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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Position von
Bohrhülsen
in Bohrschablonen, die im Bereich der Zahnimplantation Verwendung
finden und dazu dienen, einen Bohrer zu führen, der dazu verwendet wird,
in den Kieferknochen eines Patienten Bohrungen einzubringen, um
dort Implantate zu verankern.
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Bohrschablonen
der hier angesprochenen Art werden in der Regel auf folgende Weise
hergestellt: Zunächst
erstellt ein Zahnarzt einen Abdruck eines Patientenkiefers. Der
Abdruck wird dazu verwendet, ein Gipsmodell zur Erstellung einer
Bissschiene herzustellen. Diese trägt der Patient bei einer computertomographischen
Erfassung seines Kiefers, die dazu dient, eine dreidimensionale
Implantatsplanung durchzuführen.
Damit eine Rückübertragung der
Planung auf den Patienten ermöglicht
wird, enthält
die Bohrschablone typischerweise Registriermarkierungen. Bei dieser
Planung wird sichergestellt, dass die Implantate so im Kieferknochen
angeordnet werden, dass bei der Einbringung der erforderlichen Bohrungen
für die
Implantate keine Nerven geschädigt
werden oder eine Perforation der Nasennebenhöhlen erfolgt. Nach Festlegung
des Verlaufs und der Anordnung der Bohrkanäle sowie der Bohrtiefe im Kieferknochen
werden in die Bissschiene Bohrhülsen eingebracht,
die vorzugsweise aus Titan bestehen und so angeordnet sind, dass
sie der Führung
eines Bohrers dienen können,
mit dessen Hilfe die geplanten Bohrkanäle in den Kiefer eingebracht
werden. Dabei dient die Winkelanordnung der Bohrhülsen dazu,
den Bohrkanal in der gewünschten
Ausrichtung in den Kieferknochen einbringen zu können. Die Bohrtiefe wird durch
den als Anschlag für
den Bohrer dienende Rand der Bohrhül se festgelegt, der deren Einlass
umgibt, in den später
ein Bohrer eingeführt
wird.
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Die
mit den Bohrhülsen
versehene Bissschiene, die nun als Bohrschablone dient, wird einem Patienten
eingesetzt, der ein oder mehrere Implantate erhalten soll. Die in
der Bissschiene beziehungsweise Bohrschablone fest eingebrachten
Bohrhülsen dienen
dem Arzt nun als mechanische Führung
und als Anschlag für
einen Bohrer, mit dem Löcher
in den Kiefer eingebracht werden, die der Aufnahme von Implantaten
dienen.
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Es
hat sich herausgestellt, dass bei der Einbringung von Bohrhülsen in
die Bissschiene also bei der Herstellung der Bohrschablone Abweichungen zur
Planung bezüglich
der Lage der Bohrhülsen
auftreten können,
z.B. durch menschliche Bedienungsfehler. Außerdem können die Bohrhülsen in
axialer Richtung falsch in die als Bohrschablone dienende Bissschiene
eingebracht werden. Grobe Fehler vermag der Arzt möglicherweise
anhand der Anordnung der Bohrhülsen
und eines Vergleichs mit den mittels Computertomographie erstellten
Bilder feststellen. Sicher können
aber auf diese Weise nicht alle Fehler erfasst werden, so dass Patienten
insofern gefährdet sind,
als die Orientierung der in den Kiefer eingebrachten Bohrungen für die Implantate
und die Tiefe der Bohrungen manchmal falsch vorherbestimmt sind.
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Nachfolgend
sind mit „Lage" jeweils im Bezug
auf ein definiertes Koordinatensystem die im Folgenden als Lageparameter
bezeichneten Parameterwerte der 6 Freiheitsgrade eines starren Objektes
im dreidimensionalen Raum gemeint.
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Bei
einer rotationssymmetrischen Hülse
wird die Lage entsprechend durch 5 Parameter eindeutig beschrieben.
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Ein
abgeleiteter Lageparameter entsteht durch Umrechnung aus Parameterwerten
eines anderen Koordinatensystem oder durch Projektion der Parameterwerte
in ein neues Koordinatensystem.
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Synonym
für Lageparameter
bzw. für
eine Untermenge der Lageparameter werden hier die Begriffe „Winkel-
und/oder Axialposition" verwendet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur einfachen Kontrolle
der Position von in eine Bohrschablone eingesetzten Bohrhülsen zur Verfügung zu
stellen.
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Zur
Lösung
der genannten Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den in Anspruch
1 genannten Merkmalen vorgeschlagen. Sie zeichnet sich durch die
Erfassung eines Teils der Lageparameter oder abgeleiteten Lageparameter
von Bohrhülsen
in einer Bohrschablone in einem Abstand zu diesen aus. Mittels dieser
Vorrichtung ist die Erfassung der genannten Parameter möglich, ohne
dass die Bohrhülsen
oder die Bohrschablone dabei störend
sind.
