WO2004066838A1 - Measuring method and device for determining the stability of an implant or a tooth - Google Patents

Measuring method and device for determining the stability of an implant or a tooth Download PDF

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WO2004066838A1
WO2004066838A1 PCT/DE2003/003661 DE0303661W WO2004066838A1 WO 2004066838 A1 WO2004066838 A1 WO 2004066838A1 DE 0303661 W DE0303661 W DE 0303661W WO 2004066838 A1 WO2004066838 A1 WO 2004066838A1
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Georg-August-Universität Göttingen
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    • A61B5/682—Mouth, e.g., oral cavity; tongue; Lips; Teeth

Definitions

  • the invention relates to a measuring method for determining the stability of an implant or tooth inserted into a bone.
  • the invention further relates to a device for determining the stability of an implant or tooth inserted into a bone.
  • Implant stability is a prerequisite for long-term success and is based on direct contact of the implant with the surrounding bone.
  • the primary stability during implant insertion depends on the mechanical components such as local bone quality and quantity, type of implant and insertion technique.
  • three degrees of primary stability can be distinguished, namely adaptation stability, exercise stability and stress stability. These degrees can be applied to dental implants.
  • premature overloading or infection at the implant-bone interface due to bone resorption, connective tissue formation, insufficient stabilization of the implant may result, which does not meet the criteria of load stability.
  • the periotest method is based on an electronic measurement of the contact time of a plunger with the implant surface. This method can be used intraoperatively, but does not provide any defined measurement results for micro movements under the Function.
  • the resonance frequency analysis the resonance frequency is used to draw conclusions about the stability of the implant in the bearing tissue.
  • the invention is based on the knowledge that optimal primary stability is a prerequisite for the success of treatment with implants.
  • the invention is therefore based on the object of a method and a
  • the implants can be immediately removed
  • the above-mentioned object is achieved according to the invention in that the implant or the tooth is subjected to a typical load, and in that the micro movements of the implant or tooth caused thereby relative to the
  • Bones are transferred to a measuring location via an indicator controlled by the implant or tooth, where they are observed endoscopically and recorded digitally.
  • a force fit A device for receiving and transmitting a targeted application of force, which can be fixed reversibly on the implant or tooth, by at least one indicator in the form of a transmission film, which is connected to the implant or tooth, and which measures the relative movements to the bone caused by the application of force to the bone on the bone surface or an adjacent tooth, and by means of a contact endoscope that can be placed on the bone surface for imaging the measurement site.
  • Endoscopic procedures have been used in oral and maxillofacial medicine for several years, namely for the diagnosis of velopharyngeal sphincter function of the maxillary sinus in the context of augmentation surgery and in the development of support endoscopy for sinus floor augmentation.
  • the method according to the invention and the device provided for carrying it out enable a digital representation of micro movements of dental implants under defined load in representative bone samples.
  • the measuring system enables a simple, non-destructive quantitative assessment of micro movements on the bone surface under chewing stress.
  • the measuring system therefore allows in vitro testing.
  • the direct, simple measurement of micro movements of implants according to the invention has proven to be a new instrument for quality assurance of immediate implants and allows the implementation of previous ones
  • the solution according to the invention is important when checking the stability of implants after the conventional healing phase, particularly in regenerated bones and critical ones
  • a measurement method is characterized in that the transmission of the relative movements to the measurement location takes place mechanically via an indicator which is non-positively connected to the implant or tooth. It is expedient if a reference mark assigned to the measurement location is arranged on the bone surface or an adjacent tooth and is imaged together with the indicator by contact endoscopy, a reference body anchored in the bone e.g. a micro screw or nail can be used. Such a reference body can have a micro-scale grating on its surface facing the contact endoscope.
  • image storage and automatic calibration of the measured variables, calculation of the micro movements including the hysteresis after several load cycles, and documentation of the examination and log creation for the medical record are carried out by suitably adapted software.
  • the movement components are preferably separated in the vertical, transverse and approximal directions.
  • the abovementioned measurement setup preferably has an axially screw-on post, which is manufactured to fit the implant and which carries, at its end facing away from the implant, the device mentioned, for example a ball, for receiving and transmitting a force application.
  • a transmission film which indicates horizontal micro-movements is preferably provided, which is arranged at right angles to the longitudinal axis of the measurement assembly at its end facing the implant, is largely rigid in its longitudinal axis, but is flexible in the transverse direction.
  • At least one transmission foil which indicates vertical micro-movements is preferably provided, which is arranged on the measurement setup parallel to the longitudinal axis, projects beyond the measurement setup in the basal direction and has a rigid horizontal leg and a flexible vertical leg.
  • the transmission film is provided with a measuring scale for reading the micro movements in the order of 10-200 ⁇ .
  • the contact endoscope provided according to the invention is preferably a high-resolution close-up observation endoscope which has a support device with terminal fixation aids, which e.g. are formed by thorns that can be placed on the bone surface and can moreover comprise a blade-like, concave support surface.
  • a support device with terminal fixation aids which e.g. are formed by thorns that can be placed on the bone surface and can moreover comprise a blade-like, concave support surface.
  • the support device which can be aligned with the jaw has a flushing nozzle directed against an observation window of the contact endoscope for blowing on a cleaning medium.
