WO2012016635A2 - Verfahren zum erzeugen einer digitalen zahntopologie für eine zahnstruktur sowie messverfahren - Google Patents

Verfahren zum erzeugen einer digitalen zahntopologie für eine zahnstruktur sowie messverfahren Download PDF

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WO2012016635A2
WO2012016635A2 PCT/EP2011/003546 EP2011003546W WO2012016635A2 WO 2012016635 A2 WO2012016635 A2 WO 2012016635A2 EP 2011003546 W EP2011003546 W EP 2011003546W WO 2012016635 A2 WO2012016635 A2 WO 2012016635A2
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Erwin Keeve
Weichen Liu
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Charité - Universitätsmedizin Berlin
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    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A61B6/51—
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
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    • G06T2207/30036—Dental; Teeth
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    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/40—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mechanical, radiation or invasive therapies, e.g. surgery, laser therapy, dialysis or acupuncture

Definitions

  • the invention relates to technologies in the field of automatic generation of dental topologies from measurement data of imaging measurement methods.
  • a tooth topology of the tooth structure to be treated is created in connection with certain treatment methods for preparing and performing the treatment. This includes, for example, the treatment of dysgnathia.
  • An operation for dental treatment is planned on the basis of a previously generated topology of the tooth structure.
  • Methods for generating shape or structure information in the field of dentistry are known, for example, from the following documents: WO 2006/000063 A1, WO 2008/128720 A2 and EP 1 982 652 A1.
  • the object of the invention is to provide new technologies for the automated generation of a dental topology for a tooth structure to be determined.
  • the disadvantages described above should be avoided.
  • the invention encompasses the idea of a method for generating a digital tooth topology for a tooth structure, wherein the method in a computer-based evaluation device comprises the following steps:
  • Generating segmentation data from the measurement data wherein the generation of the segmentation data comprises at least recognition of a barb insert used in the at least one imaging procedure for occlusion separation in the occlusal plane of the tooth structure,
  • a measuring method for generating measurement data for a tooth structure to be determined for use in the preceding method which provides for generating digital measurement data for the tooth structure to be determined with the aid of at least one imaging measurement method.
  • a Bisseinlage is arranged in the occlusal plane.
  • the surface structures of the teeth of the upper and lower jaw can in particular in the area of the occlusal plane with sufficient resolution, since the fusion effect occurring in the prior art in the occlusal plane due to the bis insert between the teeth is avoided.
  • tooth structure as used herein refers to the teeth themselves and optionally also includes adjacent tissue and bone areas associated with the teeth.
  • the intended bis insert prevents a direct superimposition of the tooth surfaces in the area of the occlusal plane. Due to its material properties, which differ from the properties of the tooth structure, the bite insert can be recognized in the image measurement data, so that the teeth can be distinguished with their surface structure and can be derived from the measurement data free from the known fusion effect.
  • the biscuit made of flexible material does not affect the position of the jaw in normal occlusion.
  • the flexible bis insert is sufficiently thin.
  • a bite foil can be used, which is made of a silicone material, for example. Since the material of the bis-insert differs with respect to its material properties, for example with respect to the material density, from the properties of bone and tooth tissue, the different materials in the image data are correspondingly different visible.
  • the measurement data previously acquired with the aid of one or more imaging methods for the tooth structure to be determined are segmented.
  • the segmentation of image data is a method known per se in image analysis, for which various segmentation procedures are available.
  • the so-called “Jiounsfield Scale” can be mentioned, which is probably the simplest tool for segmentation, which is a threshold-based technique that simply defines an object affiliation depending on the gray value of a pixel in one execution This is a so-called greyscale-based algorithm, which as such is known in various embodiments
  • any segmentation method can be used in connection with the invention It is essential that in generating the segmentation data, that in the image acquisition used bis insert is detected.
  • a preferred development of the invention provides that the recognition of the bint-liner comprises steps for the provision and processing of parameter data which specify at least one property of the bint insole.
  • the provision of parameter data for the bite insert for example regarding its shape and / or thickness, optionally facilitate recognition of the bite insert in the measurement data.
  • the recognition of the bis-insert comprises a step for determining the position of the bis-insert in the tooth structure to be determined.