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Bevorzugt
wird eine Vorrichtung, bei der eine Messebene vorgesehen ist, innerhalb
derer die Erfassung der (abgeleiteten) Lageparameter erfolgt. Auf
diese Weise ist es leicht möglich,
die (abgeleiteten) Lageparameter mit einer Messung zu erfassen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung ist der Messebene eine Referenzaufnahme zugeordnet,
die die Bohrschablone in einer vorgegebenen Ausrichtung und/oder
in vorgebbarem Abstand zur Messebene hält. Es wird damit auf einfache
Weise möglich,
Messstifte durch die Bohrhülsen
zu führen
und deren Berührungspunkte
mit Referenzpunkten in der Messebene zu vergleichen. Damit kann
die korrekte Anordnung der Bohrhülsen
problemlos erfasst werden.
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Bei
einer anderen Vorrichtung der hier angesprochenen Art ist vorgesehen,
dass Messstifte durch die Bohrhülsen
geführt
werden und dass an diesen der Abstand zueinander oder zu einem Referenzpunkt
in einem Abstand zu den Bohrhülsen
abgegriffen wird, um einen Teil der Lageparameter beziehungsweise
der abgeleiteten Lageparameter der Bohrhülsen zu erfassen. Auch hier
ist es auf einfache Weise möglich,
die Positionierung der Bohrhülsen
zu prüfen.
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Schließlich wird
eine Ausführungsform
der Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine
Kamera vorgesehen ist. Diese erfasst auf einfache Weise einen Teil
der (abgeleiteten) Lageparameter der Bohrhülsen.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
der verschiedenen Vorrichtungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Kontrolle der Position von in eine Bohrschablone
eingesetzten Bohrhülsen;
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2:
eine Draufsicht auf ein im Zusammenhang mit einer Vorrichtung nach 1 verwendetes Messblatt;
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3:
eine vergrößerte Darstellung
einer Hülse
und eines Messstifts;
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4:
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Kontrolle der Position von Bohrhülsen und
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5:
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer derartigen Vorrichtung.
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Das
in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zeigt
eine Bohrschablone 3 mit einer Bohrhülse 5, die dazu dient,
in einer gewünschten
Winkelposition einen Bohrkanal in den Kiefer eines Patienten einzubringen.
Die Anzahl der Bohrhülsen
richtet sich danach, wie viele Implantate der Patient erhalten soll.
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Die
Bohrschablone 3 wird von einer im Folgenden als Referenzaufnahme 7 bezeichneten
Halterung gehalten, die einer Basis 9 der Vorrichtung 1 zugeordnet,
hier auf dieser aufgesetzt ist. Die Oberfläche der Basis 9 bildet
die Messebene 11 der Vorrichtung 1.
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Durch
die Bohrhülse 5 ist
ein Messstift 13 geführt,
der auf der Messebene 11 aufliegt.
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Aus 1 ist
ersichtlich, dass die Bohrhülse 5 unter
einem Winkel α gegenüber einer
gedachten Linie S angeordnet ist, die senkrecht auf der Messebene 11 steht.
Entsprechend verläuft
der Messstift 13 unter demselben Winkel α, unter dem
die mit dem Messstift zusammenfallende Mittelachse der Bohrhülse 5 zur
Linie S verläuft.
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Die
Referenzaufnahme 7 weist eine definierte Höhe h auf,
in der die Bohrschablone 3 in einer vorgesehenen Ausrichtung über der
Messebene 11 gehalten wird. Durch die Höhe h und den Winkel α der Bohrschablone 9 wird
der Berührungspunkt
B definiert, in dem der Messstift 13 die Messebene 11 berührt.
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2 zeigt
die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 in Draufsicht.
Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
wurde die Bohrschablone 3 weggelassen und lediglich durch
eine punktierte Linie angedeutet.
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2 zeigt,
dass die Basis 9 der Vorrichtung 1 hier beispielsweise
im Wesentlichen rechteckförmig
ausgebildet ist. Entsprechend ist hier ein rechteckiges Messblatt 15 vorgesehen,
das auf der Messebene 11 aufliegt.
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Das
Messblatt 15 ist mit einer ersten Markierung 17 versehen,
die anzeigt, in welcher Orientierung die Bohrschablone 3 auf
die Referenzaufnahme 7 aufgebracht werden soll. Beispielhaft
ist hier vorgesehen, dass die erste Markierung 17 anzeigt,
dass die Bohrschablone 3 so auf die Referenzaufnahme 7 aufzubringen
ist, dass der den Frontzähnen
des Patienten zugeordnete Teil der Bohrschablone 3 in Richtung
dieser Markierung 17 zeigt. Natürlich ist es auch möglich, die
Referenzaufnahme 7 so auszubilden, dass die Bohrschablone 3 nur
in der hier angedeuteten Position auf die Referenzaufnahme 7 aufgebracht
werden kann.
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Das
in der Messebene 11 liegende Messblatt 15 ist
mit durch Kreuze gekennzeichneten Bezugspunkten 19, 21, 23 und 25 versehen,
die hier in einem Abstand zu den jeweiligen Seitenkanten des Messblatts 15 im
Bereich von dessen Ecken angeordnet sind. Entsprechend können die
Ecken des Messblatts 15 ausgeschnitten sein und mit Positionierelementen 27, 29, 31, 33 zusammenwirken,
die auf der Basis 9 beziehungsweise auf der Messebene 11 angeordnet
sind. Die Positionierelemente können
stiftförmig
sein oder wie hier als rechteckförmige
Anschlagelemente ausgebildet sein, die dazu dienen, das Messblatt 15 in
einer exakten Position auf der Messebene 11 zu halten.