  • Figure 1 shows a device structure for measuring horizontal
  • Figure 2 in a representation according to Figure 1 shows a device structure for measuring vertical micro motion vectors.
  • FIG. 1 shows an implant 1 which is inserted into an alveolar bone 2.
  • a measurement set-up 3 with a device for receiving and transmitting a targeted force application 4 is non-positively reversibly fixed on the implant 1.
  • the measuring setup 3 essentially has an axially screw-on post, which is manufactured to fit the implant 1 and which has a e.g. designed as a ball device for receiving and transmitting a force transmission.
  • a horizontal micromovement transmission foil 5 is arranged on the end facing the implant 1, which is largely rigid in its longitudinal axis, but is flexible in the transverse direction and can be made of metal.
  • the measuring location 7 is formed by a micro screw anchored in the bone 2.
  • the measuring location 7 could also be a surface marking provided on the gums.
  • the measuring arrangement shown in FIG. 1 further comprises a contact endoscope 8 placed on the bone surface 2a, the imaging area 9 of which records the measuring location 7 and the free end section of the horizontal transmission film 5, which preferably has a measuring scale for reading the
  • the contact endoscope 8 is a high-resolution close-up observation endoscope which has a support device 10 which is provided with terminal fixation aids which, in the exemplary embodiment shown, comprise spikes 11 attached to the bone surface 2 a and a blade-like, concave support surface 12.
  • the support device 10, which can be aligned with the jaw, has a flushing nozzle directed against an observation window of the contact endoscope 8 and not shown in the drawing for blowing on a cleaning medium.
  • micro screw shown in the drawing and forming the measuring location 7 could be provided on its surface with a grid for precisely fitting support and positioning of the contact endoscope 8.
  • the contact endoscope 8 is preferably connected to an electronic image processing system, not shown in the drawing.
  • horizontal force vectors trigger a horizontal movement 6 at the interface 13 relative to the bone 2 or the measurement location 7 serving for the calibration of measurements, which are called horizontal micro movements be recorded and documented.
  • FIG. 2 shows a device arrangement comparable to FIG. 1, which is used to measure vertical relative movements 14, which an implant 1 inserted into a bone 2 carries out under the action of a force application 4 that acts on the measurement structure 3 that is non-positively connected to the implant 1.
  • the transmission film 15, which indicates the vertical micro-movements, is arranged on the measuring structure 3 parallel to its longitudinal axis, projects beyond the measuring structure 3 in the basal direction and has a rigid horizontal leg 15a and a flexible vertical leg 15b.
  • the contact endoscope 8 - deviating from the position shown in FIG. 1 - is placed somewhat laterally against the bone 2.
  • the device arrangements shown in FIGS. 1 and 2 can also be used to determine the stability of a (healthy) tooth still seated in the alveolar bone 2.
  • the measuring setup 3 is then designed such that it can be placed on the tooth crown in a cap-like manner and can thus be non-positively and reversibly connected to the tooth.
  • the measuring location 7 serving as a reference is then preferably formed by a neighboring tooth.

Abstract

The invention relates to a measuring method and a device for determining the stability of an implant introduced into a bone or of a tooth. In order to examine the primary stability, the implant or the tooth is subjected to a typical load. The micromotions of the implant or the tooth relative to the bone thereby caused are transmitted to a measuring site via an indicator that is motion-controlled by the implant or the tooth, they are subjected to contact endoscopy and digitally recorded. The device according to the invention is characterized by a measuring instrument (3) that is non-positively and reversibly fastened on the implant (1) or the tooth and that comprises a device for receiving and transmitting a defined force application (4). At least one indicator, motion-linked with the implant (1) or the tooth and configured as a transmission film (5; 15), transmits the movements (6; 14) occurring relative to the bone (2) by means of the force application (4) to a measuring site (7) on the bone surface (2a) or an adjacent tooth. A contact endoscope (8) is placed onto the bone surface (2a) and images the measuring site (7).

Description

Messverfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Stabilität eines Implantats oder eines ZahnesMeasuring method and device for determining the stability of an implant or tooth
Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur Bestimmung der Stabilität eines in einem Knochen eingebrachten Implantats oder eines Zahnes.The invention relates to a measuring method for determining the stability of an implant or tooth inserted into a bone.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung der Stabilität eines in einen Knochen eingebrachten Implantats oder eines Zahnes.The invention further relates to a device for determining the stability of an implant or tooth inserted into a bone.
Implantatstabilität ist Vorbedingung für einen Langzeiterfolg und beruht auf direktem Kontakt des Implantates mit dem umgebenden Knochen. Man unterscheidet zwischen einer primären und sekundären Stabilität. Die Primärstabilität bei der Implantatinsertion ist abhängig von den mechanischen Komponenten wie lokaler Knochenqualität und Quantität, Implantattyp und Insertionstechnik. In der Traumatologie lassen sich wiederum drei Grade von Primärstabilität unterscheiden nämlich Adaptionsstabilität, Übungsstabilität und Belastungsstabilität. Diese Grade können auf dentale Implantate übertragen werden. Als Folge traumatischer Chirurgie, vorzeitiger Überlastung oder Infektion am Implantat-Knochen-Interface durch Knochenresorption, Bindegewebsbildung kann eine unzureichende Stabilisierung des Implantates resultieren, die den Kriterien der Belastungsstabilität nicht genügt.Implant stability is a prerequisite for long-term success and is based on direct contact of the implant with the surrounding bone. A distinction is made between primary and secondary stability. The primary stability during implant insertion depends on the mechanical components such as local bone quality and quantity, type of implant and insertion technique. In traumatology, three degrees of primary stability can be distinguished, namely adaptation stability, exercise stability and stress stability. These degrees can be applied to dental implants. As a result of traumatic surgery, premature overloading or infection at the implant-bone interface due to bone resorption, connective tissue formation, insufficient stabilization of the implant may result, which does not meet the criteria of load stability.
