-
Verfahren, Vorrichtung und Einrichtung zum Bestimmen der
-
Beißverhältnisse von Gebissen Beißverhältnisse von Gebissen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Untersuchen und Bestimmen der Beißverhältnisse von Gebissen,
insbesondere von menschlichen Gebissen.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Untersuchen
und Bestimmen der Beißverhältnisse von Gebissen.
-
Die Erfindung betrifft schließlich eine Einrichtung zum Auswerten
von erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtungen nach einer Beanspruchu
durch
Beißkräfte.
-
Es ist sowohl für die medizinische, insbesondere die zahnmedizinischet
Wissenschaft als auch für die tägliche Praxis von Ärzten, insbesondere Zahnärzten,
in höchstem Maße wünschenswert und in zahlreichen Fällen zum Stellen der richtigen
Diagnose sowie zur Auswahl einer geeigneten Therapie sogar unbedingt erforderlich,
die tatsächlich vorhandenen Bißverhältnisse zu kennen und demgemäß bestimmen zu
können.
-
Für die genaue Kenntnis der Bißverhältnisse reicht es nicht aus, ein
zu untersuchendes Zahnarkadensystem, welches im wesentlichen aus den beiden einander
gegenüberliegenden Kiefern mit den darin verankerten Zähnen und/oder Prothesen besteht,
lediglich zu röntgen, oder etwa einen Abdruck in einer zunächst plastischen und
später aushärtenden Masse zu machen. Denn diese bekannten Untersuchungsmethoden
geben zwar diverse Aufschlüsse über die Konstruktion und die übrigen Verhältnisse
eines Zahnarkadensystems, doch geben sie nur verhältnismäßig grobe Hinweise über
die tatsächlich vorhandenen Kontaktverhältnisse der einander gegenüberliegenden
Zähne bzw. Zahnreihen, und schon gar keinen Aufschluss über die tatsächlich auftretenden
Druck- bzw. Kontaktkräfte zwischen einander gegenüberliegenden Zähnen. Eine möglichst
genaue Kenntnis zumindest in qualitativer, möglichst aber auch in quantitativer
Beziehung ist aber, wie bereits erwähnt, sowohl bezüglich der Okklusion, d.h. also
der normalen Schlußbißstellung der Zähne, als auch der Mastikation, also der Verhältnisse
beim Kauvorgang, als auch bezüglich des incisalen Bisses, also der Verhältnisse
beim schneidenden Abbeißen, in höchstem Maße wünschenswert.
-
Für derartige gnathologische Untersuchungen von Zahnarkadensystemen
sind ein Verfahren und eine Einrichtung bekanntgeworden, bei denen von einem piezoelektrischen
Geber Gebrauch gemacht wird, der
zwischen die zu untersuchenden
Zähne eingeführt und sodann durch Kaudruck belastet wird, wobei der druckempfindliche
Geber ein elektrisches Signal abgibt, welches auf einem geeigneten Gerät abgelesen
oder registriert werden kann, welches vorher geeicht worden ist, so daß die am Geber
angreifende Kraft bestimmt werden kann.
-
Diese bekannten Verfahren und Einrichtungen gestatten jedoch lediglich
eine Messung der auf sie wirkenden Gesamtkraft und geben keinen Aufschluß über die
Kraftverteilung der Kontaktkräfte über das Zahnarkadensystem. Denn es ist beispielsweise
nicht möglich, mehrerer derartiger Geber an verschiedenen Stellen einer Zahnarkade
anzuordnen und anschließend eine auch tatsächlich zutreffende Messung über die auftretenden
Kontaktkräfte zu erhalten, da sowohl die piezoelektrischen Geber als auch die Zahnarkaden
verhältnismäßig steif sind, so daß unter Umständen ein erster Geber die volle Kaukraft
aufnimmt, während ein zweiter Geber nicht oder nur unwesentlich belastet wird.
-
Aber selbst wenn die Zahnarkaden sich unter Einwirkung der Kaukraft
bei mehreren an mehreren Punkten applizierten piezoelektrischen Gebern in gewisser
Weise elastisch verformen würden, so würde dieses die tatsächlichen Verhältnisse
weder bezüglich der Okklusion noch auch der Mastikation oder des incisalen Bisses
mit einigermaßen Genauigkeit wiedergeben.