Das Messblatt ist mit einer hier gestrichelt eingezeichneten Ausnehmung 35 versehen,
die so groß und
so ausgebildet ist, dass die Referenzaufnahme 7 ungehindert
das Messblatt 15 durchgreifen kann.
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Auf
dem Messblatt 15 sind durch Kreuze gekennzeichnete Referenzpunkte 37 und 39 vorgesehen,
die so angeordnet sind, dass sie mit den Berührungspunkten B übereinstimmen,
in denen die Messstifte 13 das Messblatt 15 berühren, wenn
die Bohrhülsen 5 in
korrekter Winkelpositionierung in die Bohrschablone 3 eingebracht
sind.
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Durch
Kreise sind in 2 Berührungspunkte 41 und 43 eingezeichnet,
in denen Bohrhülsen durchdringende
Messstifte die Mess ebene 11, also das Messblatt 15,
tatsächlich
berühren
würden,
wenn eine Bohrschablone 3 mit Bohrhülsen 5 auf die Referenzaufnahme 7 aufgebracht
würde.
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Deutlich
erkennbar ist hier in 2, dass der Referenzpunkt 39 mit
dem Berührungspunkt 43 zusammenfällt: Das
Kreuz des Referenzpunkts 39 geht durch den gedachten Mittelpunkt
des Berührungspunkts 43.
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Es
ist auch ersichtlich, dass der Referenzpunkt 37 und der
Berührungspunkt 41 in
einem Abstand zueinander angeordnet sind. Eine derartige Situation
ergibt sich, wenn die Bohrhülse 5 unter
einem falschen Winkel in die Bohrschablone 3 eingesetzt ist,
so dass der Messstift 13 das Messblatt 15 nicht an
dem vorausberechneten Ort trifft.
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Die
Referenzpunkte 37 und 39 werden mit Hilfe eines
Programms berechnet, das die Sollausrichtung der in die Bohrschablone 3 eingesetzten Bohrhülsen 5,
also deren Winkel α,
und den Abstand h der Bohrschablone 5 zur Messebene 3 berücksichtigt,
also die Höhe
der Referenzaufnahme 7.
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Die
Berührungspunkte 41 und 43 können dadurch
erzeugt werden, dass die Messstifte mit einem gewissen Druck auf
das Messblatt 15 einwirken. Denkbar ist es aber auch, Messstifte
zu verwenden, deren Spitze so ausgebildet ist, dass das Messblatt 15 im
Bereich der Berührungspunkte 41 und 43 perforiert
wird. Die Spitze kann aber einen Farbspender aufweisen, so dass
das Messblatt 15 im Bereich der Berührungspunkte 41 und 43 angefärbt wird.
Beispielsweise ist es möglich,
als Messstifte 13 Kugelschreiberminen einzusetzen, deren
Außendurchmesser
so gewählt
ist, dass diese durch die Bohrhülsen 5 hindurchgeführt werden
können.
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Das
in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel kann noch folgendermaßen abgewandelt
werden:
Das Messblatt 15 kann auch ohne die an den
Ecken vorgesehenen und in 2 dargestellten
Ausschnitte hergestellt werden. Beispielsweise können von der Messebene 11 ausgehende
durchsichtige Laschen vorgesehen werden, die über den Bereich des Messblatts 15 greifen
und mit Markierungen versehen sind. Diese werden mit entsprechenden
Bezugspunkten auf dem Messblatt 15 in Deckung gebracht, um
dieses exakt auf der Messebene 11 zu positionieren. Diese
Ausgestaltung erspart es dem Benutzer, in den Eckbereichen des Messblatts 15 Ausschnitte vorzusehen.
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Entsprechend
kann auch davon abgesehen werden, die Referenzaufnahme 7 auf
der Messebene zu verankern. Auch hier kann ein vorzugsweise durchsichtiger
Träger
vorgesehen werden, der von dem Randbereich der Messebene bis zu
der Position reicht, an der die Referenzaufnahme 7 positioniert werden
soll. Das Messblatt kann dann unter den Träger geschoben werden und anhand
der Bezugspunkte auf den durchsichtigen Laschen exakt positioniert werden.
Der hier beschriebene Träger
kann selbstverständlich
auch mit der anhand von 2 erläuterten Ausgestaltung kombiniert
werden. Das Messblatt kann unter den Träger geschoben und mittels der
Positionierelemente ausgerichtet werden, wie dies anhand von 2 erläutert wurde.