Die bisher bekannt gewordenen Verfahren zur Messung der Stabilität von Implantaten sind die Röntgendiagnostik, das Periotestverfahren sowie die Resonanzfrequenzanalyse. Alle drei Verfahren sind jedoch mit Nachteilen behaftet:The previously known methods for measuring the stability of implants are x-ray diagnostics, the periotest method and the resonance frequency analysis. However, all three methods have disadvantages:
Röntgenbilder sind nur schwer zu standardisieren und sind ungeeignet für die kurzfristige Beurteilung der Stabilität intraoperativ. Das Periotestverfahren beruht auf einer elektronischen Messung der Kontaktzeit eines Stößels mit der Implantatoberfläche. Dieses Verfahren kann intraoperativ eingesetzt werden, liefert jedoch keine definierten Messresultate für Mikrobewegungen unter der Funktion. Bei der Resonanzfrequenzanalyse wird aus der Resonanzfrequenz auf die Stabilität des Implantates im Lagergewebe rückgeschlossen. Obwohl Periotest und Resonanzfrequenzanalyse objektive Daten liefern, erlauben sie keine direkte Aussage über Implantatbewegungen unter der Funktion relativ zum Knochen. Insgesamt kann festgestellt werden, dass die derzeitig übliche Technik zur Bestimmung der Implantatstabilität unzulänglich sind, da sie keine Daten liefern, die in einem biomechanischen Modell verwendet werden können.X-rays are difficult to standardize and are unsuitable for the short-term assessment of stability intraoperatively. The periotest method is based on an electronic measurement of the contact time of a plunger with the implant surface. This method can be used intraoperatively, but does not provide any defined measurement results for micro movements under the Function. In the resonance frequency analysis, the resonance frequency is used to draw conclusions about the stability of the implant in the bearing tissue. Although periotest and resonance frequency analysis provide objective data, they do not allow a direct statement about implant movements under the function relative to the bone. Overall, it can be stated that the currently customary technique for determining implant stability is inadequate since it does not provide any data that can be used in a biomechanical model.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass eine optimale Primärstabilität Voraussetzung für den Erfolg einer Behandlung mit Implantaten ist. DerThe invention is based on the knowledge that optimal primary stability is a prerequisite for the success of treatment with implants. The
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eineThe invention is therefore based on the object of a method and a
Vorrichtung zu entwickeln, die eine sichere intraoperative Überprüfung derDevelop a device that provides a safe intraoperative review of the
Primärstabilität ermöglichen. Ausgehend von dem modernen Konzept derEnable primary stability. Based on the modern concept of
Sofortbelastung sollen erfindungsgemäß die Implantate unter Kaubelastung daraufhin untersucht werden, ob die kritische Grenze für Mikrobewegungen amImmediately loading the implants according to the invention should be examined under chewing loading to determine whether the critical limit for micro movements on
Interface überschritten wird. Werden unter der Funktion keine kritischenInterface is exceeded. Are not critical under the function
Mikrobewegungen am Interface beobachtet, können die Implantate sofort unterObserved micro-movements at the interface, the implants can be immediately removed
Funktion genommen und gemäß bekannten Prinzipien verblockt werden. Im anderen Falle verbietet sich eine Sofortbelas-tung; stattdessen muss die Remodelation am Interface im Sinne der Osseointegration unbelastet erfolgen.Function taken and blocked according to known principles. In the other case, immediate loading is prohibited; instead, the remodelation at the interface in the sense of osseointegration must be unloaded.
Ausgehend von dem eingangs genannten Messverfahren wird die vorstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Implantat oder der Zahn einer typischen Belastung unterworfen wird, und dass die hierdurch hervorgerufenen Mikrobewegungen des Implantats bzw. Zahnes relativ zumBased on the measurement method mentioned at the outset, the above-mentioned object is achieved according to the invention in that the implant or the tooth is subjected to a typical load, and in that the micro movements of the implant or tooth caused thereby relative to the
Knochen über einen vom Implantat bzw. Zahn bewegungsgesteuerten Indikator an einen Messort übertragen, dort kontaktendoskopisch beobachtet und digital aufgezeichnet werden.Bones are transferred to a measuring location via an indicator controlled by the implant or tooth, where they are observed endoscopically and recorded digitally.
Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen kraftschlüssig reversibel auf dem Implantat oder Zahn festlegbaren, eine Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer gezielten Krafteinleitung aufweisenden Messaufbau, durch zumindest einen mit dem Implantat oder Zahn in Bewegungszusammenhang stehenden, als Ubertragungsfolie ausgebildeten Indikator, der die durch die Krafteinleitung gegenüber dem Knochen auftretenden Relativbewegungen an einen Messort an der Knochenoberfläche oder einen benachbarten Zahn überträgt, und durch ein auf die Knochenoberfläche aufsetzbares Kontaktendoskop zur Abbildung des Messortes.With regard to the device mentioned at the outset, the object on which the invention is based is achieved according to the invention by a force fit A device for receiving and transmitting a targeted application of force, which can be fixed reversibly on the implant or tooth, by at least one indicator in the form of a transmission film, which is connected to the implant or tooth, and which measures the relative movements to the bone caused by the application of force to the bone on the bone surface or an adjacent tooth, and by means of a contact endoscope that can be placed on the bone surface for imaging the measurement site.
L OL O
Endoskopische Verfahren werden bereits seit einigen Jahren in der Zahn-Mund- Kieferheilkunde eingesetzt und zwar zur Diagnostik der velopharyngealen Sphinkterfunktion der Kieferhöhle im Rahmen der Augmentationschirurgie sowie im Rahmen der Entwicklung der Stützendoskopie zur Sinusbodenaugmentation.Endoscopic procedures have been used in oral and maxillofacial medicine for several years, namely for the diagnosis of velopharyngeal sphincter function of the maxillary sinus in the context of augmentation surgery and in the development of support endoscopy for sinus floor augmentation.
L5L5
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die zu dessen Durchführung vorgesehene Vorrichtung ermöglichen eine digitale Darstellung von Mikrobewegungen dentaler Implantate unter definierter Belastung in repräsentativen Knochenproben. Dabei ermöglicht das Messsystem eine 20 einfache zerstörungsfreie quantitative Beurteilung von Mikrobewegungen an der Knochenoberfläche unter Kaubelastung. Das Messsystem erlaubt also eine In- vitro-Testung. Die erfindungsgemäße direkte einfache Messung von Mikrobewegungen von Implantaten erweist sich als neues Instrument der Qualitätssicherung von Sofortimplantaten und erlaubt die Umsetzung von bisherThe method according to the invention and the device provided for carrying it out enable a digital representation of micro movements of dental implants under defined load in representative bone samples. The measuring system enables a simple, non-destructive quantitative assessment of micro movements on the bone surface under chewing stress. The measuring system therefore allows in vitro testing. The direct, simple measurement of micro movements of implants according to the invention has proven to be a new instrument for quality assurance of immediate implants and allows the implementation of previous ones
25 nicht verfügbaren objektiven Messdaten für biologische Modelle in vivo in ein einfach zu integrierendes und nebenwirkungsfreies diagnostisches Konzept. Darüberhinaus hat die erfindungsgemäße Lösung Bedeutung bei der Überprüfung der Stabilität von Implantaten nach der konventionellen Einheilungsphase insbesondere in regenerierten Knochen und kritischen25 unavailable objective measurement data for biological models in vivo in an easy to integrate and side effect free diagnostic concept. In addition, the solution according to the invention is important when checking the stability of implants after the conventional healing phase, particularly in regenerated bones and critical ones
30 Implantatlagerverhältnissen. Vorteile ergeben sich auch hinsichtlich der Insertion der Implantate: Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen Kontrolle der Stabilität eines Implantates durch mikromechanische Messung lassen sich Insertionskonzepte auf wenige Implantatpfeiler reduzieren; hierdurch lassen sich erhebliche Kosten einsparen im Vergleich zu sonst notwendigen hohen Pfeilerzahlen.30 implant storage ratios. There are also advantages with regard to the insertion of the implants: due to the control of the The stability of an implant by means of micromechanical measurement, insertion concepts can be reduced to a few implant pillars; this saves considerable costs compared to the high number of pillars that would otherwise be necessary.
Ein erfindungsgemäßes Messverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Relativbewegungen an den Messort mechanisch über einen kraftschlüssig mit dem Implantat oder Zahn verbundenen Indikator erfolgt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn auf der Knochenoberfläche oder einem benachbarten Zahn eine dem Messort zugeordnete Referenzmarkierung angeordnet und zusammen mit dem Indikator kontaktendoskopisch abgebildet wird, wobei als Referenzmarkierung ein im Knochen verankerter Referenzkörper z.B. eine Mikroschraube oder ein Nagel verwendet werden kann. Ein derartiger Referenzkörper kann auf seiner dem Kontaktendoskop zugewandten Oberfläche ein Mikro-Maßstabsgitter aufweisen.A measurement method according to the invention is characterized in that the transmission of the relative movements to the measurement location takes place mechanically via an indicator which is non-positively connected to the implant or tooth. It is expedient if a reference mark assigned to the measurement location is arranged on the bone surface or an adjacent tooth and is imaged together with the indicator by contact endoscopy, a reference body anchored in the bone e.g. a micro screw or nail can be used. Such a reference body can have a micro-scale grating on its surface facing the contact endoscope.
Verfahrensmäßig erfolgen erfindungsgemäß eine Bildspeicherung und automatische Kalibrierung der Messgrößen, eine Berechnung der Mikrobewegungen einschließlich der Hysterese nach mehreren Belastungszyklen sowie durch eine entsprechend angepasste Software eine Dokumentation der Untersuchung und Protokollerstellung für die Krankenakte.According to the method, image storage and automatic calibration of the measured variables, calculation of the micro movements including the hysteresis after several load cycles, and documentation of the examination and log creation for the medical record are carried out by suitably adapted software.
