DE4010661A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontrolle des abtrags von zahnsubstanz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des Abtrags von Zahnsubstanz und eine Vorrichtung zur Durchführung eines der­ artigen Verfahrens.

Die Vorbereitung eines Zahnes für die Aufnahme einer Krone und die Gestaltung einer Füllungskavität erfolgen durch Abtragung von Zahnhartsubstanzen. Dieses Beschleifen des zu behandelnden Zahnes muß in der richtigen Größenordnung erfolgen, um eine größtmögliche Schonung der im Inneren des Zahnes befindlichen Zahnpulpa zu gewährleisten.

Eine Hartsubstanzbarriere von mindestens 0,7 mm sollte verblei­ ben, die bei jugendlichen Zähnen noch größer sein sollte.

Jede Kronen- oder Füllungsart fordert ein unterschiedliches Prä­ parationsvorgehen, wobei sich ein systematisches Vorgehen be­ währt hat. So verlangt beispielsweise die Notwendigkeit der ein­ wandfreien Farbgebung bei Jacketkronen eine Wandstärke von min­ destens 1 mm, die bei Verblendkronen sogar bis zu 1,5 mm. Bisher konnte die erforderliche Präparationstiefe nur annähernd durch die Verwendung von Schleifkörpern mit genormter Eindringtiefe kontrolliert werden. Das Abtragen der Zahnhartsubstanz zwischen den durch diese Schleifkörper markierten Rillen, an allen ande­ ren zu präparierenden Zahnflächen wie z. B. im Inter-Dentalbe­ reich sowie im Rahmen der gesamten Kavitätengestaltung erfolgt bisher ausschließlich durch das Augenmaß und kann deshalb durch individuelle Behandlungsfehler stark beeinflußt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Kon­ trolle des Abtrags von Zahnsubstanz sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen verbesserten Verfahrens anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Höhen­ schicht- oder Konturlinien auf dem Zahn vor und während der Prä­ paration dieses Zahnes erzeugt werden, daß diese Linien mit einer optoelektronischen Einrichtung erfaßt werden und das aus den erfaßten Werten die Tiefe der Präparation und damit der Ab­ trag der Zahnsubstanz ermittelt wird.

Das optische Verfahren zum Erfassen der Form des unpräparierten Zahnes ist aus der DE-OS 37 23 555 an sich bekannt. Auf den Inhalt der DE-OS 37 23 555 wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen; diese Offenlegungsschrift wird zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht. Während des Abtragens der Zahnhartsubstanz, also während der Präparation des Zahnes, wird erfindungsgemäß mit dem gleichen optischen Verfahren die dreidimensionale Kontur des Zahnes erfaßt. Durch eine Differenzbildung zwischen den dreidimensionalen Formen des Zahnes vor und während der Präparation kann der Grad des Abtrags der Zahnsubstanz gemessen werden. Diese Differenzbildung und die Anzeige des aktuellen Zustandes der Präparation können in einem Rechner erfolgen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Vorzugsweise wird aus den erfaßten Linien die räumliche Struktur des Zahnes berechnet. Dies erfolgt nach dem aus der DE-OS 37 23 555 bekannten Verfahren.

Vorzugsweise wird die räumliche Struktur des Zahnes auf einem Bildschrim dargestellt. Diese Art der Informationsdarstellung ist bei der praktischen Anwendung besonders vorteilhaft.

Es ist vorteilhaft, wenn ein oder mehrere Schnitte durch den Zahn, vorzugsweise ein Längsschnitt und/oder Querschnitt durch den Zahn, auf dem Bildschirm dargestellt werden. Da die räumli­ che Zahnform bzw. die räumliche Form der Zahnoberfläche im Rech­ ner vorhanden ist, ist es grundsätzlich möglich, jeden beliebi­ gen Querschnitt durch den Zahn auszurechnen und auf dem Bild­ schirm darzustellen. Als besonders vorteilhaft hat es sich er­ wiesen, wenn auf dem Bildschirm nebeneinander ein Querschnitt und ein Längsschnitt durch den Zahn dargestellt werden. Nur ein einziger Schnitt enthält im allgemeinen nicht genügend Informa­ tionen für den Zahnarzt. Bei noch mehr Schnitten wäre die Infor­ mationsfülle möglicherweise verwirrend. Optimal ist die Darstell­ ung eines Längsschnitts und eines Querschnitts.