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Besonders
vorteilhaft an dieser Abwandlung ist, dass ein Messblatt 15 ohne
irgendwelche Ausschnitte exakt in der Messebene 11 positioniert
werden kann, indem es unter die durchsichtigen Laschen geschoben
wird. Die Ausrichtung erfolgt, wie oben gesagt, dass Bezugspunkte
auf dem Messblatt 15 mit Bezugspunkten auf den Laschen
in Deckung gebracht werden. Gleichzeitig wird das Messblatt 15 unter
den quasi freischwebend über
der Messebene 11 angeordneten Träger mit der Referenzaufnahme 7 geschoben.
Der Träger
ist elastisch ausgebildet, so dass er bei der Kontrolle der Position
der Bohrhülsen 5 ohne
weiteres auf das Messblatt 15 gedrückt werden kann, um eine definierte
Höhenlage
gegenüber dem
Messblatt 15 zu gewährleisten.
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3 zeigt
eine isolierte, nicht in eine Bohrschablone 3 eingesetzte
Bohrhülse 5,
deren Mittelachse 45 unter einem Winkel α zu einer
gedachten Linie S geneigt ist.
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Durch
die Bohrhülse 5 hindurch
wird zur Einbringung von Löchern
in den Kieferknochen eines Patienten ein Bohrer geführt, dessen
Außendurchmesser
etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrhülse 5.
Dadurch dient diese als mechanische Führung des Bohrers, so dass
dieser unter einem gewünschten
Winkel α in
den Kieferknochen des Patienten eindringt. Die Bohrlochtiefe wird
dadurch bestimmt, dass der obere Rand 47 der Bohrhülse 5 als
Anschlag für
den Bohrer dient.
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Um
die axiale Positionierung der Bohrhülse 5 in einer Bohrschablone 3 zu
prüfen,
können
die anhand der 1 und 2 erwähnten Messstifte 13 mit
einem Messpunkt 49 versehen werden, der genau im Bereich
des Randes 47 zu liegen kommt, wenn der Messstift mit seiner
Spitze 51 im Berührungspunkt
B auf der Messebene 11, also auf dem Messblatt 15 aufliegt.
Um die Kontrolle der axialen Position der Messhülse 5 zu erleichtern,
kann der Messpunkt 49 als Schulter 53 ausgebildet
werden, also dergestalt, dass der Messstift 13 oberhalb
des Messpunkts 49 einen größeren Außendurchmesser hat als unterhalb
des Messpunkts. Der Messstift 13 ist also nur bis zur Schulter 53 durch
die Bohrhülse 5 hindurchführbar. Sollte
die Bohrhülse 5 zu
weit oben in der Bohrschablone 3 angeordnet sein, kann
der Messstift 13 die Messebene 11 und damit das
Messblatt 15 nicht berühren,
so dass sich kein ablesbarer Berührungspunkt
ergibt.
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Es
ist also leicht erkennbar, ob die Bohrhülse 5 möglicherweise
zu hoch in der Bohrschablone 3 angeordnet ist, so dass
ein in den Kie fer des Patienten eingebrachtes Loch für ein Implantat
nicht tief genug wäre.
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Umgekehrt
kann nach Einbringen der Messstifte 13 in eine Bohrhülse 5 ein
Betrachter ohne weiteres feststellen, ob ein Messstift 13 tatsächlich mit seiner
Schulter 53 auf dem Rand 47 einer Bohrhülse 5 aufliegt
oder nicht. Sollte hier ein Abstand vorhanden sein, wäre die Bohrhülse 5 zu
tief in die Bohrschablone 3 eingesetzt, so dass auch das
in den Kieferknochen des Patienten eingebrachte Loch zu tief wäre und möglicherweise
Nerven gefährdet
wären oder
eine Perforation der Nasennebenhöhle
zu befürchten
wäre.
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4 zeigt
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung 10 zur Kontrolle der Winkel- und/oder
Axialposition von Bohrhülsen 5 in
einer Bohrschablone 3, von denen hier lediglich der obere Rand 47 angedeutet
ist. Durch die Bohrhülsen 5 sind Messstifte 13a, 13b und 13c geführt, um
die Winkelposition der Bohrhülsen 5 innerhalb
der Bohrschablone 3 zu erfassen.
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Wird
die Bohrschablone 3 in einem vorbestimmten Abstand über einer
hier nicht dargestellten Unterlage angeordnet, liegen die Messstifte 13a, 13b und 13c auf
der Unterlage auf und stehen eine gewisse Länge über die Bohrschablone 3 hinaus,
so dass deren Enden für
einen Betrachter zugänglich
sind. Es ist nun möglich,
in einer Messebene 11 den Abstand der Enden der Messstifte
zueinander oder zu einem Referenzmesspunkt, der hier nicht dargestellt
ist, zu bestimmen.
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Die
Bohrschablone 3 kann in einem bestimmten Abstand zu einer
hier nicht dargestellten Unterlage angeordnet sein, so dass die
Messstifte 13a, 13b und 13c auf dieser
aufliegen. Wenn die Messstifte mit Messpunkten versehen sind, können diese
mit der Position des Randes 47 der Bohrhülsen 5 verglichen
werden, um die axiale Positionierung der Bohrhülsen zu kontrollieren. Es ist
aber auch möglich,
Messstifte mit einem Messpunkt 49 zu verwenden, der als
Schulter 53 ausgebildet ist, wie dies anhand von 3 erläutert wurde.