Bei dem Messverfahren wird vorzugsweise eine Trennung der Bewegungskomponenten in vertikaler, transversaler und approximaler Richtung vorgenommen.In the measuring method, the movement components are preferably separated in the vertical, transverse and approximal directions.
Vorrichtungsmäßig weist der vorstehend genannte Messaufbau vorzugsweise einen axial verschraubbaren, zum Implantat passgenau gefertigten Pfosten auf, der an seinem vom Implantat abgewandten Ende die genannte Einrichtung, z.B. eine Kugel, zur Aufnahme und Übertragung einer Krafteinleitung trägt. Zur Messung der horizontalen Bewegungsvektoren ist vorzugsweise eine horizontale Mikrobewegungen anzeigende Ubertragungsfolie vorgesehen, die rechtwinklig zur Längsachse des Messaufbaus an dessen dem Implantat zugewandten Ende angeordnet, in ihrer Längsachse weitgehend biegesteif, in Querrichtung hingegen flexibel ausgebildet ist.In terms of the device, the abovementioned measurement setup preferably has an axially screw-on post, which is manufactured to fit the implant and which carries, at its end facing away from the implant, the device mentioned, for example a ball, for receiving and transmitting a force application. For the measurement of the horizontal motion vectors, a transmission film which indicates horizontal micro-movements is preferably provided, which is arranged at right angles to the longitudinal axis of the measurement assembly at its end facing the implant, is largely rigid in its longitudinal axis, but is flexible in the transverse direction.
Zur Messung der vertikalen Bewegungsvektoren ist erfindungsgemäß vorzugsweise zumindest eine vertikale Mikrobewegungen anzeigende Ubertragungsfolie vorgesehen, die am Messaufbau parallel zur Längsachse angeordnet ist, den Messaufbau nach basal überragt und einen rigiden Horizontalschenkel sowie einen flexiblen lotrechten Schenkel aufweist.To measure the vertical movement vectors, according to the invention, at least one transmission foil which indicates vertical micro-movements is preferably provided, which is arranged on the measurement setup parallel to the longitudinal axis, projects beyond the measurement setup in the basal direction and has a rigid horizontal leg and a flexible vertical leg.
Für eine exakte Messung ist es vorteilhaft, wenn die Ubertragungsfolie mit einer Messskala zum Ablesen der Mikrobewegungen in einer Größenordnung von 10 - 200 μ versehen ist.For an exact measurement, it is advantageous if the transmission film is provided with a measuring scale for reading the micro movements in the order of 10-200 μ.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Kontaktendoskop ist vorzugsweise ein hochauflösendes Nahbeobachtungsendoskop, das eine Abstützeinrichtung mit endständigen Fixationshilfen aufweist, die z.B. durch auf die Knochenoberfläche aufsetzbare Dornen gebildet sind und überdies eine klingenartige, konkav ausgebildete Abstützfläche umfassen können.The contact endoscope provided according to the invention is preferably a high-resolution close-up observation endoscope which has a support device with terminal fixation aids, which e.g. are formed by thorns that can be placed on the bone surface and can moreover comprise a blade-like, concave support surface.
Um beim praktischen Einsatz des Kontaktendoskops die Messergebnisse jederzeit exakt ablesen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die zum Kiefer ausrichtbare Abstützeinrichtung eine gegen ein Beobachtungsfenster des Kontaktendoskops gerichtete Spüldüse zum Anblasen eines Reinigungsmediums aufweist.In order to be able to read the measurement results exactly at any time during practical use of the contact endoscope, it is expedient if the support device which can be aligned with the jaw has a flushing nozzle directed against an observation window of the contact endoscope for blowing on a cleaning medium.
In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Figur 1 einen Vorrichtungsaufbau zur Messung horizontalerIn the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown schematically. Show it Figure 1 shows a device structure for measuring horizontal
Mikrobewegungsvektoren undMicro motion vectors and
Figur 2 in einer Darstellung gemäß Figur 1 einen Vorrichtungsaufbau zur Messung vertikaler Mikrobewegungsvektoren.Figure 2 in a representation according to Figure 1 shows a device structure for measuring vertical micro motion vectors.
Figur 1 zeigt ein Implantat 1 , das in einen Alveolarknochen 2 eingesetzt ist. Auf dem Implantat 1 ist ein Messaufbau 3 mit einer Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer gezielten Krafteinleitung 4 kraftschlüssig reversibel festgelegt. Der Messaufbau 3 weist im Wesentlichen einen axial verschraubbaren, zum Implantat 1 passgenau gefertigten Pfosten auf, der an seinem vom Implantat 1 abgewandten Ende eine z.B. als Kugel ausgebildete Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Krafteinleitung tragen kann.FIG. 1 shows an implant 1 which is inserted into an alveolar bone 2. A measurement set-up 3 with a device for receiving and transmitting a targeted force application 4 is non-positively reversibly fixed on the implant 1. The measuring setup 3 essentially has an axially screw-on post, which is manufactured to fit the implant 1 and which has a e.g. designed as a ball device for receiving and transmitting a force transmission.
