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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung oder Auswahl einer passenden Dimensionierung bzw. Größe eines Mundstücks einer Zahnputzvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Bestimmung einer passenden Dimensionierung bzw. Größe eines Mundstücks einer Zahnputzvorrichtung für die gleichzeitige Reinigung mehrerer, vorzugsweise aller Zähne eines Benutzers, und ein entsprechendes Verfahren, wobei die Größenbestimmung bevorzugt über die Bestimmung des Abstands zwischen den vordersten Schneidezähnen und den hintersten Molaren ermöglicht wird, insbesondere der Bestimmung unterschiedlicher Abstandsbereiche, die jeweils einer Mundstückgröße entsprechen. Weiterhin bevorzugt ist die Bestimmung anhand des Abstands parallel zur Sagittalachse des menschlichen Körpers oder als radialer Abstand der hintersten Molaren (Backenzähne) von der Vertikalachse des menschlichen Körpers durch die Mitte der vorderen Schneidezähne.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Das Putzen der Zähne ist die Basis der Individualprophylaxe zur Zahnerhaltung. Primäre Ziele sind die Entfernung bakterieller Plaques (Karies, Parodontitis) und die Entfernung von Speiseresten und Fremdkörpern. Sekundäre Ziele sind die Fluoridapplikation über Zahncremes zur Erhöhung der Widerstandskraft der Zähne, insbesondere des Zahnschmelzes gegen saure Stoffwechselprodukte der Bakterien im Mundraum.
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Die verbreitetsten Reinigungsverfahren sind die Handzahnbürste sowie elektrisch angetrieben Modelle mit runden rotierenden bzw. oszillierenden Bürstenkopf. Die Reinigungsleistung von diesen in der Hand gehaltenen Geräten ist weitestgehend ausreichend.
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Allen diese herkömmlichen Zahnreinigungsverfahren ist jedoch gleich, dass die eigentliche Reinigungstätigkeit der Zahnflächen manuell durch den Anwender erfolgen muss. Unabhängig davon, welche Form der Zahnreinigung gewählt wird, muss der Benutzer einen nur einige Millimeter großen Bürstenkopf in verschiedenen Techniken über die jeweilige Zahnoberfläche führen. Dabei kommen verschiedenste Hinweise zum Einsatz, wie die sinnvolle Ausführung der Putzbewegung (kreisend, streichend) zu gestalten ist. Um ein normales menschliches Gebiss sorgfältig zu reinigen, werden 2,5 bis 3 Minuten ausschließliche Reinigungstätigkeit benötigt.
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Der manuelle Putzvorgang durch den Anwender ist jedoch mit gravierenden Mängeln behaftet:
- - Bei einer manuellen Reinigung besteht immer die Gefahr, dass einige Zähne oder Zahnflächen vergessen werden.
- - Der Anwender kann zu viel oder zu wenig Druck mit dem Bürstenkopf ausüben.
- - Durch unsachgemäße Techniken können Speisereste oder Zahnbeläge in den Zwischenraum zwischen Zahnfleisch und Zahn gelangen und dort Probleme verursachen.
- - Zahnbürstenköpfe werden grundsätzlich ohne besonderen Hygieneschutz aufbewahrt, so dass sie ein Reservoir für Krankheitsüberträger darstellen können.
- - Die manuelle Zahnreinigung nimmt mit 2,5 bis 3 Minuten zweimal täglich zu viel Zeit in Anspruch.
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Um diese Nachteile abzumindern, haben die Erfinder bereits ein an den Benutzer angepasstes, vollautomatisches Zahnreinigungsgerät entwickelt. Bei diesem wird ein Mundstück mit Reinigungsstrukturen in den Mundraum des Benutzers eingeführt. Die Reinigungsstrukturen erreichen dabei im Wesentlichen alle Zähne des Benutzers gleichzeitig.
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Um dem Benutzer das optimale Reinigungsergebnis zu ermöglichen, ist jedoch eine möglichst genaue Anpassung des Mundstücks an die Gebissgröße und -Form des Benutzers wünschenswert. Herkömmliche Anpassungsverfahren für das Mundstück können dabei auf 3D-Scans des Gebisses des Benutzers zurückgreifen. Diese Verfahren sind jedoch teuer und für den Benutzer aufwändig, da er sich dafür in eine Zahnarztpraxis oder dergleichen begeben muss. Zudem ist der Scanvorgang nicht sehr angenehm. Eine einfachere Bestimmung einer Mundstückgröße kann durch anprobieren unterschiedlicher Mundstücke erfolgen. Durch die sehr unterschiedlichen Größen- und Formkombinationen des menschlichen Gebisses ist es jedoch kaum wirtschaftlich möglich für jeden Benutzer eine passende Mundstückgröße und - Form bereitzustellen.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Bestimmungssystem und -Verfahren bereitgestellt, mittels derer der Benutzer die für ihn/sie passende Größe eines Mundstücks einfach daheim oder durch Ermittlung mittels dezentral bereitgestellter Software bestimmen kann. Das wird durch ein besonders einfaches Bestimmungsverfahren erreicht. Unterstützt wird dieses einfache Verfahren durch die spezielle Konstruktion des Mundstücks, das im Bereich der Eckzähne Schwenkfederabschnitte aufweist, so dass eine Bestimmung des Abstands gegenüberliegender Molare, also die Breite des Gebisses des Benutzers, nicht nötig ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche bereitgestellt. Die folgende Offenbarung dient dem Verständnis der vorliegenden Erfindung.