WO2016120342A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von werten eines gebisses - Google Patents

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WO2016120342A1
WO2016120342A1 PCT/EP2016/051725 EP2016051725W WO2016120342A1 WO 2016120342 A1 WO2016120342 A1 WO 2016120342A1 EP 2016051725 W EP2016051725 W EP 2016051725W WO 2016120342 A1 WO2016120342 A1 WO 2016120342A1
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WO
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bite fork
reference body
articulator
data
scanning
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Application number
PCT/EP2016/051725
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French (fr)
Inventor
Karsten Baumann
Jan Hajtó
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Baumann Dental GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C11/00—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings
    • A61C11/006—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings with an occlusal plate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam

Definitions

  • the present invention relates to a method, a device and a system each for determining values with which at least partially the anatomy of a denture can be imaged in an articulator.
  • articulator In the field of dentistry usually a so-called articulator is used, which is used in the laboratory, the anatomical-geometric relationships of the jaw of a patient, i. the spatial relative positions of the rows of teeth of the upper jaw and the lower jaw on the one hand to each other and on the other hand to the hinge axis, i. to the joint axis of the mandible in relation to the upper jaw or skull, as accurately as possible to map and patient-specific simulate the chewing movements of a set of teeth defined by this parameter as accurately as possible.
  • a facebow typically reflects the spatial relationship between the maxillary row of teeth and an axis and / or reference plane determined either by the patient's hinge axis and an anterior reference point or by an arbitrary axis.
  • a transfer device which is used to instead of the complete face bow with the face bow registration, which is formed from the bite fork with the impression material and the joint, only a kind of base, also called transfer table, from the dental office to the dental laboratory.
  • the bite fork is attached by means of a transfer stand, which allows the spatial position of the bite fork, determined via the face bow, to be connected to the base, generally using hardening silicones, adhesives or gypsum.
  • the upper jaw model is then placed on the plinth-mounted bite fork articulating the cured impression material with the impressions of the teeth and the socket is then magnetically-mechanically coupled in one provided articulator used and secured accordingly.
  • the jaw is shaped in a similar manner using a necessary physical jaw model.
  • a 3D camera for creating surface scans of the rows of teeth with a corresponding position marking proposes, for example, DE 20 2005 010 987 Ul.
  • DE 20 2005 010 987 Ul proposes the use of a 3D marker, wherein the bite fork additionally has recesses, so that Both the position of the bite fork and the surface of the row of teeth can be detected by means of a scanner.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for transmitting the anatomical values of a dentition necessary for an articulator, in particular with special consideration of the hinge axis position actually present in a dentition of a patient , wherein the method and the device should be characterized by a low cost while improving accuracy.
  • This object is achieved with a method for determining values with which at least partially the anatomy of a dentition can be imaged in an articulator according to claim 1, with a device for transmitting such values according to claim 11 and with a system for determining such values Claim 17.
  • the method according to the invention for determining values which at least partially reflect the anatomy of a dentition in an articulator has the following steps:
  • the step of detecting the relative positionally relative position of an upper jaw can be based on the classical facebow measurement, which is still mainly used in dental practices.
  • the step of transferring the bite fork to a transfer device includes attaching the bite fork to a corresponding frame structure once in its fixed position via a coupling device.
  • the core of the method according to the invention lies in the fact that the position of the bite fork fixed in this way within the frame structure of the transfer device is recorded electronically in digital form. This step is basically independent of the process of purely mechanical transmission of the position of the bite fork.
  • a preferably flat, for example, plate-shaped reference body having on its surface a distribution of different size, height and geometric shape reference markers, in a defined relative spatial relationship to already fixed position of the bite fork brought, but the defined relative spatial relationship can be chosen arbitrarily within the transfer device.
  • the reference body should be brought to bear against this bite fork, that the reference body is moved from below to the bite fork until it preferably rests flat against this, the reference body projects beyond the bite fork to all sides and the reference marker pointing upwards.
  • the position of the reference body is detected as a reference point via an altimeter.
  • a known intraoral scanner can be used for this purpose, as it is already used in dental practices for the digital impression of the occlusal surfaces of the rows of teeth of the upper jaw and the lower jaw.
  • the intraoral scanner is freely movable by hand and can be easily operated and guided by anyone.
  • the reference height is the measured height of the reference body.
  • the relative position of the frame structure to the intraoral scanner can be verified by appropriate markers on both components.
  • the advantage of the method according to the invention is that it can be performed at least partially in a dental practice.
  • the scanning of the bite fork with the aid of the transfer stand according to the invention can be carried out directly on the treatment chair.
