DE3933459A1 - Biomedical implant production equipment - uses computer tomographic image to generate implant profile for component mfr. - Google Patents

Biomedical implant production equipment - uses computer tomographic image to generate implant profile for component mfr.

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DE3933459A1
DE3933459A1 DE3933459A DE3933459A DE3933459A1 DE 3933459 A1 DE3933459 A1 DE 3933459A1 DE 3933459 A DE3933459 A DE 3933459A DE 3933459 A DE3933459 A DE 3933459A DE 3933459 A1 DE3933459 A1 DE 3933459A1
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DE3933459A
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Karsten Dipl Ing Reumann
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Karsten Dipl Ing Reumann
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Abstract

A computer controlled reconstruction process for biomedical objects, e.g. computer tomography, is used to determine and produce implants. The implant is determined on the basis of a number of linked elements (1). The complete process is based upon five different steps. The primary data are provided by a computer tomographic image and a computer is used to post process the data into a form usable by a machine tool. Typically, a laser cutter or milling machine is used for mfr. USE/ADVANTAGE - Extensively fragmented fractures. Tumour resection. Allows 3-d implantation by robot.

Description

Die rechnergestützte Rekonstruktion biomedizinischer Objekte auf der Basis bildgebender Verfahren der Medizin (insbesondere Computer-Tomographie, CT) ist derzeit noch Gegenstand der Forschung und steht nur teilweise auch bereits kommerziell zur Verfügung. The computer-aided reconstruction of biomedical objects on the basis of imaging techniques in medicine (especially computer tomography, CT) is still the subject of research and is only partially also already commercially available. Ziel der Rekonstruktion sind vor der Operation eines Patienten bereits gefertigte, individuell angepaßte Implantate als Ersatze sowie auch individuell gefertigte Modelle zur Operationsplanung. The aim of the reconstruction are before surgery a patient already made, individually adapted implants as replacements, as well as custom-made models for surgical planning. Damit sind dann bessere Paßformen und kürzere Operationszeiten möglich, offenbare Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen individuelle Implantate nicht zur Verfügung stehen, sondern nur grob vorgefertigte oder welche mit Standardmaßen. Thus better Paßformen and shorter operation times are possible obvious advantages over conventional methods in which individual implants are not available, but only roughly pre-made or that of standard dimensions. Die Verwendung des im Rahmen dieser Erfindung gemeinten biokompatiblen Materials soll bewirken, daß der Originalknochen mit der Zeit in das biokompatible Implantat hineinwachsen kann. The use of what is meant in the context of this invention, the biocompatible material is to cause the original bone can grow into the biocompatible implant with time. Im Hinblick auf dieses Ziel ergeben sich ganz neue Aspekte, so daß die Kombination der bekannten Verfahren mit diesen Neuerungen zu der hier verfaßten Erfindung führt. In view of this goal opens up completely new aspects, so that the combination of the known methods with these innovations leading to the written herein.

Bei der rechnergestützten Herstellung werden die Objekte aus gestapelten Scheiben gefertigt, deren Umrisse den Objektkonturen im Computer-Tomogramm entsprechen. In the computer-aided manufacture of the objects stacked disks are manufactured, whose outlines correspond to the object outlines in the computer tomogram. Aus den Grauwertmatrizen der CT-Bilder gewinnt man rechnergestützt durch Kantendetektion die Koordinaten von Konturlinien, die den Übergang von Knochenmaterial zu Weichteilen repräsentieren. From the Grauwertmatrizen the CT images is obtained with computer assistance by edge detection, the coordinates of contour lines representing the transition from bone to soft tissue. Mit einem Graphikeditor werden die Koordinaten im Bedarfsfall ergänzt bzw. geändert, wo beispielsweise ossäre Defekte infolge Trümmerfraktur die ursprüngliche Knochenform verändert haben. With a graphics editor, the coordinates are updated, if necessary, or changed, for example, where osseous defects due comminuted fracture have changed the original bone shape. Diese Koordinaten werden zur rechnergestützten Ansteuerung von Werkzeug-(NC-)Maschinen verwendet. These coordinates are for computer-aided control of machine tools (NC) machines used. Vorzugsweise dient hierzu eine Laserschneidmaschine (Scheibenmodellierung). Preferably, this is a laser cutting machine (pulley modeling). In einem anderen Verfahren dienen die Objektkonturen als Stützdaten für Flächen, denen dann Verfahrwege für Fräsmaschinen abgeleitet werden (Oberflächenmodellierung). In another method, the object contours serve as support information for surfaces, which then paths are derived for milling machines (surface modeling).