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein System zur Bestimmung einer passenden Größe eines Mundstücks einer Zahnputzvorrichtung für die gleichzeitige Reinigung mehrerer, vorzugsweise aller Zähne eines Benutzers bereit. Das System umfasst eine Zahnabdruckaufnahmevorrichtung, die zur Aufnahme eines Gebissabdrucks des Benutzers konfiguriert ist. Die genaue Bauart der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung ist für die Funktion der Offenbarung nicht wichtig. Jedoch sind kostengünstige Bauarten dieser bevorzugt, da das System zur Anwendung daheim gedacht ist. Das System umfasst ferner eine Zahnabdruckvermessungsvorrichtung, wobei die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung konfiguriert ist, um anhand des Gebissabdrucks des Benutzers einen Abstand zwischen den vorderen Schneidezähnen und den hintersten Backenzähnen des Benutzers zu bestimmen. Die Bestimmung dieses Abstands wird durch die Bauart und Funktion der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung erleichtert. Insbesondere wird durch das System einer von mehreren unterschiedlichen Abstandsbereichen bestimmt, die jeweils einer Mundstückgröße entsprechen. Die Bestimmung weiterer Abmessungen des Gebisses des Benutzers ist nicht nötig und ausdrücklich unerwünscht, da dies die Bestimmung zu kompliziert gestalten würde. Die Anwendung des Systems wird somit auch für Endverbraucher ohne zusätzliche Ausbildung zuhause möglich. Ferner wird die Bestimmung der Größe eines Mundstücks mit nur einem Parameter erreicht. Ferner bevorzugt ist die Bestimmung anhand eines Abstands zwischen hinteren Molaren und Schneidezähnen parallel zur Sagittalachse des Benutzers oder anhand eines radialen Abstands der hintersten Molaren von der Vertikalachse des menschlichen Körpers durch die Mitte der vorderen Schneidezähne, wobei diese Abstände bzw. entsprechende Abstandsbereiche jeweils durch die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung gemessen werden.
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In dem System gemäß der Offenbarung kann die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung eine Abdruckplatte sein, die vorzugsweise aus einem plastisch verformbaren und relativ unelastischen Material und besonders bevorzugt aus Wachs gefertigt ist. Eine solche Abdruckplatte ist einfach und kostengünstig herzustellen und für den Benutzer einfach in der Anwendung. Er/sie nimmt die Abdruckplatte in den Mund, beißt auf diese und erzeugt somit deutliche Abdrücke seines/ihres Gebisses auf der Platte. Die durch diese Abdrücke dargestellten Informationen werden anschließend direkt oder über eine Abbildung der Abdruckplatte (siehe weitere Offenbarung) zur Größenbestimmung des Mundstücks verwendet.
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In der obigen Ausführung des Systems kann die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung der Form des menschlichen Zahnbogen nachempfunden sein. Dies erleichtert die Benutzung, da der Benutzer die Abdruckplatte intuitiv richtig verwendet. Eine Skalierung kann auf der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung vorgesehen sein, vorzugsweise in Form von parallelen, senkrecht zur Sagittalachse angeordneten Linien oder parallel beabstandeten Kreisbogenabschnitten, die in gleichmäßigen Abständen auf die Abdruckplatte gedruckt oder in diese geprägt sind. Die Skalierung kann ferner besonders bevorzugt an einem Griffrand der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung vorgesehen sein. Durch vorsehen der Skalierung wird eine automaische Auswertung eines Abbilds der Abdruckplatte, z.B. eines Fotos oder eines Scans dieser, erleichtert. Zudem werden dem Benutzer durch die Skalierung weitere Hinweise für die Benutzung bereitgestellt, etwa für die Ausrichtung und Positionierung der Abdruckplatte beim Zubeißen.
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In dem System gemäß der Offenbarung kann die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung eine durchsichtige Schablone, vorzugsweise aus Kunststoff, sein. Die Schablone umfasst dabei eine erste Markierung, die der Position der Schneidezähne des Benutzers entspricht und mehrere zweite Markierungen, die jeweils der Position eines hintersten Backenzahns des Benutzers entsprechen können. Jede der zweiten Markierungen bzw. ein Bereich zwischen zwei benachbarten Markierungen entspricht einer möglichen Größe eines Mundstücks und die erste Markierung und die zweiten Markierungen sind vorzugsweise durch auf die Schablone gedruckte oder geprägte parallele Linien oder parallel beabstandete Kreisbogenabschnitte bereitgestellt. Die unterschiedlichen Mundstückgrößen können durch das obige Verfahren auf nur wenige Größen, z.B. S, M, L und XL, beschränkt werden.
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In der Anwendung des Systems beißt der Benutzer beispielsweise auf die Wachsplatte, legt anschließend die Schablone auf die Wachsplatte und kann nach der einfachen Ausrichtung der ersten Markierung mit den Abdrücken der Schneidezähne direkt die für ihn/sie passende Mundstückgröße durch abgleichen der Abdrücke der hintersten Molaren mit einer der zweiten Markierungen ablesen. Vorzugsweise sind die Mundstückgrößen, die demnach jeweils einem Abstandsbereich zwischen Schneidezähnen und hintersten Molaren entsprechen, direkt auf der Schablone abgebildet (z.B. „S“-„XL“).
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In dem System gemäß der Offenbarung kann die Bestimmung der passenden Größe des Mundstücks durch die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung anhand der Aufnahme des Oberkieferabdrucks des Benutzers, des Unterkieferabdrucks des Benutzers, oder anhand der Aufnahme von Oberkiefer- und Unterkieferabdruck des Benutzers erfolgen. Da die Abmessungen der Zähne des Oberkiefers und des Unterkiefers des Benutzers normalerweise korrelieren, kann die Bestimmung anhand nur der oberen oder nur der unteren Zähne in der Regel ausreichend sein, um die richtige Mundstückgröße zu bestimmen.