Damit können
die Messstifte auch ohne eine Unterlage in die Bohrhülsen eingeführt und
der Abstand ihrer Enden erfasst werden.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 10 kann die Winkelposition der Bohrhülsen in
einem Abstand zur Bohrschablone 3 erfasst werden.
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Zusätzlich kann
geprüft
werden, ob die Enden von mit einer Schulter 53 versehenen
Messstiften in einer Ebene liegen. Sollte dies der Fall sein, lässt sich
daraus ablesen, dass die Bohrhülsen 5 in einer
gewünschten
Tiefe in der Bohrschablone 3 liegen. Es ist dann lediglich
erforderlich, die oberhalb der Schulter 53 verbleibende
Länge der
Messstifte so zu bestimmen, dass deren Enden in einer Ebene liegen.
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5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 100 zur Kontrolle der Winkel- und/oder Axialposition
von Bohrhülsen 5 in
einer Bohrschablone 3.
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Bei
der hier dargestellten Vorrichtung 100 ist eine Kamera 55 vorgesehen,
die von einer geeigneten Halterung 57 über einer Bohrschablone 3 angeordnet
ist, die von einer Referenzaufnahme 7 gehalten wird, wie
sie bereits anhand von 1 erläutert wurde. Denkbar ist es
aber auch, die Bohrschablone 3 mittels einer mit der Halterung 57 verbundenen
Referenzaufnahme zu halten, die hier durch eine strichpunktierte
Linie 59 angedeutet ist. Die Kamera 55 ist mit
einer Recheneinheit 61 und mit einer Vergleichseinheit 63 versehen.
Als Verbindung ist hier beispielsweise eine Leitung 65 angedeutet.
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Die
Vorrichtung 100 ist so ausgebildet, dass anstelle der Bohrschablone 3 zunächst ein
hier nicht dargestellter Prüfkörper von
der Referenzaufnahme 7 gehalten wird, der von der Kamera 55 aufgenom men
wird. Aus dieser Aufnahme ist mit Hilfe der Recheneinheit 61 die
Abbildungscharakteristik bestimmbar.
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Nach
Aufnahme des Prüfkörpers wird
dieser entfernt und die Bohrschablone 3 an der Referenzaufnahme 7 befestigt.
Es ist nun möglich,
die in die Bohrschablone 3 eingesetzten Bohrhülsen 5 mit
der Kamera 55 aufzunehmen und deren Anordnung innerhalb
der Bohrschablone 3 zu erfassen.
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Mit
Hilfe eines Programms kann die Ist-Position der Bohrhülsen 5 mit
der Soll-Position der Bohrhülsen 5 in
der Vergleichseinheit 63 verglichen werden.
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Im
Folgenden wird auf die Funktion der verschiedenen Vorrichtungen
zur Kontrolle der Lage von Bohrhülsen 5 in
Bohrschablonen 3 näher
eingegangen:
Im Zusammenhang mit der Vorrichtung 1 gemäß 1 wird
ein Teil der Lageparameter beziehungsweise abgeleiteten Lageparameter
erfasst, hier die Winkel- und/oder Axialposition von Bohrhülsen 5 in einer
Bohrschablone 3 mit Hilfe von Messstiften 13. Diese
werden durch die Bohrhülsen 5 hindurchgeführt, bis
sie auf einer Messebene 11 aufliegen, in der ein Messblatt 15 angeordnet
ist. Die Anordnung der Bohrschablone 3 und deren Höhe h über der
Messebene 11 wird durch eine Referenzaufnahme 7 bestimmt,
die eine exakte, vorbestimmte Ausrichtung der Bohrschablone 3 gegenüber dem
Messblatt 15 vorgibt. Zur Bestimmung der Position der Bohrhülsen 5 werden
also Messstifte durch diese hindurchgeführt und damit Berührungspunkte 41 und 43 auf
dem Messblatt 15 festgelegt, sei es durch Spitzen der Messstifte 13,
die das Messblatt 15 perforieren oder markieren, oder sei
es mit Hilfe von Farbeinrichtungen, mit denen die Messstifte 13 ausgestattet
sind.
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Auf
das Messblatt 15 werden mittels eines herkömmlichen
Druckers Referenzpunkte 37 und 39 aufgedruckt,
aber auch Bezugspunkte 19, 21, 23 und 25.
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Durch
die Bezugspunkte ist es möglich,
die Lage des Messblatts 15 auf der Messebene 11 exakt vorzugeben.
Die erwarteten Berührungspunkte, nämlich die
Referenzpunkte 37 und 39 können bei bekannter Ist-Position
der Hülsen 5 exakt
vorbestimmt, das heißt
vorausberechnet, und auf das Messblatt 15 aufgedruckt werden.
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Die
Messstifte 13 markieren das Messblatt 15 und es
ist für
einen Arzt ohne weiteres erkennbar, ob die Referenzpunkte und Berührungspunkte
miteinander übereinstimmen.