-
Diese Nachteile sind ersichtlich auch nicht durch Verminderung der
vorhandenen Steifigkeit derartiger Geber zu vermeiden, beispielsweise dadurch, daß
sie in eine elastische Fassung aus Gummi o.dgl. eingesetzt werden. Denn auch bei
einer solchen Ausgestaltung können nur jeweils lokale Kräfte mit verhältnismäßig
großer Unsicherheit gemessen werden, während beispielsweise eine Bestimmung der
tatsächlichen Biß- oder Kaukraftverhältnisse aller realen Kontaktpunkte eines Gebisses
nicht möglich ist.
-
Es kommt hinzu, daß mit dieser bekannten Vorrichtung keinerlei Differenzierung
zwischen der Okklusion und der Mastikation möglich ist, und daß die mit dieser bekannten
Einrichtung erzielbaren Ergebnisse auch keinerlei Rückschlüsse auf die geometrischmechanischen
Relativbeziehungen einander gegenüberliegender Zahnhöcker geben.
-
Auch berücksichtigen die mit dieser bekannten Einrichtunq erzielbaren
Ergebnisse nicht die verschiedenen Einflüsse der Mundbewegung beim öffnen und Schließen
der Zahnarkaden während der Nahrungsaufnahme und geben mithin keinerlei Rückschlüsse
über die dynamischen Verhältnisse.
-
Um zumindest zu verwertbaren qualitativen Ergebnissen zu kommen, wird
in den zahnärztlichen Kliniken heutzutage Indigopapier verwendet, welches in streifenförmiger
Ausgestaltung zwischen die beiden Zahnarkaden eines Gebisses gelegt wird und nach
einem Zubiß gewisse qualitative Aufschlüsse über die vorhandenen Kontaktkräfte und
die geometrisch-mechanischen Beziehungen zwischen den Höckern einander gegenüberliegender
Zähne und/oder Prothesen gibt.
-
Diese Methode ist insofern verhältnismäßig praktisch, weil sie sehr
einfach und schnell durchzuführen ist und damit den klinischen Erfordernissen Rechnung
trägt. Sie gestattet jedoch keine quantitativen Rückschlüsse und besitzt im übrigen
auch hinsichtlich ihrer qualitativen Ergebnisse eine nur verhältnismäßig geringe
Genauigkeit.
-
Untersuchungsmethoden durch Abdrücken der Zahnarkaden in plastischem
Material, wie z.B. in Wachsplatten, oder in plastischem Material, welches später
aushärtet, die weiter oben bereits kurz erwähnt worden sind, lassen nicht nur keine
Rückschlüsse auf die auftretenden Kontaktkräfte zu, sondern sind auch hinsichtlich
der Relativbeziehunqen einander gegenüberliegender Höcker nur sehr schwer zu analysieren.
-
Im übrigen gestattet dieses Verfahren keine praktikable Registrierung
der ermittelten Werte.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Verfahren, Vorrichtungen und Einrichtungen der einqangs beschriebenen Gattungen
unter Vermeidung ihrer Nachteile zu verbessern, und ein Verfahren, eine Vorrichtung
und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen eine gnathologische Untersuchung und
Bestimmung der Okklusion, der Mastikation und des incisalen Bisses sowohl.qualitativ
als auch quantitativ über das gesamte Gebiß möglich sein soll, wobei zugleich angestrebt
wird, differenzierende Ergebnisse hinsichtlich der Okklusion und der Mastikation
zu erhalten, wobei darüber hinaus Rückschlüsse auf die geometrischmechanische Beziehung
einander gegenüberliegender Zahnhöcker und auch die dynamischen Verhältnisse beim
Kauvorgang möglich sein sollen. Schließlich sollen die erhaltenen Ergebnisse nicht
nur auf möglichst einfache Weise erzielbar, sondern auch registrierbar sein.
-
Als Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens vorgesehen,
daß mindestens ein streifenförmiger Abschnitt eines nicht vollkommen elastischen,
optisch isotropen Materials mit der Eigenschaft mechanischer Doppelbrechung zwischen
den zu untersuchenden Zähnen angeordnet wird, daß die die zu untersuchenden Zähne
haltenden Kiefer sodann unter Druck zur Anlage an den streifenförmigen Abschnitt
gebracht werden, daß der durch die zu untersuchenden Zähne verformte, streifenförmige
Abschnitt sodann herausgenommen wird, und daß schließlich die erhaltenden Abdrucke
des streifenförmigen Abschnittes unter polarisiertem Licht ausgewertet werden.
-
Der streifenförmige Abschnitt verbleibt nach dem Zubiß und vor dem
Herausnehmen vorzugsweise während einer bestimmten Verweilzeit, die beispielsweise
eine Minute b tragen kann, unter Belastung zwischen den zu untersuchenden Zähnen
bzw. Zahnarkaden.
