WO2014139944A1 - Verfahren zur überlagerung von digitalisierten darstellungen und referenzmarkereinrichtung - Google Patents

Verfahren zur überlagerung von digitalisierten darstellungen und referenzmarkereinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2014139944A1
WO2014139944A1 PCT/EP2014/054568 EP2014054568W WO2014139944A1 WO 2014139944 A1 WO2014139944 A1 WO 2014139944A1 EP 2014054568 W EP2014054568 W EP 2014054568W WO 2014139944 A1 WO2014139944 A1 WO 2014139944A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data set
auxiliary
reference marker
body region
auxiliary data
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/054568
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
André Draeger
Peter Johannes Neugebauer
Original Assignee
Polymetric 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 Polymetric GmbH filed Critical Polymetric GmbH
Priority to DE112014001231.9T priority Critical patent/DE112014001231A5/de
Publication of WO2014139944A1 publication Critical patent/WO2014139944A1/de

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046Data acquisition means or methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/0006Impression trays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3937Visible markers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3983Reference marker arrangements for use with image guided surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3991Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers having specific anchoring means to fixate the marker to the tissue, e.g. hooks

Definitions

  • the invention relates to a method for superimposing digitized representations of a human
  • Body region wherein a digitized three-dimensional first data set of a first body region model and a digitized three-dimensional second data set of a second body region model are displayed on a display device, and wherein based on first
  • Body area model generated and also on the
  • Body region model may be a damaged limb
  • the second body region model represents a prosthesis to be connected to the injured limb.
  • the first body region model represents a prosthesis to be connected to the injured limb.
  • Body region model the head and the second Body area model represent a dentition with or without reconstructive measures or dentures.
  • the first body region model is usually created by means of an optical scanning device, which is suitable for a first of the affected body region
  • Body region model can be created with the same scanning device. If the second body region model represents a prosthesis, it is conceivable that the second
  • Body area model exclusively computer-aided to generate.
  • the second body region model has significantly smaller dimensions than the first body region model and represents, for example, a dental prosthesis or a dentition, it is often expedient to use the second body region model with the aid of an optical system that is more suitable for objects with small dimensions
  • Body region model on the display device relative to each other correctly arranged and aligned to be able to represent it is necessary to the corresponding
  • the matching reference system can by a
  • Comparison of first control points within the first data set and second control points within the second data set are determined, provided that the first control points and the second control points in the different data sets each represent identical positions.
  • Body region model also manually generates a second number of second control points, with the first
  • Skill of the operator can usually be done to about 1 mm to 2 mm accurate. Subsequently, the two body region models are transferred to a common frame of reference and their respective position and orientation are changed and specified so that the best possible match can be achieved when displaying the two body region models.
  • Sources of error are verified by a subsequent manual review of the results automatically obtained, resulting in further effort.
  • checkpoints are used in digitization and the
  • a dental fork is used for this purpose, which is positioned during the recording of a head model in the mouth and for receiving the
  • Denture model is positioned on the denture. A protruding from the mouth section of the fork teeth points
  • a reference marker device is formed on the human body in a transition region between the first body region model and the second body region model, which is a first auxiliary data set of the first
  • Auxiliary reference markers is generated by the reference marker means that a matching reference frame for the first auxiliary data set and the second auxiliary data set is generated by comparing the spatial arrangement of the first auxiliary reference marker and the second auxiliary reference marker, and that the first data set to the first auxiliary data set and the second data set to the second auxiliary data set is adjusted.
  • Auxiliary reference markers are generated without manual intervention.
  • auxiliary reference markers are supplemented by
  • the reference marker device can by the
  • Auxiliary reference markers in both auxiliary data sets are spatially very precisely located at the same location, a reference system that is common to both auxiliary data sets can be determined with great precision. Subsequently, only the first body region model and the second body region model, which were generated without the use of the reference marker device, have to be adapted to the respectively assigned first and second auxiliary data set in order to be displayed in the correct position and alignment with one another on the display device. This can be done with a method known from practice for adapting body region models or model data and using automatically generated control points within the body region models, these control points not using the
  • Reference marker device were generated, but manually predetermined control points or preferably identified by means of a suitable software striking
  • Body region models are.
  • first data record and the first auxiliary data record of the first body region model are generated with a first optical digitizer, and that the second dataset and the second auxiliary data set of the second body region model are generated with a second optical digitizer.
  • Digitizers were created in a simple Way and automated into a matching one
  • the first body region model is a head model and the second body region model is one
  • Tooth model is, the head model can with a body scanner or suitable for sufficiently large objects
  • Object scanners are generated while the tooth model is generated with a tooth scanner, or a scanners. While the body scanner often pretends no alignment of the body relative to the scanning device, the denture in a housing of the dental scanner in a
  • the idea of the invention is that based on a plurality of spaced apart predetermined and not
  • Reference system for the first auxiliary data set and for the second auxiliary data set is determined.
  • Auxiliary reference markers in the various auxiliary data sets Due to an asymmetrical arrangement, the Alignment of the body region models relative to each other with little effort can be clearly determined without additional specifications of an operator are required. It is also conceivable to specify a rotationally symmetrical arrangement of the auxiliary reference markers, since in many cases the basic orientation of the body region models is already known or can be predetermined in a simple manner and the auxiliary reference markers do not
  • the reference marker device has an impression layer with a pasty, hardening impression material and before curing at the transition region of the first and second body region model to be imaged
  • Body area is formed, and that the first
  • Curing of the molded impression material can be generated.
  • the reference marker device adapted in the transition region to the shape of the body alters the