In 2 ist beispielhaft dargestellt, dass der Referenzpunkt 37 und
der Berührungspunkt 41 auseinanderfallen,
dass also die Hülse,
durch die ein Messstift geführt
wurde, nicht in einer korrekten Winkelposition angeordnet ist. Aus der Übereinstimmung
des Referenzpunkts 39 mit dem Berührungspunkt 43 lässt sich
ohne weiteres ablesen, dass hier eine korrekt ausgerichtete Hülse 5 vorhanden
ist.
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Durch
geeignete Messpunkte 49 an den Messstiften kann auch die
axiale Positionierung der Bohrhülsen 5 kontrolliert
werden: Es müssen
die Messpunkte 49 genau mit dem Rand 47 einer
jeden Bohrhülse 5 übereinstimmen.
Eine Kontrolle ist besonders leicht dann durchführbar, wenn der Messpunkt 49 durch
eine in 3 dargestellte Schulter 53 realisiert
wird. Ist die Hülse 5 zu
hoch in der Bohrschablone 3 angeordnet, kann bei Durchführung des Verfahrens
auf dem Messblatt 15 kein Berührungspunkt erzeugt und festgestellt
werden. Damit lässt sich
also eine falsche axiale Positionierung einer Bohrhülse 5 ermitteln.
Sollte diese zu tief in der Bohrschablone 3 eingesetzt
sein, würden
der Rand 47 der Bohrhülse 5 und
der Messpunkt 49 nicht übereinstimmen.
Beispielsweise wäre
die Schulter 53 in einem Abstand zum Rand 47 angeordnet.
In diesem Fall ergäbe sich
allerdings auf dem Messblatt 15 ein Berührungspunkt, der möglicherweise
eine korrekte Winkelausrichtung der Bohrhülse 5 anzeigt.
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Das
Verfahren mittels der Vorrichtung 1 das nicht Teil der
Erfindung ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die gewünschten
Referenzpunkte 37 und 39 einfach für verschiedenste
Bohrschablonen 3 auf Messblätter 15 aufgedruckt
werden können.
Für einen
Arzt kann die korrekte Winkel- und Axialposition einer oder mehrer
Bohrhülsen 5 innerhalb
einer Bohrschablone 3 leicht ermittelt werden, indem Messstifte durch
Bohrhülsen
geführt
werden, so dass sich Markierungen, das heißt Berührungspunkte auf einer Messebene
beziehungsweise auf einem in der Messebene 11 liegenden
Messblatt 15 zeigen.
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Dadurch,
dass die Winkelposition der Bohrhülsen 5 nicht unmittelbar
an der Bohrhülse
selbst erfasst wird, sondern in einem Abstand dazu, zeigen sich
Winkelabweichungen der Bohrhülsen
sehr deutlich, was die Kontrolle der korrekten Position der Bohrhülsen sehr
vereinfacht und Fehler mit hoher Sicherheit vermeidet.
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Die
in 4 dargestellte Vorrichtung 10 ermöglicht ein
Verfahren zur Kontrolle der Position von Bohrhülsen 5 innerhalb einer
Bohrschablone 3, indem auch hier Messstifte 13a, 13b und 13c verwendet
werden, die in die Bohrhülsen 5 einschiebbar sind.
Entweder wird hier die Bohrschablone 3, wie anhand von 1 erläutert, über einer
Unterlage angeordnet. Es lassen sich dann die in einer Messebene 11 liegenden
Enden der Messstifte leicht vermessen. Einerseits kann der Abstand
der Messstifte zueinander oder zu einer Referenzstelle gemessen werden,
andererseits lässt
sich ermitteln, ob die Enden der Messstifte in einer Ebene liegen.
Dies ist dann der Fall, wenn Messstifte mit Schultern 53 verwendet
werden und der von der Schulter aus gemessene verbleibende Rest
der Messstifte auf die axiale Position der Bohrhülse 5 in der Bohrschablone 3 abgestimmt
ist. Vereinfacht ist es aber auch möglich, Messpunkte 49 an
den Messstiften vorzusehen, um zu prüfen, ob diese Messpunkte 49 mit
dem Rand 47 einer Bohrhülse 5 übereinstimmen.
Diese Messung ist dann möglich,
wenn die Bohrschablone 3 in einem definierten Abstand über einer
Unterlage fixiert ist, wie dies anhand von 1 erläutert wurde.
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Schließlich kann
das nicht zur Erfindung gehörige
Verfahren zur Kontrolle der Position von in Bohrschablonen eingesetzten
Bohrhülsen
auch auf einfache Weise mit einer Vorrichtung 100 durchgeführt werden,
die anhand von 5 erläutert wurde. Es verdeutlicht
allerdings Funktion und Verwendung der Vorrichtung 100.
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Auch
hier ist es möglich,
die Winkel- und/oder Axialposition der Bohrhülsen 5 in einem Abstand
zu diesen zu messen. Es ist also nicht erforderlich, die Position
der Bohrhülsen 5 unmittelbar
an der Bohrschablone 3 zu erfassen, was nicht immer einfach
ist, weil diese häufig
versenkt in der Bohrschablone untergebracht sind.