Jüngste Erfahrungen zeigen, daß noch kein biokompatibles Material zur Verfügung steht, das sich problemlos nach dem Verfahren der Oberflächenmodellierung herstellen bzw. nach der Herstellung bearbeiten läßt: Große Blöcke gesinterten Hydroxylapatits beispielsweise sind fast immer im Innern rissig, so daß der Rohling während der Bearbeitung auseinanderbricht. Recent experience has shown that no biocompatible material is available, which can be easily prepared by the method of surface modeling or edit after production: Large blocks sintered hydroxyapatite, for example, are almost always cracked in the interior, so that the blank during processing breaks apart ,

Kleinere Blöcke sind dagegen in hinreichender Qualität herstellbar. however, smaller blocks can be produced in sufficient quality. Sie sind genügend homogen und fest. They are sufficiently homogeneous and solid.

Hier setzt die Erfindung ein: Sie verwirft den Ansatz, ein Objekt aus einem Block fertigen zu wolle. Here, the invention employs: It rejects the approach of wool manufacture an object from a block. Statt dessen werden Bausteine verwendet, die wie ein Mauerwerk zu einem Gesamtobjekt aufgebaut werden. Instead, blocks are used, which are built like a brick into a complete object. Ein erstes Ziel ist es, eine Rohling wie bisher - jetzt aber aus kleinen Bausteinen und daher in sich fest und nicht rissig - zu erhalten, der wie bislang der Nachbearbeitung zugeführt wird, beispielsweise der spanenden Abtragung, so daß aus dem Rohling ein orginalgetreues Implantat entsteht. A first aim is to provide a blank as before - but now of small blocks and therefore in firm and not cracked - to obtain, which is as yet supplied to the post-processing, such as cutting erosion, so that an original life-like implant is formed from the blank , Das zweite und mit dieser Erfindung insbesondere verfolgte Ziel ist es, die einzelnen Bausteine gleich so zu fertigen, daß die spätere Nachbearbeitung entfällt. The second and in particular pursued by this invention goal is to manufacture the individual blocks equal, so that the later processing is omitted. Es wird daher das Prinzip der Scheibenmodellierung verwendet, und die Scheiben werden in sich noch in Bausteine unterteilt, die dann zu einem Gesamtobjekt aufgebaut werden. It is therefore used the principle of plate modeling, and the discs are not divided into into blocks which are then built into a complete object. Der Hauptvorteil des Aufbaus eines biokompatiblen Implantats aus Bausteinen liegt darin, daß auf diese Weise große Objekte ohne innere Risse hergestellt werden können. The main advantage of the construction of a biocompatible implant of building blocks is that large objects can be produced without internal cracks in this manner. Es ist dann unerläßlich - und für die Erfindung kennzeichnend - daß der Verband erstens räumlich originalgetreu (dh ohne Koordinatenverschiebung der Scheiben zueinander) und zweitens bleibend stabil aufgebaut wird. It is then essential - and characteristic of the invention - that the dressing first spatial reference (that is, without a coordinate shift of the disks to each other) and secondly constructed consistently stable.

In der Grundidee der Erfindung lassen sich beide Forderungen unter Zuhilfenahme des Legoprinzips erreichen. In the basic idea of ​​the invention, both requirements with the aid of the Lego principle can be achieved. Auch Techniken, wie Nut-Feder oder Noppen-Gegennoppen sind Hilfstechniken, damit sich die Scheiben nicht gegeneinander verschieben: Auf der einen Seite einer Scheibe sind parallel verlaufende Federn vorzusehen und auf der anderen Seite die entsprechenden Nuten. Also, techniques, such as tongue and groove or knobs counter nubs are auxiliary techniques so that the discs do not shift against each other: on one side of a disc extending parallel springs are provided and on the other side with the slots. Befindet sich die Scheibe in einem kartesischen x, y- Koordinatensystem, dann lassen sich zwei Scheiben, deren Nuten und Federn ineinandergreifen in eine Richtung (beispielsweise x-Richtung) nicht mehr gegeneinander verschieben. the disc is in a Cartesian x, y coordinate system, then two slices of blank, the tongues and grooves engage with each other in a direction not move against each other (for example, x-direction). Damit die Verschiebung auch in y-Richtung verhindert wird, sind Nuten und entsprechende Federn auch senkrecht zur bereits genannten Federschar vorzusehen. Thus, the displacement is prevented also in the y-direction grooves, and respective springs are also provided perpendicular to the above-mentioned spring flock. Die Federn degenerieren dann zu viereckigen Noppen ( 1 ) ( Bild 1). The springs then degenerate into square knobs (1) (Figure 1).