  • Reference marker device can therefore repeatedly over long periods of time to the body or to a
  • Prosthesis or applied to a working model for a denture and thereby precisely positioned so that multiple auxiliary data sets generated and for the adaptation of the first body area model and the second
  • Body region model can be used together.
  • Reference marker device an impression layer with a plastically deformable by a deformation pressure
  • the first auxiliary data set and the second auxiliary data set are pressurized above the
  • Deformation pressure to be generated At the reference marker device, for example, it is possible to take in the mouth of the reference marker device and by biting
  • Dental impression are generated in the impression material of the impression layer. Subsequently, the reference marker device can be placed on a working model for a dental prosthesis, which already adapted to the patient concerned or by a previous molding process with a
  • Reference marker device in repeated scans both on the working model and in the oral cavity of the patient respectively consistently positioned and
  • Tooth models suitable impression material is wax. There are also other impression materials possible, for example heated for molding or can be chemically treated to cure.
  • the invention also relates to a reference marker device with a carrier element and with an impression layer arranged on the carrier element with a deformable
  • a support member having an area in which a
  • the reference mark serves to generate auxiliary reference markers in an optical scanning process, in which the reference marker device is detected together with a body region or an object adjacent to or embedded in the body region, which is a simple reference marker
  • Reference marker means comprises a reference panel on which the at least one reference mark is arranged.
  • the reference panel expediently has a completely or partially planar surface on which the at least one reference marking is arranged.
  • the Reference board forms a well-defined background, or background for the reference marks, so that after an optical scanning, the position and the
  • the reference board can also be a curvature or a continuous and
  • the reference board can have a uniformly colored surface on which the individual reference marks can be clearly noticed and precisely identified.
  • the reference panel conceals an area behind it and forms independent of the object, the
  • the reference marker device has at least three symmetrical reference markers which are arranged asymmetrically. Additional reference marks can be used
  • Scanning a reference mark is inadvertently or inevitably obscured and can not be taken into account for the evaluation.
  • the reference mark may have a complex shape such that a single reference mark is sufficient for position and orientation determination. A particularly simple and reliable determination of the
  • reference mark is a color-coded point or a ring.
  • the dot or ring expediently has a coloration which deviates significantly from the surface of the reference panel or at least from the adjacent areas of the reference panel.
  • Reference marks may be equally suitable and advantageous in a particular case for a corresponding application. It is preferably provided that the reference marking has a high contrast range. A black ring on a white background is for many applications
  • Color contrast a spatially projecting or as
  • the reference mark can be an almost arbitrarily profiled surface whose shape should be known as precisely as possible for the subsequent evaluation. With increasing profiling the reference mark
  • Identification of individual auxiliary reference marker facilitates and the determination of a common frame of reference
  • a suitable reference configuration may, for example, be a ball arranged at a distance from the reference panel or a cone, a tetrahedron or a pyramid.
  • FIG. 1 shows a schematically represented view of a
  • Fig. 2 are a schematic representation of a
  • Fig. 3 is a perspective view of a
  • Reference marker means Fig. 4 is a side view of a differently designed reference marker device
  • FIG. 5 is a view of the front of the in Fig. 4th
  • Reference system can be displayed.
  • a head model 2 with a denture model 3 embedded therein is displayed. If the denture model 3 is displayed with exact position and with the correct orientation within the head model 2, for example, the effects of reconstructive measures on individual teeth or of the use of a custom-made and adapted dentures can be visualized.
  • the head model 2 is generated from a first data set and represents a first body region model
  • Bite model 3 is generated from a second data set and represents a second body region model.
  • the head model 2 was equipped with a body scanner, not shown
  • Bite model 3 in a matching reference system which is used in the representation by the display device 1, can be a meaningful and
  • FIG. 2 schematically shows a method sequence in which, with the aid of a reference marker device 4, an automatic assignment of the head model 2 and of the
  • Bite model 3 to a common, matching reference system 5 is determined.
  • Reference marker device 4 formed on the teeth of a person, not shown, in which a denture impression with the reference marker device 4 is removed. With the reference marker device 4 in the mouth, the person's head is visually scanned with a body scanner and a first auxiliary data set with the first contained therein
  • the reference marker device 4 is then applied to a prefabricated working model 6 of the dentition of the person who was also used to produce the denture model 3. It is by the with the
  • Reference marker device 4 molded and therein
  • the corresponding denture impression contained the correct position and orientation of the reference marker device 4 on the
  • the first auxiliary data set would be an auxiliary head model 7 and the second auxiliary data set would be an auxiliary dentition model 8
  • Reference marker 4 each one area of the underlying head model 2, and the denture model 3 hidden.
  • step A the first auxiliary data record and the second auxiliary data record are compared by the respective first and second, respectively
  • Head model 2 compared to the auxiliary head model 7 and the denture model 3 with the auxiliary dentition model 8 and also transferred to the common frame 5.
  • the head model 2 and the denture model 3 can be transferred into the common frame 5 and positioned and aligned relative to each other correctly
  • Display device 1 are shown without manual editing and adjustment of the individual records is necessary.
  • the reference marker device 4 has a carrier device 9 in the form of a
  • Registration fork which in terms of shaping and Functionality is comparable to a bite fork used in reconstructive dental medicine for the production of
  • a rectangular and planar reference panel 11 is attached on a front side 10 of the support device 9.
  • a rectangular and planar reference panel 11 is attached on a front side 10 of the support device 9.
  • On the reference panel 11 are five annular
  • Reference marks 12 arranged asymmetrically.
  • an impression layer 13 of an initially pasty and curing within a short time impression material is arranged.
  • the impression layer 13 serves a
  • Reference marker device 4 can be placed on the working model 6 in a position and orientation that corresponds exactly to the first position and orientation of the reference marker device 4 in the mouth of the person.
  • FIGS. 4 and 5 is merely an example
  • the reference marker device 14 likewise has a fork-shaped or horseshoe-shaped carrier device 15, which is provided on an upper side with an impression layer 16 made of wax or of a deformable under pressure
  • reference panel 11 On the front 10 arranged reference panel 11 eight hemispherical protruding reference formations 17 are arranged, each forming a reference mark. At a lower edge of the reference panel 11 is a flat handle 18th

