DE19726618A1 - Tooth implantation drilling template - Google Patents

Tooth implantation drilling template

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DE19726618A1
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DE1997126618
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Bernd Dr Ehmke
Peter Grimm
Rainer Schultz
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills
    • A61C1/084—Positioning or guiding, e.g. of drills of implanting tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools

Abstract

Together with the CT-based angle settings, the spatial geometric locations for later drilling are also found as numerical values for the horizontal coordinates crossing the drilling axis at a defined height, and in this way related to the point of reference defined by the CT scan. These angles and values serve as guiding indices for the drill movements based on similar principles and can thus be processed to give a NC program. The template with its plaster mounting plate are held on a magnetic table as fixed on the drill units for both horizontal coordinates and circular guidance. The drill and feed are fixed to a tipping unit which can be turned round an axis passing through coordinates and circular guidance. The drill and feed are fixed to a tipping unit which can be turned round an axis passing through coordinate zero points to obtain an off-vertical drilling line. The whole set-up is arranged on a height adjuster.

Description

Als wichtige Voraussetzung für die Realisierung von Bohrungen für Zahnimplantationen im Kiefer stellt sich die präzise Bestimmung der Positionen und Richtungen dieser Bohrungen dar. Hauptkriterien sind neben kosmetischer Faktoren die gebiß- funktionellen Aspekte und insbesondere die innere Knochenstruktur bzw. Kieferanatomie hinsichtlich der Beachtung von Gefahrenpunkten wie der Verlauf von Nervenbahnen und Blutgefäßen.As an important prerequisite for the implementation of holes for dental implantation The precise determination of the positions and directions of these is established in the jaw In addition to cosmetic factors, the main criteria are functional aspects and in particular the internal bone structure or jaw anatomy with regard to the observation of danger points such as the course of nerve pathways and Blood vessels.

Als modernste Methode zur Beurteilung und Auswertung des vorhandenen Kiefernaufbaues wird die Computertomographie (CT) angewendet. Zugunsten guter Diagnostik wird die Bildebene der Computerdarstellung in Linien des Kiefernbogens gebracht und die Suche bester Bohrungsrichtungen in Winkeln dargestellt. Gegenüber dieser präzisen Fixierung der Sollparameter in Position und Winkelverlauf, fehlt die praktikable Umsetzung in Bezug auf die Halterung, Positionierung und Einstellung aller Sollparameter für die zur weiteren Implantatvorbereitung erforderlichen Bohrlehren in Verbindung mit der Steuerung der erforderlichen Bearbeitungs- (Bohr-) Funktionen.As the most modern method for assessing and evaluating the existing Computed tomography (CT) is used to build up the jaw. In favor of good ones Diagnostics is the image plane of the computer display in lines of the pine arch brought and the search for the best drilling directions shown in angles. Compared to this precise fixation of the target parameters in position and angular course, lacks practical implementation in terms of mounting, positioning and Setting of all target parameters for those required for further implant preparation Drilling jigs in connection with the control of the required machining (drilling) Functions.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch für die Bohrlehren behoben, daß ein Verfahren mit Vorrichtung zur Anwendung kommt, daß folgende Prinzipien beinhaltet:
According to the invention, this disadvantage is eliminated for the drilling jigs by using a method with a device that includes the following principles:

  • - Die Umsetzung aller, in Auswertung der Computertomographie gewonnenen Zielfunktionen in definierte raumgeometrische Größen, die auf die CT und die Schablone verwendete Normalebene und eine Richtungsachse bezogen sind, einen Punkt "B" bestimmen, der dem Bohrangriffspunkt an der Mundschleimhaut entspricht sowie den Richtungsverlauf der Bohrungen bestimmt.- The implementation of all, obtained in evaluation of computed tomography Objective functions in defined spatial geometrical sizes that relate to the CT and the Normal plane used and a direction axis are related, one Determine point "B", which corresponds to the drilling point on the oral mucosa as well as the direction of the holes.
  • - Dabei werden verwendet:
    die horizontalen Koordinaten, die Höhe zwischen der Normalebene und dem Punkt "B", die horizontale Richtung des Bohrverlaufes, der Winkel des Bohrverlaufes in Bezug auf die vertikale Achse und die Tiefe der Bohrung (die Normalebene wurde bereits bei der Fassung des Modells in dem "Aufgipssteller" mit seiner Aufspannebene in Übereinstimmung gebracht).    - The following are used:
    the horizontal coordinates, the height between the normal plane and point "B", the horizontal direction of the drilling process, the angle of the drilling process in relation to the vertical axis and the depth of the bore (the normal plane was already used when the model was set in the " Plastering plate "brought into line with its clamping level).
  • - Diese raumgeometrischen Größen werden als Führungsgrößen in nach gleichen geometrischen Prinzipien angeordneten NC gesteuerten Bewegungseinheiten als Programm verarbeitet, so daß die gesamte bohrtechnische Bearbeitung (der Bohrlehre) für jeweils ein Gebißteil mit der Anzahl der vorgesehenen Implantate erfolgt.- These spatial geometrical variables are used as reference variables in the same Geometric principles arranged as NC controlled movement units  Program processed so that the entire drilling (the Drilling jig) for each bit part with the number of implants provided he follows.
  • - Zur Herstellung exakter Übereinstimmung der Bezugskoordinaten (der Normalebene und Achse) bei der CT-Aufnahme, der Abnahme der Kieferabdrücke und der Einrichtung des Modells auf der Bearbeitungsvorrichtung wird eine optische Visiereinrichtung unter Anwendung von Laserbausteinen eingesetzt, die auf die geometrischen Achsen der Vorrichtung eingestellt ist.- To establish an exact match of the reference coordinates (the normal plane and axis) during the CT scan, the taking of the jaw impressions and the Setting up the model on the processing device becomes an optical Sighting device using laser modules used on the geometric axes of the device is set.

Der Aufbau der Vorrichtung wird an folgendem Ausführungsbeispiel dargestellt und in Erläuterung der Skizze beschrieben.The structure of the device is shown in the following embodiment and in Explanation of the sketch described.

Auf einer gemeinsamen Grundplatte 1 befinden sich die Bewegungseinheiten und die Aufnahme für das Modell 2. Dazu gehören: eine Kreisbewegungseinrichtung 3, ein Kreuztisch 4 für die horizontale Koordinatenbewegung, eine Magnetspannplatte 5. Weiter sind auf der Grundplatte Stative für die Laserbausteine 6 und nicht dargestellte Beobachtungsschirme angeordnet, sowie der Ständer 7 für die Aufnahme der Bearbeitungseinheit. Am Ständer 7 befindet sich die Höhenverstellung 8, die wiederum die Kippverstellung 9 trägt. An einem Arm ist letztlich die Bohreinheit 10 mit Vorschubeinheit 11 befestigt.The movement units and the are on a common base plate 1 Recording for the model 2. These include: a circular movement device 3, a Cross table 4 for the horizontal coordinate movement, a magnetic chuck 5. Next are tripods for the laser modules 6 and not shown on the base plate Observation screens arranged, as well as the stand 7 for receiving the Processing unit. On the stand 7 is the height adjustment 8, which in turn the tilt adjustment 9 carries. Ultimately, the drilling unit 10 is on one arm Feed unit 11 attached.

Entscheidend ist, daß der Drehpunkt des Kreistisches 3 und die Nullstellen der Koordinatentische 4 mit der senkrechten Achse 12 übereinstimmen; analog die Nullstelle der Höhenverstellung 8 und der Drehpunkt der Kippverstellung 9 mit der Achse 13, die Bearbeitungsachse 14 mit der Achse der Bohreinheit und die optischen Achsen der Visiereinrichtung mit den Lasern 6, wobei alle Achsen durch einen gemeinsamen Punkt B verlaufen.It is crucial that the pivot point of the circular table 3 and the zeros of the Coordinate tables 4 coincide with the vertical axis 12; analog the zero the height adjustment 8 and the pivot point of the tilt adjustment 9 with the axis 13, the Machining axis 14 with the axis of the drilling unit and the optical axes of the Sighting device with the lasers 6, with all axes through a common point B run.