Die so verwendete Technik verhindert ein Verschieben der Scheiben in x- und y-Richtung nach ihrem Zusammenbau. The technique used in this way prevents a displacement of the discs in the x and y direction after assembly. Bei ihrem Zusammenbau wird folgendermaßen, die Erfindung mit kennzeichnend verfahren: In their assembly, the invention is moved with characteristic as follows:

Der Rand eines CT-Bildes mit einer beispielsweise 512 × 512 Grauwertmatrix bildet die Grenzen des lokalen, u, v-Koordinatensystems. The edge of a CT image with, for example 512 × 512 gray value matrix forms the boundaries of the local, u, v coordinate system. Damit sich die lokalen u i , v i der Bildserie nicht im globalen Koordinatensystem x, y, z verschieben, brauchen die Ränder nur zur Deckung gebracht zu werden. Thus, the local u i, v i of the Series not in the global coordinate system x, y, z move, the edges need only be made to coincide. Dies gilt dann auch für die entsprechend den CT-Bildern gefertigten Scheiben. This applies also for the corresponding finished the CT images slices. Nach dem Schneiden der Kontur ( 14 ) liegt dann pro CT-Schicht eine Modellscheibe ( 2 ) und eine Rahmenscheibe ( 3 ) vor ( Bild 2). After cutting of the contour (14) having a model plate (2) and frame plate (3) is then per CT layer before (Figure 2).

Die Modellscheiben lassen sich ohne weiteres ohne Verschiebung aufbauen, da ihnen ein für das menschliche Auge erkennbares Bezugssystem fehlt. The model panes can be set up without shifting easily because they lack a recognizable to the human eye reference system. Anders ist dies bei den Rahmenscheiben: Ihre Ränder müssen nur, wie erwähnt, zur Deckung gebracht werden, was hinsichtlich der Handhabbarkeit trivial durchführbar ist. This is different with the frame disks: Your margins must be just, as mentioned, made to coincide, which is trivial feasible in terms of operability.

Der Gesamtaufbau erfolgt dann nach Bild 3 folgendermaßen: Zunächst wird eine aus Bausteinen ( 13 ) bestehende Rahmenscheibe r 1 ( 4 ) mit ihren Nuten auf die Federn einer Grundplatte ( 5 ) gedrückt und die entsprechende Modellscheibe m 1 eingepaßt. The overall structure is then carried out according to Figure 3 as follows: First existing framework disc r 1 (4) with their grooves is one of blocks (13) pressed onto the springs of a base plate (5) and the corresponding model washer fitted m. 1 Dann wird die Rahmenscheibe r 2 ( 6 ) mit ihrem Rand bündig auf die Rahmenscheibe r 1 aufgestapelt und darin wieder die entsprechende Modellscheibe m 2 eingepaßt. Then, the disk frame r 2 (6) is stacked with its edge flush with the frame 1 and r disk again fitted therein the corresponding model washer m 2. Für die übrigen Scheiben r i , m i bis r n ( 7 ), m n ( 8 ) wird entsprechend verfahren. For the remaining disks r i, m i to r n (7), m n (8) will act accordingly. Dann ist gewährleistet, daß die aus Bausteinen ( 13 ) bestehenden Modellscheiben weder in x- noch in y-Richtung verschoben sind. It is then ensured that the blocks from (13) existing model discs are displaced in either x or y direction. Bild 3 soll nun das Prinzip darstellen. Figure 3 is now to illustrate the principle. Eine feinere Unterteilung der Scheiben in Bausteine sowie deren Noppen ist in praxi die Regel. A finer division of wafers in modules and their pimples is the rule in practice.

Nach dem Entfernen der Rahmenscheiben bleibt das originalgetreue Modell stehen. After removing the frame slices the realistic model stops. Die Rahmenscheiben lassen sich beispielsweise durch einen Schmelzvorgang entfernen, wenn die Materialien der Modell- und Rahmenscheiben verschiedene Schmelzpunkte haben. The frame windows can be opened for example by a melting process to remove, if the materials of the model and framework discs have different melting points. Zwecks späterer Trennbarkeit müssen die Scheiben zweimal gefertigt werden: Erstens aus biokompatiblen Material für die Modellscheibe und zweitens aus entfernbarem (beispielsweise schmelzbarem) Material für die Rahmenscheibe. For later separability, the disks must be made twice: first from biocompatible material for the model plate and, secondly, of removable (e.g., meltable) material for the frame window.