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen eines menschlichen Körperbereichs werden ein digitalisierter dreidimensionaler erster Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells und ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten Körperbereichsmodells auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt. Eine Referenzmarkereinrichtung (4) wird in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Körperbereichsmodell und dem zweiten Körperbereichsmodell an den menschlichen Körper angeformt. Es werden ein erster Hilfsdatensatz des ersten Körperbereichsmodells zusammen mit den ersten Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung (4) und ein zweiter Hilfsdatensatz des zweiten Körperbereichsmodells zusammen mit den zweiten Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung (4) erzeugt. Durch einen Vergleich der räumlichen Anordnung der ersten Hilfsreferenzmarker und der zweiten Hilfsreferenzmarker wird ein übereinstimmendes Bezugssystem (5) für den ersten Hilfsdatensatz und den zweiten Hilfsdatensatz erzeugt. Anschließend werden der erste Datensatz an den ersten Hilfsdatensatz und der zweite Datensatz an den zweiten Hilfsdatensatz angepasst und der erste Datensatz und der zweite Datensatz in das übereinstimmende Bezugssystem (5) überführt.

Description

Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen und Referenzmarkereinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen eines menschlichen
Körperbereichs, wobei ein digitalisierter dreidimensionaler erster Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells und ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten Körperbereichsmodells auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, und wobei anhand von ersten
Kontrollpunkten innerhalb des ersten Datensatzes und anhand von zweiten Kontrollpunkten innerhalb des zweiten
Datensatzes ein übereinstimmendes Bezugssystem für die Anzeige des ersten Datensatzes und des zweiten Datensatzes erzeugt wird.
In kosmetischen oder medizinischen Behandlungen, bei denen Körperteile behandelt, verändert oder ersetzt werden, kann eine digitale Modellierung des Behandlungsverfahrens oder aber des veränderten oder zu ersetzenden Körperteils hilfreich sein. Anhand einer Modellierung können der Arzt wie auch der betroffene Patient den Fortschritt und das Ergebnis der Behandlung simulieren, visuell wahrnehmen und überprüfen, bzw. im Hinblick auf den gewünschten
Behandlungserfolg individuell anpassen.
Sofern beispielsweise eine Prothese oder ein Zahnersatz angefertigt, an den Patienten angepasst und mit dem Patienten verbunden werden sollen, können ein
Körperbereichsmodell des betroffenen Körperbereichs und ein Modell der Prothese oder des Zahnersatzes bzw. des Gebisses erzeugt und auf einer Anzeigeeinrichtung überlagert
dargestellt werden, um das Aussehen und die
Funktionsmöglichkeiten der Prothese oder des Zahnersatzes simulieren und visuell darstellen zu können.
Insbesondere bei der Herstellung und Befestigung von festsitzenden Zahnersatzkomponenten und Implantaten kann der angestrebte Behandlungserfolg maßgeblich davon
abhängen, dass eine möglichst präzise und individuelle Anpassung der Formgebung der Zahnersatzkomponenten oder Implantate an noch vorhandene Zähne oder an den Kiefer des Patienten erfolgt und dass die Formgebung und das Aussehen der Zahnersatzkomponente oder des Implantats möglichst gut an benachbarte Mundbereiche und an das Aussehen des
Patienten angepasst sind. Zu diesem Zweck ist es aus der Praxis bekannt, einen digitalisierten dreidimensionalen ersten Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells zu erzeugen, der visuell angezeigt werden kann. Zusätzlich wird ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten
Körperbereichsmodells erzeugt und ebenfalls auf der
Anzeigeeinrichtung angezeigt. Das erste
Körperbereichsmodell kann ein versehrtes Gliedmaß
darstellen, währen das zweite Körperbereichsmodell eine mit dem Versehrten Gliedmaß zu verbindende Prothese darstellt. Im Bereich der Dentalmedizin können das erste
Körperbereichsmodell den Kopf und das zweite Körperbereichsmodell ein Gebiss mit oder ohne rekonstruktive Maßnahmen bzw. Zahnersatz darstellen.
Das erste Körperbereichsmodell wird üblicherweise mit Hilfe einer optischen Scaneinrichtung erstellt, die dazu geeignet ist, von dem betroffenen Körperbereich einen ersten
Datensatz für ein Körperbereichsmodell in ausreichender Auflösung und Genauigkeit zu erzeugen. Das zweite
Körperbereichsmodell kann mit derselben Scaneinrichtung erstellt werden. Falls das zweite Körperbereichsmodell eine Prothese darstellt, ist es denkbar, das zweite
Körperbereichsmodell ausschließlich computergestützt zu generieren. Wenn das zweite Körperbereichsmodell deutlich kleinere Abmessungen als das erste Körperbereichsmodell aufweist und beispielsweise einen Zahnersatz, bzw. ein Gebiss darstellt, ist es oftmals zweckmäßig, das zweite Körperbereichsmodell mit Hilfe einer für Objekte mit kleinen Abmessungen besser geeigneten optischen
Scaneinrichtung zu erfassen. Für Zahnmodelle und Gebisse wurden besonders geeignete Zahnscanner entwickelt, die eine hohe Auflösung und Lagegenauigkeit des digitalisierten Zahnmodells ermöglichen.
Um das erste Körperbereichsmodell und das zweite
Körperbereichsmodell auf der Anzeigeeinrichtung relativ zueinander richtig angeordnet und ausgerichtet darstellen zu können ist es erforderlich, die entsprechenden
Datensätze bzw. Körperbereichsmodelle positionsgenau und mit übereinstimmender Ausrichtung in ein übereinstimmendes Bezugssystem einzubetten. Anschließend kann mit Hilfe des übereinstimmenden Bezugssystems eine gleichzeitige, bzw. überlagerte Darstellung der beiden Körperbereichsmodelle erzeugt werden.
Das übereinstimmende Bezugssystem kann durch einen
Vergleich von ersten Kontrollpunkten innerhalb des ersten Datensatzes und von zweiten Kontrollpunkten innerhalb des zweiten Datensatzes bestimmt werden, sofern die ersten Kontrollpunkte und die zweiten Kontrollpunkte in den verschiedenen Datensätzen jeweils identische Positionen repräsentieren.
Bei einer Einbettung eines Zahnmodells in ein Kopfmodell ist es aus der Praxis bekannt, dass ein erfahrener Bediener in dem ersten Körperbereichsmodell manuell eine Anzahl erster Kontrollpunkte erzeugt, indem einzelne
Datensatzelemente ausgewählt oder Modellpunkte markiert werden. In gleicher Weise wird in dem zweiten
Körperbereichsmodell ebenfalls manuell eine zweite Anzahl von zweiten Kontrollpunkten erzeugt, wobei die ersten
Kontrollpunkte und die zweiten Kontrollpunkte räumlich möglichst präzise übereinstimmen sollen, was je nach
Geschick des Bedieners üblicherweise bis auf etwa 1 mm bis 2 mm genau erfolgen kann. Anschließend werden die beiden Körperbereichsmodelle in ein gemeinsames Bezugssystem überführt und deren jeweilige Position und Ausrichtung so verändert und vorgegeben, dass eine bestmögliche Übereinstimmung bei der Anzeige der beiden Körperbereichsmodelle erzielt werden kann.