Die Berechung und/oder Darstellung der Zahnkontur kann während der Präparation wiederholt erfolgen. Hierdurch wird eine Kon­ trolle des fortschreitenden Abtrags möglich.

Vorteilhaft ist es, wenn der ursprüngliche Zustand des Zahnes und der jeweils letzte bei der Präparation entstandene Zustand des Zahnes gleichzeitig dargestellt werden. Der Zahnarzt sieht dann auf dem Bildschirm die ursprüngliche Zahnform und die durch den bisherigen Abtrag aktuell erreichte Zahnform.

Vorzugsweise werden zusätzlich Zwischenstände des Zahnes darge­ stellt. Der Zahnarzt kann dann leicht sehen, wie der Abtrag durch seine Behandlung fortgeschritten ist.

Vorzugsweise ist die gewünschte Endkontur des Zahnes auf dem Bildschirm darstellbar. Diese Endkontur kann beispielsweise von Hand eingezeichnet werden, vorzugsweise durch einen beweglichen Bildschirmzeiger (Maus). Die Endkontur kann aus einer Röntgenauf­ nahme des Zahnes ermittelt werden. Die Hartsubstanzbarriere wird - wie gewünscht - hinzugefügt.

Die Höhenschicht- oder Konturlinien können - wie in der DE-OS 37 23 555 beschrieben - durch ein Projektionsverfahren, durch ein Moire-Verfahren, durch Schattenwurf und/oder interferometrisch durch Laser erzeugt werden und mit einer Videokamera erfaßt wer­ den.

Vorzugsweise werden jeweils mindestens drei verschiedene Höhen­ schicht- oder Konturlinien-Muster erzeugt, deren Abstand vorher­ bestimmt ist und vorzugsweise 1/4 bis 1/3 des Höhenlinien-Ab­ standes beträgt. Dadurch ist eine vollautomatische Berechnung der Zahnkontur möglich (vgl. DE-OS 37 23 555).

Vorteilhaft ist es, wenn mindestens drei voneinander beabstande­ te Referenzmarkierungen in der Nähe des Zahnes, vorzugsweise auf einem oder mehreren Nachbarzähnen, vorgesehen sind. Die Referenz­ punkte bzw. Referenzmarkierungen können durch den Zahnarzt aufge­ bracht werden. Sie können aber auch durch einen automatischen Konturvergleich erhalten werden. Als Referenzpunkt sind diejeni­ gen Konturen bzw. Konturteile geeignet, die sich bei der Abtra­ gung nicht verändern, die also bei zwei aufeinanderfolgenden Kon­ turen unverändert geblieben sind. Die Referenzpunkte können durch vom Zahnarzt aufgebrachte Farbpunkte realisiert werden. Diese Farbpunkte müssen mindestens so groß sein wie die Meßge­ nauigkeit, sollten ansonsten aber so klein wie möglich sein.

Die optoelektronische Einrichtung zur Erfassung der Höhenschicht­ oder Konturlinien besteht vorzugsweise aus einem Endoskop. Dieses kann an Nachbarzähnen abgestützt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens besteht aus einer Einrichtung zur Erzeugung von Höhen­ schicht- oder Konturlinien auf dem Zahn, einer optoelektro­ nischen Einrichtung, vorzugsweise einem Endoskop zur Erfassung der Höhenschicht- oder Konturlinien, einem analog-digital-Wand­ ler zur Digitalisierung der vom Endoskop abgegebenen analogen Signale, einem Rechner zur Verarbeitung der digitalisierten Signale und einem Bildschirm zur Darstellung der vom Rechner ermittelten Zahnkonturen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeich­ nung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch einen präparierten Zahn.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem Endoskop 1, einem analog-digital-Wandler 2, einem Rechner 3 und einem Bildschirm 4. Auf dem Zahn 5 werden vor und während der Präpa­ ration Höhenschicht- oder Konturlinien erzeugt. Diese Linien werden mit dem Endoskop 1 erfaßt. Aus den erfaßten Werten wird die Tiefe der Präparation und damit der Abtrag der Zahnsubstanz ermittelt, und zwar durch den analog-digital-Wandler 2 und den daran anschließenden Rechner 3. Aus den erfaßten Linien wird dann im Rechner 3 die räumliche Struktur des Zahnes berechnet und auf dem Bildschirm 4 dargestellt.