  • the generation of the tooth topology data comprises a step for generating voxel-based tooth topology data.
  • the tooth topology data is generated by means of so-called voxels, ie volume elements for which at least one selectable parameter is equal.
  • the volume elements of a voxel have the same gray value.
  • the voxels in their entirety form a spatial representation of the tooth structure or a substructure thereof. From this, a three-dimensional surface representation of the tooth structure or a part thereof can be generated.
  • the method for generating the digital tooth topology for the tooth structure can be performed in its different embodiments with a digital volume tomography (DVT), ie a three-dimensional dental tomography method.
  • DVD digital volume tomography
  • a digital volume tomograph used in the method has a 180 or 360 degree rotatable x-ray tube and a CCD detector that converts the measured radiation into image data.
  • the x-ray tube (s) and detector rotate about the fixed patient.
  • a two-dimensional summation single image is created per degree.
  • the acquired image data can then be evaluated in the context of the proposed method for generating the digital tooth topology.
  • the aforementioned object is also achieved by a method for generating a digital tooth topology for a tooth structure, in particular in conjunction with one or more of the features of the method described in advance and / or with reference to FIG. 1, wherein for occlusion separation a bite insert in the occlusal plane the tooth structure is arranged, by means of
  • an image of the closed tooth structure is recorded with the bis insert in the occlusal plane of electromagnetic radiation in the non-visible area, wherein from the image by segmentation a segmentation data set is generated, and wherein depending on the segmentation data set, the digital
  • Dental topology of the tooth structure is created or determined.
  • a tooth topology in the sense of the invention is in particular a three-dimensional image of a tooth structure or a part of this tooth structure.
  • An image in the sense of the invention is in particular a three-dimensional image.
  • An image in the sense of the invention is in particular a by a three-dimensional
  • Imaging generated image Three-dimensional imaging methods according to the invention are for example digital volume tomography (DVT) or computed tomography (CT).
  • DVD digital volume tomography
  • CT computed tomography
  • a bis insert according to the invention is in particular a bis insert with one or more of the features of the bis insert described with reference to FIG.
  • a bis insert according to the invention is in particular a bite foil.
  • a bis insert according to the invention is particularly elastic.
  • a bis insert according to the invention is particularly by their arrangement in the
  • Occlusion level not (especially permanent) or essentially not
  • a bis insert according to the invention is approximately or substantially 1 mm thick.
  • a bis insert according to the invention is in particular no thinner than 0.5 mm.
  • a bis insert according to the invention is in particular not thicker than 3 mm.
  • a bis insert according to the invention when used as intended, in particular after its placement in the occlusal plane, does not reflect a negative of the tooth topology.
  • Electromagnetic radiation in the non-visible region is in the context of the invention, in particular X-radiation.
  • a closed tooth structure in the sense of the invention, provision is made in particular for the upper and lower jaws to be closed to such an extent that both touch or hold the bite insert.
  • Fig. 3 shows an embodiment of a closed tooth structure in the context of the invention.
  • a segmentation data record in the sense of the invention comprises one, in particular three-dimensional, location information with an associated one
  • a segmentation parameter in the sense of the invention is in particular a Hounsfield number or an analogous or analogously usable or corresponding variable.
  • the digital tooth topology is not created or determined without the tooth structure as a function of a picture taken after the image of the closed tooth structure with the Bisseinlage in the occlusal plane without the tooth structure.
  • Impression scan as provided by WO 2008/128720 A2, is not provided in particular.
  • the Bisseinlage have a Segment michsparameter, which is known or determined prior to recording the image of the closed tooth structure with the Bisseinlage in the occlusal plane.
  • the Bisseinlage have a Segment michsparameter, which is known or determined prior to recording the image of the closed tooth structure with the Bisseinlage in the occlusal plane.
  • Segmentation Record removes or eliminates segmentation parameters corresponding to the segmentation parameter of the Bis Insert.
  • the segmentation parameters are particularly marked and / or changed in the segmentation data corresponding to the Segment michsparameter the Bisseinlage.
  • segmentation parameters corresponding to the segmentation data set are particularly marked and / or changed in the segmentation data corresponding to the Segment michsparameter the Bisseinlage.