Insbesondere in der Zahnmedizin und Zahntechnik wird diese Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Modelle zueinander als Registrierung bezeichnet. Die hierfür erforderlichen mathematischen Verfahren, die räumliche Operationen wie Translation oder Rotation, aber auch lineare oder nichtlineare Optimierungsalgorithmen wie beispielsweise Least- Square-Fits oder andere numerische Optimierungsverfahren beinhalten können, sind in vielfachen Variationen bekannt und können gegebenenfalls als vorgefertigte Module
verwendet und in individuelle Software-Lösungen integriert werden . Es hat sich gezeigt, dass die manuelle Auswahl und digitale Festlegung von ersten und zweiten Kontrollpunkten in den jeweiligen Darstellungen der Körperbereichsmodelle zeit- und arbeitsaufwendig ist. Trotz großer Erfahrung des
Bedieners und sorgfältiger Bedienung lässt sich nur selten ein Fehler bei der Überlagerung der beiden
Körperbereichsmodelle erzeugen, der weniger als 1 mm
Versatz, bzw. weniger als einige Grad fehlerhafte
Ausrichtung zueinander beträgt. Es ist grundsätzlich möglich, zusätzlich zu den manuell vorgegebenen Kontrollpunkten weitere auffallende
Formgebungen oder Muster in den beiden
Körperbereichsmodellen mit Hilfe einer geeigneten Software zu identifizieren und als zusätzliche Kontrollpunkte zu verwenden. Es hat sich gezeigt, dass eine eindeutige
Identifikation weiterer Kontrollpunkte ohne eine
Interaktion mit einem Bediener oftmals problematisch ist, zumal nicht gewährleistet werden kann, dass alle eventuell für einen weiteren Kontrollpunkte geeigneten Bereiche in beiden Körpermodellen sichtbar sind. Ein Vergleich der automatisiert erzeugten weiteren Kontrollpunkte führt oftmals nicht zu einer merklichen Verbesserung der Genauigkeit und sollte auf Grund der vielfältigen
Fehlerquellen durch eine anschließende manuelle Überprüfung der automatisiert erhaltenen Ergebnisse verifiziert werden, wodurch weiterer Aufwand entsteht.
Es ist aus der Praxis bekannt, bei der getrennten
Erstellung der beiden Körperbereichsmodelle eine
übereinstimmend positionierte Bezugspunkt-Hilfsvorrichtung zu verwenden, die mehrere Kontrollpunkte aufweist. Die Kontrollpunkte werden bei der Digitalisierung und der
Erstellung der beiden Datensätze automatisch mit erfasst und können anschließend dazu verwendet werden, die beiden Datensätze in ein gemeinsames Bezugssystem zu überführen. Im Bereich der Dentalmedizin wird hierzu eine Gebissgabel verwendet, die während der Aufnahme eines Kopfmodells in dem Mund positioniert und für die Aufnahme des
Gebissmodells auf dem Gebiss positioniert wird. Ein aus dem Mund herausragender Abschnitt der Gebissgabel weist
geeignete Kontrollpunkte auf, verdeckt jedoch auch
entsprechende Kopf- und Gebissbereiche, so dass die optisch aufgenommenen und anschließend digitalisierten Kopf- und Gebissmodelle auf Grund der verdeckten Bereiche
unvollständig sind und die angestrebte Visualisierung einer geplanten dentalmedizinischen Maßnahme wie beispielsweise einer Zahnkorrektur oder eines Implantats erschweren, bzw. unmöglich werden lassen.
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, die Einbettung von zwei verschiedenen
Körperbereichsmodellen in ein gemeinsames übereinstimmendes Bezugssystem zu erleichtern und gleichzeitig eine höhere Genauigkeit zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Referenzmarkereinrichtung in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Körperbereichsmodell und dem zweiten Körperbereichsmodell an den menschlichen Körper angeformt wird, das ein erster Hilfsdatensatz des ersten
Körperbereichsmodells zusammen mit den ersten
Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung und ein zweiter Hilfsdatensatz des zweiten
Körperbereichsmodells zusammen mit den zweiten
Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung erzeugt wird, dass durch einen Vergleich der räumlichen Anordnung der ersten Hilfsreferenzmarker und der zweiten Hilfsreferenzmarker ein übereinstimmendes Bezugssystem für den ersten Hilfsdatensatz und den zweiten Hilfsdatensatz erzeugt wird, und dass der erste Datensatz an den ersten Hilfsdatensatz und der zweite Datensatz an den zweiten Hilfsdatensatz angepasst wird. Durch die Verwendung einer Referenzmarkereinrichtung können die für die Registrierung, bzw. für die Ermittlung eines übereinstimmenden
Bezugssystems erforderlichen ersten und zweiten
Hilfsreferenzmarker ohne manuelle Eingriffe erzeugt werden.
Die Hilfsreferenzmarker werden durch zusätzliche
Scanvorgänge des ersten Körperbereichs und des zweiten
Körperbereichs in einem ersten Hilfsdatensatz und in einem zweiten Hilfsdatensatz erzeugt. In diesen Hilfsdatensätzen sind die durch die Referenzmarkereinrichtung jeweils verdeckten Bereiche nicht digitalisiert, was ebenso wie die zusätzlich erforderlichen Scanvorgänge in Kauf genommen wird. Die Referenzmarkereinrichtung kann durch die
Anformung an den Körperbereich wiederholt und mit großer Genauigkeit an den Übergangsbereich angelegt werden, um die einzelnen Hilfsdatensätze zu erzeugen. Da sich die
Hilfsreferenzmarker in beiden Hilfsdatensätzen räumlich sehr exakt an derselben Stelle befinden, lässt sich mit großer Präzision ein für beide Hilfsdatensätze gemeinsam übereinstimmendes Bezugssystem ermitteln. Anschließend müssen lediglich das erste Körperbereichsmodell und das zweite Körperbereichsmodell, die ohne die Verwendung der Referenzmarkereinrichtung erzeugt wurden, an den jeweils zugeordneten ersten, bzw. zweiten Hilfsdatensatz angepasst werden, um in richtiger Position und Ausrichtung zueinander auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden zu können. Dies kann mit einem aus der Praxis bekannten Verfahren zur Anpassung von Körperbereichsmodellen bzw. Modelldaten und unter Verwendung von automatisch erzeugten Kontrollpunkten innerhalb der Körperbereichsmodelle durchgeführt werden, wobei diese Kontrollpunkte nicht mit Hilfe der
Referenzmarkereinrichtung erzeugt wurden, sondern manuell vorgegebene Kontrollpunkte oder vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Software identifizierte auffallende
Formgebungen oder Muster in den beiden
Körperbereichsmodellen sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Datensatz und der erste Hilfsdatensatz des ersten Körperbereichsmodells mit einer ersten optischen Digitalisierungseinrichtung erzeugt werden, und dass der zweite Datensatz und der zweite Hilfsdatensatz des zweiten Körperbereichsmodells mit einer zweiten optischen Digitalisierungseinrichtung erzeugt werden. Mit Hilfe der Referenzmarkereinrichtung können Datensätze, die in unterschiedlichen
Digitalisierungseinrichtungen erzeugt wurden, in einfacher Weise und automatisiert in ein übereinstimmendes
Bezugssystem überführt werden.
Wenn beispielsweise das erste Körperbereichsmodell ein Kopfmodell ist und das zweite Körperbereichsmodell ein
Zahnmodell ist, kann das Kopfmodell mit einem Körperscanner oder einem für ausreichend große Objekte geeigneten
Objektscanner erzeugt werden, während das Zahnmodell mit einem Zahnscanner, bzw. einem Gebissscanner erzeugt wird. Während der Körperscanner oftmals keine Ausrichtung des Körpers relativ zu der Scaneinrichtung vorgibt, kann das Gebiss in einem Gehäuse des Zahnscanners in einer