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Bei
Verwendung der Vorrichtung 100 nach 5 wird ein
hier nicht dargestellter Prüfkörper mit der
Kamera 55 aufgenommen. Mit Hilfe einer Recheneinheit 61 kann
bei Verwendung eines bekannten Prüfkörpers in einem ersten Schritt
die Abbildungscharakteristik der Kamera 55 vorzugsweise
vor jeder Aufnahme einer Bohrschablone berechnet werden. Damit lassen
sich Abbildungsfehler eliminieren. Dieser erste Schritt kann bei
geringeren Anforderungen an die Genauigkeit weggelassen werden,
wenn die Abbildungscharakteristik der Kamera bekannt ist.
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Nachdem
der Prüfkörper aufgenommen
wurde, wird nun an dessen Stelle die Bohrschablone 3 in die
Vorrichtung 100 eingesetzt, bei der die exakte Position
einer oder mehrerer Bohrhülsen 5 erfasst
werden soll.
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Mit
Hilfe der Kamera 55 wird ein Bild der Bohrschablone 3 mit
einer oder mehreren Bohrhülsen 5 aufgenommen.
Das Bild der Bohr schablone 3 liegt dann im Bereich der
die Messebene bildende Bildebene 67 der Kamera 55.
Das von der Kamera 55 aufgenommene Bild der Bohrschablone 3 kann
mittels einer Vergleichseinheit 63 verglichen werden mit einem
Bild, das mit Hilfe eines Computers aus der korrekten Positionierung
der Bohrhülsen 5 innerhalb der
Bohrschablone 3 berechnet wurde.
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Der
obere Rand 47 der Bohrhülsen 5 innerhalb
der Bohrschablone 3 wird, sofern die Mittelachse der Bohrhülse nicht
mit der optischen Achse der Kamera 55 zusammenfällt, nicht
als Kreis abgebildet, sondern als Ellipse. Die Länge des längeren Durchmessers und die
des kürzeren
Durchmessers der Ellipse und die Anordnung der beiden Durchmesser werden
einerseits bestimmt durch die Winkelanordnung einer Bohrhülse, andererseits
dadurch, wie weit diese in axialer Richtung innerhalb der Bohrschablone 3 verschoben
ist.
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In
der Vergleichseinheit 63 können die erfassten Werte für die Durchmesser
der elliptischen Abbildung einer jeden Bohrhülse 5 verglichen werden
mit den aus Computerberechnungen bestimmten Werten. Damit kann also
die tatsächliche
Winkel- und/oder Axialposition einer jeden Bohrhülse innerhalb der Bohrschablone
erfasst und mit den Soll-Werten verglichen werden.
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Anstelle
einer Kamera kann auch ein Flachbett- oder Laserscanner verwendet
werden.
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Nach
allem wird Folgendes deutlich:
Durch die verschiedenen anhand
der 1 bis 5 dargestellten Vorrichtungen
und mittels der hier beschriebenen nicht zur Erfindung gehörigen Verfahren unter
Verwendung der genannten Vorrichtungen wird es möglich, die Winkel- und/oder
Axialposition einer oder mehrerer Bohrhülsen 5 in einer Bohrschablone 3 zu
kontrollieren. Dabei wird in allen Fällen die Position der Bohrhülsen nicht
unmittelbar an der Bohrschablone abgegriffen, wo die Hülsen nicht
immer einfach zugänglich
sind. Die Kontrolle ist also mit hoher Sicherheit durchführbar. Da
die Messung insbesondere der Winkelposition der Hülsen in
einem Abstand zu diesen erfolgt, werden Winkelfehler besonders sicher
erfasst.
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Durch
die Verwendung von Messstiften, die durch die Bohrhülsen geführt werden,
ist es auch möglich,
die Axialposition der Bohrhülsen 5 einfach zu
erfassen, indem auf den Messstiften Messpunkte 49 verwendet
werden, die mit dem Rand 47 der Bohrhülsen verglichen werden. Besonders
einfach ist es, den Messpunkt jeweils durch eine Schulter 53 zu
realisieren, die als Anschlag dient und auf dem Rand 47 einer
Bohrhülse 5 aufliegt.
Damit kann auch hier die exakte Axialposition der Bohrhülse in einem
Abstand zu dieser gemessen und erfasst werden, was die Messungen
und die Kontrolle erleichtert.
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Auch
ohne derartige Messstifte kann die exakte Positionierung der Hülsen erfasst
werden, indem nämlich,
wie anhand von 5 erläutert, eine Vorrichtung 100 eingesetzt
wird, die eine Kamera 55 umfasst. Die von dieser aufgenommenen
Bilder von einer Bohrschablone 3 werden verglichen mit
den mittels eines Computers anhand der Röntgenaufnahme von Patienten
und der Planung der Position der Bohrhülse beziehungsweise Bohrlöcher berechneten Bildern.
Aus den elliptischen Abbildungen der Ränder 47 einer Bohrhülse 5 kann
deren axiale und winkelmäßige Position
erfasst werden.