-
Wenn vorstehend oder nachfolgend von einem "nicht vollkommen elastischem
Material die Rede ist, so ist hiermit ein Material gemeint, welches elastoplastisch
ist und die aufgrund des Zubisses erhaltenen Eindrücke demgemäß noch mindestens
über einen gewissen Zeitraum möglichst unverändert aufrechterhält, um eine Auswertung
und gegebenenfalls Registrierung zu ermöglichen.
-
Wenn vorstehend oder nachfolgend von einem "optisch isotropen Material
mit der Eigenschaft mechanischer Doppelbrechung" die Rede ist, so ist hiermit ein
spannungs-doppeltbrechendes Material gemeint, welches in seinem Ausgangszustand
aufgrund seiner optisch isotropen Eigenschaft nicht doppeltbrechend ist.
-
Doppelbrechnung tritt nämlich bekanntlich normalerweise nur in optisch
anisotropen Medien, also beispielsweise Kristallen der nichtkubischen Systeme, auf,
wobei eine einfallende Lichtwelle in zwei Teilwellen aufgespalten wird, und wobei
diese Teilwellen im allgemeinen verschiedene Normalenrichtunqen und unterschiedlichen
Normalen- und Phasengeschwindigkeiten besitzen, die normalerweise beide den bekannten
Brechungsgesetzen gehorchen.
-
Handelt es sich dabei um nichtabsorbierende Medien, so sind beide
Teilwellen linear und senkrecht zueinander polarisiert.
-
Außer der vorgenannten natürlichen Doppelbrechung optisch anisotroper
Kristalle gibt es dann aber noch die sogenannte Deformations-oder Spannungsdoppelbrechung,
die bei normalerweise isotropen Medien duch äußere mechanische Einwirkung bzw. Beanspruchung
hervorgerufen wird. Dabei verhält sich ein durch Druck oder Zug beanspruchtes solches
optisch isotropes Medium dann beispielsweise wie ein optisch einachsiger Kristall,
wobei die optische Achse in Druck- bzw. Zugrichtung liegt.
-
Die aufgrund der Beanspruchung hervorgerufenen inneren Spannungen
führen
dann zu der hier als mechanische Doppelbrechnung bezeichneten Erscheinung, wobei
dann die unterschiedlichen hervorgerufenen inneren Spannungszustände einen Rückschluß
auf die aufgetretene Beanspruchung zulassen, wenn das betreffende Material in geeigneter
Weise geeicht wird.
-
Um nicht nur den Effekt dieser mechanischen Spannungsdoppelbrechung
zu erhalten, sondern die bei Belastung auftretendWen Erscheinungen auch zumindest
über ein bestimmtes Zeitintervall aufrechtzuerhalten, welches für die Untersuchung
und gegebenenfalls Registrierung erforderlich ist, ist daher erfindungsgemäß ein
nicht vollkommen elastisches derartiges Material vorgesehen.
-
Vorzugsweise kann erfindungsgemäß ein elastoplastisches, flexibles
Material in Folienform Verwendung finden, wobei es besonders wünschenswert ist,
wenn eine solche Folie eine äußerst gleichmäßige Dicke aufweist.
-
Als besonders geeignete Materialien haben sich erfindungsgemäß Polymere
herausgestellt, bei denen es sich bevorzugt um Polyamide wie z.B. Nylon oder um
Polyäthylen handeln kann, doch sind auch andere Materialien durchaus geeignet.
-
Ist man an einem Doppelabdruck interessiert, so findet bevorzugt lediglich
ein einziger streifenförmiger Folienabschnitt Verwendung. Dabei befindet sich der
Abdruck der einen Zahnarkade mithin auf der Oberseite der Folie und der Abdruck
der anderen Zahnarkade auf der Unterseite der Folie, so daß sich ohne weiteres nicht
nur eine quantitative Bestimmung der Kontaktkräfte durchführen läßt, sondern darüber
hinaus auch eine Zuordnunq zu den geometrisch-mechanischen Gegebenheiten der betreffenden
Zähne treffen läßt. Denn man kann beispielsweise erkennen, daß die an einem bestimmten
Paar einander gcgenüberliegender Zähne gemessene Kontaktkraft derart erzeugt wird,
daß ein Höcker des oberen Zahnes
in eine bogenförmige Anordnung
von Höckern des gegenüberliegenden, unteren Zahnes eingreift o.dgl.
