DE2341801A1

DE2341801A1 - Orthodontievorrichtung

Info

Publication number: DE2341801A1
Application number: DE19732341801
Authority: DE
Inventors: Michael E Northcutt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-01
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE2341801C3; FR2204390B1; GB1412543A; CA1009482A; AU5859873A; ES419841A1; CH583024A5; JPS5632931B2; FR2204390A1; AU468402B2; DE2341801B2; JPS4977488A; US3885310A

Description

NStbU »Εκ*» 26. Postfach 4

München, den 17. AUG. 1873

Mein Zeichen: P 1770

Anmelder : Michael E. Northcutt

1704 Miramonte Avenue Mountain View, California 94040

Orthodonti evorri ch tung

Die Erfindung betrifft abnehmbare Orthodontievorrichtungen, die Korrekturkräfte auf Zähne ausüben.

Die Verwendung von abnehmbaren Orthodontievorrichtungen, die Korrekturkräfte auf Zähne ausüben, wie Kopfringe, Mono-Blöcke, Aktivatoren, "Crozats", Halteelemente, federbelastete Halteelemente und dergleichen, ist dem Patienten, der oft ein Jugendlicher ist, überlassen. Da die Vorrichtung unbequem und unangenehm zu tragen sein kann, wird eine erhebliche Willenskraft benötigt, ein Behandlungsprogramm durchzuhalten. Es kann insbesondere für einen Jugendlichen schwierig sein, ein Programm durchzuführen, der den tatsächlichen Wert der Behandlung nicht voll erkennen kann.

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Die Größe der Korrekturbewegung von Zähnen ist eine Funktion der auf die Zähne aufgebrachten Kräfte und der Zeit, in der diese Kräfte aufgebracht werden. Die Unterbrechung der Benutzung einer Vorrichtung für die vorgeschriebenen Perioden führt zu einer verringerten Korrekturbewegung der Zähne und zusätzlich kann solche eine Unterbrechung zur Anwendung von nicht richtigen Kräften bei späteren Stadien der Behandlung führen. Wenn die Behandlung fortschreitet, werden die Kräfte oft in Beziehung zu der Wirksamkeit der Kräfte bestimmt, die in früheren Stadien angewandt wurden. Wenn ein Patient behauptet, daß das Programm voll erfüllt wurde, obwohl es nicht der Fall war, gelangt der Kieferorthopäde zu der Auffassung, daß die zuvor angewandten Kräfte nicht ausreichend waren, um die gewünschte Größe der Zahnbewegung hervorzurufen. Daher können übermäßige Kräfte gewählt werden, die sich zum Nachteil des Patienten auswirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Mangel richtiger Benutzung einer Vorrichtung durch Aufzeichnung der Zeit, während der die Vorrichtung benutzt wurde, zu beseitigen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer abnehmbaren Orthodontievorrichtung, die Korrekturkräfte auf Zähne ausübt, gemäß der Erfindung durch eine Einrichtung zur Ermittlung und Aufzeichnung der Zeitdauer, in der die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wird.

Die Aufzeichnung der Zeitdauer, in der die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wurde, erleichtert nicht nur die Kontrolle des Falles durch den Kieferorthopäden und ermöglicht die frühzeitige Feststellung der mangelnden Mitwirkung durch den Patienten, sondern diese Information wirkt auch als psychologisches Anreizmittel für den Patienten. Das Eintragen der Stunden ist ähnlich

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wie die Beobachtung von Gewichtsverlust. Jede aufgezeichnete Stunde ist ein Anreizmittel weiterzumachen.

Die verwendete Aufzeichnungseinrichtung kann irgendeine bekannte Einrichtung sein. Sie kann ein kleines bzw. miniaturisiertes elektronisches Instrument wie diejenigen auf Metalloxidhalbleiterplättchen sein, sie kann eine Ladungs- oder Entladungszelle sein, sie kann eine kleine Uhr sein oder sie kann irgendeine andere gewünschte Form haben. Die Aufzeichnungseinrichtung kann von irgendeinem beliebigen Teil der Struktur der Vorrichtung getragen werfen oderiidieser eingebaut sein. Die Aufzeichnungseinrichtung kann eine direkte visuelle Anzeige liefern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liefert die Aufzeichnungseinrichtung nicht eine direkte visuelle Anzeige, sondern ist an eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen, um die Zeitdauer zu bestimmen, in der der Patient den Kopfring benutzt hat. Dies verringert die täuschende Handhabung der Aufzeichnungseinrichtung durch den Patienten.