Neben den vorgenannten Prinzipien des Verfahrens wird die Anwendung und der Ablauf des Verfahrens wie folgt beschrieben:In addition to the aforementioned principles of the procedure, the application and the procedure described the procedure as follows:

1. Vorhandene Voraussetzungen1. Existing requirements

Zur reproduzierbaren Bestimmung der raumgeometrischen Lage bei allen Schriften, der tomographischen Aufnahme, der Herstellung der CT-Schablone und der Bohrlehre, sowie für die Bestimmung aller Parameter der Geometrie, wird in der Computerauswertung eine "Normalebene" oder "Bezugsebene" mit einer Mittelachse und zwei auf dieser liegenden Punkten A und A1 verwendet, wobei diese Punkte als Hülsen (die senkrecht zur Normalebene stehen) in der CT-Schablone eingebracht sind.For the reproducible determination of the spatial geometrical position in all writings, the tomographic recording, the production of the CT template and the drilling jig, as well as for the determination of all parameters of the geometry, a "normal plane" or "reference plane" with a central axis and two is used in the computer evaluation points A and A 1 lying on this are used, these points being introduced as sleeves (which are perpendicular to the normal plane) in the CT template.

Das vorbereitete Modell ist parallel zu den Ebenen:
Normalebene und Auflagefläche der Fassung (Aufgipssteller) sind definiert (eingegipst). Die Hülsen sind die Bezugspunkte und Bezugsrichtung.The prepared model is parallel to the levels:
The normal plane and the contact surface of the socket (plaster plate) are defined (plastered). The sleeves are the reference points and reference direction.

2. Die in der Computerauswertung ermittelten Parameter2. The parameters determined in the computer evaluation

  • - die Koordinaten zwischen dem Punkt A und dem jeweiligen Punkt B,- the coordinates between point A and the respective point B,
  • - die Höhe zwischen der Normalebene und dem Punkt B,- the height between the normal plane and point B,
  • - die Winkel des Bohrverlaufes und die Tiefe der Bohrung- The angle of the drilling process and the depth of the hole

werden protokollarisch festgehalten bzw. auf einen Datenträger gespeichert. Alle Parameter sind in ihrer Richtung (Vorzeichen) zu bestimmen.are recorded in a log or saved on a data carrier. All Parameters are to be determined in their direction (sign).

3. Einrichtung des Modells auf der Bearbeitungsvorrichtung3. Setup of the model on the processing device

Alle Bewegungseinheiten der Vorrichtung sind auf Nullposition gefahren. Die Richtung einer Koordinate des Kreuztisches ist dabei mit einer Visierachse identisch sowie steht rechtwinklig zur horizontalen Achse der Kippvorrichtung.All movement units of the device have moved to the zero position. The direction a coordinate of the cross table is identical with a sighting axis and stands perpendicular to the horizontal axis of the tilting device.

Das Modell wird auf die Halterung gelegt. Durch Verschieben wird mit Hilfe der Visiereinrichtung die Lage des Punktes A auf den Achspunkt B sowie die Richtung der Bezugsmittellinie in die optische Richtung der Visiereinrichtung gebracht. Zweckmäßigerweise geschieht das mit Hilfe eines in 45°-Position angeordneten Spiegels auf zwei Stiften, die in die Hülsen A und A1 gebracht werden.The model is placed on the holder. The position of point A is brought to axis point B and the direction of the reference center line is brought into the optical direction of the sighting device with the aid of the sighting device. This is expediently done with the aid of a mirror arranged in the 45 ° position on two pins which are brought into the sleeves A and A 1 .

Der Werkzeugvorschub wird in manueller Ansteuerung bis auf den Berührungspunkt der Werkzeugspitze mit dem Punkt B gefahren, diese Position als Nullstellung definiert und der Vorschub wieder zurückgefahren. Die justierte Lageposition wird fixiert.The tool feed is controlled manually up to the point of contact the tool tip with point B, this position is defined as zero position and the feed moved back again. The adjusted position is fixed.

4. Bearbeitung4. Processing

Die Steuereinheit wird mit sämtlichen Daten der erforderlichen Parameter belegt. Handtastatur-Eingabe oder Einschub des Datenträgers.The control unit is populated with all data of the required parameters. Manual keyboard entry or insertion of the data carrier.

Das Programm wird gestartet, wobei zwischen zwei Arten gewählt werden kann:
The program is started and you can choose between two types:

  • 1. Durchlauf aller Bohrungen1. Run through all holes
  • 2. Schrittbetrieb mit Stop zwischen den einzelnen Bohrungen (Kontrollmöglichkeit).2. Step operation with stop between the individual holes (control option).