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In dem System gemäß der Offenbarung kann die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung alternativ auch ein Computer sein, auf dem eine Software zur Bestimmung der passenden Größe des Mundstücks anhand eines Abbilds des Gebissabdrucks des Benutzers, der durch die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung bereitgestellt wird. Die Bestimmung der richtigen Mundstückgröße erfolgt mit der Software ebenfalls ausschließlich über die Bestimmung des Abstands der Schneidezähne zu den hintersten Molaren, bevorzugt parallel zur Sagittalachse des Benutzers oder radial zu der Vertikalachse durch die Mitte der vorderen Schneidezähne. Zur Auswertung des Abbilds des Gebissabdrucks kann eine bekannte Bilderkennungssoftware zum Einsatz kommen. Bekannt sind hierfür beispielsweise angelernte neuronale Netze, die seit einigen Jahren zur Einteilung von Bildern in verschiedene Kategorien verwendet werden („Convolutional Neural Networks“ (CNN), z.B.
US 7697765 B2 Abschnitt „2. Related Background Art“).
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In der obigen Ausführung des Systems kann die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung das Abbild des Gebissabdrucks des Benutzers von einem Netzwerkspeicher beziehen. Das Abbild wurde zuvor beispielsweise durch den Benutzer selbst auf den Netzwerkspeicher hochgeladen. Das Abbild kann durch abfotografieren der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung durch den Benutzer mit einem Smartphone und über eine darauf installierte Anwendung auf einen Cloud-Speicher hochgeladen werden. Andere Verfahren, wie beispielsweise das Einscannen einer Fläche der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung, sind ebenfalls möglich. Die Software der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung greift dann auf den Cloud-Speicher zu und ermittelt anhand des Abbilds die für den jeweiligen Benutzer passende Mundstückgröße.
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Das System kann ferner ein Mundstück einer Zahnputzvorrichtung für die gleichzeitige Reinigung mehrerer, vorzugsweise aller Zähne des Benutzers umfassen. Das Mundstück, insbesondere dessen Größe, wird dabei durch die übrigen Systembestandteile durch deren Benutzung durch den Benutzer bestimmt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung umfasst das obige Mundstück des Systems eine Trägerstruktur. Die Trägerstruktur umfasst einen Mundeinsatz für den Oberkiefer des Benutzers und einen Mundeinsatz für den Unterkiefer des Benutzers und einen Kupplungsabschnitt, der zwei Arme und einen Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt aufweist, wobei die Mundeinsätze jeweils mit einem Arm des Kupplungsabschnitts verbunden sind und der Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt angepasst ist, um mit einer Antriebsvorrichtung über deren Trägerstruktur verbunden zu werden. Die Trägerstruktur kann optional Arme mit Federabschnitten aufweisen. Die Mundeinsätze umfassen einen ersten Mundeinsatzabschnitt und einen zweiten Mundeinsatzabschnitt, die mit einem Schwenkfederabschnitt verbunden sind, der in der Gebissebene, die sich im Wesentlichen parallel zu und zwischen den Mundeinsätzen erstreckt, eine geringere Steifigkeit aufweist, als der erste und zweite Mundeinsatzabschnitt, um eine Verformung des jeweiligen Mundeinsatzes in der Gebissebene zu erleichtern. Die Schwenkfederabschnitte der Trägerstruktur des Systems ermöglichen nicht nur ein erleichtertes Einführen des Mundstücks. Auch kann bei der Anwendung des Systems auf eine Bestimmung der Gebissbreite des Benutzers, als dem Abstand horizontal gegenüberliegender Molare (links oben und rechts oben z.B.) gänzlich verzichtet werden. Dies erleichtert das Bestimmen der Mundstückgröße mit dem System.
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In der Trägerstruktur des Systems einer der obigen Ausführungsformen sind die Mundeinsätze optional jeweils für die Reinigung der Zähne des gesamten Oberkiefers oder des gesamten Unterkiefers des Benutzers angepasst.
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Bei der Trägerstruktur des Systems einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kupplungsabschnitt mit den Federabschnitten einstückig ausgebildet. Bei der Trägerstruktur einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Federabschnitte einstückig mit den Mundeinsätzen und/oder den nicht gefederten Abschnitten des jeweiligen Arms ausgebildet. Die einstückige Ausbildung verbessert die Schwingungsübertragung zwischen einer Antriebsvorrichtung und Mundstück. Zudem werden Zwischenräume vermieden, die den Reinigungsaufwand erhöhen oder die hygienischen Bedingungen des Geräts verschlechtern könnten. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kupplungsabschnitt zur besseren Kontrolle des Eigenresonanzverhaltens aus dem identischen Material, bevorzugt biokompatiblen Polyamid (besonders bevorzugt PA 6.6 oder PA 12 wie PA 2200 oder PA 2201), wie die Basisteile der Mundeinsätze.
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Bei der Trägerstruktur des Systems einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Federabschnitte über Steck- oder Schraubverbindungen austauschbar. Über einen solchen modularen Aufbau des Kupplungsabschnitts können Wartungen ermöglicht werden, die den Ersatz des gesamten Kupplungsabschnitts unnötig machen können.