Rechtwinklig zur Längsachse des Messaufbaus 3 ist an dessen dem Implantat 1 zugewandten Ende eine horizontale Mikrobewegungen anzeigende Ubertragungsfolie 5 angeordnet, die in ihrer Längsachse weitgehend biegesteif, in Querrichtung hingegen flexibel ausgebildet ist und aus Metall bestehen kann. Diese mit dem Implantat 1 in Bewegungszusammenhang stehende Ubertragungsfolie 5 bildet einen Indikator, der die durch die Krafteinleitung 4 gegenüber dem Knochen 2 auftretenden horizontalen Relativbewegungen 6 an einen Messort 7 an der Knochenoberfläche 2a überträgt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Messort 7 durch eine im Knochen 2 verankerte Mikroschaube gebildet. Der Messort 7 könnte aber auch eine auf dem Zahnfleisch vorgesehene Oberflächenmarkierung sein.At right angles to the longitudinal axis of the measurement assembly 3, a horizontal micromovement transmission foil 5 is arranged on the end facing the implant 1, which is largely rigid in its longitudinal axis, but is flexible in the transverse direction and can be made of metal. This transfer film 5, which is in motional connection with the implant 1, forms an indicator which transmits the horizontal relative movements 6 which occur due to the introduction of force 4 with respect to the bone 2 to a measuring location 7 on the bone surface 2a. In the exemplary embodiment shown, the measuring location 7 is formed by a micro screw anchored in the bone 2. The measuring location 7 could also be a surface marking provided on the gums.
Die in Figur 1 dargestellte Messanordnung umfasst ferner ein auf die Knochenoberfläche 2a aufgesetztes Kontaktendoskop 8, dessen Abbildungsbereich 9 den Messort 7 sowie den freien Endabschnitt der horizontalen Ubertragungsfolie 5 erfasst, die vorzugsweise mit einer Messskala zum Ablesen derThe measuring arrangement shown in FIG. 1 further comprises a contact endoscope 8 placed on the bone surface 2a, the imaging area 9 of which records the measuring location 7 and the free end section of the horizontal transmission film 5, which preferably has a measuring scale for reading the
Mikrobewegungen in einer Größenordnung von 10 - 200 μ versehen ist. Das Kontaktendoskop 8 ist ein hochauflösendes Nahbeobachtungsendoskop, das eine Abstützeinrichtung 10 aufweist, die mit endständigen Fixationshilfen versehen ist, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Knochenoberfläche 2a aufgesetzte Dornen 1 1 sowie eine klingenartige, konkav ausgebildete Abstützfläche 12 umfassen. Die zum Kiefer ausrichtbare Abstützeinrichtung 10 weist eine gegen ein Beobachtungsfenster des Kontaktendoskops 8 gerichtete, in der Zeichnung nicht näher dargestellte Spüldüse zum Anblasen eines Reinigungs-mediums auf.Micro movements in the order of 10 - 200 μ is provided. The contact endoscope 8 is a high-resolution close-up observation endoscope which has a support device 10 which is provided with terminal fixation aids which, in the exemplary embodiment shown, comprise spikes 11 attached to the bone surface 2 a and a blade-like, concave support surface 12. The support device 10, which can be aligned with the jaw, has a flushing nozzle directed against an observation window of the contact endoscope 8 and not shown in the drawing for blowing on a cleaning medium.
Die in der Zeichnung dargestellte, den Messort 7 bildende Mikroschraube könnte auf ihrer Oberfläche mit einem Raster zur passgenauen Abstützung und Positionierung des Kontaktendoskops 8 versehen sein.The micro screw shown in the drawing and forming the measuring location 7 could be provided on its surface with a grid for precisely fitting support and positioning of the contact endoscope 8.
Dem Kontaktendoskop 8 ist vorzugsweise ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes elektronisches Bildverarbeitungssystem angeschlossen.The contact endoscope 8 is preferably connected to an electronic image processing system, not shown in the drawing.
Bei Belastung des Implantats 1 , also bei einer Krafteinleitung 4 in den Messaufbau 3 (beispielsweise durch Zubeißen) lösen horizontale Kraftvektoren eine Horizontalbewegung 6 am Interface 13 relativ zum Knochen 2 bzw. dem für die Kalibrierung von Messungen dienenden Messort 7 aus, die als horizontale Mikrobewegungen aufgezeichnet und dokumentiert werden.When the implant 1 is loaded, i.e. when force 4 is introduced into the measurement set-up 3 (for example by biting), horizontal force vectors trigger a horizontal movement 6 at the interface 13 relative to the bone 2 or the measurement location 7 serving for the calibration of measurements, which are called horizontal micro movements be recorded and documented.