Für diejenigen Aufzeichnungseinrichtungen, die Energie benötigen, kann eine miniaturisierte Batterie oder dergleichen verwendet werden und es kann auch die elektrolytische Aktivität des Mundes ausgenutzt werden, um einen Mikrokreis zu laden oder die Federenergie eines Kopfrings kann ausgenutzt werden. Die Wahl der geeigneten Energiequelle ist dem Fachmann überlassen.

Es kann auch eine Vielzahl von Ermittlungseinrichtungen zur Betätigung der Aufzeichnungseinrichtung verwendet werden wie Einrichtungen, die auf von der Vorrichtung erzeugte Kräfte ansprechen, Einrichtungen, die auf die Körperwärme ansprechen wie ein Thermistor, Einrichtungen, die auf die Kapazität, den Widerstand oder andere Eigenschaften der hautelektrolytischen Funktionen ansprechen,

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Einrichtungen, die auf Strömungsmittel im Mund ansprechen, oder andere gewünschte Einrichtungen können verwendet werden. Die Wahl der oben beschriebenen Ermittlungseinrichtungen ebenso wie anderer bleibt dem Fachmann überlassen. Die Ermittlungs- und die Aufzeichnungseinrichtung kann in geeigneter Weise verpackt sein, um sie gegen Stöße, Mundströmungsmittel oder dergleichen, je nach ihrer Lage, zu schützen.

Die Kraftermittlungseinrichtung kann nur in einem begrenzten Kräftebereich verwendet werden. Dadurch kann das Bemühen, eine falsche Aufzeichnung durch Anwendung von Kräften auf die Vorrichtung, wenn sie tatsächlich von dem Patienten nicht benutzt wird, zu verhindern. Es können auch zwei Eigenschaften zur Betätigung der Aufzeichnungseinrichtung verwendet werden. Z.B. die Temperatur und der Druck, der Druck und die Leitfähigkeit, die Temperatur und die Leitfähigkeit, der Druck und der Widerstand, die Temperatur und der Widerstand oder dergleichen können verwendet werden, um die Aufzeichnungseinrichtung zu betätigen, so daß die Vorrichtung völlig sicher ist. Da der Patient nicht weiß, welche Eigenschaften verwendet werden, wäre es sehr schwer, eine falsche Anzeige zu bewirken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Unteransicht eines Kopfrings in einer Ausführungsform der Erfindung, der an dem Oberkiefer eines Patienten angebracht ist,

Figur 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, längs und in der Richtung der durch die Pfeile 2-2 in Fig. 1 angegebene Linie, aus der der Einstellmechanismus an einem Ende des inneren Bogens des Kopfrings der Fig. 1 hervorgeht,

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Figur 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, längs und in Richtung der durch die Pfeile 3-3 in Fig. 1 angegebenen Linie, aus der eine Spiralfeder in dem äußeren Bogen des Kopfrings der Fig. 1 hervorgeht,

Figur 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, längs und in Richtung der durch die Pfeile 4-4 in Fig. 1 angegebenen Linie, aus der eine Kontrolluhr in dem Kopfpolster zur Aufzeichnung der Zeitdauer hervorgeht, in der der Kopfring von dem Patienten benutzt wird,

Figur 5 eine Fig. 4 ähnliche Seitenansicht, aus der eine Uhr im Kopfpolster zur Aufzeichnung der Zeitdauer hervorgeht, in der der Kopfring von dem Patienten benutzt wird,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung des Aufzeichnungsinstruments im Kopfring, wie es Fig. 4 zeigt, und eines Anzeigeinstruments, das in der Praxis des Kieferorthopäden an das Aufzeichnungsinstrument angeschlossen wird,

Figur 7 eine Schaltbild des Aufzeichnungsinstruments der Fig. 4,

Figur 8 ein Schaltbild des Anzeigeinstruments der Fig. 6, das in der Praxis des Kieferorthopäden verwendet wird, und

Figur 9 eine bildliche Darstellung, aus der hervorgeht, wie das Anzeigeinstrument in der Praxis des Kieferorthopäden verwendet wird.

