EP3419521A1 - System for intraoral measurement of jaw displacements - Google Patents

System for intraoral measurement of jaw displacements

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Publication number
EP3419521A1
EP3419521A1 EP17706992.9A EP17706992A EP3419521A1 EP 3419521 A1 EP3419521 A1 EP 3419521A1 EP 17706992 A EP17706992 A EP 17706992A EP 3419521 A1 EP3419521 A1 EP 3419521A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical sensor
patient
sensor system
jaw
intraoral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17706992.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nils Hanssen
Joachim Hey
Jochen Kusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hicat GmbH
Original Assignee
Hicat GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hicat GmbH filed Critical Hicat GmbH
Publication of EP3419521A1 publication Critical patent/EP3419521A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
    • A61B5/4542—Evaluating the mouth, e.g. the jaw
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0077—Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
    • A61B5/1127—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique using markers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0826—Detecting or evaluating apnoea events

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for detecting patient-specific lower jaw displacements in relation to the upper jaw in several degrees of freedom.
  • the displacement of the lower jaw in relation to the maxilla is of interest.
  • OSA Obstructive Sleep Apnea
  • the mandible of the patient is displaced forward through a so-called protrusive splint to dilate the airway during sleep.
  • the degree of forward displacement is a compromise between the widest possible widening of the respiratory tract and, at the same time, the least possible strain on the temporomandibular joints and the surrounding soft tissue.
  • the measurement of the patient-specific mandibular advancement is essential, since the advancement in each patient is individually accompanied by a slight opening of the jaw and sideways movements. The knowledge of the individual feed pattern thus allows the most effective and patient-friendly therapy.
  • the degree of mandibular advancement is measured conventionally with a so-called George gauge.
  • This purely mechanical apparatus can only measure the total distance of the forward displacement; the recording of jaw opening and sideways movements along the feed path remains unknown.
  • JMT jaw motion tracking
  • an intra-oral system in which the relative movements of the jaw by means of a held on the upper jaw measuring sensor, which cooperates with a supported in the lower jaw electronic Stützstattregistrat recorded.
  • the data is taken outside with a cable and processed by an external computer.
  • the power of the masticatory muscles can then be determined from the measured chewing power.
  • a disadvantage of some of the known systems is that a means rigidly connected to the teeth must be guided to the outside, but that the occlusion must not be impaired. This is usually done by attaching a paraocclusal attachment.
  • the known systems have a relatively high weight and cause by long lever correspondingly strong disturbing forces in the motion measurement.
  • Some known systems also rely on soft tissue on the head, so that the measurements can be falsified.
  • a method for detecting patient-specific movements of the lower jaw in relation to the upper jaw in several degrees of freedom is known. It describes methods for the acquisition of 3D surface data of the maxilla and mandible which are For example, triangulation of surfaces or the NURBS ("Non-Uniform Rational B-Spline") method can be used to record volume data by means of CT, MRI or DVT, while 2D data can be obtained from photographs, video recordings or textures.
  • NURBS Non-Uniform Rational B-Spline
  • the object of the present invention is now to provide a method to be implemented with simple means and a corresponding system which, with high wearing comfort for the patient, enables intraoral measurements of jaw movements with high accuracy in up to six degrees of freedom.
  • the core of the invention resides in having at least one optical sensor system held in a defined position in the oral cavity, which may include an intraoral camera or a photosensitive means, such as a diode array or a PSD (Position Sensitive Device), also in a defined position
  • a photosensitive means such as a diode array or a PSD (Position Sensitive Device)
  • an object located in the mouth which is formed by a light source, during recording of the jaw or chewing motion and recording the movement data in multidimensional space, is firmly anchored in the reference system of either the maxilla or the mandible, while the
  • the optical sensor system is firmly held at a defined position of the upper jaw Anatomy of the oral cavity, for example, a tooth, herhalten.
  • a separate mark is fixed as an object in the mouth.
  • at least one light source in particular a highly focused beam, is defined in the mouth of the patient.
  • a sequence of spatial points of the object are picked up by the optical sensor system and stored as a correspondingly multidimensional movement line in a movement data set.
  • the intraoral camera it is assumed that sufficient light in the oral cavity is available for the recordings.
  • the light can be introduced from the outside or advantageously generated within the oral cavity. Since the movements are recorded by the optical sensor system, in particular lateral movements can be detected correspondingly high resolution. Forward and backward movements can also be detected by the optical sensor system (s).
  • the motion data may then be used, after appropriate registration and fusing, to animate a 3D computer graphics model of the patient's jaw region to virtual motion.
  • a 3D computer graphics model of the patient's jaw region to virtual motion.
  • the true patient-specific movement of the lower jaw in 3D volume anatomically true on a screen can be displayed.
  • the movement traces of the temporomandibular joint can be visualized for each point in the 3D volume.
  • a particular advantage of the intraoral optical sensor system according to the invention is that no rigid brackets need to be led out of the oral cavity and the patient retains his freedom of movement during the chewing movements.
  • there is also sufficient space for the tongue so that the patient does not incur any inconvenience during the recording.
  • the oral sensor located in the optical sensor system may be advantageous to equip with several intraoral cameras respectively photosensitive means, the same object in the simplest case take different perspectives during the movement.
  • each intraoral camera or photosensitive agent may be assigned its own object.
  • the procedure according to the invention is in principle also independent of whether an intraoral camera or a photosensitive means looks "upwards" against the upper jaw and the other intraoral camera or the other photosensitive means "downwards". The respective recorded movement data can then be superimposed on the basis of the known proportions later mathematically.
  • miniaturized intraoral cameras or photosensitive means which send their images over a radio link, for example by means of Bluetooth or WLAN, to an out-of-mouth receiver where they are processed.
  • Miniaturized cameras / photosensitive means with a corresponding transmission functionality which can be used for this purpose, are available at reasonable prices on the market.
  • such cameras are used, which use their own also miniaturized light source.
  • autarkic systems no supply line needs to be led out of the oral cavity, so that movement recordings up to the final bite are easily possible.
  • Further advantages of such self-sufficient intraoral systems are that they are relatively light and therefore do not distort the chewing motion with excessive weight. In addition, even laugh lines can be recorded undisturbed.
  • the particular advantage of the procedure according to the invention is that with the invention, the movements in up to six degrees of freedom, three translational and three rotational, and also can be taken up in the occlusion. This is made possible by the knowledge of the spatial relationship between the optical sensor systems and the objects.
  • the system is directly and rigidly connected to the teeth of the upper jaw and the lower jaw, so that distortions of the images are excluded by connections to the soft tissue.
  • This is done in a particularly preferable embodiment by means of individual shaped support arch, which are molded into the lower jaw and the upper jaw of the patient.
  • the use of the support sheet is advantageously accompanied by the following workflow:
  • both rows of teeth are recorded with an intraoral camera.
  • the result of this recording are 3D surface data of high precision of the teeth.
  • a recording of Bukkaibisses also takes place in order to optimize the placement of the sensors later.
  • the planning must take into account that the arcs do not interfere with antagonists.
  • support sheets are printed that can be inserted lingually into the patient's maxilla and mandible.
  • the maxillary arch is connected to a measuring module, in particular comprising a plurality of intraoral cameras and light sources.
  • a pointer is attached to the mandibular arch as the object to be measured, with which the movements can be measured.
  • the finished support sheets are inserted into the patient's mouth. It may be necessary to re-take pictures if the support sheets are fixed on the teeth to detect their final position. This is not necessary if the final bite is included as a reference position.
  • the measuring module and the pointer are fixed as an object on the fixed support sheets. After the start of the measurement, the recorded data are transmitted via local radio directly and in real time to the outside receiver and registered in the computer. It is advantageous to keep the intraoral cameras in different angles in order to record all degrees of freedom with high resolution.
  • the support sheets support a modular design of the system.
  • the measuring module used can be reused for other measurements.
  • the support sheet of the next patient is provided with a correspondingly standardized recording.
  • the support elbows provide a good retention, since they can be pressed with an interference fit from the inside against the teeth.
  • the support sheets may be provided with radio-opaque markers to enhance registration of the system with the pre-established three-dimensional data sets.
  • the procedure according to the invention also makes it possible to print with an additional printed part for each recorded or for each artificially set in the simulation Kiefer einen a Einartikulations Registrat, which is clicked on the support sheets.
  • the self-sufficient and miniaturized system according to the invention can also be carried in a digital volume tomograph (DVT) and / or a face-scanner device, without a disturbing device being visible outside of the mouth.
  • DVD digital volume tomograph
  • the soft tissue movements visible in the Facescanner could be absorbed without interference with the tooth movements.
  • the lips are closed.
  • a soft tissue tissue model can be created without external interference influences.
  • therapy rails can be used.
  • the original rails are extended by sensor images or the sensors are glued to the rail.
  • a scan can be used to determine the position of the sensors in relation to the rail.
  • the sensors can also be attached to an orthodontic rail, so that the function / force measurement can also be performed with a brace.
  • the optical intraoral cameras or photosensitive means are supported by acceleration sensors or gyroscopes which are assigned to the sensor module.
  • acceleration sensors or gyroscopes which are assigned to the sensor module.
  • upper and lower jaw rails can also be made to simulate this bite survey.
  • the sensors for the motion measurement can be attached to the bite lift rails, so that it is possible to check what the patient's function with the planned bite lift is.
  • the individually shaped support arches are equipped with a clamping device - for example, a suspension - which favors a rigid connection with the teeth in addition, even without adhesive connections must be made with the teeth.
  • the individually shaped support arches have a device for measuring deformations of the arches.
  • the smallest movements of the individual teeth can be detected and taken into account in the movement model.