  • the position of the bite fork can be digitized in this way and digitally transmitted to the dental laboratory.
  • the facebow can usually be tapped in a conventional manner, ie in a purely mechanical-anatomical manner, the arbitrary determination of the facebowing being sufficient on the basis of the subsequent verification of the data in a virtual articulator.
  • a complex, electronically assisted facebow measurement which also increases the time required for the patient, is not necessary.
  • the method according to the invention and the device according to the invention have the advantage that there is no longer any need for a physical jaw model, as is the case with the described prior art.
  • the dentist or the staff does not require special training to operate the system, especially since a simple intraoral scanner, as it is usually already present in many on implants or the like specialized practices, can be used.
  • the data obtained by the scanning process can be digitally processed in any form.
  • the scan data can be compared with a digitally stored reference model of the reference body via the known "matching."
  • the scan data can also be correlated with other data from a patient's dentition, obtained electronically or digitized from analog measured data, to generate a digital three-dimensional dentition model.
  • Such data include, for example, three-dimensional surface scans of
  • the scan data of the bite fork can be used to verify the relative relationships between jaw positions relative to one another or to the skull, tooth position of the teeth or rows of teeth of the maxilla and mandible relative to one another and with respect to the axial and lateral chewing movements, so that the Accuracy of the calculation can be further increased.
  • Such a virtual three-dimensional denture model which reproduces the actual dentition of a patient with high precision, can then ideally be used as a print template for the 3D printing process, wherein the then printed model with the rows of teeth can in turn serve the dental technician as a modeling template in an actual articulator.
  • the scan data can serve, in particular, to read out corresponding values for the dental technician, to set the actual articulator and the position of the actual bite fork arranged therein with high precision or to readjust them in case of deviations.
  • the scan data can be used to precisely determine the actual position of the hinge axis of the teeth of a patient and to image and process them highly accurately in absolute and relative respects.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention for determining values with which at least partially the anatomy of a dentition can be imaged in an articulator with a mobile device
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the device 1 for determining values with which at least partially the anatomy of a dentition can be imaged in an articulator, according to the invention.
  • the device 1 consists of a base plate 2, on which a frame structure is constructed, the edge side a Supporting column 3, on which in turn in the horizontal plane with a sufficient distance to the base plate 2, a support arm 4 is arranged.
  • the support arm 4 carries a downward adjustment device. 5
  • the adjusting device 5 has a plurality of axial degrees of freedom, which allow the exact adjustment of the height and inclinations of a coupling device 6 attached thereto, so that the coupling device 6 can be adjusted and fixed relative to the frame structure in any position.
  • a plurality of adjusting and fastening screws 7 and 8 and stub axles 9 and 10 are provided, which are connected to each other via a universal joint 11.
  • the coupling device 6 serves to receive and attach a bite fork 12, which can be fixed via an adjusting screw 13 in its longitudinal orientation.
  • the relative position between the coupling device 6 and the bite fork 12 was, for example by means of the arbitrary
  • the support column 3 diagonally opposite a height-adjustable guide means 14 is provided on the base plate 2, on which a plate-shaped reference body 15, preferably articulated pivotally, freely displaceable and fixed in any position and orientation, is stored.
  • the guide device 14 has a displacement sensor 16, by means of which the height of the reference body 15 in relation to the base plate 2 can be measured.
  • the reference body 15 can be seen more clearly.
  • the plate-shaped reference body 15 has a distribution of a plurality of reference markers 17, which have a different dimensioning and shape and partially present as elevations on or recesses in the reference body 15.
  • the planar extent of the reference body 15 is such that the bite fork 12 is completely enclosed by the reference body 15.
  • the bite fork 12 is attached via the adjusting device 5 to the frame structure, in accordance with the spatial position of the bite fork 12, as determined in the face bow detection directly on the patient. In this position, the bite fork 12 is fixed via the adjusting mechanisms 7 and 8.
  • the reference body 15 is moved over the guide device 14 from below to the thus fixed bite fork 12 zoom until it preferably, but not necessarily, flat on the bite fork 12 comes to rest.
  • the height sensor 16 measures the position of the reference body 15 in relation to the device 1 and thus forms a corresponding reference point for the scanning process.
  • a manually movable scanning device 18 which is freely movable in space, preferably an intraoral scanner, the bite fork 12 and at least not covered by the bite fork 12 portions of the surface of the reference body 15 can be scanned with its reference markers 17.
  • the bite fork 12 also has one more Distribution of a plurality of openings 19, so that the not covered by the openings 19 reference marker 17 or portions thereof can also be scanned.