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Wie Fig. 1 zeigt, besteht der Kopfring 10 aus einem inneren Bogen bzw. Rahmen 12 und einem äußeren Bogen bzw. Rahmen 14. Eine Klammer 16 ist an einem oberen molaren Zahn 17 befestigt, wie Fig. 1 zeigt, und ein Endstück 19 des inneren Bogens 12 gleitet in einem Rohr 21 an einer Klammer 16, bis eine gekröpfte Stirnfläche 23 des Endstücks 19 an dem Ende des Rohrs 21 anliegt. Der äußere Bogen 14 ist mit dem inneren Bogen 12 an dem vorderen Ende des inneren Bogens verbunden, wie bei 18 gezeigt ist. Wie Fig. 1 zeigt, können Spiralfedern 26 in dem äußeren Bogen an den Bereichen der Befestigung mit dem inneren Bogen eingesetzt werden. Die Spiralfedern ermöglichen sowohl eine seitliche Verstellung als auch eine Längsverstellung der Enden des äußeren Bogens, um für eine Dämpfung und Stoßabsorption zu sorgen. Diese Spiralfedern machen den Kopfring biegsamer als erforderlich ist, wenn ein Patient mit einer Gesichtsseite auf dem Kopfkissen schläft.

Das Ende des äußeren Bogens 14 erstreckt sich nach außen längs der Kopfseiten des Patienten und ein elastisches Band 20 ist mit den Enden des äußeren Bogens durch Haken 22 verbunden. Das elastische Band 2O weist ein Polster auf, das hinten am Kopf bzw. Nacken des Patienten angreift. Das Band wird gestreckt, wenn das Polster 24 hinten am Kopf bzw. Nacken des Patienten angreift und übt dadurch eine Zugkraft auf den äußeren Bogen 14 aus. Diese Zugkraft wird auf den inneren Bogen 12 als Druckkraft im inneren Bogen übertragen. Die Schultern 23 an den Endstücken 19 des inneren Bogens greifen an den Enden der Rohre 21 der Klammern 16 an, um eine Rückzugskraft auf die molaren Zähne 17 auszuüben.

Die Enden des inneren Bogens weisen eine Einstelleinrichtung 30 zur Einstellung des Bogens gegenüber den Klammern

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auf, um den Abstand zwischen dem inneren Bogen und den Vorderzähnen zu regulieren. Die Einstelleinrichtung 30 besteht aus einer inneren Stange bzw. einem inneren Rohr 32, die bzw. das an dem Endstück 19 befestigt ist und einem äußeren Rohr 34, das mit dem inneren Bogen 12 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Wie Fig. 2 zeigt, kann eine Einstellschraube 36 verwendet werden, um die Teile 32 und 34 in der eingestellten Lage zu halten. Andere Mittel wie die Verformung der Teile durch Umbiegen oder Schrauben zwischen den Teilen können ebenso angewandt werden.

Wie Fig. 5 zeigt, ist an dem Polster 24 eine Aufzeichnungseinrichtung wie eine Uhr 40 befestigt. Die Uhr 40 wird von einem an dem Zugband 20 befestigten Schalter zur Aufzeichnung betätigt. Wenn das Band während der Befestigung an dem Kopf des Patienten gestreckt wird, schließt der Zug den Schalter, um die Uhr 40 in Betrieb zu nehmen. Solche Schaltermechanismen sind bei Stopuhren bekannt.

Eine weitere Form einer Kontrolluhr zur Aufzeichnung der Zeitdauer, die der Kopfring von dem Patienten benutzt wird, ist in den Fig. 4, 6, 7 und 8 gezeigt. Hierbei ist die Kontrolluhr ein elektronisches Instrument 42.