Nach dem zuvor Gesagten entstehen Implantate nach der Scheibenmodellierung, die an sich bekannt ist / 1 /. After the foregoing implants created by the disk model, which is known in the art / 1 /. Neu ist die Verwendung des Nut/Feder-Prinzips, das zusammen mit entfernbaren Rahmenscheiben als Hilfstechnik zur Koordinatenkonsistenz verwendet wird. What is new is the use of the removable frame is used together with disks as an auxiliary technique to coordinate consistency of the groove / spring principle. Neben diesen voraussetzenden Hilfstechniken ist der Kern der Erfindung die Unterteilung der Scheiben in Bausteine. In addition to these presuppose auxiliary techniques essence of the invention is to divide the slices into chips. Beispielsweise wird eine viereckige Scheibe von 100 × 100 × 3 mm unterteilt in 100 Stück 10 × 10 × 3 mm große Bausteine. For example, a square disc of 100 × 100 × 3 mm is divided into 100 pieces of 10 × 10 × 3 mm large blocks. Erst auf der Basis dieser Idee wird ein Verfahren möglich, da den Aufbau großer Implantate aus derzeit verfügbarem biokompatiblen Material ermöglicht. Only on the basis of this idea, a method is possible because the construction of large implants currently available biocompatible material allows. Denn kleine Bausteine aus diesem Material sind hinreichend fest, große dagegen nicht. For small building blocks of this material are sufficiently strong, big is not.

Überraschenderweise ergibt sich ein weiterer Vorteil: Wenn man Bausteine teilweise hohl fertigt, ergibt sich die Möglichkeit der Anpassung des spezifischen Gewichts vom biokompatiblen (Ersatz-) Material zum (Original-) Knochenmaterial. Surprisingly, a further advantage: If one manufactures blocks partially hollow, there is the possibility of adjusting the specific gravity of the biocompatible (replacement) to the material (original) bone material. Ein möglichst originalgetreuer Ersatz ist das erstrebte Ziel. A true to the original as possible replacement is the desired goal. Dies gilt für die Geometrie und ebenso für das Material, weshalb auch die Anpassung des spezifischen Gewichts - bei Stirnimplantaten beispielsweise - mit von ausschlaggebender Bedeutung ist. This is true for the geometry as well as for the material, for which reason the adjustment of the specific gravity - in front implants, for example - with of decisive importance. Das biokompatible Hydroxylapatit hat beispielsweise ein höheres spezifisches Gewicht als Knochensubstanz. The biocompatible hydroxyapatite for example, has a higher specific gravity than bone. Die Bausteine können beispielsweise dadurch mit Hohlräumen ( 9 ) gefertigt werden, daß man tiefere Nuten vorsieht, als die entsprechenden Federn ausfüllen ( Bild 4). The blocks can be manufactured with cavities (9), for example in that by providing deeper grooves than the corresponding springs fill (Figure 4).

Die Verwendung des Nut-/Feder-Prinzips hat die willkommene Nebenwirkung, daß die Scheiben damit sehr einfach für den Schneidvorgang fixiert und nach dem Schneidvorgang wieder leicht abgenommen werden können, was bisher gerade bei sehr dünnen Scheiben unbefriedigend gelöst gewesen ist, weshalb man auf die Verwendung dickerer Scheiben angewiesen gewesen ist. The use of the tongue / groove principle has the welcome side effect that thus fixed very easily for the cutting operation and can after the cutting operation again be removed easily, which has been so far solved especially in very thin slices unsatisfactory, which is why the disks, the using thicker slices has been instructed. Sehr dünne Scheiben sind aber für glattere Oberflächen erwünscht und werden durch geringes Schichtinkrement bei der CT-Aufnahme oder durch nachgeschaltete Zwischenschichtinterpolation gewonnen. Very thin slices are however desirable for smoother surfaces and recovered by low layer increment in the CT scan or by downstream Zwischenschichtinterpolation.