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Bei der Trägerstruktur des Systems einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt des Kupplungsabschnitts als zusätzlicher, dritter Arm ausgebildet, der sich von einem Verbindungspunkt der zwei Arme erstreckt, die mit den Mundeinsätzen verbunden sind, und wobei der dritte Arm optional einen zusätzlichen Federabschnitt umfasst. Der Längsquerschnitt durch die drei Arme kann dabei bevorzugt Y-Form aufweisen. Alternative Querschnitte sind Stimmgabelform oder, ohne den dritten Arm, U-Form oder Hufeisen-Form. Anstatt des dritten Arms kann der Antriebsvorrichtungskupplungsabschnitt auch direkt an der Stelle vorgesehen sein, an dem die zwei Arme, die mit den Mundstücken verbunden sind, zusammentreffen.
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Bei der Trägerstruktur des Systems einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mundeinsätze jeweils einen Basiskörper aus biokompatiblem Material, bevorzugt biokompatiblem Polyamid, der grob an eine Form der Zähne des Unterkiefers oder Oberkiefers eines Benutzers angepasst ist. Der Basiskörper ist für die Weiterleitung der Vibrationen hin zu den Reinigungsflächen verantwortlich und besteht in einer Ausführungsform vollständig aus einem biokompatiblen Polyamid. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von biokompatiblem Polyamid, wie etwa PA6, PA6.6, PA11, oder PA12, bevorzugt PA 6.6. In einer Ausführungsform wird zur Fertigung der Basiskörper der Mundeinsätze Polyamid 12 verwendet, z.B. in der Ausführungsform PA 2200 (weiß) oder PA 2201 (transparent). Dem Polyamid können optional Additive, Farbstoffe, und/oder verstärkende Fasern beigefügt werden.
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Bei der Trägerstruktur des Systems kann zudem ein Mundeinsatz bereitgestellt werden, der eine Trägerstruktur gemäß einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und ferner eine Silikonhülle umfasst, die die Trägerstruktur im Wesentlichen vollständig umgibt. Die Silikonhülle ist bevorzugt einstückig, beispielsweise durch Vakuumspritzguss, gefertigt. Die Silikonhülle hat dabei eine Form, die im Wesentlichen einem Negativabdruck eines menschlichen Gebisses entspricht. Ein gewisses Spiel sollte jedoch vorgesehen sein, wobei das Spiel durch an den den Zähnen des Benutzers zugewandten Flächen der Silikonhülle mit Reinigungsstrukturen überbrückt wird, die durch direkten Kontakt mit den Zahnflächen für die Reinigungswirkung der Zahnputzvorrichtung mit der Trägerstruktur dieser Ausführungsform sorgen. Die Reinigungsstrukturen sind bevorzugt senkrecht (parallel zu den Zahnzwischenräumen, d.h. senkrecht zur Transversalebene des menschlichen Körpers) angeordnete Lamellen aus Silikon, die bevorzugt einstückig mit der Silikonhülle ausgebildet sind. Die Silikonhülle wird im Montagevorgang über die Trägerstruktur gestülpt oder gezogen. Durch die geringe Anzahl an Einzelteilen wird die Wartung der Trägerstruktur und der Silikonhülle, die in dieser bevorzugten Ausführungsform gemeinsam das Mundstück bilden, vereinfacht und kostengünstiger.
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Das vorliegende System kann zudem eine Zahnputzvorrichtung bereitstellen, die eine Trägerstruktur bzw. ein Mundstück gemäß der obigen Beschreibung und eine Antriebsvorrichtung umfasst, die mit dem Antriebsvorrichtungskupplungsabschnitt des Kupplungsabschnitts verbunden ist.
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Die Zahnputzvorrichtung des Systems umfasst in einer Ausführungsform eine Antriebsvorrichtung, die beispielsweise ein Gehäuse und in dem Gehäuse einen Motor (Schallwandler), eine Batterie bzw. einen Akku (z.B. Li-Ionen-Akku), eine Steuerung bzw. Steuerplatine (z.B. Prozessor, Motorsteuerung und einen Datenspeicher mit Anweisungen für die Motorsteuerung) und eine Anzeigevorrichtung (z.B. LED-Display, einzelne farbige LED-Leuchten oder E-Ink Display) aufweist.
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Bei der Zahnputzvorrichtung des Systems kann die Antriebsvorrichtung angepasst sein, um eine Schwingung von 100 Hz bis 500 Hz, bevorzugt 200 Hz bis 350 Hz, über den Y Kupplungsabschnitt an die Mundeinsätze zu übertragen. In diesen Frequenzbereichen wird ein gutes Reinigungsergebnis bei geringer Dauer erreicht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Zahnabdruckaufnahmevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2A ist eine schematische Draufsicht auf eine Zahnabdruckvermessungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 2B ist eine Abbildung einer Zahnabdruckvermessungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3 ist eine Abbildung einer Zahnabdruckaufnahmevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nach der Benutzung.
- 4 ist Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung der Größe eines Mundstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 5A ist eine Perspektivansicht einer Trägerstruktur einer Zahnputzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5B ist eine Perspektivansicht einer Trägerstruktur eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im Folgenden wird die vorliegende Offenbarung anhand von Figuren beschrieben, die schematisch verschiedene beispielhafte Ausführungsformen zeigen. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind nicht maßstabgerecht dargestellt, wobei zum Teil Abmessungen gewählt wurden, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung klarer zur Geltung bringen.