  • the individually shaped support arches can be constructed, for example, in such a way that a means for changing the position between the individual support members is placed between each two adjacent teeth.
  • PSDs Position Sensitive Devices / Detectors
  • Such PSDs are optical position sensors PSDs operate as analog sensors that have an isotropic sensor surface and provide continuous position information, or as discrete sensors whose surface is grid-structured and therefore provide discrete location information.
  • the disadvantage of the photosensitive means is that the center of gravity of all incident light is determined, which makes the bundling of the emitter light and the avoidance of stray light necessary.
  • the emitters In order to be able to determine the position of a plurality of emitters on the surface of a single diode, the emitters must be timed offset, so that only one emitter emits light, otherwise the center of gravity of all visible emitters would be determined as the position. So at any one time, only a single emitter emits light.
  • the emitters emit the light in a temporal pattern. About this temporal pattern is clearly assignable, from which emitter the light comes from the diode surface. For example, a temporal pattern may be that each emitter transmits at a fixed blink frequency.
  • Figure 1 shows a variant of the system according to the invention, in which an individually shaped holder 4 is clamped between the teeth 1 of the upper jaw and rests against the roof of the mouth 3.
  • a power source 5 and a Bluetooth transmitter 6 are integrated.
  • the transmitter 6 transmits the signals it receives from two intraoral cameras 7 to the outside.
  • the two intraoral cameras 7 are aligned at an angle obliquely downwards and each have distinctive structures of a tooth 2 in the lower jaw in the visor.
  • the intraoral cameras 7 are each assigned a light source.
  • two optical sensor systems each comprising an intraoral camera 7 and a tooth with a defined structure located in the image of the intraoral camera 7 are thus provided. From the Movements made by the teeth during chewing movements pick up two sequences of points in space, from which a multidimensional line of movement can be created. In order to improve the resolution, it is also possible to spray clear patterns on the teeth to better emphasize the contour of the teeth.
  • three intraoral cameras 8 are received in the above holder 4 and are directed to specific objects 9 ("pointer markers") provided in a lower holder 10.
  • the lower holder 10 is also individually attached to the teeth 2 of the lower jaw and correspondingly clamped between the teeth 2.
  • the objects 9 can - as here - be raised structures or be formed by a two-dimensional pattern, for example a QR code or bar code or another image pattern.
  • FIG. 3 shows an embodiment which is optimized with regard to the reception of as many degrees of freedom as possible, in particular also of the vertical movements.
  • a holder 1 1 is fitted between the teeth 1 of the upper jaw.
  • two intraoral cameras 12 are aligned such that they point vertically downwards.
  • the object to which they are directed is a splint 13 which is individually made and lingually clamped between the patient's teeth 2.
  • the surfaces of the rail 13 may be covered with an image pattern.
  • the holder 1 1 has a downwardly extending web 14, in which also two Intraoralfacts 15 are integrated.
  • the viewing direction of the intraoral cameras 15 is horizontally to the left and right on the side wall of the rail 13, which may also be covered with an image pattern.
  • This embodiment is particularly suitable for recording vertical and forward and backward high-resolution movements, while the cameras 12 are more likely to receive front and back and left and right movements.
  • a rail 16 is individually adapted, which carries a holder 17. From the holder 17, a downwardly open recess 18 is formed, whose Interior of two left and right horizontally oriented intraoral cameras 19 is illuminated. An intraoral camera 20 is directed vertically downwards.
  • the head 21 engages a punch, which is fixed by means of struts 22 to a held on the teeth 2 of the lower jaw rail 23.
  • image patterns are attached, which are received by the intraoral cameras 19 and 20 during movements of the jaw.
  • the patient's tongue lies comfortably between the struts 22 of the towering punch. All patient-specific parts can be printed.
  • FIG. 5 corresponds to a combination of the variants of Figures 1 and 3.
  • a holder 24 is fitted between the teeth 1 of the upper jaw and has a downwardly extending web 25, in three horizontally oriented Intraoralalthoughs 26 are integrated.
  • the intraoral cameras 26 each have distinctive structures of a tooth 2 of the lower jaw in the sights. Thus, the movement of the teeth taken as objects is viewed from the side, so that vertical movement parts can be better identified.
  • the variant according to FIG. 6 shows a holder 27 fitted between the teeth 1 of the upper jaw, which extends in an arc under the roof of the mouth and thus leaves room for the tongue.
  • two intraoral cameras 28 are provided, which are directed obliquely downwards against respective opposing teeth 2 of the lower jaw.
  • no protruding punch protrudes from the upper jaw.
  • FIG. 7 shows a plaster model of an unfolded jaw.
  • a reusable camera module 31 is held in a universal receptacle on a holder 30 that is specially shaped in the lower jaw 29.
  • the cameras integrated in the camera module 31 are directed upward, where an image pattern 34 is printed on a holder 33 formed in the upper jaw 32.
  • movement lines can be recorded in six degrees of freedom.
  • FIG. 8 shows a variant in which a therapy splint 35 is placed on the teeth of the lower jaw. Cameras 36 inserted therein are directed vertically upwards and pick up the movement of the opposing teeth 1 in the upper jaw.
  • the Therapy rail 35 is in positive engagement with the teeth 2 of the lower jaw and forms on the other side a defined investment for the teeth 1 of the upper jaw.
  • FIG. 9 shows a variant similar to that of FIG. 4 and correspondingly using the same reference numerals but allowing a measurement of the biting force by means of a rubber flexible test piece 36 inserted into the recess 18, which is acted on by the head 21 of the stamp ,
  • the cameras 19 absorb the compression of the test specimen 36 with known material properties.
  • the forces can be determined close to the occlusion with the finite element method (FEM).
  • FEM finite element method
  • the lateral cameras 19 remain free and can measure the compression of the specimen 36 in the vertical direction.
  • Right / left movements can be measured by front cameras.
  • the upper cameras are covered by the test piece 36. Since the position of the final bite is known, either the measuring pointer can be adjusted in the lower jaw or the test piece 36 can be printed in the correct thickness.
  • the measuring system can resolve a very fine quantization of forces through the FEM simulation.
  • the rubber can be replaced by a piezo force measuring module, which is also inserted into the recess on the roof of the mouth. Contacts for the piezo force measuring element are present in the recess.
  • the pointer in the lower jaw is designed so that it meets occlusion close to the force-measuring element. Thus, the occlusion force can be measured in occlusion without interference.
  • Rubber and piezo sensor can also be combined.
  • the support on the roof of the roof is good in the vertical direction, so that even high forces can be measured.
  • FIG. 10 shows a variant in which planar photosensitive diodes 37 are used, which are able to focus the center of gravity of a light spot on an active light source Area to detect.
  • the area diode has an optic 38, which bundles incident light from several actively illuminating emitters 39 in the opposing jaw.
  • the opposing jaw contains a power source 40 and a drive electronics 41 for the emitter 39.
  • the emitter 39 are driven by a time or frequency modulation to determine a light spot incident on a diode from which emitter it was sent.
  • Figure 1 1 shows a variant with two-dimensional photosensitive diodes 42, in which not the diodes, but the emitters 43 of the opposing jaw have an optic 44.
  • the optic 44 ensures that the light of the emitter is bundled and on the surface diodes a focused pixel is applied, whose center of gravity can be determined.
  • the emitters 43 are driven by a time or frequency modulation. Instead of using emitters with focusing optics, lasers that emit focused light can also be used.
  • FIG. 12 shows a variant with two-dimensional photosensitive diodes 45 in which diodes 45 and emitters 46 with an optical system 47 are located on the same side of the jaw.
  • the light signals emitted by the emitters 46 are collimated by the optics 47 and reflected by reflectors 48 on the opposite side of the mandible, so that they are imaged on the surface diodes as points of light.
  • the advantage of this variant is that the counter jaw side can be configured as a passive module that requires neither an energy source nor control electronics for emitters. Instead of using emitters with bundling optics, it is also possible to use lasers that emit already bundled light.
  • the reflectors 48 on the opposite side of the mandible can be designed both as mirror or prism reflectors and as retroreflectors. Retroreflectors have the property that they reflect the incident light in the same or in a similar direction to the light source.

Abstract

A method and system for capturing patient-individual movements of the mandible in relation to the maxilla in a plurality of degrees of freedom, wherein at least an optical sensor system comprising an intraoral camera or a photosensitive means and a defined object that is situated in the image of the intraoral camera or of the photosensitive means are provided in the oral cavity of the patient, wherein the optical sensor system is brought into a fixed connection with the mandible or with the maxilla and wherein the object captured by the optical sensor system has a defined relationship to the opposing maxilla or mandible, wherein a sequence of spatial points of the object is recorded by the intraoral camera or optical sensor system and stored as a multi-dimensional movement line in a movement data record in the case of a movement of the mandible.

Description

System zur intraoralen Messung von Kieferverlagerungen  System for intraoral measurement of jaw dislocations
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erfassung von patientenindividuellen Unterkieferverlagerungen in Relation zum Oberkiefer in mehreren Freiheitsgraden. The invention relates to a method and a system for detecting patient-specific lower jaw displacements in relation to the upper jaw in several degrees of freedom.