Die einzelnen Bausteine ( 13 ) werden zu CT-Schichten entsprechenden Scheiben ( 10 ) mit ihren Nuten auf die Federn einer Halteplatte ( 11 ) gedrückt, so daß sie für den Schneidvorgang fixiert sind. The individual blocks (13) are pressed to CT slices corresponding disks (10) with their slots on the springs of a holding plate (11) so that they are fixed for the cutting operation. Die Halteplatte selbst wird von den Pratzen ( 12 ) des Verfahrtisches einer Laserschneidmaschine festgehalten ( Bild 5). The holder plate itself is held by the claws (12) of the moving table of a laser cutting machine (Figure 5). Es wird mit solcher Energie und Fokussierung gefahren, daß die Knochenkonturen innerhalb der Scheiben geschnitten, die Halteplatte aber verschont (oder nur leicht angeritzt) wird. It is driven with such energy and focus that the bone contours within the cut slices, but the holding plate spared (or only slightly scratched) is. Sie darf nicht durchschnitten werden, da sonst ihre Haltefunktion verloren wäre. It must not be cut, as otherwise their retaining function would be lost. Die Haltefunktion ist nötig, da die Scheiben sonst unkontrolliert vom Verfahrtisch fallen oder kleine Strukturen bei der Verwendung einer Absaugvorrichtung weggesogen werden. The hold function is necessary because the discs otherwise fall or uncontrolled by traversing small structures with the use of a suction device to be sucked away.

Von Scheibe zu Scheibe versetzte Bausteine können die Stabilität beim späteren Aufbau des 3D-Modells bzw. Implantats erhöhen. From disk to disk offset blocks can increase stability during subsequent construction of the 3D model or implant. Nach dem Schneiden werden die aus Bausteinen bestehenden Scheiben wie oben besprochen gestapelt. After cutting, the existing modules of discs are stacked as discussed above. Die Stabilität kann in vielen Fällen bereits hinreichen, wenn nur Modelle zur Veranschaulichung oder Operationsplanung nötig sind. Stability can already suffice in many cases, if only models to illustrate or surgical planning are needed. Bei Implantaten wird eine noch höhere Stabilität verlangt, was durch eine zusätzliche Verklebung erfolgt. In implants even greater stability is required, which is done by an additional bond. Die zusätzliche Verklebung bewirkt dann eine Haltbarkeit, die die homogenen Materialien sogar übertreffen kann. The additional bonding then causes a life that can even exceed the homogeneous materials. (Dieser Effekt ist ja beispielsweise von Leimholzplatten her bekannt.) Die Bauteile sind durch ihre Nuten und Federn fest aneinandergepreßt, so daß keine andere, den weiteren zügigen Aufbau des Implantats verzögernde Vorrichtung zur Fixierung der Bauteile während des Abbindens des Klebers vorgesehen werden muß. (This effect is known for example of glued boards forth yes.) The components are firmly pressed against each other by their tongues and grooves, so that no other, the further rapid establishment of the implant retarding device for fixing of the components during setting of the adhesive, must be provided. Hierin liegt ein weiterer Vorteil des Aufbaus nach dem Nut/Federn- Prinzip. This is a further advantage of the structure of the groove / feather principle.

Überraschend ergibt sich nach den vorangehenden Betrachtungen noch ein weiterer Aspekt: Surprisingly obtained according to the preceding considerations, a further aspect:

Wurde bislang von künstlichem biokompatiblen Material ausgegangen, so lassen sich die angestellten Betrachtungen mit Vorteil auch auf natürliches Material übertragen. It was hitherto assumed artificial biocompatible material, so the considerations presented with advantage can be transferred to natural material. Nämlich immer dann, wenn nicht genügend große Rohlinge aus einem Stück zur Verfügung stehen. Namely whenever not sufficiently large blanks are made of one piece available.

Der Aufbau und die Stabilisierung von 3D-Scheibenmodellen ist mit dem dargelegten Verfahren sowie mit der beschriebenen Anordnung gelöst. The construction and the stabilization of 3D models disc is achieved with the method set forth, as well as with the described arrangement.

Es wurde allerdings davon ausgegangen, daß der Aufbau manuell erfolgt. However, it was assumed that the construction is done manually. Darin liegt der Engpaß des Gesamtverfahrens, das mit seinen Teilkomponenten, nämlich erstens CT, zweitens Konturdetektion, drittens 3D-Scheibenmodellierung, viertens Fertigung aus Bausteinen jeweils rechnergestützt und vollautomatisch erfolgt. That is the bottleneck of the overall process, which is in each case a computer-aided and fully automatic, with its sub-components, namely, first, CT, second contour detection, third 3D modeling disc, fourthly, production of building blocks. Im fünften und letzten Schritt wird die Verfahrenskette durch den Einsatz eines Roboters zu einem integrierten Gesamtsystem geschlossen, in dem keine manuelle Tätigkeit mehr nötig ist. In the fifth and last step of the process chain is closed by the use of a robot to an integrated system, in which no more manual work is needed. Da das Koordinatensystem rechnerintern bekannt und konsistent ist, benötigt man beim Aufbau mit einem rechnergesteuerten Roboter im Prinzip auch keine Rahmenscheiben. Since the coordinate system computer memory known and is consistent, you need to build a computer-controlled robot, in principle, no frames slices. Sie können (und für den Allgemeinfall müssen sie) aber auch hier beim Aufbau sozusagen als Stützmauer dienen. You can (and for the general case they have to) but as it were, serve as a retaining wall in building here. Die Nuten/Federn der Bausteine, die ursprünglich nur als Fixiermöglichkeit der Bausteine untereinander gedacht sind, dienen jetzt auch als Angriffskörper für die Robotergreifer. The grooves / springs of the blocks that were originally intended only as fixing possibility of the blocks with each other, now also serve as a body attack for the robot gripper.

