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Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinheit zur temporären Fixierung einer Unterkiefer-Bewegungsmesssensorik am menschlichen Unterkiefer.
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Im Zusammenhang mit verschiedenen zahnärztlichen Leistungen, speziell der Herstellung von hochwertigen Teil- oder Totalprothesen oder Schienen, ist die Darstellung und Animation von virtuellen Zahnflächen in Rechnereinheiten wünschenswert. Hierzu wurden von der Anmelderin in der
DE 102 18 435 B4 ein Positionsbestimmungssystem sowie eine speziell gestaltete Bissgabel zum Einsatz in solchen vorgeschlagen. Die Bissgabel hat einen Fortsatz, an dem eine Haltevorrichtung für Positionssensoren bzw. -marker des Positionsbestimmungssystems (etwa Ultraschall- oder optische Marker) angebracht werden können. Alternativ dazu kann die Sensorik des Positionsbestimmungssystems direkt lösbar mit dem Formteil verbunden sein. Positionssensoren können beispielsweise Kamera oder Lasersensoren, Magnetsensoren oder Sensoren basierend auf Inertialsensoren oder Gyroskopen oder Kombinationen hieraus beinhalten. Zur Kompensation von Kopfbewegungen werden Referenz- oder Empfängersensoren am Oberkiefer oder über einen Kopfbogen befestigt. Weiterhin können stationäre Sensorsysteme z.B. Kameras erforderlich sein.
Zur Anbringung von Komponenten eines Positionsbestimmungssystems speziell am Unterkiefer (UK) eines Patienten dienen üblicherweise Halterungen mit einem Metallteil, bei dem bestimmte Flächenabschnitte in Anpassung an die Außenkrümmung der Zähne gebogen sind, mit Kunststoff unterfüttert und entweder angeklebt oder über die Zwischenzahnflächen am Unterkiefer festgehalten werden. Hier spricht man von einer paraokklusalen Befestigung. Diese hat den wesentlichen Vorteil, dass auch bei angebrachter Halterung ein ungestörter Aufbiss und ungestörte zahngeführte Bewegungen möglich sind. Die Anbringung an die Zähne ist jedoch zeitaufwändig. Gegebenenfalls kann die Anordnung bei fehlenden Zähnen oder einem starken Überbiss nicht zum Einsatz kommen.
In der Anmeldung
DE 20 2014 102 968 U1 der Anmelderin wird ein okklusionsbedeckender Kopplungslöffel beschrieben. Der Vorteil einer solchen Anordnung ist die sehr einfache und schnelle Befestigung an den Zähnen, auch bei komplizierten Zahnsituationen. Die Anmeldung beschreibt einen okklusionsbedeckenden Befestigungslöffel, dessen Formgebung insbesondere auch mit intraoralen Scannern erfasst werden kann. In der Anmeldung wird auch eine Möglichkeit zur Ausrichtung auf die Zahnfläche beschrieben. Dabei kann das Ausrichtteil allerdings die Bewegung des Unterkiefers auf der Gleitfläche des Löffels stören. Darüber hinaus sind weitere sehr vorteilhaften Anwendungs- und Erweiterungsmöglichkeiten der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung nicht möglich.
In der Anmeldung
DE 10 2011 117 550 A1 der Anmelderin wird eine Artikulatoranordnung beschrieben, bei der Oberkiefer-Modelle mittels Tragstäben und einem Übertragungstisch in mechanische Artikulatoren positioniert werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe einer weiterentwickelten Befestigung einer Unterkiefer-Bewegungssensorik am menschlichen Unterkiefer zugrunde, die eine Ausrichtung und Zuordnung einer Bewegungssensorik zur Position der Zahnoberflächen und der Kiefergelenke ermöglicht, ohne die Bewegung der Zähne auf der Gleitfläche zu stören und gleichzeitig verschieden neue Anwendungs- und Erweiterungsmöglichkeiten erschließt.
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Die Aufgabe wird durch eine Befestigungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Befestigungseinheit im Wesentlichen um zwei getrennte Teile, ein vorzugsweise starres okklusionsbedeckendes Formteil und ein Ausrichtteil. In das U-förmige Endstück des Formteil kann Unterkiefer-Befestigungs-/Registriermasse zur Befestigung am Unterkiefer eingebracht werden. Das U-förmige Endstück hat auf seiner Oberseite eine Gleitfläche, die leicht gewölbt gestaltet seine kann und dazu ausgebildet ist, dass die Zähne des Oberkiefers (OK) hierauf bei den vorauszusetzenden Gebissbewegungen des Patienten leicht gleiten können.