vorgegebenen Weise positioniert und ausgerichtet werden. Zudem unterscheiden sich die Auflösungen und Genauigkeiten der verschiedenen Digitalisierungseinrichtungen
voneinander, um jeweils obj ektangepasst möglichst rasch möglichst kleine Datensätze erzeugen zu können, die bei der Visualisierung eine ausreichende Detailtreue und grafische Auflösung erlauben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass anhand mehrerer beabstandet zueinander vorgegebener und nicht
drehsymmetrisch angeordneter erster und zweiter
Hilfsreferenzmarker ein mit den ersten und zweiten
Hilfsreferenzmarkern möglichst gut übereinstimmendes
Bezugssystem für den ersten Hilfsdatensatz und für den zweiten Hilfsdatensatz ermittelt wird. Durch einen großen Abstand der einzelnen Hilfsreferenzmarker voneinander wird eine große Präzision bei dem Vergleich der
Hilfsreferenzmarker in den verschiedenen Hilfsdatensätzen ermöglicht. Durch eine asymmetrische Anordnung kann die Ausrichtung der Körperbereichsmodelle relativ zueinander mit geringem Aufwand eindeutig bestimmt werden, ohne dass zusätzliche Vorgaben eines Bedieners erforderlich werden. Es ist ebenfalls denkbar, eine drehsymmetrische Anordnung der Hilfsreferenzmarker vorzugeben, da in vielen Fällen die grundsätzliche Ausrichtung der Körperbereichsmodelle bereits bekannt ist oder in einfacher Weise vorgegeben werden kann und die Hilfsreferenzmarker vnicht die
Ausrichtung erkennen lassen sollen, sondern lediglich die Genauigkeit bei der relativen Positionierung und
Ausrichtung der Körperbereichsmodelle zueinander verbessern sollen . Um eine fehlerhafte Positionierung der
Referenzmarkereinrichtung bei gegebenenfalls mehrfach erfolgenden Scanvorgängen auszuschließen ist vorgesehen, dass die Referenzmarkereinrichtung eine Abformschicht mit einem pastösen aushärtenden Abformmaterial aufweist und vor dem Aushärten an dem Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten Körperbereichsmodell abzubildenden
Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste
Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz nach dem
Aushärten des angeformten Abformmaterials erzeugt werden. Die in dem Übergangsbereich an die Formgebung des Körpers angepasste Referenzmarkereinrichtung verändert die
Formgebung des ausgehärteten Abformmaterials in dem
relevanten Bereich der Abformschicht nicht mehr. Die
Referenzmarkereinrichtung kann deshalb auch über lange Zeiträume hinweg mehrfach an den Körper oder an eine
Prothese, bzw. an ein Arbeitsmodell für einen Zahnersatz angelegt und dabei präzise positioniert werden, so dass mehrfach Hilfsdatensätze erzeugt und für die Anpassung des ersten Körperbereichsmodells und des zweiten
Körperbereichsmodells miteinander herangezogen werden können .
Gemäß einem besonders einfachen und rasch durchführbaren Verfahren ist vorgesehen, dass die
Referenzmarkereinrichtung eine Abformschicht mit einem durch einen Verformdruck plastisch verformbaren
Abformmaterial aufweist, die durch Druck verformt und an den Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten
Körperbereichsmodell abzubildenden Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz ohne Druckbeaufschlagung oberhalb des
Verformdrucks erzeugt werden. An der Referenzmarkereinrichtung kann beispielsweise durch in den Mund nehmen der Referenzmarkereinrichtung und durch Aufbeißen ein
Zahnabdruck in dem Abformmaterial der Abformschicht erzeugt werden. Anschließend kann die Referenzmarkereinrichtung auf ein Arbeitsmodell für einen Zahnersatz aufgelegt werden, das bereits an den betreffenden Patienten angepasst oder durch einen vorausgegangenen Abformvorgang mit einer
Bissgabel erzeugt wurde. Durch den Zahnabdruck in der
Abformschicht kann sichergestellt werden, dass die
Referenzmarkereinrichtung bei wiederholten Scanvorgängen sowohl auf dem Arbeitsmodell als auch in dem Mundraum des Patienten jeweils übereinstimmend positioniert und
ausgerichtet wird.
Ein für viele Anwendungsbereiche und insbesondere bei
Zahnmodellen geeignetes Abformmaterial ist Wachs. Es sind auch andere Abformmaterialien möglich, die beispielsweise zum Anformen erwärmt oder zum Aushärten chemisch behandelt werden können.
Die Erfindung betrifft auch eine Referenzmarkereinrichtung mit einem Trägerelement und mit einer an dem Trägerelement angeordneten Abformschicht mit einem verformbaren
Abformmaterial .
Ein Trägerelement mit einem Bereich, in dem ein
Abformmaterial angeordnet ist, ist aus der Praxis
beispielsweise als Bissgabel für die Herstellung eines Gebissabdrucks oder eines Arbeitsmodells für die
Herstellung und Anpassung eines Zahnersatzes bekannt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an dem Trägerelement mindestens eine photogrammetrische oder
oberflächenprofilierte Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenzmarkierung dient dazu, bei einem optischen Scanvorgang, bei dem die Referenzmarkereinrichtung zusammen mit einem Körperbereich oder einem an den Körperbereich angrenzenden oder darin einzubettenden Objekt erfasst wird, Hilfsreferenzmarker zu erzeugen, die eine einfache
Bestimmung der Position und der Ausrichtung des
eingescannten Datensatzes in einem Bezugssystem
ermöglichen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die
Referenzmarkereinrichtung eine Referenztafel aufweist, auf der die mindestens eine Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenztafel weist zweckmäßigerweise eine vollständig oder bereichsweise ebene Oberfläche auf, auf der die mindestens eine Referenzmarkierung angeordnet ist. Die Referenztafel bildet einen wohldefinierten Untergrund, bzw. Hintergrund für die Referenzmarkierungen, so dass nach einem optischen Scanvorgang die Position und die
Ausrichtung der Referenzmarkereinrichtung rasch und
zuverlässig ermittelt werden können. Die Referenztafel kann auch eine Krümmung oder eine kontinuierliche und
wohldefinierte Oberflächenprofilierung aufweisen, um die Referenztafel näherungsweise an die Körperoberfläche anzupassen und den Abstand der einzelnen Referenz- markierungen zu der Körperoberfläche gering zu halten. Die Referenztafel kann eine gleichmäßig eingefärbte Oberfläche aufweisen, auf der die einzelnen Referenzmarkierungen deutlich auffallen und präzise identifiziert werden können. Die Referenztafel verdeckt dabei einen dahinterliegenden Bereich und bildet unabhängig von dem Objekt, das
eingescannt wird, einen ebenflächigen und gleichmäßigen Hintergrund . Eine eindeutige Bestimmung der Position und Ausrichtung setzt üblicherweise voraus, dass die Referenzmarker¬ einrichtung mindestens drei symmetrische Referenz¬ markierungen aufweist, die asymmetrisch angeordnet sind. Durch zusätzliche Referenzmarkierungen kann ein
mathematisch überbestimmtes Gleichungssystem erzeugt und eine numerische Anpassung der gemessenen Werte an die bekannte und vorgegebene Geometrie der Referenzmarkierungen ermöglicht werden, um die Präzision der eingescannten, bzw. optisch erfassten Datensätze sowie deren Einbettung in ein gemeinsames Bezugssystem zu verbessern. Wenn mehr
Referenzmarkierungen verwendet werden, als für die
