird auf die Beweglichkeit des Instrumententrägers an der Schiene verzichtet, sind für seine Befestigung an der Schiene einfach und unkompliziert Verschraubungen, für die an der Schiene eine Lochreihe vorgesehen werden kann. (11) (Anspruch 12)If the mobility of the instrument holder on the rail is dispensed with, screw connections are simple and uncomplicated for its attachment to the rail, for which a row of holes can be provided on the rail. ( 11 ) (Claim 12)

Zur passgenauen Befestigung der Zwingen (15) am jeweiligen Zahn wird die Abformung des jeweiligen Zahns in ein Zwischenstück (16) vorgeschlagen, in das der jeweilige Zahn als Hohlform abgeformt ist und das den tragenden Zahn umschließt. (12) (Anspruch 13)For precisely fitting the clamps ( 15 ) the impression of the respective tooth is inserted into an intermediate piece on the respective tooth ( 16 ) proposed, into which the respective tooth is molded as a hollow shape and which encloses the supporting tooth. ( 12th ) (Claim 13)

Um Zähne, die sich zur Zahnwurzel hin verjüngen, mit passgenauen Hohlformen zu umschließen, wird vorgeschlagen, die Zwischenstücke 2-teilig auszuführen, wobei das Material dort, wo die Kauffläche des Zahns in seine Seitenfläche übergeht (17), zu einem Filmscharnier (18) verjüngt werden kann (13) (Anspruch 14)In order to enclose teeth that taper towards the tooth root with precisely fitting hollow shapes, it is proposed to make the intermediate pieces in two parts, the material forming a film hinge (17) where the purchase surface of the tooth merges with its side surface (17). 18th ) can be rejuvenated ( 13 ) (Claim 14)

Das 2-teilige Zwischenstück kann in der Endposition mit einem Riegelblatt (19) fixiert werden (14) (Anspruch 15)The 2-piece intermediate piece can be locked in the end position with a 19th ) be fixed ( 14 ) (Claim 15)

Zur Befestigung der Schiene am unbezahnten Kiefer selbst oder an einem Implantat wird eine Verschraubung vorgeschlagen. Die Widerlager (20) für die Schrauben sind an der Außenseite der Schiene angeordnet. Sind die Widerlager mit der Schiene verschraubt, kann die Lochreihe nach Anspruch 12 benutzt werden. (Anspruch 16)A screw connection is proposed for fastening the splint to the edentulous jaw itself or to an implant. The abutments ( 20th ) for the screws are arranged on the outside of the rail. If the abutment is screwed to the rail, the row of holes can be used according to claim 12. (Claim 16)

Zur genauen Positionierung und zur Aufnahme von Querkräften werden Zwischenstücke (22) zwischen Widerlager und Kiefer vorgeschlagen, deren dem Kiefer zugewandte Hohlform vom Kiefer abgeformt ist (15) (Anspruch 17)Intermediate pieces (for precise positioning and absorption of transverse forces) 22 ) between the abutment and the jaw, whose hollow shape facing the jaw is molded from the jaw ( 15 ) (Claim 17)

Um das Einschieben des Zwischenstücks nach Anspruch 17 zu erleichtern, wird ein keilförmiges Profil des Zwischenstücks und eine entsprechende Neigung der Unterseite des Widerlagers vorgeschlagen (15) (Anspruch 18)In order to facilitate the insertion of the intermediate piece according to claim 17, a wedge-shaped profile of the intermediate piece and a corresponding inclination of the underside of the abutment is proposed ( 15 ) (Claim 18)

Bei den Zwischenstücken nach den Ansprüchen 10-12 und 14-15 wird die Hohlform für Zahn bzw. Kiefer zweckmäßig nach ein gescannten oder mit DVT vorgegebenen Daten gefräst oder mit einem 3D Druckverfahren hergestellt (Anspruch 19)In the intermediate pieces according to claims 10-12 and 14-15, the hollow shape for the tooth or jaw is expediently milled according to a scanned data or data specified with DVT or produced using a 3D printing process (claim 19).

Die erfinderische Vorrichtung zur Zahnbehandlung kann auch zur Vorsorge, Parodontalbehandlung, Diagnose und Reinigung eingesetzt werden. Der Instrumententräger ist dann mit Ultraschall - Spitze und/oder einer Kamera und/oder Polierbürsten und/oder Applikationsspritzen für Pasten ausgestattet. Insbesondere für diese Zwecke kann die Laufschiene nach Anspruch 11 zweckmäßig und es zudem ausreichend sein, die Schiene durch Aufbiß zu fixieren . (16) (Anspruch 20)The inventive device for dental treatment can also be used for prevention, periodontal treatment, diagnosis and cleaning. The instrument holder is then equipped with an ultrasound tip and / or a camera and / or polishing brushes and / or application syringes for pastes. For these purposes in particular, the running rail can be expedient and it can also be sufficient to fix the rail by means of a bite. ( 16 ) (Claim 20)