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Sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente oder Komponenten Bezug zu nehmen. Um die Beschreibung knapp zu halten werden Elemente die bereits in anderen Figuren erwähnt wurden, nicht unbedingt in der Beschreibung zu jeder weiteren Figur nochmals explizit erwähnt. Es sollte zudem verstanden werden, dass alle gezeigten Ausführungsformen uneingeschränkt miteinander kompatibel und kombinierbar sind, solange nichts anderes in der Beschreibung angegeben ist. Die vorliegende Beschreibung nimmt auf die Symmetrieachsen bzw. -Ebenen des menschlichen Körpers Bezug, insbesondere die Sagittalachse bzw. -Ebene und die Vertikalachse bzw. -Ebene. Es wird davon ausgegangen, dass die Gebissebene des Benutzers der Sagittalebene, also der Ebene senkrecht zur Vertikalachse des Benutzers entspricht. Alle Definitionen können entsprechend auch von der Gebissebene des Benutzers aus betrachtet werden, wobei die Gebissebene auch der Ebene entspricht, die durch die Flächenebene der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 (1 und 3) entspricht.
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1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die in 1 gezeigte Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 umfasst eine flache Bissplatte 12 und einen Griff 14. Die Bissplatte 12 ist bevorzugt aus einem plastisch verformbaren Material gefertigt, besonders bevorzugt aus Wachs, beispielsweise raffiniertem Paraffinwachs. Zudem muss die Bissplatte medizinisch alle Anforderungen für Vorrichtungen erfüllen, die im Mundraum eines Menschen zum Einsatz kommen. Insbesondere dürfen keine schädlichen Stoffe durch die Bissplatte 12 abgegeben werden. Ein besonders bevorzugtes Material für die Bissplatte ist Wachs. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zudem sind Griff 14 und Bissplatte 12 bevorzugt einstückig aus dem gleichen Material gefertigt.
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Die abgebildete Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 ist in ihrer Form dem Zahnbogen des menschlichen Gebisses nachempfunden, was die Anwendung erleichtert und dem Benutzer intuitiv die richtige Benutzung anzeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Da es bei der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ausschließlich auf die Bestimmung des Abstands zwischen Schneidezähnen und hintersten Molaren ankommt, kann die Form der Bissplatte auch entsprechend vereinfacht werden. So sind ein in der Mitte schräg zu einer V-Form gefalteter Wachsstreifen oder eine T-förmige Wachsplatte, die mit dem breiten Ende die Position der hinteren Molaren erfasst, ebenfalls als Zahnabdruckaufnahmevorrichtung anwendbar. In der einfachsten Form wird ein Wachsstreifen verwendet, auf den durch den Benutzer gleichzeitig mit den Schneidezähnen und einem Paar der hinteren Molaren gebissen wird.
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2A ist eine schematische Draufsicht auf eine Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 2A ist die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 als Schablone aus einem durchsichtigen Kunststoff ausgeführt, bevorzugt als Folie oder dünne Platte aus PVC oder PET. Die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 dieser Ausführungsform umfasst mehrere Markierungen 42, 43, 44, „S“, „M“, „L“ und „XL“, die auf die Schablone gedruckt sind und/oder in diese eingeprägt sind.
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Nachdem der Benutzer die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 markiert hat, kann er/sie die Schablone 40 der 2A auf die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 legen, die Schablone ausrichten und anhand der Position der Abdrücke der hintersten Molaren die Abstandsbereiche (oberhalb von 44a, zwischen 44a und 44b, etc.) und anschließend die passende Größe des Mundstücks bestimmen. Die Markierungen 42 bilden in dieser Ausführungsform die Umrisse der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 aus 1 nach und sollen dem Benutzer die Ausrichtung der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 mit der Schablone 40 erleichtern. Die horizontale Markierung 43 dient der Ausrichtung der Schneidezähne auf der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10. Durch die Markierungen 44 kann der Benutzer nach der erfolgten Ausrichtung direkt ablesen welche Mundstückgröße für ihn/sie die passende ist. So entspricht in der vorliegenden Ausführungsform ein Abdruck der hintersten Molaren oberhalb der Markierung 44a der Größe „S“, ein Abdruck der hintersten Molaren zwischen den Markierungen 44a und 44b der Größe „M“, ein Abdruck der hintersten Molaren zwischen den Markierungen 44b und 44c der Größe „L“ und ein Abdruck der hintersten Molaren unterhalb der Markierung 44c der Größe „XL“. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die angegebenen Markierungsposition, deren Anzahl und Abstand zueinander nur beispielhaft angegeben sind und für die vorliegenden Erfindung nicht essentiell sind. Durch die Schablone 40 dieser Ausführungsform wird eine einfach und direkte Ablesung der Abstands von Schneidezähnen und hintersten Molaren parallel zur Sagittalachse A des Benutzers möglich keine weiteren Informationen über das Gebiss des Benutzers müssen einbezogen werden, um die richtige Mundstückgröße für den Benutzer zu bestimmen.
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2B ist eine perspektivische Abbildung einer Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In dieser Ausführungsform sind die Markierungen 42 nicht vorgesehen und die Markierung 43 als Bogenlinie dargestellt. Im Unterschied zu 2A sind die Markierungen 44 nicht als parallele Linien sondern als Kreisbogenabschnitte 44 dargestellt. Die Kreisbogenabschnitte 44 haben beispielsweise als Mittelpunkt die Vertikalachse V durch die Mitte der Schneidezähne des menschlichen Körpers, die in 2B durch ein „X“ angedeutet ist und senkrecht zur Zeichnungsebene der 2B verläuft. In der gezeigten Abbildung ist der Kreismittelpunkt aufgrund der Perspektive etwas verschoben. Alternativ können die Kreisbogenabschnitte 44 jedoch auch einen anderen Mittelpunkt mittig vor oder hinter den Schneidezähnen oder für die linken und rechten Markierungen 44 der 2B unterschiedliche Mittelpunkte aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform haben die linken und rechten Markierungen 44 „0“-„10“ jeweils einen gemeinsamen Mittelpunkt und sind in der 2B jeweils parallel zueinander und gleichmäßig beabstandet angeordnet. Durch die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 der 2B kann der Abstand der Schneidezähne zu den hintersten Molaren radial von der Vertikalachse durch den gemeinsamen Mittelpunkt bestimmt werden.