  • the digital data thus obtained make it possible to determine the exact position of the bite fork 12 in space and can be further processed in a variety of ways.
  • a digital reference model of the reference body 15 can be stored in the processing and measuring software, so that the reference body 15 can be compared with the surface data determined by the scanning device 18 in the sense of a "matching", which is the calculation of the exact position of the bite fork 12th allows.
  • the actual hinge axis position of a dentition can be determined and displayed in an anatomically sufficiently error-free manner and used for further dental technical and / or digital processing steps.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System jeweils zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt. Hierbei wird die beispielsweise über das Verfahren der Gesichtsbogenmessung ermittelte Position einer auf den Oberkiefer bezogenen Bissgabel (12) in Beziehung zu einem Referenzkörper (15) gesetzt und beide Komponenten werden über eine Scaneinrichtung (18) in digitale Positionsdaten umgesetzt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Werten eines
Gebisses
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System jeweils zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt.
Im Bereich der Zahnmedizintechnik kommt üblicherweise ein sogenannter Artikulator zum Einsatz, der dazu dient, im Labor die anatomisch-geometrischen Verhältnisse des Kiefers eines Patienten, d.h. die räumlichen Relativpositionen der Zahnreihen des Oberkiefers und des Unterkiefers einerseits zueinander sowie andererseits zur Scharnierachse, d.h. zur Gelenkachse des Unterkiefers in Beziehung zum Oberkiefer bzw. Schädel, so genau wie möglich abzubilden und patientenspezifisch die Kaubewegungen eines durch diese Parameter definierten Gebisses so exakt wie möglich zu simulieren .
Hierzu ist es notwendig, dass ein Modell einer ersten Zahnreihe, in der Regel des Oberkiefers, mittels geeigneter Transfervorrichtungen positions- und lagegenau in Bezug auf die Schwenkachse des Artikulators in diesem montiert wird.
Die für jeden Patienten individuell vorliegenden räumlichen und geometrischen Relativbeziehungen zwischen dem Kiefer und der Scharnierachse werden mittels eines sogenannten Gesichtsbogens abgegriffen. Hierfür wird üblicherweise die räumliche Relativposition zwischen der Zahnreihe des Oberkiefers und bestimmten Fixpunkten am Schädel abgenommen, indem diesbezüglich der Gesichtsbogen mechanisch justiert oder unter Zuhilfenahme elektronischer Mittel codiert wird. Ein Gesichtsbogen gibt also in der Regel die räumliche Beziehung zwischen der Oberkieferzahnreihe und einer Achs- und/oder Bezugsebene wieder, die entweder aus der Scharnierachse des Patienten und einem anterioren Referenzpunkt oder durch eine arbiträre Achse bestimmt wird.
Während die Position der oberen Zahnreihe mittels einer Bissgabel abgegriffen wird, wird eine willkürliche Festlegung der Achse meist dadurch erreicht, dass der höchste Punkt des äußeren Gehörgangs als Referenzpunkt herangezogen wird, von welchem aus auf Grund statistischer Mittelwerte auf die Lage der Scharnierachse, die sich aus der Verbindung der beidseitigen Kondylen ergibt, geschlossen wird, was naturgemäß die geometrischen Verhältnisse des gnathologischen Systems nicht exakt wiederzugeben vermag, einhergehend mit einer entsprechenden Fehleranfälligkeit bei nachfolgenden zahntechnischen Bearbeitungsschritten . Aus der US 2004/0126731 AI ist beispielsweise eine Übertragungsvorrichtung bekannt, die herangezogen wird, um anstatt des kompletten Gesichtsbogens mit dem Gesichtsbogen- Registrat, das aus der Bissgabel mit der Abformmasse und dem Gelenk gebildet wird, nur eine Art Sockel, auch Übertragungstisch genannt, von der Zahnarztpraxis an das Dentallabor zu übergeben. Auf dem Sockel wird die Bissgabel mit Hilfe eines Übertragungsstands befestigt, der es ermöglicht, dass die über den Gesichtsbogen ermittelte räumliche Position der Bissgabel mit dem Sockel, in der Regel unter Verwendung von aushärtenden Silikonen, Klebstoffen oder Gips, verbunden wird. Das Oberkiefermodell wird dann zum Einartikulieren auf die auf dem Sockel befestigte Bissgabel, die die ausgehärtete Abformmasse mit den Impressionen der Zähne trägt, aufgesetzt und der Sockel wird dann mittels einer magnetisch-mechanischen Ankoppelung in einem dafür vorgesehenen Artikulator eingesetzt und entsprechend befestigt. Mit anderen Worten, der Kiefer wird unter Verwendung eines notwendigen physischen Kiefermodells quasi auf analoge Weise abgeformt.