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 17 genügt es, die Schiene an 3 Stellen mit Metallbügel-Paaren (23) auszustatten, deren Form nach eingescannten oder mit DVT vorgegebenen Daten bestimmt werden. (16) (Anspruch 21)In the device according to claim 17, it is sufficient to provide the rail at 3 points with pairs of metal brackets ( 23 ), the shape of which is determined according to scanned data or data specified with DVT. ( 16 ) (Claim 21)

Da beim Roboter nach der Erfindung mehrere Antriebe auf engem Raum angeordnet werden müssen, empfiehlt es sich. als Antriebsaggregate Mikromotoren oder Druckluftturbinen zu benutzen, die bei Geräten zur Zahnbehandlung Stand der Technik sind. (Anspruch 22).Since several drives have to be arranged in a small space in the robot according to the invention, it is recommended. to use micromotors or compressed air turbines as drive units, which are state of the art in dental treatment devices. (Claim 22).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018100859 [0004]

Claims

Device for dental treatment, characterized in that the instruments for dental treatment are arranged on an instrument carrier (1) on the outside of a torsion-resistant U-shaped band - hereinafter: "splint" (2) - which is approximately on the inside of the jaw constant distance (8) from the existing row of teeth or the alveolar process (9) 1 , 2nd ) and on the existing teeth with clamps (15) and / or on the edentulous jaw with screws and / or on implants with screws or on both jaws by bite, drives of the instruments and / or the instrument carrier being computer-controlled.

Device after Claim 1 , characterized in that the instrument carrier is displaceable in a fork (7) which is fastened to the rail ( 3rd )

Device after Claim 1 , 2, characterized in that a drive unit for the feed as well as for the rotation (3) with one or more guides (4) for rotating instruments (5) is arranged on the instrument carrier (1) ( 4th )

Device after Claim 3 , characterized in that the drive unit (3) is arranged on a movable slide (25) which is linearly guided by means of threaded rods or rack and pinion gear and which is itself linearly movable on such a slide (26) transversely to the direction of movement of the former. ( 5 )

Device after Claim 1 - 4th , characterized in that a device is arranged on the instrument carrier, is controlled with the position and direction of the axis of the rotating instrument.

Device after Claim 5 , characterized in that there are two guides (4) for a rotating instrument (5), which are arranged so as to be radially displaceable on parallel rotating parts (6) ( 6 )

Device after Claim 1 - 6 , characterized in that instruments are kept available in a case (24) where they are stored and taken up again under computer control. ( 7 ).

Device after Claim 7 , characterized in that there is a running rail (10) on the rail on which the instrument carrier can be moved.

Device after Claim 8 , characterized in that the edge of the rail (2) facing away from the jaw is the running rail (10) ( 8th )

Device after Claim 9 , characterized in that the profile of the running rail has undercuts (11) ( 9 )

Device after Claim 8 , characterized in that it is arranged on the outside of the rail and has a T-profile (12) which is clasped by the drive (13) of the instrument carrier ( 10th )

Device after Claim 1 - 7 , characterized in that the rail (2) has holes (14) for screws with which the instrument holder (1) is screwed onto the rail ( 11 )

Device after Claim 1 - 12th , characterized in that an intermediate piece (16) is arranged between the ferrule (15) and the tooth and surrounds the supporting tooth as a hollow shape ( 12th )

Device after Claim 13 , characterized in that the material of the intermediate piece is tapered to a film hinge (18) where the chewing surface of the tooth merges into its lateral surface (17), with which the parts of the intermediate piece are hinged to one another ( 13 )

Device after Claim 14 , characterized in that the parts of the intermediate piece are fixed in the closed end position with a locking leaf (19) ( 14 )

Device after Claim 1 - 15 , characterized in that one or more abutments (20) for the screws are arranged on the outside of the rail, with which the rail is fastened to the jaw with osteosynthesis screws (21) or with screws in implants.

Device after Claim 13 , characterized in that an intermediate piece (22) is arranged between the abutment and the jaw, into which the jaw is molded with a precise fit.

Device after Claim 17 characterized in that the profile of the intermediate piece is wedge-shaped and the underside of the abutment is inclined accordingly ( 15 ).

Device after Claim 13 - 15 and 17th - 18th , characterized in that the hollow shape of the intermediate piece is milled after surface scan or with data specified by DVT or is produced using a 3D printing process

Device after Claim 11 , characterized in that the rail is fixed by bite and the instrument carrier (1) is equipped with an ultrasonic tip and / or a camera and / or polishing brushes and / or application syringes for pastes. ( 16 )

Device after Claim 20 that metal brackets (23) are provided for the bite on the rail, the shape of which is determined on the basis of data scanned in or specified with DVT.

Device after Claim 1 - 20th and, characterized in that drives are compressed air turbines and / or micromotors.