Wie Fig. 4 zeigt, ist die Kontrolluhr 42 in dem Kopfring zwischen den Enden des Zugbandes 20 angeordnet, so daß sie durch das Strecken des Bandes betätigt wird. Die Kontrolluhr 42 kann jedoch auch an irgendeiner anderen Stelle wie an der Vorderseite des inneren Bogens 12 zwischen" den Verbindungspunkten 18 des äußeren Bogens 14 angeordnet sein. In jedem Fall ist die Kontrolluhr 42 ein monolithisches integriertes CMOS-Halbleiterplättchen, das von einer Sensoreinrichtung zur Aufzeichnung betätigt wird, das auf die Rückzugskraft anspricht, die erzeugt

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wird, wenn der Kopfring aufgesetzt wird. Wenn die Sensoreinrichtung in dem Kopfring angeordnet ist, weist sie einen Schalter auf, der dem Band 20 zugeordnet ist. Wenn die Kontrolluhr in der Bogenstruktur angeordnet ist, kann die Sensoreinrichtung einen Schalter aufweisen, der einer der Federn 26 oder dem Klammerrohr 21 und der Oberfläche 23 der Stange am Ende des inneren Bogens zugeordnet ist.

Wie die Fig. 4 und 7 zeigen, kann die Kontrolluhr 42 eine Krafteinstelleinrichtung 4 3 zur Wahl eines begrenzten Kräftebereichs zur Betätigung der Kontrolluhr aufweisen. Dies kann durch Einsetzen eines Keils in einen Schlitz oder durch andere Einrichtungen erfolgen. Die Wahl eines begrenzten Kräftebereichs dient dazu, eine täuschende Handhabung zu verringern. Wenn die Kraft möglichst gleich derjenigen sein muß, die auftritt, wenn der Kopfring aufgesetzt ist, ist es für den Patienten schwierig, die Größe der Kraft durch Strecken des Bandes ohne Aufsetzen des Kopfrings zu verdoppeln.

Die Kontrolluhr 42 zeigt vorzugsweise die auf der Kontrolluhr aufgezeichnete Zeitdauer nicht visuell an. Statt dessen weist die Kontrolluhr 42 Buchsen A¹ und B¹ zum Anschluß entsprechender Steckerstifte A und B eines Anzeigeinstruments auf, wie Fig. 6 zeigt. Das Anzeigeinstrument 48 zeigt, wenn es an die Kontrolluhr 42 angeschlossen wird, die aufgezeichnete Zeitdauer und damit die Zeitdauer an, die der Kopfring von dem Patienten benutzt wurde. Dadurch wird die Täuschung durch den Patienten verringert.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Einzelheiten des Schaltkreises der Kontrolluhr 42 und des Anzeigeinstruments 48. Der Kopfring 42 besteht aus einem monolithischen integrierten CMOS-Halbleiterplättchen 50. Das Plättchen 50 weist einen Oszillator 52, einen Teiler 54 und eine Trenn-

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stufe 56 auf. Ein durch mechanische Spannung betätigter Mikroschalter 44, die Krafteinstelleinrichtung 43 und ein Quarzkristall 48 sind an den Oszillator 52 angeschlossen. Eine Quecksilberbatterie 60 ist an den Teiler 54 angeschlossen. Sechs binäre Ausgänge 52 der Trennstufe 56 zählen von O bis 63 Tagen. Ein Rückstellknopf 64 ist mit dem Teiler 54 verbunden.

Das Anzeigeinstrument 48 weist eine Anzeigefläche 66 mit lichtemittierenden Dioden für eine zweistellige Zahl auf. Die Anzeigefläche ist mit einem üblichen integrierten TTL-Decoder 68 verbunden. Sechs binäre Eingänge 70 sind an den Decoder 68 angeschlossen und sind auch an die binären Ausgänge 62 der Kontrolluhr anschließbar. Ein Rückstellknopf 72 ist mit dem Decoder 68 verbunden. Ein Netzgerät 74 ist mit der Anzeigefläche 66 verbunden. Ein Ein/Aus-Schalter 76 ist zwischen das Netzgerät 74 und das Netz geschaltet.

Fig. 9 ist eine bildliche Darstellung, die zeigt, wie an dem Gesamtsystem in der Praxis des Kieferorthopäden die Anzeige durchgeführt wird. In Fig. 9 werden ein einziger koaxialer Ausgang A¹ und ein zugehöriger koaxialer Stecker A anstelle von zwei Buchsen und zwei Steckerstiften verwendet, die in Fig. 6 gezeigt sind.