Bei verschiedenen Diagnosestellungen und Behandlungsplanungen ist die Verlagerung des Unterkiefers in Relation zum Oberkiefer von Interesse. So wird beispielsweise bei der Behandlung von Obstruktiver Schlafapnoe (OSA) der Unterkiefer des Patienten durch eine sogenannte Protrusionsschiene nach vorne verlagert, um die Atemwege während des Schlafes weiten. Der Grad der Vorverlagerung ist ein Kompromiss zwischen möglichst starker Weitung der Atemwege und gleichzeitig möglichst geringer Belastung der Kiefergelenke und des umliegenden Weichgewebes. Um die Protrusionschiene virtuell am Computer zu planen, ist die Messung des patientenindividuellen Unterkiefervorschubs essentiell, da der Vorschub bei jedem Patienten individuell mit einer leichten Kieferöffnung und Seitwärtsbewegungen einhergeht. Die Kenntnis über die individuellen Vorschubmuster erlaubt also eine möglichst effektive und patientenschonende Therapie. In different diagnoses and treatment planning, the displacement of the lower jaw in relation to the maxilla is of interest. For example, in the treatment of Obstructive Sleep Apnea (OSA), the mandible of the patient is displaced forward through a so-called protrusive splint to dilate the airway during sleep. The degree of forward displacement is a compromise between the widest possible widening of the respiratory tract and, at the same time, the least possible strain on the temporomandibular joints and the surrounding soft tissue. In order to virtually plan the protrusion splint on the computer, the measurement of the patient-specific mandibular advancement is essential, since the advancement in each patient is individually accompanied by a slight opening of the jaw and sideways movements. The knowledge of the individual feed pattern thus allows the most effective and patient-friendly therapy.
Der Grad des Unterkiefervorschubes wird konventionell mit einem sogenannten George Gauge gemessen. Diese rein mechanische Apparatur kann lediglich die Gesamtstrecke der Vorverlagerung messen; die Aufzeichnung von Kieferöffnungs- und Seitwärtsbewegungen entlang der Vorschubstrecke bleiben unbekannt. The degree of mandibular advancement is measured conventionally with a so-called George gauge. This purely mechanical apparatus can only measure the total distance of the forward displacement; the recording of jaw opening and sideways movements along the feed path remains unknown.
Aus der apparativen Funktionsheilkunde sind Messgeräte bekannt, mit denen individuelle Kaumuster aufgezeichnet und so Störungen in der Kaufunktion erkannt werden können. Diese Messapparaturen werden auch Kondylographiegeräte - von Kondylus: Kiefergelenk - genannt. Kondylographiegeräte können auch zur Aufzeichnung von Kiefervorschubbewegungen verwendet werden. Jedoch sind sie sehr komplex zu bedienen und aufgrund ihrer Größe umständlich in der Handhabung. Eine Methode, das sogenannte„jaw motion tracking" (JMT), bedient sich eines Systems bestehend aus einem Gesichtsbogen mit integrierten Empfängermodulen und einem ausbalancierten Unterkiefersensor, der mittels einer Magnethalterung an einer paraokklusalen Halterung fest mit den Unterkieferzähnen verbunden wird. Mit diesem System werden Bewegungsdaten aufgenommen, die dann mit zuvor durch einen Röntgenscan ermittelten dreidimensionalen Grafikdaten vom Kausystem überlagert werden. From apparatus functional medicine measuring instruments are known, with which individual chewing patterns can be recorded and thus disturbances in the chewing function can be detected. These measuring devices are also called condylography devices - by condyle: TMJ. Kondylographiegeräte can also be used for recording Kiefervorsschubbewegungen. However, they are very complex to use and cumbersome due to their size Handling. One method, jaw motion tracking (JMT), uses a system consisting of a facebow with integrated receiver modules and a balanced lower jaw sensor, which is firmly connected to the lower jaw teeth by means of a magnetic holder attached to a paraocclusal support recorded, which are then overlaid with previously determined by an X-ray scan three-dimensional graphics data from the chewing system.
Weiterhin ist ein intra-orales System bekannt, bei dem die relativen Bewegungen der Kiefer mittels eines am Oberkiefer gehaltenen Messsensors, der mit einem im Unterkiefer getragenen elektronischen Stützstiftregistrat zusammenwirkt, aufgenommen wird. Die Daten werden mit einem Kabel nach draußen geführt und von einem externen Computer verarbeitet. Aus der gemessenen Kaukraft lässt sich dann die Leistung der Kaumuskulatur bestimmen. Furthermore, an intra-oral system is known, in which the relative movements of the jaw by means of a held on the upper jaw measuring sensor, which cooperates with a supported in the lower jaw electronic Stützstiftregistrat recorded. The data is taken outside with a cable and processed by an external computer. The power of the masticatory muscles can then be determined from the measured chewing power.
Bei diesem recht einfachen System kann ein metrischer Bezug zu der Zahngeometrie jedoch nicht hergestellt werden. Wegen des nach Außen geführten Kabels kann der Patient auch nicht in Schlussbiss gehen und dabei den Vorschub leisten. Außerdem können keine Beißschienen ausgemessen werden. Weiterhin können mit diesem System nicht alle sechs Freiheitsgrade der Bewegung gemessen werden. However, in this fairly simple system, a metric reference to the tooth geometry can not be made. Because of the outward cable, the patient can not go into final bite and thereby provide the feed. In addition, no bite rails can be measured. Furthermore, not all six degrees of freedom of movement can be measured with this system.
Nachteilig an einigen der bekannten Systeme ist, dass ein starr mit den Zähnen verbundenes Mittel nach außen geführt werden muss, das jedoch die Okklusion nicht beeinträchtigt werden darf. Dies wird meist durch die Befestigung eines paraokklusalen Attachments bewerkstelligt. Außerdem haben die bekannten Systeme ein verhältnismäßig hohes Gewicht und bewirken durch lange Hebel entsprechend starke Störkräfte bei der Bewegungsmessung. Einige bekannte Systeme setzen auch auf Weichgewebe am Kopf auf, sodass die Messungen verfälscht werden können. A disadvantage of some of the known systems is that a means rigidly connected to the teeth must be guided to the outside, but that the occlusion must not be impaired. This is usually done by attaching a paraocclusal attachment. In addition, the known systems have a relatively high weight and cause by long lever correspondingly strong disturbing forces in the motion measurement. Some known systems also rely on soft tissue on the head, so that the measurements can be falsified.
Aus der DE 10 2012 104 373 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung von patientenindividuellen Bewegungen des Unterkiefers in Relation zum Oberkiefer in mehreren Freiheitsgraden bekannt. Darin werden Methoden zur Aufnahme von 3D Oberflächendaten des Oberkiefers und des Unterkiefers beschrieben, die sich beispielsweise der Triangulation von Oberflächen oder der NURBS („Non-Uniform Rational B-Spline") Methode bedienen. Volumendaten können demnach mittels CT, MRI oder DVT aufgenommen werden, während 2D-Daten aus Photographien, Videoaufnahmen oder Texturen gewonnen werden. From DE 10 2012 104 373 A1 a method for detecting patient-specific movements of the lower jaw in relation to the upper jaw in several degrees of freedom is known. It describes methods for the acquisition of 3D surface data of the maxilla and mandible which are For example, triangulation of surfaces or the NURBS ("Non-Uniform Rational B-Spline") method can be used to record volume data by means of CT, MRI or DVT, while 2D data can be obtained from photographs, video recordings or textures.
Aus DE 10 2007 058 883 A1 ist eine intraorale Halterung für eine Kamera oder eine Optik zur Bildübertragung bekannt. From DE 10 2007 058 883 A1, an intraoral mounting for a camera or an optical system for image transmission is known.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ein mit einfachen Mitteln umzusetzendes Verfahren und ein entsprechendes System zu schaffen, das bei hohem Tragekomfort für den Patienten intraorale Messungen von Kieferbewegungen bei hoher Genauigkeit in bis zu sechs Freiheitsgraden ermöglicht. The object of the present invention is now to provide a method to be implemented with simple means and a corresponding system which, with high wearing comfort for the patient, enables intraoral measurements of jaw movements with high accuracy in up to six degrees of freedom.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 und das System nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt. These objects are achieved by the method having the characterizing features of claim 1 and the system according to claim 9. Advantageous embodiments are mentioned in the respective subclaims.
Demnach liegt der Kern der Erfindung darin, mit mindestens einem im Mundraum in definierter Position gehaltenen optisches Sensorsystem, das eine Intraoralkamera oder ein photosensitves Mittel, wie ein Diodenarray oder ein PSDs („Position Sensitive Device"), enthalten kann, ein ebenfalls in definierter Position im Mundraum befindliches Objekt, das im Falle des photosensitiven Mittels von einer Lichtquelle gebildet wird, während der Kiefer- respektive Kaubewegung aufzunehmen und die Bewegungsdaten im mehrdimensionalen Raum aufzuzeichnen. Dabei ist das optische Sensorsystem fest im Bezugssystem entweder des Oberkiefers oder des Unterkiefers verankert, während das aufzunehmende Objekt sich in dem Bezugssystem des entsprechend gegenüberliegenden Unter- oder Oberkiefers befindet. Nachfolgend wird vereinfachend davon ausgegangen, dass das optische Sensorsystem fest an definierter Stelle des Oberkiefers gehalten ist. Als aufzunehmendes Objekt kann im Falle der Intraoralkamera ein Teil der Anatomie des Mundraumes, beispielsweise ein Zahn, herhalten. Vorteilhafterweise wird aber eine separate Markierung als Objekt im Mund fixiert. Im Falle des photosensitven Mittels ist zumindest eine Lichtquelle mit insbesondere stark fokussiertem Strahl definiert im Mundraum des Patienten gehalten. Erfindungsgemäß werden während der Bewegung des Unterkiefers eine Abfolge von Raumpunkten des Objektes von dem optischen Sensorsystem aufgenommen und als eine entsprechend mehrdimensionale Bewegungslinie in einem Bewegungsdatensatz gespeichert. Dabei wird im Falle der Intraoralkamera davon ausgegangen, dass ausreichend Licht im Mundraum für die Aufnahmen zur Verfügung steht. Das Licht kann von außen herangeführt oder vorteilhafterweise innerhalb des Mundraumes erzeugt werden. Da die Bewegungen durch das optische Sensorsystem aufgenommen werden, können insbesondere laterale Bewegungen entsprechend hochauflösend detektiert werden. Auch Vor- und Zurück-Bewegungen können von der oder den optische Sensorsystemen erfasst werden. Accordingly, the core of the invention resides in having at least one optical sensor system held in a defined position in the oral cavity, which may include an intraoral camera or a photosensitive means, such as a diode array or a PSD (Position Sensitive Device), also in a defined position In the case of the photosensitive agent, an object located in the mouth, which is formed by a light source, during recording of the jaw or chewing motion and recording the movement data in multidimensional space, is firmly anchored in the reference system of either the maxilla or the mandible, while the In the following, for the sake of simplification, it is assumed that the optical sensor system is firmly held at a defined position of the upper jaw Anatomy of the oral cavity, for example, a tooth, herhalten. Advantageously, however, a separate mark is fixed as an object in the mouth. In the case of the photosensitve agent, at least one light source, in particular a highly focused beam, is defined in the mouth of the patient. According to the invention, during the movement of the lower jaw, a sequence of spatial points of the object are picked up by the optical sensor system and stored as a correspondingly multidimensional movement line in a movement data set. In the case of the intraoral camera, it is assumed that sufficient light in the oral cavity is available for the recordings. The light can be introduced from the outside or advantageously generated within the oral cavity. Since the movements are recorded by the optical sensor system, in particular lateral movements can be detected correspondingly high resolution. Forward and backward movements can also be detected by the optical sensor system (s).