Figur 2 zeigt eine mit Figur 1 vergleichbare Vorrichtungsanordnung, die zur Messung vertikaler Relativbewegungen 14 dient, die ein in einen Knochen 2 eingesetztes Implantat 1 unter Einwirkung einer den mit dem Implantat 1 kraftschlüssig verbundenen Messaufbau 3 beaufschlagenden Krafteinleitung 4 ausführt. Die die vertikalen Mikrobewegungen anzeigende Ubertragungsfolie 15 ist am Messaufbau 3 parallel zu dessen Längsachse angeordnet, überragt den Messaufbau 3 nach basal und weist einen rigiden Horizontalschenkel 15a und einen flexiblen lotrechten Schenkel 15b auf. Im Übrigen wird das Kontaktendoskop 8 - abweichend von der in Figur 1 dargestellten Position - etwas seitlich gegen den Knochen 2 angesetzt.FIG. 2 shows a device arrangement comparable to FIG. 1, which is used to measure vertical relative movements 14, which an implant 1 inserted into a bone 2 carries out under the action of a force application 4 that acts on the measurement structure 3 that is non-positively connected to the implant 1. The transmission film 15, which indicates the vertical micro-movements, is arranged on the measuring structure 3 parallel to its longitudinal axis, projects beyond the measuring structure 3 in the basal direction and has a rigid horizontal leg 15a and a flexible vertical leg 15b. For the rest, the contact endoscope 8 - deviating from the position shown in FIG. 1 - is placed somewhat laterally against the bone 2.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungsanordnungen können auch zur Bestimmung der Stabilität eines noch im Alveolarknochen 2 sitzenden (gesunden) Zahnes eingesetzt werden. Der Messaufbau 3 ist dann so ausgebildet, dass er sich kappenartig auf die Zahnkrone aufsetzen und dadurch kraftschlüssig reversibel mit dem Zahn verbinden lässt. Der als Referenz dienende Messort 7 wird dann vorzugsweise durch einen Nachbarzahn gebildet. The device arrangements shown in FIGS. 1 and 2 can also be used to determine the stability of a (healthy) tooth still seated in the alveolar bone 2. The measuring setup 3 is then designed such that it can be placed on the tooth crown in a cap-like manner and can thus be non-positively and reversibly connected to the tooth. The measuring location 7 serving as a reference is then preferably formed by a neighboring tooth.

Claims

Patentansprüche: claims:
1 . Messverfahren zur Bestimmung der Stabilität eines in einem Knochen eingebrachten Implantats oder eines Zahnes, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat oder der Zahn einer typischen Belastung unterworfen wird, und dass die hierdurch hervorgerufenen Mikrobewegungen des Implantats bzw. Zahnes relativ zum Knochen über einen vom Implantat bzw. Zahn bewegungsgesteuerten Indikator an einen Messort übertragen, dort kontaktendoskopisch beobachtet und digital aufgezeichnet werden.1 . Measuring method for determining the stability of an implant or a tooth introduced into a bone, characterized in that the implant or the tooth is subjected to a typical load, and in that the micro movements of the implant or tooth relative to the bone caused thereby are carried out by means of a Tooth motion-controlled indicator transferred to a measuring location, there observed endoscopically and recorded digitally.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Relativbewegungen an den Messort mechanisch über einen kraftschlüssig mit dem Implantat oder Zahn verbundenen Indikator erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the transmission of the relative movements to the measurement location is carried out mechanically via a non-positively connected indicator with the implant or tooth.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Knochenoberfläche oder einem benachbarten Zahn eine dem Messort zugeordnete Referenzmarkierung angeordnet und zusammen mit dem Indikator kontaktendoskopisch abgebildet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that a reference marking assigned to the measurement location is arranged on the bone surface or an adjacent tooth and is imaged together with the indicator by contact endoscopy.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzmarkierung ein im Knochen verankerter Referenzkörper verwendet wird.4. The method according to claim 3, characterized in that a reference body anchored in the bone is used as the reference marking.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine automatische Kalibrierung der Messgrößen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized by an automatic calibration of the measured variables.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung der Mikrobewegungen einschließlich der Hysterese nach mehreren Belastungszyklen durchgeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a calculation of the micro movements including the hysteresis is carried out after several load cycles.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennung der Bewegungskomponenten in vertikaler, transversaler und approximaler Richtung vorgenommen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the movement components are separated in the vertical, transverse and approximal direction.