Anstelle der beschriebenen mechanischen Uhr 40 und der elektronischen Kontrolluhr 42 können auch andere Aufzeichnungseinrichtungen verwendet werden, wie zuvor erwähnt wurde.

Zusätzlich kann die abnehmbare Orthodontievorrichtung auch mit anderen Einrichtungen ausgestattet werden. Z.B. kann der Kopfring einen Druckanzeiger oder eine Aufzeichnungsvorrichtung mit Dehnungsmessern und Wandler aufweisen. Druckanzeiger oder Aufzeichnungsvorrichtungen für

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Kopfringe sind aus den US-PS 3 5 33 163, 3 648 372 und 3 526 035 bekannt. Eine Kopfringvorrichtung kann auch ein Radio mit oder ohne Kopfhörer aufweisen, so daß die Verwendung des Kopfrings attraktiver gemacht wird.

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Claims

Patentansprüche

Abnehmbare Orthodontievorrichtung, die Korrekturkräfte auf Zähne ausübt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Ermittlung und Aufzeichnung der Zeitdauer, in der die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung auf die von der Vorrichtung ausgeübten Kräfte anspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung auf eine hautelektrolytische Funktion anspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine direkte Anzeige liefert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung zur Erzeugung einer Anzeige mit einem Anzeigeinstrument zu verbinden ist.
6. Vorrichtung zum Zurückziehen der oberen Zähne eines Patienten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Rahmen (12, 14, 20) für Klammern (21), die an den oberen molaren Zähnen befestigt werden, um auf diese eine Kraft auszuüben, und dadurch, daß die Einrichtung zur Ermittlung und Aufzeichnung der Zeitdauer, in der die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wird, an dem Rahmen angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein bogenförmige Struktur, in der die Aufzeichnungseinrichtung angeordnet ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Polster (24), in dem die Aufzeichnungseinrichtung angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung auf die von dem Rahmen ausgeübte Kraft anspricht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung eine Einstelleinrichtung (30) aufweist, um einen begrenzten Kräftebereich für die Betätigung der Aufzeichnungseinrichtung auszuwählen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung die Benutzungszeit aufzeichnet, diese jedoch nicht anzeigt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Druckanzeige- oder -aufZeichnungseinrichtung.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein Polster (24) und ein elastisches Band (20) zur Belastung des Rahmens, und dadurch, daß das Polster (24) die Einrichtung zur Aufzeichnung der Zeitdauer aufweist, in der die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wird, und die Ermittlungseinrichtung, die auf das Anbringen des Polsters an einem Patienten zur Betätigung der Aufzeichnungseinrichtung anspricht, so daß der Kieferorthopäde die Anzahl der Stunden durch Ablesen der aufgezeichneten Zeitdauer bestimmen kann, die die Vorrichtung von dem Patienten benutzt wurde.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster so geformt ist, daß es hinten am Nacken des Patienten angreift.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung ein Festkörperspeicherplättchen und die Ermittlungseinrichtung einen Schalter aufweist, der in Abhängigkeit von einer Kraft in einem gewählten Kräftebereich und einer Temperatur in einem gewählten Temperaturbereich geschlossen wird, so daß die Aufzeichnungseinrichtung nicht aufzeichnet, wenn nicht beide Kräfte- und Temperaturzustände auftreten.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ein Instrument zur Anzeige der in einer gesonderten Aufzeichnungsvorrichtung aufgezeichneten Zeitdauer, bestehend aus einem digitalen Eingang, einer Einrichtung zur Umwandlung des digitalen Eingangssignals in eine visuelle Anzeige, und einerEinrichtung zur Verbindung des digitalen Eingangs mit der Aufzeichnungseinrichtung .

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17. verfahren zürn Zurückziehen der oberen Zähne-Feines Patienten mit einer Orthodontie zugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallrahmen an Klammern angelegt wird, die an den oberen molaren Zähnen befestigt sind, daß ein Zugband mit dem Metallrahmen verbunden wird, daß das Band hinten um den Kopf bzw. Nacken des Patienten gespannt wird, um eine Rückzugkraft auf den Rahmen auszuüben, und daß durch Spiralfedern in dem Metallrahmen Kräfteänderungen und Richtungsänderungen der auf den/Metallrahmen ausgeübten Kraft absorbiert

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