Bestimmung des gemeinsamen Bezugssystems notwendig sind, kann auch in Kauf genommen werden, dass bei einzelnen
Scanvorgängen eine Referenzmarkierung versehentlich oder unweigerlich verdeckt ist und für die Auswertung nicht berücksichtigt werden kann.
Die Referenzmarkierung kann eine komplexe Formgebung aufweisen, so dass eine einzige Referenzmarkierung für eine Positions- und Ausrichtungsbestimmung ausreichend ist. Eine besonders einfache und zuverlässige Ermittlung des
gemeinsamen Bezugssystems wird dadurch erleichtert, dass die Referenzmarkierung ein farblich abgesetzter Punkt oder ein Ring ist. Der Punkt oder Ring weist zweckmäßigerweise eine von der Oberfläche der Referenztafel oder zumindest von den angrenzenden Bereichen der Referenztafel deutlich abweichende Farbgebung auf. Andere photogrammetrische
Referenzmarkierungen können gleichermaßen geeignet und im Einzelfall für eine entsprechende Anwendung vorteilhaft sein . Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Referenzmarkierung einen hohen Kontrastumfang aufweist. Ein schwarzer Ring auf einem weißen Hintergrund ist für viele Anwendungen
geeignet. Es können auch andere helle Formgebungen auf einem dunklen Untergrund, bzw. dunkle Formgebungen auf einem hellen Untergrund als Referenzmarkierung verwendet werden. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, mehrere
verschiedene Formgebungen für benachbart angeordnete
Referenzmarkierungen zu verwenden, um beispielsweise die Ausrichtung zusätzlich überprüfen und zusätzliche
Plausibilitätskontrollen durchführen zu können. Es ist ebenfalls möglich, an Stelle eines flächigen
Farbkontrasts eine räumlich vorspringende oder als
Vertiefung ausgebildete Formgebung als Referenzmarkierung zu verwenden. Die Referenzmarkierung kann eine nahezu beliebig profilierte Oberfläche sein, deren Formgebung für die nachfolgende Auswertung möglichst präzise bekannt sein sollte. Mit zunehmender Profilierung werden die
Identifikation einzelner Hilfsreferenzmarker erleichtert und die Bestimmung eines gemeinsamen Bezugssystems
verbessert. Es ist ebenfalls möglich, dass die
Referenzmarkierung mehrere beabstandet zueinander
angeordnete vorspringende Referenzausformungen aufweist. Eine geeignete Referenzausformung kann beispielsweise eine im Abstand zu der Referenztafel angeordnet Kugel oder ein Kegel, ein Tetraeder oder eine Pyramide sein.
Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 eine schematisch dargestellte Ansicht einer
Anzeigeeinrichtung, auf der ein Kopfmodell und ein
Gebissmodell in einem gemeinsamen Bezugssystem überlagert dargestellt sind, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Verfahrensablaufs, um mit Hilfe einer
Referenzmarkereinrichtung und Hilfsdatensätzen ein
gemeinsames Bezugssystem zu erstellen, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer
Referenzmarkereinrichtung, Fig. 4 eine Seitenansicht einer abweichend ausgestalteten Referenzmarkereinrichtung und
Fig. 5 eine Ansicht der Vorderseite der in Fig. 4
dargestellten Referenzmarkereinrichtung .
Insbesondere im Bereich der kosmetischen oder medizinischen Behandlungen ist es vorteilhaft, wenn mit verschiedenen Erfassungseinrichtungen erzeugte digitale Datensätze für dreidimensionale Objektdarstellungen auf einer
Anzeigeeinrichtung 1 in einem übereinstimmenden
Bezugssystem angezeigt werden können. Auf der in Fig. 1 lediglich schematisch abgebildeten Anzeigeeinrichtung 1 ist ein Kopfmodell 2 mit einem darin eingebetteten Gebissmodell 3 angezeigt. Wenn das Gebissmodell 3 positionsgenau und mit der richtigen Ausrichtung innerhalb des Kopfmodells 2 angezeigt wird, können beispielsweise die Auswirkungen von rekonstruktiven Maßnahmen an einzelnen Zähnen oder von dem Einsatz eines individuell angefertigten und angepassten Zahnersatzes visualisiert werden.
Das Kopfmodell 2 wird aus einem ersten Datensatz erzeugt und stellt ein erstes Körperbereichsmodell dar. Das
Gebissmodell 3 wird aus einem zweiten Datensatz erzeugt und stellt ein zweites Körperbereichsmodell dar. Das Kopfmodell 2 wurde mit einem nicht dargestellten Körperscanner
erzeugt, während das Gebissmodell 3 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Zahnscanner erzeugt wurde. Da die
Anordnung und Ausrichtung des Kopfes des Patienten während der Aufnahme des Kopfmodells 2 nicht präzise vorgegeben war, ist die relative Positionierung und Ausrichtung des Kopfmodells 2 zu dem Gebissmodell 3 zunächst nicht bekannt. Erst durch die Anzeige des Kopfmodells 2 und des
Gebissmodells 3 in einem übereinstimmenden Bezugssystem, das bei der Darstellung durch die Anzeigeeinrichtung 1 verwendet wird, lässt sich eine aussagekräftige und
zutreffende Visualisierung des Gebissmodells 3 innerhalb des Kopfmodells 2 erzeugen, die als Grundlage für
rekonstruktive Maßnahmen des Arztes oder für die
individuelle Anpassung eines Zahnersatzes an den einzelnen Patienten dienen kann.
In Fig. 2 ist schematisch ein Verfahrensablauf dargestellt, bei dem mit Hilfe einer Referenzmarkereinrichtung 4 eine automatische Zuordnung des Kopfmodells 2 und des
Gebissmodells 3 zu einem gemeinsamen, übereinstimmenden Bezugssystem 5 ermittelt wird.
In einem vorbereitenden Verfahrensschritt wird die
Referenzmarkereinrichtung 4 an das Gebiss einer nicht dargestellten Person angeformt, in dem ein Gebissabdruck mit der Referenzmarkereinrichtung 4 abgenommen wird. Mit der Referenzmarkereinrichtung 4 im Mund wird der Kopf der Person mit einem Körperscanner optisch gescannt und ein erster Hilfsdatensatz mit darin enthaltenen ersten
Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung 4 erfasst. Die Referenzmarkereinrichtung 4 wird dann an ein vorab angefertigtes Arbeitsmodell 6 des Gebisses der Person angelegt, das auch zur Erzeugung des Gebissmodells 3 verwendet wurde. Dabei wird durch den mit der
Referenzmarkereinrichtung 4 abgeformten und darin
enthaltenen Gebissabdruck die zutreffende Position und Ausrichtung der Referenzmarkereinrichtung 4 an dem
Arbeitsmodell 6 sichergestellt. Das Arbeitsmodell 6 und die daran anliegende Referenzmarkereinrichtung 4 werden
ebenfalls mit einem Zahnscanner eingescannt und ein zweiter Hilfsdatensatz mit darin enthaltenen zweiten
Hilfsreferenzmarkern erzeugt. Bei einer Visualisierung würde der erste Hilfsdatensatz ein Hilfskopfmodell 7 und der zweite Hilfsdatensatz ein Hilfsgebissmodell 8
darstellen, wobei in beiden Fällen die
Referenzmarkereinrichtung 4 jeweils einen Bereich des zu Grunde liegenden Kopfmodells 2, bzw. des Gebissmodells 3 verdeckt.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt A werden der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz durch einen Vergleich der jeweiligen ersten, bzw. zweiten
Hilfsreferenzmarker in das gemeinsame und übereinstimmende Bezugssystem 5 überführt.
Anschließend werden in einem Verfahrensschritt B das
Kopfmodell 2 mit dem Hilfskopfmodell 7 und das Gebissmodell 3 mit dem Hilfsgebissmodell 8 verglichen und ebenfalls in das gemeinsame Bezugssystem 5 überführt. Auf diese Weise können das Kopfmodell 2 und das Gebissmodell 3 in das gemeinsame Bezugssystem 5 überführt und relativ zueinander richtig positioniert und ausgerichtet auf der