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In
allen Fällen
wird erreicht, dass sich der Arzt nicht auf die exakte Herstellung
einer Bohrschablone 3 ohne weiteres verlassen muss. Es
wird ihm vielmehr die Möglichkeit
gegeben, eine Bohrschablone vor deren Einsatz exakt zu prüfen und
zu kontrollieren, um festzustellen, ob ein oder mehrere Bohrhülsen 5 in
einer Bohrschablone 3 bezüglich ihrer Winkelposition
und/oder bezüglich
ihrer Axialposition korrekt in die Bohrschablone eingesetzt sind.
Dabei ist es nach allem ausreichend, zur Kontrolle der Lage der
Bohrhülsen 5 nur
einen Teil der Lageparameter oder abgeleiteten Lageparameter der
Bohrhülsen
zu erfassen. Dies vereinfacht das Verfahren und führt dennoch
zu einer hohen Sicherheit. Dadurch, dass hier die Winkel- und/oder
Axialposition der Bohrhülsen
erfasst wird, ergibt sich ein besonders einfaches und sicheres Verfahren.
Die hier beschriebene Vorrichtung zeichnet sich außerdem durch
einen einfachen Aufbau aus.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass das hier dargestellte Verfahren zur
Kontrolle der Position einer Bohrhülse 5 in einer Bohrschablone 3,
welche in der Regel im Dentalbereich eingesetzt wird, Teil eines
Verfahrens ist. Das gesamte Verfahren weist vorzugsweise die folgenden
Schritte auf:
- – Aufnehmen eines Abdrucks
des Patientenkiefers,
- – Anfertigen
eines Gipsmodelles,
- – Erstellung
einer Bissschiene mit einer Referenzaufnahme 7,
- – Anfertigung
einer computerthomografischen Aufnahme (CT) mit getragener Bissschiene,
wobei die aus der computerthomografischen Aufnahme gewonnenen Daten
zur Erstellung eines 3D-Modells des Patientenkiefers verwendet werden,
Speichern der Daten,
- – Durchführung einer
3D-Implantatplanung am Computer,
- – Einbringen
von Bohrhülsen 5 in
die Bissschiene, zur Herstellung der Bohrschablone 3, wobei
hierbei die Kontrolle der Position der Bohrhülse 5 mit dem Verfahren,
welches in den Fi1 bis 5 beschrieben
ist, erfolgt,
- – Setzen
der Bohrungen im Kiefer des Patienten mittels der Bohrschablone 3,
vorzugsweise Bohren der Löcher
im Kiefer des Patienten, indem mit dem Bohrer durch die Bohrhülsen 5 in
der Bohrschablone 3 gebohrt wird.
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Teil
des gesamten Systems, welches das gesamte Verfahren durchführt ist
sowohl die Planungssoftware, als auch eine Positioniereinrichtung,
die nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist. Insbesondere
ist das vorangehend beschriebene nicht zur Erfindung gehörige Verfahren
zur Kontrolle der Position der Bohrhülse 5 in der Bohrschablone 3 ein
wesentlicher Teil des gesamten Verfahrens. Der Vorteil des dargestellten
Verfahrens zur Kontrolle der Position der Bohrhülse 5 in der Bohrschablone 3 besteht
darin, dass die Anzahl der Arbeitsschritte gegenüber herkömmlichen Verfahren reduziert
ist und die Referenzmarkierung durch die Referenzpunkte vereinfacht
wurde. Die Referenzmarkierung durch die Referenzpunkte 37 und 39 ist
auf der Messebene positioniert und somit deutlich abgesetzt von
dem Ort der Bohrhülsen 5.
Vorteilhaft ist, dass die Referenzmarkierung gleichzeitig auch die
mechanische Steckverbindung der Referenzaufnahme 7 umfasst
und somit eine manuelle optische Abschätzung und eine manuelle optischer
Ausrichtung nicht mehr notwendig ist. Insbesondere wird hierzu auf 2 und
die dazugehörige
Figurenbeschreibung verwiesen, die die Referenzpunkte 37 und 39 auf
dem Messblatt 15 in der Messebene 11 zeigt. Somit
wird deutlich, dass die Referenzaufnahme 7 einen direkten
Bezug zu den Referenzpunkten 37 und 39 aufweist
und eine exakte und vorher bestimmte Ausrichtung der Bohrschablone 3 gegenüber dem
Messblatt 15 gewährleistet.
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Besonders
hingewiesen wird an dieser Stelle auf die Bedeutung der in 1 und 2 dargestellten
und beschriebenen Referenzaufnahme 7, die sowohl in dem
Gipsmodell, als auch in der angefertigten Bissschiene und damit
auch in der Bohrschablone 3 immer dieselbe Referenzaufnahme 7 ist.
Durch die Verwendung dieser Referenzaufnahme 7 ist eine
reproduzierbare Positionierbarkeit der Bohrschab lone auf der Messebene 11 beziehungsweise
auf dem Messblatt 15 gewährleistet. Ebenfalls sichert
diese Referenzaufnahme 7 die reproduzierbare Positionierung
der Bohrschablone 3 auf einer Positionier- und Bohrvorrichtung,
mit Hilfe dieser die Bohrhülsen 5 letztendlich
in die Bohrschablone 3 eingesetzt und ausgerichtet werden.