Das separate und flächig ausgeformte Ausrichtteil wird je nach Einsatzgebiet unterschiedlich gestaltet und reicht nach dem Zusammenfügen mit dem Formteil in einer vorbestimmten Position vorzugsweise bis in den hinteren Teil der Seitenzähne. Das Zusammenfügen der Teile kann durch definiertes einrasten erfolgen.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der einfachen und schnellen Befestigung. Obwohl durch den Einsatz des Löffels der Biss gesperrt ist und die Zähne nicht okkludieren können, können mit der gesamten Messanordnung wertvolle biomechanische Bewegungsinformationen gewonnen werden. Durch die definierte Ausrichtung des okklusionsbedeckenden Formteiles ergibt sich eine definierte Position der Bewegungssensorik zur Bissebene und zur Schädelgeometrie. Damit lassen sich virtuelle Kondylenpunkte in den Schädel projizieren. Nach Durchführung von Unterkieferbewegungen können diese vom Auswertesystem vermessen und virtuelle oder mechanische Artikulatoren können programmiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführung besteht das Ausrichtteil zur vereinfachten Positionierung auf den Zähnen aus durchsichtigem Material und beinhaltet eine Skalierung.
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In einer weiteren Ausführung besteht das Ausrichtteil aus Innen- und/oder außenliegenden Stegen die ggf. mit einem oder mehreren Brückengliedern verbunden sind. Zusätzlich können an den Stegen, in der Oberflächenform erfassbare Aus- oder Einformungen, insbesondere als Reihe verschieden geformter Markierungen, oder auch als durchgehende unregelmäßige Umfangsrand-Struktur vorhanden sein.
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Ein solches Ausrichtteil mit Stegen ermöglicht es, eine Relation zwischen den Bilddaten eines Intraoralen-Oberflächenscanners und den Daten der Unterkiefer-Messsensorik herzustellen. Dazu werden die Oberflächen von Teilen der Stege mit den darunterliegenden Zahnflächen erfasst. Damit können Teilbereiche des Gebisses oder der gesamte Zahnbogen positionsgenau den Bewegungssensoren zugeordnet und in Bewegung mit hoher Präzision darstellen werden. Dies ermöglicht verbesserte diagnostische Aussagen sowie verbesserte Simulationsmöglichkeiten und eine Kollisionsüberprüfung bei der Erstellung von Zahnersatz im Bereich der Prothetik und Implantologie.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das Ausrichtteil mit mindestens drei röntgenopaken Markern verbunden, die es erlauben, flächige oder 3D - Volumen-Röntgenbilder mit der Position der erfindungsgemäßen Befestigungseinheit und damit der Bewegungssensorik in Relation zu bringen und als Bewegungsmodell in Rechnereinheiten darzustellen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Ausrichtteil mit mindestens drei Führungs- oder Gewindebuchsen versehen. Damit kann das Ausrichtteil mittels geführter Tragstäbe definiert in mechanische Artikulatoren eingebracht werden. Dazu ist es von Vorteil das Ausrichtteil flächig auszugestalten und mit Retentionen oder Durchbrüchen zur Verbindung mit Zahnregistriermaterial zu versehen.
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Im Ablauf wird das okklusionsbedeckende Formteil, zusammen mit dem Ausrichtteil, mit Registriermaterial an den Zähnen befestigt. Die Oberkieferposition kann mittels Registriermaterial am Ausrichtteil fixiert werden.
Das Ausrichtteil kann in der Folge, auch ohne Formteil, beim Röntgenvorgang eingesetzt oder mittels eines Übertragungstisches definiert in mechanische Artikulatoren eingebracht werden.
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In einer weiteren Ausführung umfasst die Befestigungseinheit ein erstes Befestigungsmittel zur lösbaren Befestigung eines separaten BewegungsSensorik-Teils. Die Ausführung des Formteils mit abnehmbarem Bewegungssensor oder abnehmbarer Halterung für den Bewegungssensor bietet Handhabungs-Vorteile, weil das Formteil dann weniger sperrig ist und auch bei komplexen Bissnahme- und Positionsbestimmungs-Konfigurationen unter Einschluss von Oberkiefer- und Unterkiefer-Komponenten nicht störend wirkt.
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In einer Ausgestaltung umfassen die ersten und zweiten Befestigungsmittel eine erste und zweite Kontaktfläche, die im verbundenen Zustand des Kopplungslöffels und Sensorik-Teils gegeneinander anliegen und somit eine vorbestimmte eindeutige Lage beider Teile relativ zueinander festlegen.
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In weiteren Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die ersten und zweiten Befestigungsmittel zueinander funktional korrespondierende Magnetelemente und/oder männlich/weibliche Teile und/oder Rastelemente aufweisen.
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Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines okklusionsbedeckenden Formteils gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung.
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer ganzen Befestigungseinheit bestehend aus einem Formteil nach 1 und einem Ausrichtteil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung der Befestigungseinheit nach 2 in anderer perspektivischen Darstellung,
- 4 ein Ausrichtteil gegenüber nach 2 und 3 modifizierten Ausführung, in perspektivischer Darstellung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 5 eine Darstellung der ganzen Befestigungseinheit mit einem Ausrichtteil nach 4 einem Formteil nach 1 in Draufsicht,
- 6 eine Darstellung der ganzen Befestigungseinheit mit einem Ausrichtteil nach 4 einem Formteil nach 1 in Draufsicht mit einem abnehmbaren Sensorik Halteteil,
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines okklusionsbedeckenden Formteils 1 an dessen einen Ende eine mit einer Gleitfläche 2 versehenen U - förmige Anordnung angeordnet ist wobei in den Hohlraum an der Unterseite Registriermaterial z.B. in Form von Silikonkautschuk eingefüllt werden kann. Der befüllte Hohlraum wird auf die Zähne aufgesetzt, wobei nach dem Aushärten des Füllmaterials das gesamte Formteil durch Formschluss mit den Zähnen fest verbunden ist.