  • Segmentation parameters of the Bisseinlage correspond as not to the tooth structure or tooth topology belonging classified or classified or viewed. Description of preferred embodiments of the invention
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a method for generating a digital tooth topology for a tooth structure using a bit liner in the prior acquisition of image data;
  • Fig. 3 is a perspective view of the use of a Bisseinlage in X-rays and
  • Fig. 4 is a perspective view of a 3 D reconstruction of a tooth structure.
  • measurement data are first acquired with the aid of one or more imaging methods for the tooth structure to be determined.
  • imaging methods for example, X-rays can be made.
  • computed tomography or digital volume tomography can also be used as an alternative or as a supplement.
  • the provided measurement data are then filtered.
  • the bite insert for which FIG. 2 shows an exemplary embodiment, is embodied, for example, as a bite foil of a silicone material.
  • the bite insert has a U-shaped bite element 21 as well as a holder or gripping element 22.
  • the bite insert has a thickness of approximately one millimeter.
  • the bite insert is made of a flexible material that is configured to deform and conform to the surface structure of the teeth as the teeth of the maxilla and mandible are compressed so that the jaw position is not compromised in normal occlusion.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a tooth structure 3 1 to be determined, in which a bite foil 34 is arranged between the teeth of the upper and lower jaw 32, 33.
  • a next step 40 the position of the bis-inlay is determined from the provided measurement data.
  • a step 50 parameter data for the bite insert used in the image recordings is provided and processed.
  • a step 60 coordinates and geometry of the bis insert are determined.
  • a step 70 adjacent to the occlusal plane tooth structures of the teeth of the upper and lower jaw are then analyzed and segmented.
  • step 80 a segmentation mask is then created.
  • step 90 the previously created segmentation mask is checked in order to determine whether it satisfies predetermined test criteria.
  • step 100 a voxel-based or surface-based tooth topology of the tooth structure to be determined or of a subarea thereof is determined.
  • step 1 10 the tooth topology data is then provided for output.
  • the digital tooth topology data may be used in steps 120 and 130 for fabrication of the surgical splint and / or 3D printing of the dental topology model.
  • a fine adjustment of the parameter set for the segmentation mask is provided in a step 140 if, in the test in step 80, this is not classified as sufficient for the predetermined parameters.
  • a predefined, optimized parameter set is then provided from a database for dynamically selected algorithms.
  • FIG. 4 shows by way of example a 3 D reconstruction from the tooth topology data generated with the aid of the method described above.
  • the method of automatically generating a tooth topology described above in embodiments enables a novel process for computer-based generation of the tooth topology. It allows an optimized preparation of a surgical intervention on the previously examined tooth structure.
  • the tooth topology data optimized over known methods support computer-based planning as well as CAD-based modeling in connection with dental treatment. Manual work steps are further minimized.

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur, wobei das Verfahren in einer computerbasierten Auswerteeinrichtung die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen von Messdaten, die mit Hilfe wenigstens eines bildgebenden Messverfahrens für eine zu bestimmende Zahnstruktur erfasste Messergebnisse repräsentieren, Erzeugen von Segmentierungsdaten aus den Messdaten, wobei das Erzeugen der Segmentierungsdaten zumindest ein Erkennen einer bei dem wenigstens einen bildgebenden Messverfahren zur Okklusionstrennung verwendeten Bisseinlage in der Okklusionsebene der Zahnstruktur umfasst, Erzeugen von Zahntopologiedaten, die eine Topologie der Zahnstruktur oder zumindest einer Teilstruktur hiervon repräsentieren, unter Verwendung der Segmentierungsdaten und Bereitstellen der Zahntopologiedaten für eine Datenausgabe.

Description

Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur sowie Messverfahren
Die Erfindung betrifft Technologien auf dem Gebiet der automatischen Erzeugung von Zahn- topologien aus Messdaten bildgebender Messverfahren.