-
Wünscht man dagegen aus irgendwelchen Gründen eine getrennte Untersuchung
der Abdrücke der oberen und der unteren Zahnarkade, so werden bevorzugt zwei derartiger
Folienabschnitte verwendet, die sich nach Abnahme des Abdruckes ohne weiteres voneinander
trennen lassen.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann
zwischen zwei verwendeten Folienstreifen eine Zwischenlage angeordnet sein, die
vorzugsweise aus einem elastischen oder deformierbaren Material besteht und beispielsweise
eine Dicke on 0,5 bis 3 mm aufweisen kann. Eine solche Arbeitsweise bringt zugleich
den Vorteil mit sich, daß man mittels einer derartigen elastischen Zwischenschicht
das Vorhandensein von Nahrung zwischen den beiden Zahnarkaden simulieren kann.
-
Die Auswertung der durch Beißkräfte beaufschlagten Abschnitte erfolgt
erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungseinrichtung mit weißer oder monochromatischer
Lichtquelle, einen als Polarisator wirkenden1 linearen oder zirkularen ersten Polarisationsfilter,
einen als Analysator wirkenden, linearen oder zirkularen zweiten Polarisationsfilter,
ein die auszuwertenden Abschnitte haltendes Haltemittel und eine über der Beleuchtungseinrichtung
und dem Polarisationsfilter angeordnete Vergrößerungseinrichtung. Dabei ist das
Haltemittel für die Abschnitte bevorzugt in der Art einer Doppelklammer ausgebildet,
die ein gegenseitiges Kippen ermöglicht.
-
Eine Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung, mittels welcher eine
Auswertung nach dem spannungsoptischen Reflexionsverfahren möglich ist, ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung und der als Polarisator
dienende
erste Polarisationsfilter an der gleichen oberen Seite der auszuwertenden Abschnitte
angeordnet sind wie der zweite Polarisationsfilter und die Vergrößerungseinrichtung.
-
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Untersuchen
und Bestimmen der Bißverhältnisse eines menschlichen Gebisses in einer Ausgestaltung
mit zwei parallel zueinander angeordneten Folienabschnitten und einer elastischen
Zwischenschicht in seitlicher Draufsicht und schematischer Darstellung; Fig. 2 eine
schematische Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles
II in Fig. 1 gesehen; Fig. 3a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zum Auswerten der erhaltenen Ergebnisse mittels Durchstrahlung; Fig.
3b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Auswerten
der erhaltenen Ergebnisse mittels Reflexion; Fig. 4 eine schematische Darstellung
eines mit der Einrichtung gemäß Fig. 3 betrachteten und demgemäß vergrößerten Abdruckes
eines Zahns bzw. eines Zahnhöckers; und Fig. 5 eine erfindungsgemäße Doppelklammer
zum Halten der Abschnitte.
-
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei welcher zwei streifenförmige Abschnitte 1 und 2 aus einem elastoplastischen
Material mit der Eigenschaft mechanischer Doppelbrechung mit gegenseitigem Abstand
parallel zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Abschnitten 1 und
2 eine Zwischenschicht 3 angeordnet ist.
-
Die beiden Abschnitte 1 und 2 bestehen aus einer flexiblen Folie,
die eine sehr gleichmäßige Dicke von z.B. 0,15 mm aufweist.
-
Das Folienmaterial besteht z.B. aus einem transparenten Polyamid,
und zwar aus Nylon.
-
Die Zwischenschicht 3 besteht aus einem elastischen oder deformierbaren
Material wie z.B. Gummi und besitzt eine Dicke von z.B. 1,8 mm.
-
Die in Fig. 1 dargestellte dreischichtige Anordnung wird zur gnathologischen
Untersuchung der Okklusion, Mastikation oder des incisalen Bisses zwischen die beiden
in Fig. 1 rein schematisch angedeuteten Zahnarkaden 4 und 5 gelegt.
-
Sodann werden die beiden Zahnarkaden 4 und 5 aufeinander zubewegt
und zusammengedrückt.
-
Die Anordnung gemäß Fig. 1 verbleibt im zusammengedrückten Zustand
10 bis 60 Sekunden zwischen den oberen Zähnen 7 der oberen Zahnarkade 4 und den
unteren Zähnen 8 der Zahnarkade 5 und wird danach nach entsprechendem Lösen des
Bisses aus dem Mund herausgenommen.
-
Anschließend wird die auf diese Weise beanspruchte Vorrichtung oder
Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer Einrichtung gemäß Fig. 3a oder 3b ausgewertet.