Die Bewegungsdaten können dann nach entsprechender Registrierung und Fusionierung verwendet werden, um ein 3D Computergrafikmodell der Kieferregion des Patienten zu einer virtuellen Bewegung zu animieren. Damit können die echten patientenindividuellen Bewegung des Unterkiefers im 3D-Volumen anatomiegetreu auf einem Bildschirm dargestellt werden. Die Bewegungsspuren des Kiefergelenks können für jeden Punkt im 3D-Volumen visualisiert werden. The motion data may then be used, after appropriate registration and fusing, to animate a 3D computer graphics model of the patient's jaw region to virtual motion. Thus, the true patient-specific movement of the lower jaw in 3D volume anatomically true on a screen can be displayed. The movement traces of the temporomandibular joint can be visualized for each point in the 3D volume.
Generell liegt natürlich ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen intraoralen optischen Sensorsystems darin, dass keinerlei starre Halterungen aus dem Mundraum herausgeführt werden müssen und der Patient seine Bewegungsfreiheit bei den Kaubewegungen beibehält. Je nach Ausführungsform bleibt auch ausreichend Platz für die Zunge, so dass dem Patienten bei der Aufnahme keine Unannehmlichkeiten entstehen. In general, of course, a particular advantage of the intraoral optical sensor system according to the invention is that no rigid brackets need to be led out of the oral cavity and the patient retains his freedom of movement during the chewing movements. Depending on the embodiment, there is also sufficient space for the tongue so that the patient does not incur any inconvenience during the recording.
Dabei reicht zur Aufzeichnung der mehrdimensionalen Bewegungslinie ein einziges optisches Sensorsystem aus, wenn dessen Aufnahmen photogrammetrisch ausgewertet werden. Das Ziel einer solchen photogrammetrischen Auswertung ist die Wiederherstellung der räumlichen Lage von Bildern zueinander, in der sie sich zum Zeitpunkt der Aufnahme befunden haben. Diese Wiederherstellung erfolgt nach den Gesetzen der Zentralprojektion unter Einhaltung der Komplanaritätsbedingung. It is sufficient to record the multi-dimensional line of motion, a single optical sensor system, if its images are evaluated photogrammetrically. The aim of such a photogrammetric evaluation is the restoration of the spatial position of images to each other in which they were at the time of the recording. This restoration is done according to the laws of central projection in compliance with the constraint condition.
Zur Verbesserung der Auflösung kann es jedoch vorteilhaft sein, das im Mundraum befindliche optische Sensorsystem mit mehreren Intraoral kameras respektive photosensitiven Mitteln auszustatten, die im einfachsten Fall dasselbe Objekt aus verschiedenen Perspektiven während der Bewegung aufnehmen. Es kann aber auch jeder Intraoralkamera oder photosensitivem Mittel ein eigenes Objekt zugeordnet werden. In dem Fall ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise im Prinzip auch unabhängig davon, ob eine Intraoralkamera oder ein photosensitives Mittel nach „oben" gegen den Oberkiefer und die andere Intraoralkamera respektive das andere photosensitive Mittel nach „unten" schaut. Die jeweils aufgenommen Bewegungsdaten können dann später unter Zugrundelegung der bekannten Verhältnismäßigkeiten rechnerisch übereinandergelegt werden. To improve the resolution, however, it may be advantageous to equip the oral sensor located in the optical sensor system with several intraoral cameras respectively photosensitive means, the same object in the simplest case take different perspectives during the movement. However, it is also possible for each intraoral camera or photosensitive agent to be assigned its own object. In this case, the procedure according to the invention is in principle also independent of whether an intraoral camera or a photosensitive means looks "upwards" against the upper jaw and the other intraoral camera or the other photosensitive means "downwards". The respective recorded movement data can then be superimposed on the basis of the known proportions later mathematically.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, wenn miniaturisierte Intraoralkameras oder photosensitive Mittel verwendet werden, die ihre Bilder über eine Funkstrecke, beispielsweise mittels Bluetooth oder WLAN, an einen außerhalb des Mundraumes befindlichen Empfänger senden, wo sie verarbeitet werden. Miniaturisierte Kameras/photosensitive Mittel mit einer entsprechenden Sendefunktionalität, die für diese Zwecke eingesetzt werden können, sind zu günstigen Preisen auf dem Markt erhältlich. Vorteilhafterweise werden solche Kameras eingesetzt, die sich einer eigenen ebenfalls miniaturisierten Lichtquelle bedienen. Beim Einsatz solcher autarken Systeme braucht keine Versorgungsleitung aus dem Mundraum hinaus geführt zu werden, so dass Bewegungsaufnahmen bis hin zum Schlussbiss problemlos möglich sind. Weitere Vorteile solcher autarken intraoralen Systeme liegen darin, dass sie verhältnismäßig leicht sind und daher die Kaubewegung nicht mit einem übermäßigen Gewicht verfälschen. Zudem können auch Lachlinien ungestört aufgenommen werden. Of particular advantage is when miniaturized intraoral cameras or photosensitive means are used, which send their images over a radio link, for example by means of Bluetooth or WLAN, to an out-of-mouth receiver where they are processed. Miniaturized cameras / photosensitive means with a corresponding transmission functionality, which can be used for this purpose, are available at reasonable prices on the market. Advantageously, such cameras are used, which use their own also miniaturized light source. When using such autarkic systems, no supply line needs to be led out of the oral cavity, so that movement recordings up to the final bite are easily possible. Further advantages of such self-sufficient intraoral systems are that they are relatively light and therefore do not distort the chewing motion with excessive weight. In addition, even laugh lines can be recorded undisturbed.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist, dass mit der Erfindung die Bewegungen in bis zu sechs Freiheitsgraden, drei translatorischen und drei rotatorischen, und auch bis in die Okklusion aufgenommen werden können. Das wird durch die Kenntnis des räumlichen Bezuges der zwischen den optischen Sensorsystemen und den Objekten ermöglicht. The particular advantage of the procedure according to the invention is that with the invention, the movements in up to six degrees of freedom, three translational and three rotational, and also can be taken up in the occlusion. This is made possible by the knowledge of the spatial relationship between the optical sensor systems and the objects.
Vorteilhafterweise wird das System unmittelbar und starr mit den Zähnen des Oberkiefers respektive des Unterkiefers verbunden, so dass Verfälschungen der Aufnahmen durch Verbindungen zum Weichgewebe ausgeschlossen sind. Das geschieht in einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform mittels individuell geformter Halterungsbogen, die in den Unterkiefer und den Oberkiefer des Patienten eingeformt werden. Der Einsatz der Halterungsbogen geht vorteilhafterweise mit folgendem Workflow einher: Advantageously, the system is directly and rigidly connected to the teeth of the upper jaw and the lower jaw, so that distortions of the images are excluded by connections to the soft tissue. This is done in a particularly preferable embodiment by means of individual shaped support arch, which are molded into the lower jaw and the upper jaw of the patient. The use of the support sheet is advantageously accompanied by the following workflow:
Zunächst werden mit einer Intraoralkamera beide Zahnreihen aufgenommen. Ergebnis dieser Aufnahme sind 3D Oberflächendaten hoher Präzision der Zähne. Eventuell erfolgt auch eine Aufnahme des Bukkaibisses, um später die Platzierung der Sensoren optimieren zu können. Generell muss bei der Planung berücksichtigt werden, dass die Bögen nicht mit Antagonisten interferieren. First, both rows of teeth are recorded with an intraoral camera. The result of this recording are 3D surface data of high precision of the teeth. Eventually, a recording of Bukkaibisses also takes place in order to optimize the placement of the sensors later. In general, the planning must take into account that the arcs do not interfere with antagonists.