Mit diesem Verfahren wird die Bearbeitungstechnik auf den notwendigen Stand modernisiert, wobei Einstellung aller für die Bohrlehrentechnik in der Implantologie erforderlichen Parameter erst ermöglicht wird. Das Entstehen von Fehlern in der diffizilen Umsetzung raumgeometrischer Ordnungen in den Arbeitsstufen wird vermieden.With this process, the processing technology is at the necessary level modernized, setting everyone for drilling jig technology in implantology necessary parameters is made possible. The emergence of errors in the difficult implementation of spatial geometric orders in the work stages avoided.

Claims (3)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlehren für Zahnimplantationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der computertechnischen Auswertung von tomographischen Aufnahmen (CT) neben der Winkelstellung auch die raumgeometrischen Orte für die zukünftige Bohrung in Form von numerischen Größen für die horizontalen Koordinaten bestimmt werden, die in einer bestimmten Höhe die Achse des Bohrverlaufes kreuzen und auf den in der CT fixierten Bezugspunkt und eine Richtungsnormale bezogen sind. Diese Größen und Winkel für die Bohrung werden als Führungsgrößen in nach gleichen geometrischen Prinzipien angeordneten Bewegungseinheiten mit Bohreinheit mit numerischer Steuerung als Programm verarbeitet.1. The method and device for producing drilling jigs for dental implantations according to claim 1, characterized in that with the computer-technical evaluation of tomographic images (CT) in addition to the angular position also determines the spatial locations for the future drilling in the form of numerical quantities for the horizontal coordinates that intersect the axis of the drilling process at a certain height and are related to the reference point fixed in the CT and a direction standard. These sizes and angles for the drilling are processed as command values in movement units arranged according to the same geometric principles with drilling unit with numerical control as a program. 2. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlehren für Zahnimplantationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bearbeitende Bohrlehre mit ihrer Fassung, zum Beispiel Aufgipssteller vorzugsweise auf einem Magnettisch gehalten wird, der auf den Bewegungseinheiten für die horizontalen Koordinaten einschließlich einer Kreisführung für die Einstellung der horizontalen Bohrrichtung befestigt ist und die Bohreinheit mit Vorschubeinheit auf einer Kippeinheit befestigt ist, die zur Realisierung eines zur Senkrechten abweichenden Bohrverlaufes um eine Achse gedreht wird, die durch den Nullpunkt aller Koordinaten verläuft. Dieses System ist wiederum auf einer Höhenverstellung angeordnet.2. Method and device for producing drilling jigs for dental implantations according to claim 1, characterized in that the drilling jig to be machined with its socket, for example a plastering plate is preferably held on a magnetic table on the Movement units for the horizontal coordinates including one Circular guide for setting the horizontal drilling direction is attached and the Drilling unit with feed unit is attached to a tilting unit, which is used for Realization of a drilling course deviating from the vertical around an axis is rotated, which runs through the zero point of all coordinates. This System is in turn arranged on a height adjustment. 3. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlehren für Zahnimplantationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung exakter Übereinstimmung der raumgeometrischen Orte zwischen den Gebißabdrücken, der computertomographischen Aufnahme und der Bearbeitungsvorrichtung eine optische Visiereinheit, die unter Nutzung der markierten Bezugspunkte die Ausrichtung der zu bearbeitenden Bohrlehre in den Nullpositionen auf die Mittelachse der Vorrichtung und eine Koordinate ermöglicht.3. Method and device for producing drilling jigs for dental implantations according to claim 1, characterized in that to achieve exact agreement of the spatial geometrical locations between the dentures, the computed tomography and the Processing device an optical sighting unit, which using the marked reference points the orientation of the drilling jig to be machined in the Allows zero positions on the central axis of the device and a coordinate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19936682C1 (en) * 1999-08-04 2001-05-10 Luis Schuster Process for the production of an endoprosthesis as a joint replacement for knee joints
US6510334B1 (en) 2000-11-14 2003-01-21 Luis Schuster Method of producing an endoprosthesis as a joint substitute for a knee joint
DE102005024561A1 (en) * 2005-05-28 2006-11-30 Mathias Kordisch Device and method for manufacture of dimensionally accurate holes in implant templates entails making hole in exactly measured position, by which patient is spared from pain, paralyses are avoided and healing processes accelerated

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