-
Die Auswerteinrichtung gemäß Fig. 3a oder 3b besitzt eine aus einer
Weißlichtquelle 9 und einer Mattglasscheibe 10 bestehende Beleuchtungseinrichtung,
zwei lineare oder zirkulare Polarisationsfilter 11 und 12, und ein als Doppelklammer
15 ausgebildetes Haltemittel zum Halten der auszuwertenden Folienabschnitte 1, 2,
die ein gegenseitiges Kippen ermöglicht.
-
über dem oberen Polarisationsfilter 12 befindet sich eine aus einer
Lupe bzw. einer Vergrößerungslinse bestehende optische Vergrößerungseinrichtung
13, wobei es in aller Regel ausreicht, wenn die Lupe 13 eine 3-l0fache Vergrößerung
besitzt.
-
Zum Registrieren der Untersuchungsergebnisse kann über oder an Stelle
der Lupe 13 eine Kamera 14 angeordnet sein, die schwenkbar an einem Stativ 16 angeordnet
ist, so daß sich einerseits eine Beobachtung bzw.
-
Untersuchung der Abdrücke ohne Behinderung durch die Kamera 14 und
andererseits eine Registrierung durch fotographische Aufnahmen bewerkstelligen läßt.
-
Fig. 2 zeigt sehr schematisch die mit dem bloßen Auge gleichsam punktförmig
erscheinenden Abdrücke 17 der oberen Zähne 7, während Fig. 4 ebenfalls sehr schematisch
ein Bild zeigt, wie es sich dem Auge bzw. der Kamera in der Einrichtung gemäß Fig.
3 darbietet. Die in Fig. 4 unterschiedlich schraffierten und gepunkteten, unregelmäßigen
Felder besitzen eine unterschiedliche Farbgebung (Isochranaten), wobei sich nach
entsprechender Eichung des für die Folien 1 und 2 verwendeten Materials eine quantitative
Bestimmung der auftretenden Kontaktkräfte beim Biß vornehmen läßt.
-
Darüber hinaus zeigen die Abdrücke die geometrisch-mechanischen Verhältnisse
und lassen beispielsweise erkennen, an welchen Stellen, d. h. also an welchen Zahnhöckern,
die Kontaktkräfte zwischen den gerade untersuchten Zähnen auftreten.
-
Der erhaltende Abdruck gibt dabei gleichzeitig eine gesamte Kraftverteilung
über die ganze Zahnarkade wieder, wobei beim vorliesenden Ausführungsbeispiel durch
Anordnung der elastischen Zwischenschicht 3 diejenigen Verhältnisse simuliert sind,
wie sie bei mittlerer
Nahrungsmittelaufnahme vorliegen.
-
Entsprechende Abdrücke für die Zähne 8 der unteren Zahnarkade 5 finden
sich auf dem Abschnitt 2, der nach erfolgtem Abdruck von dem Abschnitt 1 getrennt
werden kann. Durch geeignete Fixiermittel, wie beispielsweise genau positionierte
Löcher 18, können die beiden Abschnitte 1 und 2 aber auch übereinander gelegt und
gemeinsam betrachtet werden, um Aufschlüsse über die Zuordnung einander gegenüberliegender
Höcker zu erhalten.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und Einrichtung sind aber ersichtlich nicht lediglich die Kontaktkräfte bei normalen
Gebissen zu bestimmen, sondern auch beispielsweise diejenigen Kontaktkräfte, die
an Implantatträgern auftreten. Hierdurch ergibt sich eine hervorragende Möglichkeit,
gegebenenfalls erforderliche Korrekturen vorzunehmen, um eine weitgehend gleichmäßige
Belastung der Implantatträger o.dgl. zu erzielen.
-
Entsprechendes gilt selbstverständlich ersichtlich hinsichtlich prothetischer
Arbeiten, so daß aufgrund einer Bestimmung der auftretenden Kontaktkräfte Störungen
vermieden werden können und ein weitgehendes Kraftgleichgewicht bezüglich der Okklusion
und/oder der Mastikation und/oder des incisalen Bisses erreicht werden kann.
-
Darüber hinaus eignet sich die vorliegende Erfindung im übrigen auch
in hervorragender Weise für Zwecke behördlicher Registrierung, und zwar vorzugsweise
als Ergänzung zu Fingerabdrücken oder sonstigen Personen eigenen Merkmalen. Denn
die mit der Erfindung erzielten Ergebnisse verändern sich normalerweise über einen
längeren Zeitraum nicht bzw. nicht so sehr, als daß nicht noch eine Identifizierung
einer bestimmten Person möglich wäre, es sei denn, daß diese Person zwischenzeitlich
größere prothetische Eingriffe hat machen lassen.