Anhand der aus den Aufnahmen stammenden Daten werden Halterungsbogen gedruckt, die lingual in den Oberkiefer und den Unterkiefer des Patienten eingebracht werden können. Durch präzise Kenntnis der Oberflächendaten der Zähne können die Halterungsbogen präzise in die patientenindividuellen Kiefer eingepasst werden. Der Oberkiefer-Bogen wird mit einem Messmodul, insbesondere aufweisend mehrere Intraoralkameras und Lichtquellen, verbunden. Am Unterkiefer- Bogen wird als aufzunehmendes Objekt ein Zeiger befestigt, mit dem die Bewegungen ausgemessen werden können. Die fertigen Halterungsbogen werden in den Patientenmund eingebracht. Unter Umständen sind nochmalige Aufnahmen angezeigt, wenn die Halterungsbogen auf den Zähnen fixiert sind, um deren finale Position zu erfassen. Das ist nicht notwendig, wenn der Schlussbiss als Referenzposition aufgenommen wird. Auf die fixierten Halterungsbogen werden das Messmodul und der Zeiger als Objekt befestigt. Nach dem Start der Messung werden die aufgenommenen Daten per Nahfunk direkt und in Echtzeit an den außerhalb befindlichen Empfänger gefunkt und im Computer registriert. Dabei ist es vorteilhaft, die Intraoralkameras in verschiedenen Winkeln zu halten, um alle Freiheitsgrade mit hoher Auflösung aufnehmen zu können. Based on the data from the images, support sheets are printed that can be inserted lingually into the patient's maxilla and mandible. With precise knowledge of the surface data of the teeth, the support arches can be precisely fitted into the patient-specific jaw. The maxillary arch is connected to a measuring module, in particular comprising a plurality of intraoral cameras and light sources. A pointer is attached to the mandibular arch as the object to be measured, with which the movements can be measured. The finished support sheets are inserted into the patient's mouth. It may be necessary to re-take pictures if the support sheets are fixed on the teeth to detect their final position. This is not necessary if the final bite is included as a reference position. The measuring module and the pointer are fixed as an object on the fixed support sheets. After the start of the measurement, the recorded data are transmitted via local radio directly and in real time to the outside receiver and registered in the computer. It is advantageous to keep the intraoral cameras in different angles in order to record all degrees of freedom with high resolution.
Ein besonderer Vorteil der Halterungsbogen liegt darin, dass sie einen modularen Aufbau des Systems unterstützen. Insbesondere das eingesetzte Messmodul kann für andere Messungen wiederverwendet werden. Dazu wird der Halterungsbogen des nächsten Patienten mit einer entsprechend genormten Aufnahme versehen. Zudem bieten die Halterungsbogen eine gute Retention, da sie mit Presspassung von innen gegen die Zähne gedrückt werden kann. Die Halterungsbögen können mit radioopaken Marker versehen werden, um die Registrierung des Systems mit den im Vorfeld erstellten dreidimensionalen Datensätzen zu verbessern. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht es auch, mit einem zusätzlichen gedruckten Teil für jede aufgezeichnete oder für jede künstlich in der Simulation eingestellte Kieferstellungen ein Einartikulations-Registrat zu drucken, das auf die Halterungsbögen aufgeklickt wird. A particular advantage of the support sheets is that they support a modular design of the system. In particular, the measuring module used can be reused for other measurements. For this purpose, the support sheet of the next patient is provided with a correspondingly standardized recording. In addition, the support elbows provide a good retention, since they can be pressed with an interference fit from the inside against the teeth. The support sheets may be provided with radio-opaque markers to enhance registration of the system with the pre-established three-dimensional data sets. The procedure according to the invention also makes it possible to print with an additional printed part for each recorded or for each artificially set in the simulation Kieferstellungen a Einartikulations Registrat, which is clicked on the support sheets.
Das erfindungsgemäße autarke und miniaturisierte System kann auch in einem Digitalen Volumen Tomographen (DVT) und/oder Face-Scanner Gerät getragen werden, ohne dass außerhalb des Mundes ein störendes Gerät zu sehen ist. Die im Facescanner sichtbaren Weichgewebs-Bewegungen könnten störungsfrei mit den Zahnbewegungen aufgenommen werden. Die Lippen sind geschlossen. Damit kann auch ein Weichgewebe-Gewebsmodell ohne äußere Störungseinflüsse erstellt werden. The self-sufficient and miniaturized system according to the invention can also be carried in a digital volume tomograph (DVT) and / or a face-scanner device, without a disturbing device being visible outside of the mouth. The soft tissue movements visible in the Facescanner could be absorbed without interference with the tooth movements. The lips are closed. Thus, a soft tissue tissue model can be created without external interference influences.
Zur Halterung des erfindungsgemäßen Systems können auch bereits verwendete Therapieschienen eingesetzt werden. Dazu werden die ursprünglichen Schienen um Sensor-Aufnahmen erweitert oder die Sensoren werden auf die Schiene aufgeklebt. Durch einen Scan kann die Lage der Sensoren im Bezug zur Schiene ermittelt werden. Die Sensoren können auch an einer Kieferorthopädie-Schiene angebracht werden, so dass die Funktion/Kräftemessung auch mit einer Zahnspange durchgeführt werden kann. For holding the system according to the invention also already used therapy rails can be used. For this purpose, the original rails are extended by sensor images or the sensors are glued to the rail. A scan can be used to determine the position of the sensors in relation to the rail. The sensors can also be attached to an orthodontic rail, so that the function / force measurement can also be performed with a brace.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die optischen Intraoralkameras oder photosensitiven Mittel von Beschleunigungssensoren oder Gyroskopen unterstützt, die dem Sensormodul zugeordnet werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Sensormodul im Unterkiefer zu fixieren, da sich dieser stärker als der Oberkiefer bewegt. Wenn Beschleunigungssensoren in beiden Kiefern vorgesehen werden, ist es möglich, Bewegungen des Patienten kopfes herauszurechnen. In an advantageous embodiment, the optical intraoral cameras or photosensitive means are supported by acceleration sensors or gyroscopes which are assigned to the sensor module. In this case, it is advantageous to fix the sensor module in the lower jaw, as it moves more than the upper jaw. If acceleration sensors are provided in both jaws, it is possible to calculate movements of the patient's head.
Wenn eine Bisshebung geplant ist, können auch Oberkiefer- und Unterkiefer- Schienen angefertigt werden, die diese Bisshebung simulieren. An die Bisshebungsschienen kann die Sensorik für die Bewegungsmessung angebracht werden, so dass geprüft werden kann, wie die Funktion des Patienten mit der geplanten Bisshebung ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die individuell geformten Halterungsbögen mit einer Klemmvorrichtung - beispielsweise einer Federung - ausgestattet, die eine starre Verbindung mit den Zähnen zusätzlich begünstigt, auch ohne dass Klebeverbindungen mit den Zähnen hergestellt werden müssen. If a bite survey is planned, upper and lower jaw rails can also be made to simulate this bite survey. The sensors for the motion measurement can be attached to the bite lift rails, so that it is possible to check what the patient's function with the planned bite lift is. In an advantageous embodiment, the individually shaped support arches are equipped with a clamping device - for example, a suspension - which favors a rigid connection with the teeth in addition, even without adhesive connections must be made with the teeth.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verfügen die individuell geformten Halterungsbögen über eine Vorrichtung zum Messen von Verformungen der Bögen. Dadurch können kleinste Bewegungen der einzelnen Zähne erfasst und im Bewegungsmodell berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung der Einzelbewegungen der Zähne kann ein exakteres Vorhersagen des tatsächlichen Schlussbisses erfolgen. Die Kontaktpunkte zwischen den Zähnen des Schlussbisses können dadurch besser vorhergesagt werden. Die individuell geformten Halterungsbögen können dabei beispielsweise so aufgebaut sein, dass zwischen je zwei benachbarten Zähnen ein Mittel zur Lageänderung zwischen den einzelnen Halterungsgliedern platziert ist. In a further advantageous embodiment, the individually shaped support arches have a device for measuring deformations of the arches. As a result, the smallest movements of the individual teeth can be detected and taken into account in the movement model. By considering the individual movements of the teeth, a more accurate prediction of the actual final bite can be made. The contact points between the teeth of the final bite can thus be better predicted. The individually shaped support arches can be constructed, for example, in such a way that a means for changing the position between the individual support members is placed between each two adjacent teeth.
Wenn als optische Sensoren photosensitive Dioden insbesondere im Array angeordnet oder als PSDs („Position Sensitive Devices/Detectors") ausgebildet, eingesetzt werden, sind diese in der Lage, den Schwerpunkt eines auftreffenden Lichtpunktes mit einer hohen Genauigkeit zu bestimmen. Solche PSD sind optische Positionssensoren (OPS), welche die ein- oder zweidimensionale Position eines Lichtpunktes messen können. PSDs arbeiten als analoge Sensoren, die eine isotrope Sensoroberfläche haben und kontinuierliche Positionsinformation liefern, oder als diskrete Sensoren, deren Oberfläche rasterartig strukturiert ist und die daher eine diskrete Ortsinformation liefern. If, as optical sensors, photosensitive diodes are arranged in particular in the array or in the form of PSDs (Position Sensitive Devices / Detectors), they are able to determine the center of gravity of an incident light spot with a high degree of accuracy Such PSDs are optical position sensors PSDs operate as analog sensors that have an isotropic sensor surface and provide continuous position information, or as discrete sensors whose surface is grid-structured and therefore provide discrete location information.