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Alternativ zu der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 gemäß 2A bzw. 2B kann die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung auch als Computer ausgeführt sein, auf dem eine Software zur Bilderkennung installiert ist. Die Software kann auf eine Abbildung des Gebissabdrucks des Benutzers zugreifen. Denkbar ist hierfür eine auf einem Smartphone installierte Software, die über die Kamera des Smartphones die Abbildung des Gebissabdrucks direkt von einer Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 abfotografiert und dann verarbeitet. Da für die zuverlässige Bilderkennung jedoch bevorzugt neuronale Netze (Convolutional Neural Networks (CNN)) zum Einsatz kommen, wird eine durch den Benutzer erzeugte Abbildung der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung (Foto oder Scan) in einen Netzwerkspeicher („Cloud“) hochgeladen. Eine zentrale Computereinheit kann dann auf die Abbildung in dem Netzwerkspeicher zugreifen. Eine auf diesem Computer ausgeführte CNN-Software zur Bilderkennung kann anschließend auf Basis des entsprechend eingelernten neuronalen Netzwerks eine für den Benutzer passende Mundstückgröße aus dem Abbild bestimmen und den Benutzer beispielsweise direkt über das Ergebnis dieser Bestimmung informieren (über Email, SMS, etc.). Alternativ kann auch eine Handelsplattform oder ein Hersteller über das Bestimmungsergebnis verfügen und dem Benutzer das für ihn/sie passende Mundstück direkt zustellen.
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3 ist eine Abbildung einer Zahnabdruckaufnahmevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nach der Benutzung. Eine Abbildung gemäß 3 kann beispielsweise in einem Größenbestimmungssystem gemäß dem obigen Softwarebasierten System in einen Netzwerkspeicher hochgeladen werden. Bei einer Verwendung des Systems gemäß 1 und 2A bzw. 2B ist in 3 ein Zustand der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 nach der Markierung durch den Benutzer abgebildet. In 3 sind zwei Markierungsgruppen 16a und 16b sichtbar. Gruppe 16a weist einen relativ geringen Abstand zwischen Schneidezähnen und hinteren Molaren auf und würde nach der Bestimmung mit einer Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 (gemäß 2A und 2B oder mittels Software) zum Ergebnis „S“ führen. Die Abdrücke 16b hingegen liegen relativ weit auseinander, so dass hier eine Mundstückgröße „L“ oder „XL“ in Frage kommen würde. Wie in 3 erkennbar ist, ist eine genaue Bestimmung nur mit der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 schwer möglich. Erst die Kombination mit der Schablone 40 aus 2A bzw. 2B oder einer entsprechenden Software erlaubt die genaue Bestimmung der richtigen Mundstückgröße.
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4 ist Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung der Größe eines Mundstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren dieser Ausführungsform umfasst das Bereitstellen S110 einer Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10. Die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 entspricht bevorzugt der obigen Beschreibung. In der Praxis nimmt der Benutzer etwa die in 1 dargestellte Vorrichtung 10 aus einer versiegelten Verpackung.
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Dann erfolgt das Aufnehmen S120 eines Gebissabdrucks des Benutzers mittels der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10. In der Praxis führt der Benutzer die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 in seinen Mund ein und richtet den Griffteil 14 mittig aus. Es sollte ferner beachtet werden, dass sowohl die Schneidezähne als auch die hinteren Molaren die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 berühren. Der Benutzer beißt dann leicht auf die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10, um Markierungen seines Gebisses auf der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 zu hinterlassen. Der Benutzer entfernt anschließend die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 aus dem Mundraum.
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Das Verfahren umfasst anschließend das Bereitstellen S130 einer Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40. In der Praxis entnimmt der Benutzer beispielsweise eine Schablone 40 gemäß 2A oder 2B einem Kit, das auch die hygienisch verpackte und versiegelte Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 enthält.
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Das Verfahren umfasst anschließend das Bestimmen S140, mittels der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 und anhand des aufgenommenen Gebissabdrucks des Benutzers, eines Abstands zwischen den vorderen Schneidezähnen und den hintersten Backenzähnen des Benutzers. Das heißt, der Benutzer legt die Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 in der Ausführungsform als durchsichtige Schablone auf die Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 und richtet die Schablone mit der Zahnabdruckaufnahmevorrichtung 10 aus, wie es im Zusammenhang mit 2A bzw. 2B beschrieben wurde. Aufgrund der horizontalen (2A) bzw. bogenförmigen (2B) Markierungen 44 kann der Benutzer den Abstand zwischen Schneidezähnen und hinteren Molaren (2A: parallel zu Achse A) zuverlässig bestimmen.
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Das Verfahren enthält weiterhin das Bestimmen S150 der passenden Größe des Mundstücks der Zahnputzvorrichtung anhand des mit der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 bestimmten Abstands. Dies erfolgt in der Ausführungsform aus 1-2A mit Hilfe der Markierungen 44 und „S“, „M“, „L“ und „XL“ bzw. „0“-„10“ auf der Zahnabdruckvermessungsvorrichtung 40 in 2B.
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Es sei angemerkt, dass das Verfahren nur beispielhaft mit Bezug auf 1-3 beschrieben wurde und ebenfalls ein Computer-gestütztes Verfahren verwendet werden kann, wie es oben beschrieben wurde.