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Über einen Fortsatz 1a ist eine Haltevorrichtung 3 für Positionssensoren mit der U - förmigen Anordnung fest oder lösbar verbunden. Im Ausführungsbeispiel besteht eine feste Verbindung wobei die Haltevorrichtung aus einer runden Metallplatte besteht, und damit ein mit einem Magneten versehener Bewegungssensor mittels der Aussparungen 3a mit der Haltevorrichtung definiert verbunden werden kann.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der gesamten Befestigungseinheit, bestehend aus dem Formteils 1 und einer Ausführungsform des Ausrichtteils 4. Das Formteil 1 ist mit dem Ausrichtteil 4 in lösbarer und definierter Positionsbeziehung verbunden. Der besondere Vorteil besteht hierbei, dass das Ausrichtteil mit dem Formteil beim Einsetzen und Ausrichten im Mund des Patienten zusammengehalten werden kann und so unverrückbar verbunden ist. Das Ausrichtteil besteht hier aus an der Innen- und Aussenseite der Zähne geführten Stegen 5, die über Brückenstege 5b miteinander verbunden sind. Im inneren Bereich entstehen Lücken 5a, durch die ein intraoraler Oberflächenscanner die Zahnoberfläche, zusammen mit den Stegen, aufzeichnen kann. Damit wird eine Ortsbeziehung zwischen der Zahnoberfläche und dem Bewegungssensor hergestellt. Zur einfachen Herstellung der Ortsbeziehung sind die Stege mit einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur, hier kleine Pyramiden, beaufschlagt.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Befestigungseinheit aus , wobei die den Unterkieferzähnen zugewandte Rückseite gezeigt wird. Hierbei wird der Formschluss 6 zwischen Formteil und Ausrichtteil sichtbar. In der Hohlraum 2a wird die Registriermasse vor dem Aufsetzen der Einheit auf die Zähne eingefüllt. Vorteilhaft ist die Aussparung für ein Sichtfenster 2b, mit dem die Lage des Formteils bezüglich des Inzisalpunktes justiert werden kann.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Ausrichtteils in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Hierbei hat das Ausrichtteil einer weitgehend flächig geschlossene Ausformung. Zur besseren Haftung von Registriermaterial sind Retentionen bzw. Durchbrüche 8 angebracht. Damit kann das Ausrichtteil wahlweise Abrücke der Oberkiefer- oder Unterkieferzähne aufnehmen. Dies ist Vorteilhaft, wenn die Position der Oberkieferzähne zu den Unterkieferzähnen zur weiteren Analyse z.B. zur Darstellung einer virtuellen Artikulation erforderlich ist, oder wenn die Oberkieferposition in einen mechanischen Artikulator übertragen werden soll. Dabei können in die Öffnungen 9 Gewinde- oder Schiebestäbe eingesetzt werden, um das Ausrichtteil auf einem Transfertisch eines mechanischen Artikulators zu positionieren.
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5 zeigt die Draufsicht des Ausrichtteils 7 nach 4 mit verbundenem Formteil. Alternativ dazu, können am Ausrichtteil in den Positionen 9 (oder an anderer Stelle) röntgenopake Marker positioniert sein. Wird das Ausrichtteil währen des Röntgenvorgangs z.B. im Volumenröntgengerät zwischen den Zähnen fixiert, so können die Röntgenbilder mit dem Bewegungssensor in Bezug gebracht und in Bewegung dargestellt werden. Während des Röntgenvorgangs kann es sinnvoll sein, die Position der Zähne des Unterkiefers mit den Zähnen des Oberkiefers mittels Registriermaterial zu fixieren um bei einer späteren Bewegungsmessung eine identische Ausgangsposition zur Röntgenposition zu haben.
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6 zeigt eine Befestigungseinheit in der in 5 gezeigten Konfiguration, wobei hier das Sensorhalteteil 11 (alternativ aber auch aber direkt der Bewegungssensor) zur lösbaren Verbindung mit dem weiteren Formteil ausgeführt ist. Das Sensorhalteteil 11 umfasst eine verdrehsichere und einfach zu handhabende Verbindungslösung, bei der zwei an den Grundkörper angeformte, zueinander parallele Schenkel 10 mit Widerhaken, in entsprechende Einkerbungen am weiteren Fomteil einrasten und mittels an den Schenkeln befestigten Tastern 12 gelöst werden können. Anstelle dieser lediglich beispielhaft dargestellten Verriegelungsmechanik können zur lösbaren verdrehsicheren Verbindung des erfindungsgemäßen Kopplungslöffels und Sensorik-Teils auch andersartige Nut-FederKonstruktionen, Schnappverschlüsse oder Magnetverschlüsse handelsüblicher Art vorgesehen sein.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10218435 B4 [0002]
- DE 202014102968 U1 [0002]
- DE 102011117550 A1 [0002]