Eine typische Bildschirmdarstellung zeigt die Fig. 2. In der linken Bildhälfte (= Bildschirmhälfte) ist ein Querschnitt durch den Zahn dargestellt, in der rechten Bildhälfte ein Längs­ schnitt. Die Berechnung und Darstellung des Zahnes bzw. des Quer­ schnitts und des Längsschnitts erfolgt während der Präparation wiederholt. Auf dem Bildschirm wird der ursprüngliche Zustand 6 und der jeweils letzte bei der Präparation entstandene Zustand 7 des Zahnes gleichzeitig dargestellt. Der Zahnarzt kann also so­ fort sehen, welche Kontur der Zahn ursprünglich hatte und welche Kontur er aufgrund der bisher erfolgten Abtragung jetzt hat. Zu­ sätzlich kann (in der Fig. 2 nicht dargestellt) auch die gewün­ schte Endkontur des Zahnes auf dem Bildschirm dargestellt wer­ den. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auch Zwischenzu­ stände des Zahnes darzustellen.

In der Nähe des abzutragenden Zahnes können Referenzmarkierungen 8 auf Nachbarzähne aufgebracht werden, die vorzugsweise aus Farb­ punkten bestehen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Kontrolle des Abtrags von Zahnsubstanz dadurch gekennzeichnet,
daß Höhenschicht- oder Konturlinien auf dem Zahn (5) vor und während der Präparation dieses Zahnes erzeugt werden,
daß diese Linien mit einer optoelektronischen Einrichtung (1) erfaßt werden,
und daß aus den erfaßten Werten die Tiefe der Präparation und damit der Abtrag der Zahnsubstanz ermittelt (3) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den erfaßten Linien die räumliche Struktur des Zahnes (5) berechnet (3) wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Struktur des Zahnes (5) auf einem Bild­ schirm (4) dargestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Schnitte durch den Zahn, vorzugsweise ein Längs­ schnitt und/oder ein Querschnitt durch den Zahn, auf dem Bildschirm (4) dargestellt werden (Fig. 2).

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung und/oder Darstellung während der Präpa­ ration wiederholt erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ursprüngliche Zustand (6) des Zahnes und der jeweils letzte bei der Präparation entstandene Zustand (7) des Zahnes gleichzeitig auf dem Bildschirm (4) darge­ stellt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ sätzlich Zwischenzustände des Zahnes auf dem Bildschirm (4) dargestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gewünschte Endkontur des Zahnes auf dem Bildschirm dargestellt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenschicht- oder Konturlinien durch ein Projektionsverfahren, durch ein Moire-Verfahren, durch Schattenwurf und/oder interferometrisch durch Laser erzeugt werden, wobei die Linien vorzugsweise mit einer Videokamera erfaßt werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens drei verschiedene Hö­ henschicht- oder Konturlinien-Muster erzeugt werden, deren Abstand vorherbestimmt ist und vorzugsweise 1/4 bis 1/3 des Höhenlinien-Abstandes beträgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei voneinander beabstandete Referenzmarkierungen in der Nähe des Zahnes, vorzugsweise auf einem oder mehreren Nachbarzähnen, vorgesehen sind.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische Einrichtung aus einem Endoskop (1) besteht.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus
einer Einrichtung zur Erzeugung von Höhenschicht- oder Kon­ turlinien auf dem Zahn,
einer optoelektronischen Einrichtung, vorzugsweise einem Endoskop (1), zur Erfassung der Höhenschicht- oder Kontur­ linien,
einem analog-digital-Wandler (2) zur Digitalisierung der von der optoelektronischen Einrichtung (1) abgegebenen analogen Signale,
einem Rechner (3) zur Verarbeitung der digitalisierten Signa­ le und einem Bildschirm (4) zur Darstellung der von dem Rech­ ner (3) ermittelten Zahnkonturen.