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Das System zur Größenbestimmung eines Mundstücks kann in einer Ausführungsform weiterhin ein Mundstück umfassen, das eine Trägerstruktur enthält, wie sie beispielhaft in 5A gezeigt ist. Neben der Trägerstruktur wird das Mundstück bevorzugt durch eine Silikonhülle gebildet, die über die Trägerstruktur gestülpt ist.
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Wie in 5A gezeigt, umfasst die Trägerstruktur der vorliegenden Ausführungsform einen Mundeinsatz für den Oberkiefer 30a und einen Mundeinsatz für den Unterkiefer (kein Bezugszeichen). Die Mundeinsätze bzw. Mundeinsatzelemente sind im Wesentlichen symmetrisch (Oberkiefer zu Unterkiefer gespiegelt) aufgebaut und die folgende Beschreibung ist entsprechend vereinfacht.
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Die Mundeinsatzelemente 30a, 30b umfassen jeweils einen Trägerstrukturboden 112a, der im Wesentlichen der Form der Bissfläche eines menschlichen Gebisses entspricht. Bevorzugt, wie in 5A gezeigt, umfassen die Mundeinsatzelemente 30a, 30b eine Außenwand 111a und eine Innenwand 113a, 113b, die sich jeweils in etwa in einem rechten Winkel von dem Trägerstrukturboden 112a erstrecken und zur Stützung oder Befestigung einer Silikonhülle dienen können, wie sie oben kurz beschrieben wurde. Außenwand 111a und Innenwand 113a, 113b laufen im Wesentlichen durchgängig am Innen- und Außenrand des Trägerstrukturboden 112a entlang, sind im Bereich der hintersten Seitenzähne jedoch durch eine Lücke beanstandet, um z.B. während der Montage das Aufziehen einer Silikonhülle über die Trägerstruktur zu erleichtern. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Mundeinsatzelemente 30a, 30b im hinteren Endbereich 120 der hinteren Seitenzähne miteinander einstückig oder durch Verkleben, Verschweißen, oder ihre einstückige Ausbildung miteinander verbunden. Die Mundeinsätze 30a, 30b haben somit einem im Wesentlichen Trog-förmigen Querschnitt mit Wänden, die sie im Wesentlichen senkrecht vom Trogboden erstrecken. Die entstehenden Ecken zwischen Wänden und Boden sind bevorzugt abgerundet.
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Etwa im Bereich der Eckzähne in 5A können die Mundeinsatzelemente 30a, 30b der Trägerstruktur der vorliegenden Ausführungsform einen Schwenkfederabschnitt 130a/130b aufweisen. Dieser ist jeweils, wie abgebildet, durch Aussparungen in Trägerstrukturboden 112a und Außenwand 111a (optional aber nicht dargestellt auch in der Innenwand 113al113b) der Mundeinsatzelemente 30a, 30b gebildet, so dass die Mundeinsatzelemente 30a, 30b jeweils durch mäandrierende und/oder verjüngte Abschnitte in der Ebene des Trägerstrukturbodens 112a unterteilt sind. Der Schwenkfederabschnitt 130a/130b erlaubt ein gewisses Spiel der Trägerstruktur in der Bissebene des Benutzers, so dass die Anpassungsfähigkeit an das spezifische Gebiss des Benutzers ermöglicht wird ohne die Schwingungsübertragung in den hinteren Bereich (hintere Seitenzähne) zu stören, da die Schwenkfederabschnitt 130a und 130b lediglich eine Flexibilität in der Bissebene (Transversalebene) fördern, aufgrund ihrer in die Bissebene abgeflachten Ausbildung jedoch die Schwingungsübertragung durch die Mundeinsatzelemente 30a, 30b zu den hinteren Molaren kaum beeinflussen. Es sein angemerkt, dass die Anzahl von zwei Schwenkfederabschnitten 130a/130b pro Mundeinsatzelement 30a, 30b zwar bevorzugt ist, jedoch auch ein oder mehr als zwei Schwenkfederabschnitte vorgesehen sein können.
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Bevorzugt sind Ausbildungen der Schwenkfederabschnitte 130a und 130b durch Einschnitte, Einkerbungen oder Mäanderbildung durch Biegen. Besonders bevorzugt wird die Form der Schwenkfederabschnitte 130a und 130b jedoch durch Formung der Trägerstruktur im Spritzguss oder im 3D-Druck gebildet. Es sollte ferner beachtet werden, dass die Schwenkfederabschnitte 130a/130b in Richtung der Horizontalachse des Benutzers eher steif sein sollten. Die bevorzugte Schwingung/Federung der Schwenkfederabschnitte 130a/130b ist parallel zu Trägerstrukturboden 112a bzw., im Querschnitt, dem Trogboden der Trägerstruktur.