Im Gegensatz zur Intraoralkamera wird im Fall der photosensitiven Mittel kein digitales Bild ausgewertet, sondern anhand zweier analoger Spannungsdifferenzen die Position des Lichtpunktes entlang zweier Koordinatenachsen auf der sensitiven Fläche ermittelt. Durch die Verwendung mehrerer flächiger Sensoren und durch die Verwendung mehrerer Lichtemittierenden Quellen im Gegenkiefer kann durch ein Triangulationsverfahren die Lage der Kiefer zueinander in sechs Freiheitsgraden ermittelt werden. Die Vorteile von photosensitiven Mittel sind die kompakte Bauweise, sowie die sehr hohe Ortsauflösung von wenigen Nanometern und die sehr hohe Zeitauflösung von wenigen Nanosekunden. Weiterhin ist - im Gegensatz zu einem Kamerasensor - keine aufwändige Nachbearbeitung der Signale notwendig. Der Nachteil der photosensitiven Mittel ist, dass der Schwerpunkt allen auftreffenden Lichtes ermittelt wird, was die Bündelung des Emitter-Lichtes und die Vermeidung von Streulicht notwendig macht. Um die Position mehrerer Emitter auf der Fläche einer einzigen Diode bestimmen zu können, müssen die Emitter zeitlich versetzt angesteuert werden, so dass immer nur ein Emitter Licht aussendet, da sonst der Schwerpunkt aller sichtbaren Emitter als Position ermittelt würde. Zu jedem Zeitpunkt sendet also nur ein einzelner Emitter Licht aus. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform senden die Emitter in einem zeitlichen Muster das Licht aus. Über dieses zeitliche Muster ist eindeutig zuordenbar, von welchem Emitter das Licht auf der Diodenfläche stammt. Ein zeitliches Muster kann beispielsweise darin bestehen, dass jeder Emitter mit einer festen Blinkfrequenz sendet. In contrast to the intraoral camera, no digital image is evaluated in the case of the photosensitive means, but the position of the light spot along two coordinate axes on the sensitive surface is determined on the basis of two analog voltage differences. By using multiple planar sensors and by using multiple light-emitting sources in the opposing jaw can be determined by a triangulation method, the position of the jaw to each other in six degrees of freedom. The advantages of photosensitive means are the compact design, as well as the very high spatial resolution of a few nanometers and the very high time resolution of a few nanoseconds. Furthermore - in contrast to a camera sensor - no elaborate post-processing of the signals necessary. The disadvantage of the photosensitive means is that the center of gravity of all incident light is determined, which makes the bundling of the emitter light and the avoidance of stray light necessary. In order to be able to determine the position of a plurality of emitters on the surface of a single diode, the emitters must be timed offset, so that only one emitter emits light, otherwise the center of gravity of all visible emitters would be determined as the position. So at any one time, only a single emitter emits light. In a particularly advantageous embodiment, the emitters emit the light in a temporal pattern. About this temporal pattern is clearly assignable, from which emitter the light comes from the diode surface. For example, a temporal pattern may be that each emitter transmits at a fixed blink frequency.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 12 näher beschrieben. Alle Figuren zeigen jeweils eine besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen Systems. The invention will be described in more detail below with reference to FIGS. 1 to 12. All figures each show a particular embodiment of the system according to the invention.
Mit Ausnahme von Figur 7 zeigen alle Figuren Prinzipskizzen von erfindungsgemäßen Systemen, die im Mundraum eines Patienten gehalten sind. Es ist jeweils immer ein Blick von Vorne in den Mund gezeigt, wobei von der Anatomie lediglich die Zähne 1 des Oberkiefers und die Zähne 2 des Unterkiefers dargestellt sind. Das Gaumendach 3 ist lediglich indirekt dargestellt. With the exception of Figure 7, all figures show schematic diagrams of systems according to the invention, which are held in the mouth of a patient. In each case, there is always a view from the front into the mouth, of the anatomy only the teeth 1 of the upper jaw and the teeth 2 of the lower jaw are shown. The roof of the roof 3 is shown only indirectly.
Figur 1 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Systems, bei dem eine individuell geformte Halterung 4 zwischen die Zähne 1 des Oberkiefers geklemmt ist und gegen das Gaumendach 3 anliegt. In der Halterung 4 sind eine Stromquelle 5 und ein Bluetooth Sender 6 integriert. Der Sender 6 sendet die Signale, die er von zwei Intraoralkameras 7 erhält nach außen. Die beiden Intraoralkameras 7 sind in einem Winkel schräg nach unten ausgerichtet und haben jeweils markante Strukturen eines Zahnes 2 im Unterkiefer im Visier. Den Intraoralkameras 7 ist jeweils auch eine Lichtquelle zugeordnet. In diesem Fall sind somit zwei optische Sensorsysteme umfassend jeweils eine Intraoralkamera 7 und einen im Bild der Intraoralkamera 7 befindlichen Zahn mit definierter Struktur vorgesehen. Aus den Bewegungen, die die Zähne bei Kaubewegungen machen, werden zwei Abfolgen von Raumpunkten aufgenommen, aus denen sich eine mehrdimensionale Bewegungslinie erstellen lässt. Um die Auflösung zu verbessern, ist es auch möglich, eindeutige Muster auf die Zähne zu sprühen, um die Kontur der Zähne besser hervor zu heben. Figure 1 shows a variant of the system according to the invention, in which an individually shaped holder 4 is clamped between the teeth 1 of the upper jaw and rests against the roof of the mouth 3. In the holder 4, a power source 5 and a Bluetooth transmitter 6 are integrated. The transmitter 6 transmits the signals it receives from two intraoral cameras 7 to the outside. The two intraoral cameras 7 are aligned at an angle obliquely downwards and each have distinctive structures of a tooth 2 in the lower jaw in the visor. The intraoral cameras 7 are each assigned a light source. In this case, two optical sensor systems each comprising an intraoral camera 7 and a tooth with a defined structure located in the image of the intraoral camera 7 are thus provided. From the Movements made by the teeth during chewing movements pick up two sequences of points in space, from which a multidimensional line of movement can be created. In order to improve the resolution, it is also possible to spray clear patterns on the teeth to better emphasize the contour of the teeth.
In dem Beispiel nach Figur 2 sind drei Intraoralkameras 8 in der obigen Halterung 4 aufgenommen und richten sich auf spezielle Objekte 9 („Zeiger Markierungen"), die in einer unteren Halterung 10 vorgesehen sind. Die untere Halterung 10 ist ebenfalls individuell an die Zähne 2 des Unterkiefers angeformt und entsprechend zwischen die Zähne 2 geklemmt. Die Objekte 9 können - wie hier - erhabene Strukturen sein oder von einem flächigen Muster, beispielsweise einem QR Code oder Bar-Code oder einem sonstigen Bildmuster, gebildet sein. In the example of Figure 2, three intraoral cameras 8 are received in the above holder 4 and are directed to specific objects 9 ("pointer markers") provided in a lower holder 10. The lower holder 10 is also individually attached to the teeth 2 of the lower jaw and correspondingly clamped between the teeth 2. The objects 9 can - as here - be raised structures or be formed by a two-dimensional pattern, for example a QR code or bar code or another image pattern.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, die im Hinblick auf die Aufnahme möglichst vieler Freiheitsgrade insbesondere auch der vertikalen Bewegungen optimiert ist. Wiederum ist eine Halterung 1 1 zwischen die Zähne 1 des Oberkiefers eingepasst. Wie schon bei der Variante nach Figur 2 sind zwei Intraoralkameras 12 so ausgerichtet, dass sie vertikal nach unten zeigen. Das Objekt, auf das sie gerichtet sind, ist eine Schiene 13, die individuell angefertigt und lingual zwischen die Zähne 2 des Patienten geklemmt ist. Die Oberflächen der Schiene 13 können mit einem Bildmuster belegt sein. Die Halterung 1 1 weist jedoch einen sich nach unten erstreckenden Steg 14 auf, in den ebenfalls zwei Intraoralkameras 15 integriert sind. Die Blickrichtung der Intraoralkameras 15 ist jeweils horizontal nach links und rechts auf die Seitenwand der Schiene 13, die ebenfalls mit einem Bildmuster belegt sein kann. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, um vertikale und nach vorne und hinten führende Bewegungen mit hoher Auflösung aufzunehmen, während die Kameras 12 eher Bewegungen nach vorne und hinten und links und rechts aufnehmen können. FIG. 3 shows an embodiment which is optimized with regard to the reception of as many degrees of freedom as possible, in particular also of the vertical movements. Again, a holder 1 1 is fitted between the teeth 1 of the upper jaw. As in the variant according to FIG. 2, two intraoral cameras 12 are aligned such that they point vertically downwards. The object to which they are directed is a splint 13 which is individually made and lingually clamped between the patient's teeth 2. The surfaces of the rail 13 may be covered with an image pattern. However, the holder 1 1 has a downwardly extending web 14, in which also two Intraoralkameras 15 are integrated. The viewing direction of the intraoral cameras 15 is horizontally to the left and right on the side wall of the rail 13, which may also be covered with an image pattern. This embodiment is particularly suitable for recording vertical and forward and backward high-resolution movements, while the cameras 12 are more likely to receive front and back and left and right movements.
Die Variante nach Figur 4 ist im Hinblick auf möglichst viel Freiraum für die Zunge des Patienten und entsprechenden Tragekomfort optimiert. An die Zähne 1 des Oberkiefers ist eine Schiene 16 individuell angepasst, die eine Halterung 17 trägt. Aus der Halterung 17 ist eine nach unten offene Ausnehmung 18 ausgeformt, deren Innenraum von zwei links und rechts horizontal ausgerichteten Intraoralkameras 19 ausgeleuchtet wird. Eine Intraoralkamera 20 ist vertikal nach unten gerichtet. In die Ausnehmung 18 greift der Kopf 21 eines Stempels ein, der über Streben 22 an einer an den Zähnen 2 des Unterkiefers gehaltenen Schiene 23 fixiert ist. An der Oberfläche und an den Seiten des Kopfes 21 sind wiederum Bildmuster angebracht, die von den Intraoralkameras 19 und 20 bei Bewegungen der Kiefer aufgenommen werden. Die Zunge des Patienten liegt bequem zwischen den Streben 22 des hochragenden Stempels. Alle patientenindividuellen Teile können gedruckt werden. The variant of Figure 4 is optimized in terms of as much freedom for the tongue of the patient and appropriate comfort. To the teeth 1 of the upper jaw, a rail 16 is individually adapted, which carries a holder 17. From the holder 17, a downwardly open recess 18 is formed, whose Interior of two left and right horizontally oriented intraoral cameras 19 is illuminated. An intraoral camera 20 is directed vertically downwards. In the recess 18, the head 21 engages a punch, which is fixed by means of struts 22 to a held on the teeth 2 of the lower jaw rail 23. On the surface and on the sides of the head 21 in turn image patterns are attached, which are received by the intraoral cameras 19 and 20 during movements of the jaw. The patient's tongue lies comfortably between the struts 22 of the towering punch. All patient-specific parts can be printed.