Hintergrund der Erfindung
Auf dem Gebiet der Zahnmedizin wird in Verbindung mit bestimmten Behandlungsmethoden zur Vorbereitung und Durchführung der Behandlung eine Zahntopologie der zu behandelnden Zahnstruktur erstellt. Hierzu gehört beispielsweise die Behandlung von Dysgnathien. Eine Operation zur Zahnbehandlung wird hierbei geplant auf Basis einer zuvor erzeugten Topolo- gie der Zahnstruktur. Verfahren zum Erzeugen von Form- oder Strukturinformationen auf dem Gebiet der Zahnmedizin sind beispielsweise aus den folgenden Dokumenten bekannt: WO 2006/000063 AI , WO 2008/128720 A2 und EP 1 982 652 AI .
Geräte und Vorrichtungen, die zur Bilddatenerfassung in diesem Zusammenhang verwendet werden können, sind beispielsweise in dem Dokument DE 10 2007 054 906 A I , DE 10 2007 057 872 AI sowie DE 10 2008 040 947 AI beschrieben.
Um die Zahntopologie zu bestimmen, die insbesondere zur digitalen Modellierung der Zahnoberflächen oder einer gesamten Gebissstruktur benutzt werden kann, werden üblicherweise Röntgenaufnahmen bei geschlossenem Mund des Patienten angefertigt, um auf diese Weise die cephalometrischen Verhältnisse der Landmarken am Schädel zu wahren. Hierbei tritt in der dreidimensionalen Ansicht der Bildaufnahmen ein Effekt auf, der sich als Verschmelzung der Zähne des Ober- und des Unterkiefers beschreiben lässt. Dieser Effekt führt zur teilweisen oder vollständigen Unkenntlichkeit der Okklusionsebene zwischen den Zähnen des Ober- und des Unterkiefers bei der Bilddatenauswertung. Die Okklusion ist jeglicher Kontakt zwischen den Zähnen des Ober- und des Unterkiefers. Die Kontaktpunkte liegen in der Okklusionsebe- ne. Um den Verschmelzungseffekt der Zähne zu vermeiden, werden bei bekannten Verfahren zum Erzeugen der Zahntopologie zusätzliche Bildaufnahmen mittels Messungen erzeugt. Darüber hinaus ist die Anfertigung von Gipsmodellen notwendig. Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, neue Technologien für das automatisierte Erzeugen einer Zahn- topologie für eine zu bestimmende Zahnstruktur anzugeben. Die vorangehend beschriebenen Nachteile sollen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weiterhin ist ein Messverfahren zum Erzeugen von Messdaten für eine zu bestimmende Zahnstruktur nach dem unabhängigen Anspruch 5 geschaffen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst den Gedanken eines Verfahrens zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur, wobei das Verfahren in einer computerbasierten Auswerteein- richtung die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen von Messdaten, die mit Hilfe wenigstens eines bildgebenden Messverfahrens für eine zu bestimmende Zahnstruktur erfasste Messergebnisse repräsentieren,
- Erzeugen von Segmentierungsdaten aus den Messdaten, wobei das Erzeugen der Segmentierungsdaten zumindest ein Erkennen einer bei dem wenigstens einen bildgebenden Mess- verfahren zur Okklusionstrennung verwendeten Bisseinlage in der Okklusionsebene der Zahnstruktur umfasst,
- Erzeugen von Zahntopologiedaten, die eine Topologie der Zahnstruktur oder zumindest einer Teilstruktur hiervon repräsentieren, unter Verwendung der Segmentierungsdaten und
- Bereitstellen der Zahntopologiedaten für eine Datenausgabe.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Messverfahren zum Erzeugen von Messdaten für eine zu bestimmende Zahnstruktur zur Verwendung in dem vorangehenden Verfahren geschaffen, welches vorsieht, mit Hilfe wenigstens eines bildgebenden Messverfahrens digitale Messdaten für die zu bestimmende Zahnstruktur zu erzeugen, bei der zur Okklusionstren- nung in der Okklusionsebene eine Bisseinlage angeordnet ist.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur können die Oberflächenstrukturen der Zähne des Ober- und des Unterkiefers insbesondere auch im Bereich der Okklusionsebene mit genügender Auflösung erfasst werden, da der beim Stand der Technik auftretende Verschmelzungseffekt in der Okklusionsebene aufgrund der Bisseinlage zwischen den Zähnen vermieden ist. Der Begriff Zahnstruktur in der hier verwendeten Bedeutung nimmt auf die Zähne selbst Bezug und umfasst wahlweise auch angrenzende Gewebe- und Knochenbereiche, die mit den Zähnen in Verbindung stehen.