Claims (38)

1. Anordnung zum individuellen Implantataufbau aus biokompatiblen Bausteinen, dh Fertigung von Ersatzen insbesondere von Knochenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung folgende Bestandteile umfaßt: 1. An arrangement for individually implant abutment made of biocompatible building blocks, ie production of Ersatzen particular bone parts, characterized in that the arrangement comprises the following components:
  • a) einen Bildgeber zur Erzeugung der das Organ repräsentierenden Primärdaten, a) an image generator for generating the organ representing the primary data,
  • b) einen Wandler zur Überführung der Primärdaten in Verfahrwegdaten von Werkzeugmaschinen, b) a transducer for converting the primary data in Verfahrwegdaten of machine tools,
  • c) eine Werkzeug-(NC-)Maschine, die Teilstücke des Implantats fertigt, c) a tool (NC) machine, which produces sections of the implant,
  • d) einen Mechanismus zur Zusammenfügung der Teilstücke zu einem Implantat. d) a mechanism for joining the sections to an implant.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildgeber ein Computer- Tomographie-(CT-)Gerät ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the computer tomography imager, a tomography (CT) is device.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein Computer ist, auf dem ein Programmsystem läuft, das entsprechend den im folgenden genannten Ansprüchen spezifische Daten generiert. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the transducer is a computer on which a program system is running, the generated according to those specified in the following claims specific data.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Maschine eine Laserschneidmaschine ist. 4. The arrangement according to claim 1, characterized in that the NC machine is a laser cutting machine.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Maschine eine Fräsmaschine ist. 5. An arrangement according to claim 1, characterized in that the NC machine is a milling machine.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Implantataufbau aus NC- geschnittenen Teilstücken erfolgt, die Legobausteinen ähneln, so daß sie sich wie Legomodelle aufbauen lassen. 6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the implant is built up of cut NC portions, similar to the Lego blocks, so that they can be constructed as Lego models.
7. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler Daten aus dem CT generiert, die den Übergang der Knochen zum Weichteilgewebe, dh Konturlinien, generiert. 7. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that the transducer data from the CT generated that the passage of the bone to soft tissue, that contour lines generated.
8. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler die Konturlinien rechnerisch in die Tiefe zieht, so daß Scheiben entstehen. 8. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that the converter draws the contour lines calculated in the depth so that discs produced.
9. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler die Scheiben in Teilstücke unterteilt, die hinreichend klein sind, daß sie noch aus biokompatiblen Material gewonnen werden können. 9. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that the converter divides the slices into pieces which are sufficiently small that they can still be recovered from biocompatible material.
10. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler solche Verfahrwege generiert, daß die Teilstücke Nuten und Federn an der Ober- bzw. Unterseite erhalten, so daß die Teilstücke später wie Kletten aneinandergefügt werden können. 10. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that the transducer generates such paths that the parts receive tongues and grooves at the top and bottom, so that the parts can be joined together later as barnacles.
11. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschrift zum Implantataufbau Modell- und Rahmenscheiben vorsieht. 11. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that the regulation for the implant abutment model and discs framework provides. Die Rahmenscheiben dienen als Schablonen, so daß ein exakter Aufbau erzwungen wird. The frame plates are used as templates so that an exact structure is enforced. Der Aufbau kann dann manuell und von wenig geschultem Personal erfolgen. The structure can then be done manually and by personnel with little training.
12. Anordnung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Implantataufbau ein Roboter hinzugezogen wird, der durch die rechnerintern vorhandenen Daten so gesteuert wird, daß die Teilstücke exakt in x,y,z-Position aufgebaut werden. 12. An arrangement according to claim 1-6, characterized in that a robot is consulted for the implant structure existing by the computer-internal data is controlled so that the sections, z-position are constructed exactly in x, y.
13. Verfahren zum individuellen Implantataufbau aus biokompatiblen Bausteinen, dh Fertigung von Ersatzen insbesondere von Knochenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Bestandteile umfaßt: 13. A method for custom implant abutment made of biocompatible building blocks, ie production of Ersatzen particular bone parts, characterized in that the method comprises the following constituents:
  • a) einen Bildgeber zur Erzeugung der das Organ repräsentierenden Primärdaten, a) an image generator for generating the organ representing the primary data,
  • b) einen Wandler zur Überführung der Primärdaten in Verfahrwegdaten von Werkzeugmaschinen, b) a transducer for converting the primary data in Verfahrwegdaten of machine tools,
  • c) eine Werkzeugmaschine, die Teilstücke des Implantats fertigt, c) manufactures a machine tool, the parts of the implant,
  • d) einen Mechanismus zur Zusammenfügung der Teilstücke zu einem Implantat. d) a mechanism for joining the sections to an implant.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildgeber ein Tomographie-Gerät ist. 14. The method according to claim 13, characterized in that the imager is a tomography apparatus.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein Computer ist, auf dem ein Programmsystem läuft, das entsprechend den im folgenden genannten Ansprüchen spezifische Daten generiert. 15. The method according to claim 13, characterized in that the transducer is a computer on which a program system is running, the generated according to those specified in the following claims specific data.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Maschine eine Laserschneidmaschine ist. 16. The method according to claim 13, characterized in that the NC machine is a laser cutting machine.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Implantataufbau aus NC- geschnittenen Teilstücken erfolgt, die Legobausteinen ähneln, so daß sie sich wie Legomodelle aufbauen lassen. 17. The method according to claim 13, characterized in that the implant is built up of cut NC portions, similar to the Lego blocks, so that they can be constructed as Lego models.
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als bildgebendes Verfahren jedes infrage kommt, aus dem sich koplanare Konturlinien ableiten lassen. 18. The method according to claim 13, characterized in that the imaging process, each potential comes blank from which coplanar contour lines derived.
19. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkzeugmaschine verwendet werden kann, die der Geometrie der Kontur- und Teilstücke entsprechend verfahren kann. 19. The method according to claim 13, characterized in that each machine tool can be used, which may proceed according to the geometry of the contour and portions.
20. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler Daten aus dem CT generiert, die den Übergang der Knochen zum Weichteilgewebe, dh Konturlinien, generiert. 20. The method according to claim 13, characterized in that the transducer data generated from the CT, the transition of the bone to soft tissue, that contour lines generated.
21. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler die Konturlinien rechnerisch in die Tiefe zieht, so daß Scheiben entstehen. 21. The method according to claim 13, characterized in that the converter draws the contour lines calculated in the depth so that discs produced.
22. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler die Scheiben in Teilstücke unterteilt, die hinreichend klein sind, daß sie noch aus biokompatiblem Material gewonnen werden können. 22. The method according to claim 13, characterized in that the converter divides the slices into pieces which are sufficiently small that they can still be recovered from biocompatible material.
23. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Implantat aus biokompatiblen Teilstücken aufgebaut wird. 23. The method according to claim 13, characterized in that the implant consists of biocompatible sections is set up.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die biokompatiblen Teilstücke in ihrer Geometrie in Anlehnung an das Legoprinzip gefertigt werden. 24. The method according to claim 23, characterized in that the biocompatible cuts are made in their geometry in accordance with the Lego principle.
25. Verfahren nach Anspruch 15 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler solche Verfahrwege generiert, daß die Teilstücke mit Nuten und Federn an der Ober- bzw. Unterseite gefertigt werden, so daß sie sich ähnlich wie Kletten zu einem Gesamtverband aufbauen lassen. 25. The method of claim 15 to 24, characterized in that the transducer generates such paths that the partial pieces with tongues and grooves are made at the top and bottom so that it can be constructed like barnacles to a general association.
26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke wie bei einem Mauerwerk versetzt aufgebaut werden, so daß sich durch Überlappung eine erhöhte Stabilität ergibt. 26. The method according to claim 23, characterized in that the sections are constructed offset in such a masonry so that an increased stability is due to overlapping.
27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke mit bioverträglichem Kleber zusammengefügt werden, so daß der Gesamtverband eine Stabilität erhält, die homogenem Material aus einem Block nicht nachsteht, sondern in vielen Fällen sogar übertrifft. 27. The method according to claim 23, characterized in that the portions with a biocompatible adhesive be assembled, so that the total association receives a stability that is not inferior to the homogeneous material from a block, but in many cases even exceeds.
28. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bausteine so gefertigt werden, daß beim Gesamtaufbau gleichmäßig verteilte Hohlräume entstehen mit dem Ziel, das gleiche spezifische Gewicht zu erzielen wie das des zu ersetzenden Knochens. 28. The method according to claim 23, characterized in that the individual modules are made so that uniformly distributed in the overall structure of cavities are formed with the aim to achieve the same specific gravity as that of the bone to be replaced.
29. Verfahren nach Anspruch 25 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume dadurch entstehen, daß die Nuten der Bausteine tiefer ausgeführt werden, als die entsprechenden Federn ausfüllen können. 29. The method according to claim 25 and 28, characterized in that the cavities are formed characterized in that the grooves of the blocks are made deeper than the corresponding springs can be filled.
30. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbau viereckige Scheiben verwendet werden, die ihrer äußeren Berandung nach der CT-Matrix (beispielsweise 512 × 512 Pixeln) entsprechen. 30. The method according to claim 13, characterized in that square slices are used in the construction corresponding to its outer boundary after the CT-matrix (for example, 512 x 512 pixels).
31. Verfahren nach Anspruch 13 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der viereckigen Scheiben Konturen geschnitten werden, die den Übergang der Knochen zu Weichteilen repräsentieren. 31. The method according to claim 13 and 30, characterized in that contours are cut inside the square disks, which represent the transition of the bone to soft tissues. Im Inneren entsteht dann die Modellscheibe. Inside, the model plate then arises. Sie ist umgeben von der Rahmenscheibe, die als Schablone beim Modell- bzw. Implantataufbau dient. It is surrounded by the frame plate that serves as a template in the model or implant abutment.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenscheiben verhindern, daß die Modellscheiben verschoben aufgebaut werden, so daß jeder Ungeübte den Aufbau exakt und sicher vornehmen kann. 32. The method according to claim 31, characterized in that the frame discs prevent the model plates are constructed shifted so that each inexperienced can perform the construction accurately and safely.
33. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Implantataufbau aus Teilstücken erfolgt, deren Position im Raum dem rechnerinternen Modell bekannt ist, so daß der Rechner diese Position einem Roboter übergeben kann, der die Teilstücke dann zu einem Gesamtverband zusammensetzt. 33. The method according to claim 13, characterized in that the implant is built up of sections whose position in space is known to the computer-internal model, so that the computer this position can be passed to a robot, which then assembles the pieces to form a complete dressing.
34. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke mit Federn (Noppen) versehen sind, die als Angriffskörper für Greiffinger eines Roboters dienen. 34. The method according to claim 13, characterized in that the segments with springs (knobs) are provided which serve as attack body for gripping fingers of a robot.
35. Verfahren nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler die Daten so interpoliert, daß die äußeren Teilstücke einer Scheibe an ihren Rändern so schräg gefertigt werden, daß eine polyedrische anstelle einer durch die Scheibentechnik verursachte treppenstufige Oberfläche entsteht. 35. The method of claim 15 and 16, characterized in that the transducer so interpolates the data that the outer portions of a disk are manufactured so inclined at their edges, that a polyhedral formed instead of a disk caused by the technology treppenstufige surface.
36. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Rahmenscheiben, die auch als stützende Form aufgefaßt werden kann, nach diesem Verwendungszweck thermisch entfernt (geschmolzen) wird. 36. A method according to claim 31, characterized in that the entirety of the frame disks, which can also be regarded as a supportive form thermally removed for this purpose (melted) is.
37. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Rahmenscheiben, die auch als stützende Form aufgefaßt werden kann, nach diesem Verwendungszweck chemisch oder mechanisch entfernt wird. 37. A method according to claim 31, characterized in that the entirety of the frame disks, which can be regarded as supporting mold is removed chemically or mechanically for this application.
38. Anordnung und Verfahren nach Anspruch 1-37, dadurch gekennzeichnet, daß auf dieselbe Weise auch Modelle zum Zweck der präoperativen Planung und Simulation hergestellt werden können. 38. Apparatus and method according to claim 1-37, characterized in that also models can be made for the purpose of pre-operative planning and simulation in the same manner. Hierbei sind dann für Modelle adäquate Materialien verwendbar, wie beispielsweise Holz, Acrylglas. Here adequate materials can then be used for models such as wood, acrylic glass.
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