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Die Mundeinsatzelemente 30a, 30b sind, wie in 5A dargestellt, im Bereich vor den Schneidezähnen über obere und untere Federabschnitte 22a, 22b miteinander verbunden und die Federabschnitte 22a, 22b sind weiterhin mit dem Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt 24 verbunden, der zur Kopplung mit einer Antriebseinheit (bspw. einem Vibrationsmotor) angepasst ist. Die Federabschnitte 22a, 22b sind in dieser Ausführungsform jeweils durch eine einzelne Biegung der Arme gebildet, d.h. vom Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt 24 aus leicht nach außen (für den Federabschnitte 22a der Trägerstruktur 30a des Oberkiefers kranial, für die des Unterkiefers entsprechend kaudal) und etwa 3/4 der Strecke zum Verbindungspunkt mit dem jeweiligen Mundeinsatz 30 a/b etwas steiler wieder nach innen Richtung Verbindungspunkt. Die Anzahl der Arme, die Mundeinsätze mit dem Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt 24 verbinden, ist in der vorliegenden Ausführungsform vier, zwei Arme für den oberen und zwei für den unteren Mundeinsatz, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Umsetzungen der vorliegenden Ausführungsform mit jeweils einem Arm oder mehr als zwei Armen für Mundeinsatzelement 30a, 30b sind ebenfalls möglich. Der Antriebsvorrichtungsverbindungsabschnitt 24 und die Federabschnitte 22a, 22b sind zusammen Teil des Kupplungsabschnitts 20. Die Verbindung mit der Antriebseinheit erfolgt bevorzugt über eine Steckverbindung. Alternative Verbindungstechniken sind jedoch ebenfalls denkbar (z.B. Schraubverbindung) und die Erfindung sollte nicht darauf beschränkt werden.
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5B zeigt eine Perspektivansicht einer Trägerstruktur einer Zahnputzvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die in 5B gezeigte Ausführungsform einer Trägerstruktur entspricht im Wesentlichen der in 5A dargestellten Trägerstruktur und die Beschreibung der identischen Bauteile wird unter allgemeinem Bezug auf die obige Beschreibung der 5A hier nicht wiederholt. Die Unterschiede zur Ausführungsform in 5A sind zum einen, dass die Aussparungen in den Außenwänden 111a und 111b jeweils durch einen Vibrationskopplungsmechanismus 116b überbrückt ist und, dass der untere Trägerstrukturbodens 112b eine konvexe, d.h. zu den Zähnen hin gewölbte Ausbuchtung 114b umfasst. Die Bezugszeichen für den Vibrationskopplungsmechanismus der obere Außenwand 111a wurden weggelassen, die folgende Beschreibung ist jedoch entsprechend für den oberen Mundeinsatz 30a auch auf diesen übertragbar.
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Der Vibrationskopplungsmechanismus 116b dieser Ausführungsform fördert die Vibrationsübertragung zu den hinteren Seitenzähnen (Backenzähnen) und kann daher die Reinigungswirkung der Zahnputzvorrichtung verbessern. Der Vibrationskopplungsmechanismus 116b umfasst einen ersten Kopplungsabschnitt 116-1b und einen zweiten Kopplungsabschnitt 116-2b, die an gegenüberliegenden Seiten der Aussparung der Außenwand 111b angeordnet sind, sich zueinander erstrecken und einander berühren. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Kopplungsabschnitt 116-1b als ein verjüngter Fortsatz der Außenwand 111b im Bereich der Schneidezähne gebildet, der in einen entsprechenden U-förmigen Fortsatz der gegenüberliegenden Außenwand 111b im Bereich der Seitenzähne eingreift. Dieses Prinzip kann auch umgekehrt werden oder alternative Eingriffsformen vorgesehen sein und sollte daher nicht einschränkend ausgelegt werden. So sind Vorsprünge in V-Form oder W-Form ebenso umsetzbar, wie eine Drehung des dargestellten Prinzips um 90° um eine Achse, die mitten durch die Außenwand 111b an der entsprechenden Stelle verläuft. Durch die Länge der Kontaktfläche zwischen den Kopplungsabschnitten 116-1b und 1116-2b kann die Vibrationsübertragung zu den hinteren Seitenzähnen angepasst werden, z.B. optimiert für bestimmte Frequenzbereiche. Beispielhaft ist für Frequenzen zwischen 100 Hz und 500 Hz, bevorzugt 200 Hz bis 350 Hz, eine Länge der Kontaktfläche 1 bis 10 mm, bevorzug 2 bis 7 mm vorteilhaft. Die Kontaktfläche zwischen den Kopplungsabschnitten variiert auch je nach Verformung der Schwenkfederabschnitte 130a und 130b, so dass unterschiedliche Längen für unterschiedliche Gebissformen vorgesehen sein können.
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Die gewölbte Ausbuchtung 114b des unteren Mundeinsatzes 30b dient der Anpassung an die Anatomie des menschlichen Gebisses in diesem Bereich, insbesondere an die Speesche Kurve. Diese Ausführung ist bevorzugt und kann auch durch eine entsprechende Ausbildung in der Silikonhülle unterstützt werden. Durch die verbesserte Anpassungsfähigkeit an das Gebiss des Benutzers ist eine Größenbestimmung nur durch Bestimmung eines Abstands zwischen Schneidezähnen und hinteren Molaren möglich und eine Bestimmung der Abstände horizontal gegenüberliegender Molare ist nicht notwendig.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Größenbestimmung eines Mundstücks.
- - optimaler Reinigungsstandard, da Benutzerfehler im Bestimmungsverfahren nahezu ausgeschlossen sind.
- - Schutz des Zahnfleischrandes vor Verletzungen durch nicht passende Mundstücke.
- - Erhebliche Zeit- und Kostenersparnis im Vergleich zur Größenbestimmung durch den Fachmann, z.B. Zahnarzt.
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Mit dem beschriebenen Bestimmungsverfahren und gleichsam der beschriebenen Kombination des Systems mit der Trägerstruktur können zudem preisgünstig größere Stückzahlen von Reinigungsprothesen passgenau hergestellt werden ohne die Wirkung der Zahnreinigungsvorrichtung abzuschwächen.
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Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich oder das Wesen der Erfindung zu verlassen. Hinsichtlich der vorhergehenden Ausführungen ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Modifikationen und Variationen dieser Erfindung überdeckt, falls sie in den Schutzbereich der folgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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