Die vorgesehene Bisseinlage verhindert ein direktes Aufeinanderliegen der Zahnoberflächen im Bereich der Okklusionsebene. Die Bisseinlage ist aufgrund seiner Materialeigenschaften, die sich von den Eigenschaften der Zahnstruktur unterscheiden, in den Bildmessdaten erkenn- bar, sodass die Zähne mit ihrer Oberflächenstruktur hiervon unterschieden und frei von dem bekannten Verschmelzungseffekt aus den Messdaten abgeleitet werden können. Die aus flexiblem Material gebildete Bisseinlage beeinträchtigt nicht die Kieferstellung in der Normal- okklusion. Hierzu ist die flexible Bisseinlage ausreichend dünn. Beispielsweise kann eine Bissfolie zum Einsatz kommen, die zum Beispiel aus einem Silikonmaterial hergestellt ist. Da das Material der Bisseinlage sich hinsichtlich seiner Materialeigenschaften, zum Beispiel bezüglich der Materialdichte, von den Eigenschaften von Knochen und Zahngewebe unterscheidet, sind die unterschiedlichen Materialien in den Bilddaten entsprechend unterschiedlich sichtbar. Beim Erzeugen der Zahntopologie werden die zuvor mit Hilfe eines oder mehrerer bildgebender Verfahren für die zu bestimmenden Zahnstruktur erfassten Messdaten segmentiert. Die Segmentierung von Bilddaten ist ein in der Bildanalyse als solches bekanntes Verfahren, wofür verschiedene Segmentierungsprozeduren zu Verfügung stehen. Beispielhaft kann das sogenannte ,Jiounsfield Scale" genannt werden. Dieses ist wohl das einfachste Werkzeug zur Segmentierung, bei dem es sich um eine Schwellwert basierte Technik handelt, die in einer Ausführung einfach nur je nach Grauwert eines Bildpunktes eine Objektzugehörigkeit definiert. Ein weiteres Beispiel ist das sogenannte Watershed- Verfahren. Es handelt sich hier um einen Graustufen basierten Algorithmus, welcher als solcher in verschiedenen Ausführungsformen bekannt ist. Grundsätzlich können beliebige Segmentierungsverfahren in Verbindung mit der Erfindung genutzt werden. Wesentlich ist, dass bei dem Erzeugen der Segmentierungsdaten die bei der Bildaufnahme verwendete Bisseinlage erkannt wird. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Erkennen der Bisseinlage Schritte zum Bereitstellen und zum Verarbeiten von Parameterdaten umfasst, die wenigstens eine Eigenschaft der Bisseinlage angeben. Das Bereitstellen von Parameterdaten für die Bisseinlage, beispielsweise betreffend deren Form und / oder Dicke, erleichtern wahlweise das Erkennen der Bisseinlage in den Messdaten.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Erkennen der Bisseinlage einen Schritt zum Bestimmen der Lage der Bisseinlage in der zu bestimmenden Zahnstruktur umfasst.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Erzeugen der Zahntopo- logiedaten einen Schritt zum Erzeugen von voxelbasierten Zahntopologiedaten umfasst. Bei dieser Ausführungsform werden die Zahntopologiedaten mit Hilfe sogenannter Voxel erzeugt, d. h. Volumenelementen, für die jeweils wenigstens ein wählbarer Parameter gleich ist. Bei- spielsweise verfügen die Volumenelemente eines Voxels über den gleichen Grauwert. Die Voxel bilden in ihrer Gesamtheit eine räumliche Darstellung der Zahnstruktur oder einer Teilstruktur hiervon. Ausgehend hiervon kann eine dreidimensionale Oberflächendarstellung der Zahnstruktur oder eines Teiles hiervon erzeugt werden. Das Verfahren zum Erzeugen der digitalen Zahntopologie für die Zahnstruktur kann in seinen unterschiedlichen Ausgestaltungen mit einer digitalen Volumentomografie (DVT) ausgeführt werden, also eines dreidimensionalen, zahnärztlichen Tomografie- Verfahrens. Ähnlich der Computertomografie oder der Magnetresonanztomografie ermöglicht die digitale Volumentomografie das Erzeugen von Schnittbildern. In einer Ausführungsform besitzt ein bei dem Verfahren genutzter digitaler Volumentomograph eine um 180 oder 360 Grad rotierbare Röntgenröhre und einen CCD-Detektor, der die gemessene Strahlung in Bilddaten umwandelt. Bei der Erzeugung der Bilddaten rotieren Röntgenröhre(n) und Detektor um den fixierten Patienten. Hierbei wird pro Grad je ein zweidimensionales Summations-Einzelbild erstellt. Die erfassten Bilddaten können dann im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Erzeugen der digitalen Zahntopologie ausgewertet werden. Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur - insbesondere in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale des vorab und/oder den unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Verfahren - gelöst, wobei zur Okklusionstrennung eine Bisseinlage in der Okklusionsebene der Zahnstruktur angeordnet wird, wobei mittels