Anzeigeeinrichtung 1 dargestellt werden, ohne dass eine manuelle Bearbeitung und Anpassung der einzelnen Datensätze notwendig wird.
In Fig. 3 ist die Referenzmarkereinrichtung 4
perspektivisch dargestellt. Die Referenzmarkereinrichtung 4 weist eine Trägereinrichtung 9 in Form einer
Registriergabel auf, die hinsichtlich Formgebung und Funktionalität mit einer Bissgabel vergleichbar ist, der in der rekonstruktiven Dentalmedizin zur Herstellung von
Arbeitsmodellen für die individuelle Anpassung von
Zahnersatz und Implantaten häufig verwendet wird.
An einer Vorderseite 10 der Trägereinrichtung 9 ist eine rechteckige und ebenflächige Referenztafel 11 befestigt. Auf der Referenztafel 11 sind fünf ringförmige
Referenzmarkierungen 12 asymmetrisch angeordnet.
In einer oben angeordneten Vertiefung der Trägereinrichtung 9 ist eine Abformschicht 13 aus einem zunächst pastösen und innerhalb einer kurzen Zeit aushärtenden Abformmaterial angeordnet. Die Abformschicht 13 dient dazu, einen
Gebissabdruck des Oberkiefers der zu behandelnden Person aufzunehmen, um nach dem Herausnehmen der Referenz- markereinrichtung 4 aus dem Mund bzw. Gebiss der Person zu einem späteren Zeitpunkt die Referenzmarkereinrichtung 4 entweder an derselben Stelle im Mund, bzw. im Gebiss der Person wieder anordnen zu können oder aber um die
Referenzmarkereinrichtung 4 auf dem Arbeitsmodell 6 in einer Position und Ausrichtung auflegen zu können, die exakt der ersten Position und Ausrichtung der Referenz- markereinrichtung 4 in dem Mund der Person entspricht.
In den Fig. 4 und 5 ist lediglich beispielhaft eine
abweichend ausgestaltete Referenzmarkereinrichtung 14 gezeigt. Die Referenzmarkereinrichtung 14 weist ebenfalls eine gabelförmige, bzw. hufeisenförmige Trägereinrichtung 15 auf, die an einer Oberseite mit einer Abformschicht 16 aus Wachs, bzw. aus einem unter Druck verformbaren
Abformmaterial beschichtet ist. Auf der an der Vorderseite 10 angeordneten Referenztafel 11 sind acht halbkugelförmige vorspringende Referenzausformungen 17 angeordnet, die jeweils eine Referenzmarkierung bilden. An einer Unterkante der Referenztafel 11 ist ein flacher Haltegriff 18
ausgeformt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten
Darstellungen eines menschlichen Körperbereichs, wobei ein digitalisierter dreidimensionaler erster Datensatz eines ersten Körperbereichsmodells und ein digitalisierter dreidimensionaler zweiter Datensatz eines zweiten
Körperbereichsmodells auf einer Anzeigeeinrichtung (1) angezeigt werden, und wobei anhand von ersten
Kontrollpunkten innerhalb des ersten Datensatzes und anhand von zweiten Kontrollpunkten innerhalb des zweiten
Datensatzes ein übereinstimmendes Bezugssystem (5) für die Anzeige des ersten Datensatzes und des zweiten Datensatzes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Referenzmarkereinrichtung (4, 14) in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Körperbereichsmodell und dem zweiten Körperbereichsmodell an den menschlichen Körper angeformt wird, dass ein erster Hilfsdatensatz des ersten
Körperbereichsmodells zusammen mit den ersten
Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung (4, 14) und ein zweiter Hilfsdatensatz des zweiten
Körperbereichsmodells zusammen mit den zweiten
Hilfsreferenzmarkern von der Referenzmarkereinrichtung (4, 14) erzeugt wird, dass durch einen Vergleich der räumlichen Anordnung der ersten Hilfsreferenzmarker und der zweiten Hilfsreferenzmarker ein übereinstimmendes Bezugssystem (5) für den ersten Hilfsdatensatz und den zweiten
Hilfsdatensatz erzeugt wird, und dass der erste Datensatz an den ersten Hilfsdatensatz und der zweite Datensatz an den zweiten Hilfsdatensatz angepasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Datensatz und der erste Hilfsdatensatz des ersten Körperbereichsmodells mit einer ersten Digitalisierungs- einrichtung erzeugt werden, und dass der zweite Datensatz und der zweite Hilfsdatensatz des zweiten Körperbereichs¬ modells mit einer zweiten Digitalisierungseinrichtung erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand mehrerer beabstandet zueinander vorgegebener und nicht drehsymmetrisch angeordneter erster und zweiter Hilfsreferenzmarker ein mit den ersten und zweiten Referenzmarkern möglichst gut übereinstimmendes Bezugssystem (5) für den ersten Hilfsdatensatz und für den zweiten Hilfsdatensatz ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkereinrichtung (4) eine Abformschicht (13) mit einem pastösen aushärtenden Abformmaterial aufweist und vor dem Aushärten an dem
Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten
Körperbereichsmodell abzubildenden Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz nach dem Aushärten des angeformten
Abformmaterials erzeugt werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Referenzmarkereinrichtung (14) eine Abformschicht (16) mit einem durch einen Verformdruck plastisch verformbaren
Abformmaterial aufweist, die durch Druck verformt und an den Übergangsbereich des mit dem ersten und zweiten
Körperbereichsmodell abzubildenden Körperbereichs angeformt wird, und dass der erste Hilfsdatensatz und der zweite Hilfsdatensatz ohne Druckbeaufschlagung oberhalb des
Verformdrucks erzeugt werden.
6. Referenzmarkereinrichtung (4, 14) mit einem
Trägerelement (9, 15) und mit einer an dem Trägerelement (9, 15) angeordneten Abformschicht (13, 16) mit einem verformbaren Abformmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerelement (9, 15) mindestens eine
photogrammetrische oder oberflächenprofilierte
Referenzmarkierung (12, 17) angeordnet ist.
7. Referenzmarkereinrichtung (4, 14) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkereinrichtung (4, 14) eine Referenztafel (11) aufweist, auf der die mindestens eine Referenzmarkierung (12, 17) angeordnet ist.
8. Referenzmarkereinrichtung (4, 14) nach einem der
Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Referenzmarkereinrichtung (4, 14) mindestens drei
symmetrische Referenzmarkierungen (12, 17) aufweist, die asymmetrisch angeordnet sind.
9. Referenzmarkereinrichtung (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierung (12) ein Punkt oder ein Ring ist.
10. Referenzmarkereinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierung (12) einen hohen Kontrastumfang
aufweist .
11. Referenzmarkereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Referenzmarkereinrichtung (17) mehrere beabstandet
zueinander angeordnete vorspringende Referenzausformungen aufweist .
PCT/EP2014/054568 2013-03-11 2014-03-10 Verfahren zur überlagerung von digitalisierten darstellungen und referenzmarkereinrichtung WO2014139944A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112014001231.9T DE112014001231A5 (de) 2013-03-11 2014-03-10 Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen und Referenzmarkereinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013102421.1 2013-03-11
DE102013102421.1A DE102013102421A1 (de) 2013-03-11 2013-03-11 Verfahren zur Überlagerung von digitalisierten Darstellungen und Referenzmarkereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014139944A1 true WO2014139944A1 (de) 2014-09-18