Die Ausführungsform nach Figur 5 entspricht einer Kombination aus den Varianten der Figuren 1 und 3. Eine Halterung 24 ist zwischen die Zähne 1 des Oberkiefers eingepasst und hat einen sich nach unten erstreckenden Steg 25, in drei horizontal ausgerichtete Intraoralkameras 26 integriert sind. Die Intraoralkameras 26 haben jeweils markante Strukturen eines Zahnes 2 des Unterkiefers im Visier. Damit wird die Bewegung der als Objekte aufgenommenen Zähne von der Seite betrachtet, so dass vertikale Bewegungsanteile besser identifiziert werden können. The embodiment of Figure 5 corresponds to a combination of the variants of Figures 1 and 3. A holder 24 is fitted between the teeth 1 of the upper jaw and has a downwardly extending web 25, in three horizontally oriented Intraoralkameras 26 are integrated. The intraoral cameras 26 each have distinctive structures of a tooth 2 of the lower jaw in the sights. Thus, the movement of the teeth taken as objects is viewed from the side, so that vertical movement parts can be better identified.
Ähnlich wie in Figur 5 zeigt die Variante nach Figur 6 eine zwischen die Zähne 1 des Oberkiefers eingepasste Halterung 27, die sich in einem Bogen unter das Gaumendach erstreckt und damit Platz für die Zunge lässt. Am unteren Rand des Bogens sind zwei Intraoralkameras 28 vorgesehen, die schräg nach unten gegen jeweils gegenüberliegende Zähne 2 des Unterkiefers gerichtet sind. Im Gegensatz zu der Variante nach Figur 4 ragt kein ausladender Stempel vom Oberkiefer herunter. Similar to FIG. 5, the variant according to FIG. 6 shows a holder 27 fitted between the teeth 1 of the upper jaw, which extends in an arc under the roof of the mouth and thus leaves room for the tongue. At the bottom of the arch, two intraoral cameras 28 are provided, which are directed obliquely downwards against respective opposing teeth 2 of the lower jaw. In contrast to the variant according to FIG. 4, no protruding punch protrudes from the upper jaw.
In Figur 7 ist ein Gipsmodell eines aufgeklappten Kiefers gezeigt. An einer speziell in den Unterkiefer 29 eingeformten Halterung 30 ist in einer universellen Aufnahme ein wiederverwendbares Kameramodul 31 gehalten. Die in dem Kameramodul 31 integrierten Kameras sind nach oben gerichtet, wo auf einer in den Oberkiefer 32 eingeformten Halterung 33 ein Bildmuster 34 aufgedruckt ist. Mit dieser Ausführungsform können Bewegungslinien in sechs Freiheitsgraden aufgenommen werden. FIG. 7 shows a plaster model of an unfolded jaw. A reusable camera module 31 is held in a universal receptacle on a holder 30 that is specially shaped in the lower jaw 29. The cameras integrated in the camera module 31 are directed upward, where an image pattern 34 is printed on a holder 33 formed in the upper jaw 32. With this embodiment, movement lines can be recorded in six degrees of freedom.
Figur 8 zeigt eine Variante, bei der eine Therapieschiene 35 auf die Zähne des Unterkiefers aufgesetzt ist. Darin eingebrachte Kameras 36 sind vertikal nach oben gerichtet und nehmen die Bewegung der Gegenzähne 1 im Oberkiefer auf. Die Therapieschiene 35 ist im Formschluss mit den Zähnen 2 des Unterkiefers und bildet auf der anderen Seite eine definierte Anlage für die Zähne 1 des Oberkiefers. FIG. 8 shows a variant in which a therapy splint 35 is placed on the teeth of the lower jaw. Cameras 36 inserted therein are directed vertically upwards and pick up the movement of the opposing teeth 1 in the upper jaw. The Therapy rail 35 is in positive engagement with the teeth 2 of the lower jaw and forms on the other side a defined investment for the teeth 1 of the upper jaw.
In Figur 9 ist eine Variante gezeigt, die der aus Figur 4 ähnlich ist und entsprechend dieselben Bezugszeichen verwendet, die aber eine Messung der Bisskraft mittels eines in die Ausnehmung 18 eingesetzten flexiblen Probekörpers 36 aus Gummi ermöglicht, das von dem Kopf 21 des Stempels beaufschlagt wird. Die Kameras 19 nehmen die Stauchung des Probekörpers 36 mit bekannten Materialeigenschaften auf. FIG. 9 shows a variant similar to that of FIG. 4 and correspondingly using the same reference numerals but allowing a measurement of the biting force by means of a rubber flexible test piece 36 inserted into the recess 18, which is acted on by the head 21 of the stamp , The cameras 19 absorb the compression of the test specimen 36 with known material properties.
Damit können die Kräfte okklusionsnah mit der Methode der finiten Elemente (FEM) ermittelt werden. Die seitlichen Kameras 19 bleiben frei und können die Kompression des Probekörpers 36 in vertikaler Richtung messen. Rechts/Iinks-Bewegungen können durch vordere Kameras gemessen werden. Die oberen Kameras sind durch den Probekörper 36 verdeckt. Da die Position des Schlussbisses bekannt ist, kann entweder der Messzeiger im Unterkiefer angepasst oder den Probekörper 36 in der richtigen Dicke gedruckt werden. Thus, the forces can be determined close to the occlusion with the finite element method (FEM). The lateral cameras 19 remain free and can measure the compression of the specimen 36 in the vertical direction. Right / left movements can be measured by front cameras. The upper cameras are covered by the test piece 36. Since the position of the final bite is known, either the measuring pointer can be adjusted in the lower jaw or the test piece 36 can be printed in the correct thickness.
Mit unterschiedlichen Dicken und Shore-Härten des Gummis kann okklusionsnah mit unterschiedlicher Dynamik gemessen werden. Durch die hohe Ortsauflösung der Kameras kann das Mess-System durch die FEM-Simulation eine sehr feine Quantisierung der Kräfte auflösen. With different thicknesses and Shore hardness of the rubber can be measured occlusion close with different dynamics. Due to the high spatial resolution of the cameras, the measuring system can resolve a very fine quantization of forces through the FEM simulation.
Das Gummi kann durch ein Piezo-Kraftmess-Modul ersetzt werden, das ebenso in die Ausnehmung am Gaumendach eingesetzt wird. Kontakte für das Piezo- Kraftmess-Element sind in der Aussparung vorhanden. Der Zeiger im Unterkiefer wird so gestaltet, dass er okklusionsnah auf das Kraftmess-Element trifft. So kann in Okklusion ohne Störeinflüsse die Kaukraft gemessen werden. The rubber can be replaced by a piezo force measuring module, which is also inserted into the recess on the roof of the mouth. Contacts for the piezo force measuring element are present in the recess. The pointer in the lower jaw is designed so that it meets occlusion close to the force-measuring element. Thus, the occlusion force can be measured in occlusion without interference.
Gummi und Piezo-Sensor können auch kombiniert werden. Die Abstützung am Gaumendach ist in vertikaler Richtung gut, sodass auch hohe Kräfte gemessen werden können. Rubber and piezo sensor can also be combined. The support on the roof of the roof is good in the vertical direction, so that even high forces can be measured.
Figur 10 zeigt eine Variante, bei der flächige photosensitive Dioden 37 verwendet werden, die in der Lage sind, den Schwerpunkt eines Lichtpunktes auf einer aktiven Fläche zu detektieren. Die Flächendiode verfügt über eine Optik 38, die einfallendes Licht von mehreren aktiv leuchtenden Emittern 39 im Gegenkiefer bündelt. Der Gegenkiefer enthält eine Energiequelle 40 sowie eine Ansteuerungselektronik 41 für die Emitter 39. Die Emitter 39 werden über eine Zeit- oder Frequenzmodulation angesteuert, um für einen auf einer Diode auftreffenden Lichtpunkt feststellen zu können, von welchem Emitter er ausgesendet wurde. FIG. 10 shows a variant in which planar photosensitive diodes 37 are used, which are able to focus the center of gravity of a light spot on an active light source Area to detect. The area diode has an optic 38, which bundles incident light from several actively illuminating emitters 39 in the opposing jaw. The opposing jaw contains a power source 40 and a drive electronics 41 for the emitter 39. The emitter 39 are driven by a time or frequency modulation to determine a light spot incident on a diode from which emitter it was sent.
Figur 1 1 zeigt eine Variante mit flächigen photosensitiven Dioden 42, bei denen nicht die Dioden, sondern die Emitter 43 des Gegenkiefers über eine Optik 44 verfügen. Die Optik 44 sorgt dafür, dass das Licht des Emitters gebündelt ist und auf den Flächendioden ein fokussierter Bildpunkt beaufschlagt wird, dessen Schwerpunkt ermittelt werden kann. Ähnlich wie in Figur 10 werden die Emitter 43 über eine Zeitoder Frequenzmodulation angesteuert. Anstatt Emitter mit einer fokussierenden Optik zu verwenden, können auch Laser zum Einsatz kommen, die bereits gebündeltes Licht emittieren. Figure 1 1 shows a variant with two-dimensional photosensitive diodes 42, in which not the diodes, but the emitters 43 of the opposing jaw have an optic 44. The optic 44 ensures that the light of the emitter is bundled and on the surface diodes a focused pixel is applied, whose center of gravity can be determined. Similar to FIG. 10, the emitters 43 are driven by a time or frequency modulation. Instead of using emitters with focusing optics, lasers that emit focused light can also be used.