elektromagnetischer Strahlung im nicht sichtbaren Bereich ein Bild von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene aufgenommen wird, wobei aus dem Bild durch Segmentierung ein Segmentierungsdatensatz erzeugt wird, und wobei in Abhängigkeit des Segmentierungsdatensatzes die digitale
Zahntopologie der Zahnstruktur erstellt bzw. ermittelt wird.
Eine Zahntopologie im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein dreidimensionales Abbild einer Zahnstruktur oder eines Teils dieser Zahnstruktur.
Ein Bild im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein dreidimensionales Bild. Ein Bild im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein durch ein dreidimensionales
bildgebendes Verfahren erzeugtes Bild. Dreidimensionale bildgebende Verfahren im Sinne der Erfindung sind zum Beispiel digitale Volumentomografie (DVT) oder Computertomografie (CT).
Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Bisseinlage mit einem oder mehreren der Merkmale der unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Bisseinlage. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Bissfolie. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere elastisch. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung wird insbesondere durch ihre Anordnung in der
Okklusionsebene nicht (insbesondere dauerhaft) bzw. im Wesentlichen nicht
(insbesondere dauerhaft) verformt. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist in etwa bzw. im Wesentlichen 1 mm dick. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere nicht dünner als 0,5 mm. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung ist insbesondere nicht dicker als 3 mm. Eine Bisseinlage im Sinne der Erfindung gibt bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung insbesondere nach ihrer Anordnung in der Okklusionsebene kein Negativ der Zahntopologie wieder.
Elektromagnetische Strahlung im nicht sichtbaren Bereich ist im Sinne der Erfindung insbesondere Röntgenstrahlung. Bei einer geschlossenen Zahnstruktur im Sinne der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass Unter- und Oberkiefer soweit geschlossen sind, dass beide die Bisseinlage berühren bzw. festhalten. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer geschlossenen Zahnstruktur im Sinne der Erfindung.
Segmentierung im Sinne der Erfindung ist insbesondere die Zuweisung einer
Hounsfieldzahl oder einer analogen bzw. analog verwendbaren bzw. entsprechenden Größe. Ein Segmentierungsdatensatz im Sinne der Erfindung umfasst eine, insbesondere dreidimensionale, Ortsangabe mit einem zugeordneten
Segmentierungsparameter. Ein Segmentierungsparameter im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Hounsfieldzahl oder eine analoge bzw. analog verwendbare bzw. entsprechende Größe.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die digitale Zahntopologie nicht in Abhängigkeit eines nach der Aufnahme des Bildes von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene aufgenommen Bildes der Bisseinlage ohne die Zahnstruktur erstellt bzw. ermittelt. Ein sogenannter
Impression-Scan, wie ihn die WO 2008/128720 A2 vorsieht, ist insbesondere nicht vorgesehen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besitz die Bisseinlage einen Segmentierungsparameter, der vor der Aufnahme des Bildes von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene bekannt ist bzw. ermittelt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden aus dem
Segmentierungsdatensatz Segmentierungsparameter entfernt bzw. eliminiert, die dem Segmentierungsparameter der Bisseinlage entsprechen. In weiterhin
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden in dem Segmentierungsdatensatz die Segmentierungsparameter besonders gekennzeichnet und/oder verändert, die dem Segmentierungsparameter der Bisseinlage entsprechen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass bei der Erstellung bzw. Ermittlung der Zahntopologie in Abhängigkeit des Segmentierungsdatensatzes Segmentierungsparameter, die dem
Segmentierungsparameter der Bisseinlage entsprechen, als nicht zur Zahnstruktur bzw. Zahntopologie gehörig eingestuft bzw. klassifiziert bzw. angesehen werden. Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm für ein Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur unter Verwendung einer Bisseinlage beim vorangehenden Erfassen von Bilddaten,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Bisseinlage,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zum Einsatz einer Bisseinlage bei Röntgenaufnahmen und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer 3 D-Rekonstruktion einer Zahnstruktur.