Family

ID=50439329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/054568 WO2014139944A1 (de) 2013-03-11 2014-03-10 Verfahren zur überlagerung von digitalisierten darstellungen und referenzmarkereinrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102013102421A1 (de)
WO (1) WO2014139944A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109310485A (zh) * 2016-06-21 2019-02-05 克利尔柯莱克特运营有限公司 具有用于虚拟建模的改进的图形处理的口腔正畸治疗模拟
CN113693325A (zh) * 2015-08-10 2021-11-26 彩滋公司 用于定制产品数字标记的系统和方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015211166A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Sirona Dental Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Registrierung von intraoralen Oberflächendaten relativ zu extraoralen Oberflächendaten
DE102015222782A1 (de) 2015-11-18 2017-05-18 Sirona Dental Systems Gmbh Verfahren zur Visualisierung einer Zahnsituation
EP3569186B1 (de) * 2016-07-08 2021-05-12 Ivoclar Vivadent AG Verfahren zur herstellung einer prothese
EP3398551A1 (de) * 2017-05-03 2018-11-07 Stryker European Holdings I, LLC Verfahren zur positionsschätzung von dreidimensionalen knochenmodellen bei der chirurgischen planung eines kompletten knöchelersatzes
FR3093636B1 (fr) * 2019-03-12 2022-08-12 Modjaw Procede de recalage de modeles virtuels des arcades dentaires d’un individu avec un referentiel dudit individu
IT202100015818A1 (it) * 2021-06-21 2022-12-21 Carlo Raffone Forchetta intraorale digitalizzabile con scanner intraorale per procedure di montaggio in articolatore virtuale per trattamenti odontoiatrici e odontotecnici

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090136902A1 (en) * 2005-08-26 2009-05-28 Gerhard Zundorf Blank as a drilling template and for recording data sets
WO2011073436A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-23 Universität Zürich Vorrichtung und verfahren zur intraoralen 3d-datenerfassung
WO2011147988A2 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Zebris Medical Gmbh Dental-werkzeug

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5283949B2 (ja) * 2008-03-28 2013-09-04 和田精密歯研株式会社 Ct撮影用マーカーおよび3次元断層撮影像の作成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090136902A1 (en) * 2005-08-26 2009-05-28 Gerhard Zundorf Blank as a drilling template and for recording data sets
WO2011073436A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-23 Universität Zürich Vorrichtung und verfahren zur intraoralen 3d-datenerfassung
WO2011147988A2 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Zebris Medical Gmbh Dental-werkzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113693325A (zh) * 2015-08-10 2021-11-26 彩滋公司 用于定制产品数字标记的系统和方法
CN113693325B (zh) * 2015-08-10 2022-07-08 彩滋公司 用于定制产品数字标记的系统和方法
CN109310485A (zh) * 2016-06-21 2019-02-05 克利尔柯莱克特运营有限公司 具有用于虚拟建模的改进的图形处理的口腔正畸治疗模拟

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014001231A5 (de) 2016-01-07
DE102013102421A1 (de) 2014-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014139944A1 (de) Verfahren zur überlagerung von digitalisierten darstellungen und referenzmarkereinrichtung
EP1903979B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zahnersatzteilen
EP2760365B1 (de) Verfahren zur überprüfung einer bohrschablone zur herstellung eines implantatgestützten zahnersatzes
EP2742906B1 (de) Verfahren und System zum Aufbau einer Dentalprothese
WO2017085160A1 (de) Verfahren zur visualisierung einer zahnsituation
EP1101451A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Bohrhilfe für ein Zahnimplantat
EP2884942B1 (de) Verfahren zur registrierung einzelner dreidimensionaler optischer aufnahmen zu einer gesamtaufnahme einer zahnsituation
WO2000010482A1 (de) Verfahren zur rechnergesteuerten herstellung von zahnersatz
DE102007033989A1 (de) System und Verfahren für die automatische Konstruktion kieferorthopädischer Bezugspunkte
AT507887A4 (de) Vorrichtung zum scannen eines dentalmodellabbilds mit artikulator
EP2663255A2 (de) Verfahren zur planung einer zahnersatzimplantatanordnung und referenzanordnung
EP2846729B1 (de) Verfahren zur vermessung einer zahnsituation
EP2594227A2 (de) Abformvorrichtung und Verfahren zur dreidimensionalen Erfassung von intraoralen Strukturen sowie eine entsprechende Einscanvorrichtung
EP3258880B1 (de) Passive fit von implantatbrücken und -stegen mittels eines cad/cam tools für die modellfreie erstellung von implantatgetragenen restaurationen
EP3618759B1 (de) Verfahren zur ermittlung von daten für die herstellung von zahnersatz
EP4153087B1 (de) Positionierungselement zum positionieren und fixieren einer bohrschablone
DE102008060504B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung artikulierter Kiefermodelle mit einer 3D-Sensorik
EP2957251B1 (de) Vorrichtung zur verwendung in einem verfahren zum herstellen einer zahnimplantatstruktur
WO2008040400A1 (de) Verfahren zur herstellung eines prothetischen bauteils der zahnmedizin
EP3709928B1 (de) Verfahren zum virtuellen modellieren eines zahnbogens
EP3195826A1 (de) Verfahren zum erstellen eines digitalen gebissmodells
DE10357699A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Form eines Restzahnbereichs
WO2023061767A1 (de) Verfahren und system für die herstellung eines zahnersatzes basierend auf digitalen patientendaten
EP2919704B1 (de) System umfassend eine vorrichtung zur lagefixierung eines formkörpers, sowie geeignetes verfahren hierfür
DE102010023406A1 (de) Verfahren und Datenverarbeitungsvorrichtung zum Bereitstellen von Geometriedaten von Zahn-und/oder Kieferbereichen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14715220

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014001231

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120140012319

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112014001231

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14715220

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1