8. Vorrichtung zur Bestimmung der Stabilität eines in einen Knochen eingebrachten Implantats oder eines Zahnes, gekennzeichnet durch einen kraftschlüssig reversibel auf dem Implantat (1 ) oder Zahn festlegbaren, eine Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer gezielten Krafteinleitung (4) aufweisenden Messaufbau (3), durch zumindest einen mit dem Implantat (1 ) oder Zahn in8.Device for determining the stability of an implant or tooth inserted into a bone, characterized by a non-positively reversible fixable on the implant (1) or tooth, a device for receiving and transmitting a targeted introduction of force (4) having a measuring structure (3), by at least one with the implant (1) or tooth
Bewegungszusammenhang stehenden, als Ubertragungsfolie (5; 15) ausgebildeten Indikator, der die durch die Krafteinleitung (4) gegenüber dem Knochen (2) auftretenden Relativbewegungen (6; 14) an einen Messort (7) an der Knochenoberfläche (2a) oder einen benachbarten Zahn überträgt, und durch ein auf die Knochenoberfläche (2a) aufsetzbares Kontaktendoskop (8) zur Abbildung des Messortes (7).Motion-related indicator, designed as a transmission film (5; 15), which detects the relative movements (6; 14) that occur due to the introduction of force (4) relative to the bone (2) to a measuring location (7) on the bone surface (2a) or an adjacent tooth transmits, and through a contact endoscope (8) which can be placed on the bone surface (2a) for imaging the measurement site (7).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufbau (3) einen axial verschraubbaren, zum Implantat (1 ) passgenau gefertigten Pfosten aufweist.9. The device according to claim 8, characterized in that the measuring structure (3) has an axially screwable, to the implant (1) made to measure post.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfosten an seinem vom Implantat (1 ) abgewandten Ende die Einrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Krafteinleitung trägt.10. The device according to claim 9, characterized in that the post carries at its end facing away from the implant (1) the device for receiving and transmitting a force application.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung durch eine Kugel gebildet ist.1 1. Apparatus according to claim 10, characterized in that said device is formed by a ball.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 1 1 , gekennzeichnet durch eine horizontale Mikrobewegungen (6) anzeigende Ubertragungsfolie (5), die rechtwinklig zur Längsachse des Messaufbaus (3) an dessen dem Implantat (1 ) zugewandten Ende angeordnet ist.12. The device according to one of claims 8 - 1 1, characterized by a horizontal micro-movements (6) indicating transfer film (5), which is arranged at right angles to the longitudinal axis of the measurement assembly (3) at the end facing the implant (1).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die den Indikator für Horizontalbewegungen (6) bildende Ubertragungsfolie (5) in ihrer Längsachse weitgehend biegesteif, in Querrichtung hingegen flexibel ausgebildet ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the transmission film (5) forming the indicator for horizontal movements (6) is largely rigid in its longitudinal axis, but flexible in the transverse direction.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 13, gekennzeichnet durch zumindest eine vertikale Mikrobewegungen (14) anzeigende14. Device according to one of claims 8 - 13, characterized by at least one vertical micro-movements (14) indicating
Ubertragungsfolie (15), die am Messaufbau (3) parallel zur Längsachse angeordnet ist und den Messaufbau (3) nach basal überragt.Transfer film (15), which is arranged on the measurement setup (3) parallel to the longitudinal axis and projects beyond the measurement setup (3) in the basal direction.
1 5. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die den Indikator für Vertikalbewegungen (14) bildende Ubertragungsfolie (15) einen rigiden Horizontalschenkel (15a) und einen flexiblen lotrechten Schenkel (15b) aufweist.1 5. Device according to claim 14, characterized in that the transmission film (15) forming the indicator for vertical movements (14) has a rigid horizontal leg (15a) and a flexible vertical leg (15b).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ubertragungsfolie (5; 15) mit einer Messskala zum Ablesen der16. Device according to one of claims 8 - 15, characterized in that the transfer film (5; 15) with a measuring scale for reading the
Mikrobewegungen in einer Größenordnung von 10 - 200 / versehen ist.Micro movements in the order of 10 - 200 / is provided.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Messort (7) ein im Knochen (2) verankerter Referenzkörper, z.B. eine Mikroschraube ist.17. Device according to one of claims 8 - 16, characterized in that the measuring location (7) is a reference body anchored in the bone (2), e.g. is a micro screw.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Messort (7) eine auf dem Zahnfleisch vorgesehene Oberflächenmarkierung ist. 18. Device according to one of claims 8 - 16, characterized in that the measuring location (7) is a surface marking provided on the gums.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktendoskop (8) ein hochauflösendes19. Device according to one of claims 8 - 18, characterized in that the contact endoscope (8) is a high-resolution
Nahbeobachtungsendoskop ist.Close-up endoscope is.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktendoskop (8) eine Abstützeinrichtung (10) aufweist, die endständig Fixationshilfen (1 1 , 12) aufweist.20. Device according to one of claims 8 - 19, characterized in that the contact endoscope (8) has a support device (10) which has end fixation aids (1 1, 12).
21 . Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixationshilfen durch auf die Knochenoberfläche (2a) aufsetzbare Dornen21. Apparatus according to claim 20, characterized in that the fixation aids by means of thorns which can be placed on the bone surface (2a)
(1 1 ) gebildet sind.(1 1) are formed.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fixationshilfen eine klingenartige, konkav ausgebildete Abstützfläche (12) umfassen.22. The apparatus of claim 20 or 21, characterized in that the fixation aids comprise a blade-like, concave support surface (12).
23. Vorrichtung nach Anspruch 17 und einem der Ansprüche 19 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzkörper eine auf ihrer Oberfläche mit einem Raster versehene Schraube ist zur passgenauen Abstützung und Positionierung des Kontaktendoskops (8).23. The device according to claim 17 and one of claims 19 - 22, characterized in that the reference body is a screw provided on its surface with a grid for precisely fitting support and positioning of the contact endoscope (8).
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 - 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kontaktendoskop (8) ein elektronisches Bildverarbeitungssystem angeschlossen ist.24. Device according to one of claims 19 - 23, characterized in that an electronic image processing system is connected to the contact endoscope (8).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 - 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Kiefer ausrichtbare Abstützeinrichtung (10) eine gegen ein Beobachtungsfenster des Kontaktendoskops (8) gerichtete Spüldüse zum Anblasen eines Reinigungsmediums aufweist. 25. Device according to one of claims 20 - 24, characterized in that the support device (10) which can be aligned with the jaw has a flushing nozzle directed against an observation window of the contact endoscope (8) for blowing on a cleaning medium.
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