Nachfolgend wird anhand von Ausführungsbeispielen ein Verfahren zum Erzeugen einer Zahntopologie für eine Zahnstruktur unter Bezugnahme auf die Blockdarstellung in Fig. 1 erläutert.
Bei dem Verfahren werden in einem Schritt 10 zunächst Messdaten mit Hilfe eines oder mehrerer bildgebender Verfahren für die zu bestimmende Zahnstruktur erfasst. Hierbei können beispielsweise Röntgenaufnahmen gemacht werden. Aber auch die Computertomographie oder die digitale Volumentomographie können alternativ oder ergänzend verwendet werden. In einem Schritt 20 werden die bereitgestellten Messdaten dann gefiltert.
Im nächsten Schritt 30 wird geprüft, ob es sich um Messdaten für eine Messdatenerfassung unter Verwendung einer Bisseinlage handelt. Die Bisseinlage, für die Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform zeigt, ist zum Beispiel als eine Bissfolie aus einem Silikonmaterial ausgeführt. Gemäß Fig. 2 verfügt die Bisseinlage über ein U-förmiges Bisselement 21 sowie ein Halter- oder Griffelement 22. In einer beispielhaften Ausfuhrungsform weist die Bisseinlage eine Dicke von etwa einem Millimeter auf. Allgemein ist die Bisseinlage aus einem flexiblen Material, welches konfiguriert ist, sich beim Zusammendrücken der Zähne des Ober- und des Unterkiefers zu verformen und an die Oberflächenstruktur der Zähne anzupassen, sodass die Kieferstellung in der Normalokklusion nicht beeinträchtigt ist. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zu bestimmenden Zahnstruktur 3 1, bei der zwischen den Zähnen des Ober- und des Unterkiefers 32, 33 eine Bissfolie 34 angeordnet ist.
Gemäß Fig. 1 wird in einem nächsten Schritt 40 die Lage der Bisseinlage aus den bereitge- stellten Messdaten ermittelt. Zu diesem Zweck werden in einem Schritt 50 Parameterdaten für die bei den Bildaufnahmen verwendete Bisseinlage bereitgestellt und verarbeitet. In einem Schritt 60 werden Koordinaten und Geometrie der Bisseinlage ermittelt.
In einem Schritt 70 werden sodann an die Okklusionsebene angrenzende Zahnstrukturen der Zähne des Ober- und des Unterkiefers analysiert und segmentiert.
Im Schritt 80 wird sodann eine Segmentierungsmaske erstellt.
Im Schritt 90 wird gemäß Fig. 1 die zuvor erstellte Segmentierungsmaske geprüft, um festzu- stellen, ob sie vorgegebenen Prüfkriterien genügt.
Wird die Segmentierungsmaske gemäß den vorgegebenen Prüfkriterien als ausreichend eingestuft, wird im Schritt 100 eine voxelbasierte oder oberflächenbasierte Zahntopologie der zu bestimmenden Zahnstruktur oder eines Teilbereiches hiervon ermittelt. Im Schritt 1 10 werden dann die Zahntopologiedaten für eine Ausgabe bereitgestellt. Die digitalen Zahntopologieda- ten können in Schritten 120 und 130 für eine Herstellung der Operationssplinte und / oder einen 3D-Druck des Zahntopologiemodells verwendet werden.