Figur 12 zeigt eine Variante mit flächigen photosensitiven Dioden 45, bei denen sich Dioden 45 und Emitter 46 mit einer Optik 47 auf der gleichen Kieferseite befinden. Die von den Emittern 46 ausgesendeten Lichtsignale werden durch die Optik 47 gebündelt und durch Reflektoren 48 auf der Kiefergegenseite zurückgeworfen, sodass sie auf den Flächendioden als Lichtpunkte abgebildet werden. Der Vorteil dieser Variante liegt darin, dass die Gegen kieferseite als passives Modul ausgestaltet werden kann, das weder eine Energiequelle noch eine Steuerelektronik für Emitter benötigt. Anstatt Emitter mit Bündelungsoptik zu verwenden, können auch Laser zum Einsatz kommen, die bereits gebündeltes Licht emittieren. Die Reflektoren 48 auf der Kiefergegenseite können sowohl als Spiegel- bzw. Prismenreflektoren, als auch als Retroreflektoren ausgebildet sein. Retroreflektoren haben die Eigenschaft, dass sie das einfallende Licht in die gleiche bzw. in eine ähnliche Richtung zur Lichtquelle zurückwerfen. FIG. 12 shows a variant with two-dimensional photosensitive diodes 45 in which diodes 45 and emitters 46 with an optical system 47 are located on the same side of the jaw. The light signals emitted by the emitters 46 are collimated by the optics 47 and reflected by reflectors 48 on the opposite side of the mandible, so that they are imaged on the surface diodes as points of light. The advantage of this variant is that the counter jaw side can be configured as a passive module that requires neither an energy source nor control electronics for emitters. Instead of using emitters with bundling optics, it is also possible to use lasers that emit already bundled light. The reflectors 48 on the opposite side of the mandible can be designed both as mirror or prism reflectors and as retroreflectors. Retroreflectors have the property that they reflect the incident light in the same or in a similar direction to the light source.

Claims

Ansprüche  claims
Verfahren zur Erfassung von patientenindividuellen Bewegungen des Method for detecting patient - specific movements of the patient
Unterkiefers in Relation zum Oberkiefer in mehreren Freiheitsgraden, Lower jaw in relation to the upper jaw in several degrees of freedom,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
im Mundraum des Patienten ein optisches Sensorsystem und ein im Bild des optischen Sensorsystems befindliches definiertes Objekt vorgesehen sind, wobei das optische Sensorsystem in eine feste Verbindung mit dem an optical sensor system and a defined object located in the image of the optical sensor system are provided in the oral cavity of the patient, the optical sensor system being in a fixed connection with the patient
Unterkiefer oder mit dem Oberkiefer gebracht wird und wobei das von dem optischen Sensorsystem erfasste Objekt in definierter Relation zu dem gegenüberliegenden Oberkiefer oder Unterkiefer steht, wobei bei Bewegung des Unterkiefers eine Abfolge von Raumpunkten des Objektes von dem optischen Sensorsystem aufgezeichnet und als eine mehrdimensionale Bewegungslinie in einem Bewegungsdatensatz gespeichert werden. Mandible, and wherein the object sensed by the optical sensor system is in defined relation to the opposing maxilla or mandible, a sequence of spatial points of the object being recorded by the optical sensor system as the mandible moves, and a multidimensional line of motion in one Movement record to be saved.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als optisches Sensorsystem eine Intraoralkamera (7) vorgesehen ist. as an optical sensor system, an intraoral camera (7) is provided.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
als optisches Sensorsystem photosensitive Mittel, insbesondere Diodenarrays oder PSDs, vorgesehen sind, wobei als definiertes Objekt zumindest eine im Mundraum des Patienten angeordnete Lichtquelle mit gebündeltem Strahl aufgenommen wird. as an optical sensor system photosensitive means, in particular diode arrays or PSDs are provided, wherein as a defined object at least one arranged in the mouth of the patient light source is received with a focused beam.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mehrere in definiertem Bezug zueinander stehende optische Sensorsysteme vorgesehen sind, wobei aus der Überlagerung der von den Sensorsystemen aufgenommenen Bewegungsdatensätzen eine im Mundraum befindliche dreidimensionale Bewegungslinie errechnet wird. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, a plurality of defined in relation to each other optical sensor systems are provided, wherein from the superposition of the recorded motion data records from the sensor systems, a three-dimensional movement line located in the mouth is calculated. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein 3D Computergrafikmodell von der Kieferregion des Patienten vorliegt, auf das der Bewegungsdatensatz zur Animation einer entsprechenden virtuellen Bewegung angewendet wird. there is a 3D computer graphics model from the patient's jaw region to which the motion data set is applied to animation a corresponding virtual motion.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die von dem optischen Sensorsystem aufgezeichneten Raumpunkte über eine Funkverbindung zu einem außerhalb des Patienten befindlichen Empfänger gesendet werden. the spatial points recorded by the optical sensor system are transmitted over a radio link to a receiver located outside the patient.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
dass an einer an einem der Kiefer fixierten Halterung (4) ein kompressibler Probekörper (36), insbesondere aus Gummi, gehalten ist, der bei einem Biss von einem am Gegenkiefer gehaltenen Stempel (21 ) kraftbeaufschlagt wird, wobei die Deformation von Intraoralkameras (7) aufgenommen und aus den Aufnahmen die Bisskraft ermittelt wird. in that a compressible specimen (36), in particular made of rubber, is held on a holder (4) fixed to one of the jaws, which is subjected to force during a bite by a punch (21) held on the opposing jaw, the deformation of intraoral cameras (7) recorded and the bite force is determined from the recordings.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
dass individuelle als Halterungsbögen ausgebildete Halterungen (30,33) zur Halterung des optischen Sensorsystems im Unterkiefer und/oder dem in that individual holders (30, 33) designed as mounting arches are used for holding the optical sensor system in the lower jaw and / or the
Oberkiefer des Patienten auf der Basis von dreidimensionalen Upper jaw of the patient on the basis of three-dimensional
Oberflächendaten der Zähne angefertigt werden. Surface data of the teeth are made.
System zur intraoralen Erfassung von patientenindividuellen Bewegungen, insbesondere von Kaubewegungen, des Unterkiefers in Relation zum System for the intraoral detection of patient - specific movements, in particular of chewing movements, of the lower jaw in relation to
Oberkiefer in mehreren Freiheitsgraden, insbesondere zur Umsetzung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, Upper jaw in several degrees of freedom, in particular for implementing the method according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch marked by
ein im Mundraum des Patienten lösbar befestigbares optisches Sensorsystem und ein im Bild des optischen Sensorsystems befindliches definiertes Objekt, wobei das Sensorsystem Bewegung des Unterkiefers als eine Abfolge von Raumpunkten des Objektes aufzeichnet und wobei Speichermittel vorhanden sind, um die Abfolge von Raumpunkten als mehrdimensionale Bewegungslinie in einem Bewegungsdatensatz zu speichern. an optical sensor system releasably securable in the oral cavity of the patient and a defined object located in the image of the optical sensor system, wherein the sensor system records movement of the lower jaw as a sequence of spatial points of the object and wherein storage means is provided are to store the sequence of space points as a multidimensional motion line in a motion data set.
10. System nach Anspruch 9, 10. System according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das optische Sensorsystem eine Intraoralkamera (7) aufweist.  the optical sensor system comprises an intraoral camera (7).
1 1 . System nach Anspruch 9, 1 1. System according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das optische Sensorsystem photosensitive Mittel, insbesondere Diodenarrays oder PSDs, aufweist, wobei als definiertes Objekt zumindest eine  the optical sensor system comprises photosensitive means, in particular diode arrays or PSDs, wherein as a defined object at least one
punktförmige Lichtquelle im Mundraum des Patienten angeordnet ist.  point light source is arranged in the mouth of the patient.
12. System nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , 12. System according to any one of claims 9 to 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Sendemittel implementiert sind, die die Abfolge von Raumpunkten und/oder den Bewegungsdatensatz an eine außerhalb des Mundraumes befindliche Empfangs- und Auswerteeinheit senden.  transmission means are implemented which transmit the sequence of spatial points and / or the movement data record to a reception and evaluation unit located outside the oral cavity.
13. System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 13. System according to one of claims 9 to 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass individuell an den Unter- und/oder Oberkiefer angepasste Halterungen (30,33) vorgesehen sind, die eine universelle Aufnahme für ein  that individually adapted to the lower and / or upper jaw brackets (30,33) are provided, which is a universal receptacle for a
wiederverwendbares photosensitives Mittel oder ein Kameramodul (31 ) aufweisen.  reusable photosensitive means or a camera module (31).
14. System nach einem der Ansprüche 9 bis 13, 14. System according to any one of claims 9 to 13,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Halterungen (30,33) eine Klemmvorrichtung, insbesondere eine Federung, zur Verbindung der Halterungsbogen mit den Zähnen aufweisen.  in that the holders (30, 33) have a clamping device, in particular a suspension, for connecting the holding sheets to the teeth.
15. System einem der Ansprüche 9 bis 14, 15. System according to one of claims 9 to 14,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Mittel zum Messen von Verformungen der Halterungsbogen vorgesehen sind.  in that means for measuring deformations of the support sheets are provided.
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