Gemäß Fig. 1 ist in einem Schritt 140 eine Feinjustierung des Parametersatzes für die Seg- mentierungsmaske vorgesehen, wenn diese bei der Prüfung im Schritt 80 als nicht den vorgegebenen Parametern genügend eingestuft wird. Im Schritt 150 wird dann ein vordefinierter, optimierter Parametersatz aus einer Datenbank für dynamisch gewählte Algorithmen bereitgestellt. Fig. 4 zeigt beispielhaft eine 3 D-Rekonstruktion aus den mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens erzeugten Zahntopologiedaten. Das vorangehend an Ausführungsbeispielen beschriebene Verfahren zum automatischen Erzeugen einer Zahntopologie ermöglicht einen neuartigen Prozess zur computerbasierten Erzeugung der Zahntopologie. Es erlaubt eine optimierte Vorbereitung eines operativen Eingriffs an der zuvor untersuchten Zahnstruktur. Die gegenüber bekannten Verfahren optimier- ten Zahntopologiedaten unterstützen eine computerbasierte Planung als auch eine CAD- basierte Modellierung im Zusammenhang mit der Zahnbehandlung. Manuelle Arbeitsschritte werden weiter minimiert.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur, wobei das Verfahren in einer computerbasierten Auswerteeinrichtung die folgenden Schritte um- fasst:
- Bereitstellen von Messdaten, die mit Hilfe wenigstens eines bildgebenden Messverfahrens für eine zu bestimmende Zahnstruktur erfasste Messergebnisse repräsentieren,
- Erzeugen von Segmentierungsdaten aus den Messdaten, wobei das Erzeugen der Segmentierungsdaten zumindest ein Erkennen einer bei dem wenigstens einen bildgebenden Messverfahren zur Okklusionstrennung verwendeten Bisseinlage in der Okklusi- onsebene der Zahnstruktur umfasst,
- Erzeugen von Zahntopologiedaten, die eine Topologie der Zahnstruktur oder zumindest einer Teilstruktur hiervon repräsentieren, unter Verwendung der Segmentierungsdaten und
- Bereitstellen der Zahntopologiedaten für eine Datenausgabe.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen der Bisseinlage Schritte zum Bereitstellen und Verarbeiten von Parameterdaten umfasst, die wenigstens eine Eigenschaft der Bisseinlage angeben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen der Bisseinlage einen Schritt zum Bestimmen der Lage der Bisseinlage in der zu bestimmenden Zahnstruktur umfasst.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Zahntopologiedaten einen Schritt zum Erzeugen von voxelbasierten Zahntopologiedaten umfasst.
5. Messverfahren zum Erzeugen von Messdaten für eine zu bestimmende Zahnstruktur zur Verwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei dem Messverfahren mit Hilfe wenigstens eines bildgebenden Messverfahrens digitale Messdaten für die zu bestimmende Zahnstruktur erzeugt werden, bei der zur Okklusionstrennung in der Okklusionsebene eine Bisseinlage angeordnet ist.
6. Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Zahntopologie für eine Zahnstruktur, wobei zur Okklusionstrennung eine Bisseinlage in der Okklusionsebene der Zahnstruktur angeordnet wird, wobei mittels elektromagnetischer Strahlung im nicht sichtbaren Bereich ein Bild von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene aufgenommen wird, wobei aus dem Bild durch Segmentierung ein Segmentierungsdatensatz erzeugt wird, und wobei in Abhängigkeit des Segmentierungsdatensatzes die digitale Zahntopologie der Zahnstruktur erstellt bzw. ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale
Zahntopologie nicht in Abhängigkeit eines nach der Aufnahme des Bildes von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene aufgenommen Bildes der Bisseinlage ohne die Zahnstruktur erstellt bzw.
ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bisseinlage einen Segmentierungsparameter besitz, der vor der Aufnahme des Bildes von der geschlossen Zahnstruktur mit der Bisseinlage in der Okklusionsebene bekannt ist bzw. ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Segmentierungsdatensatz Segmentierungsparameter entfernt werden, die dem Segmentierungsparameter der Bisseinlage entsprechen.
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