Aus der US 2009/0280451 AI ist es beispielsweise bekannt, bei einem klassischen, sogenannten Klipp-Klapp-Artikulator im Bereich der Drehachse des Artikulators , die in anatomischer Hinsicht in keinerlei Bezug zu dem Gebiss steht, ein zylindrisches Referenzobjekt einzusetzen, das dann zusammen mit den Kiefermodellen bspw. in einem stationären Desktop-SD- Scanner gescannt werden kann.
Es kann jedoch medizinisch notwendig werden, die bei einem Gebiss eines Patienten tatsächlich vorhandene
Scharnierachsenlage individuell genau zu erfassen, so dass elektronische Hilfsmittel zur Erfassung der kinematischen Verhältnisse bei einer Kaubewegung herangezogen werden müssen. So ist es beispielsweise aus der DE 20 2013 105 962 Ul bekannt, in einen Gesichtsbogen Sensoren zu integrieren und einen Sensor im Bereich des Unterkiefers vorzusehen. Bei einer Kaubewegung werden die sich durch die Bewegungen ergebenden Abstände dann über Laufzeitunterschiede von Ultraschallpulsen gemessen und entsprechend in ein virtuelles Modell übertragen.
Darüber hinaus ist es aus der EP 1 981 403 bekannt, die Kieferbewegungen mittels Kameras aufzunehmen und entsprechend umzurechnen. Eine 3D-Kamera zur Erstellung von Oberflächenscans der Zahnreihen mit entsprechender Positionsmarkierung schlägt beispielsweise die DE 20 2005 010 987 Ul vor. Zur Positionsbestimmung der Bissgabel schlägt die DE 10 2013 204 207 AI die Verwendung eines 3D-Markers vor, wobei die Bissgabel zusätzlich Aussparungen aufweist, so dass sowohl die Position der Bissgabel als auch die Oberfläche der Zahnreihe mittels eines Scanners erfasst werden kann.
Ferner ist es bekannt, nach der erfolgten Gesichtsbogenübertragung den Artikulator mit dem eingesetzten Modell in einem optischen Streifenlichtscanner zu scannen und die Daten in einen virtuellen Artikulator zu übertragen.
Den vorhergehend geschilderten elektronisch unterstützten Systemen ist gemeinsam, dass sie einerseits, auch wegen den stets erforderlichen Kalibrierungsmaßnahmen, geräte- und prozesstechnisch sehr aufwändig und daher für eine Zahnarztpraxis sehr kostenintensiv sind und andererseits eine entsprechende Schulung des Personals erfordern.
Auf Grund der einfacheren Handhabbarkeit, allgemein aus Kostengründen und auch auf Grund der gegebenenfalls versicherungsseitig vorgegebenen Abrechnungsmodalitäten kommt in einer Zahnarztpraxis nach wie vor das Verfahren der arbiträren Gesichtsbogenübertragung bevorzugt zum Einsatz.
Jedoch ist dabei auch immer noch die Weitergabe des Gesichtsbogens in Form einer Bissgabel, die dann eine Zahnreihenimpression des Oberkiefers trägt, sowie eines an der Bissgabel angeordneten, auf die Kieferanatomie eines Patienten einj ustierten und fixierten Kupplungsmechanismus, mit welchem die Bissgabel in einem Artikulator befestigt werden soll, fehlerbehaftet, da beim Versand an das Zahnlabor durch unbeabsichtigte äußere Krafteinwirkungen die eingestellte Justierung des Kupplungsmechanismus versehentlich verstellt werden kann.
Während elektronisch erfasste Gelenkwerte nur verwendet werden können, wenn exakt die Achse, in Bezug auf welche die elektronische Registrierung vorgenommen wurde, auch als lokalisierte Achse in den Artikulator übertragen werden kann, besteht bei den rein mechanischen Verfahren der Gesichtsbogenübertragung stets das Problem, den Bewegungsraum des tatsächlichen Gebisses und den hierzu simulierten Bewegungsraum des Artikulators möglichst deckungsgleich übereinander zu bringen. Beiden Vorgehensweisen wohnen unterschiedliche Fehlerquellen inne.
Dennoch bleibt es trotz des teilweise erheblichen Aufwands und trotz der Fehlerrisiken und Ungenauigkeiten der aus dem Stand der Technik bekannten Messverfahren und -Vorrichtungen unabdingbar, die Geometrie des Schädels mittels eines Gesichtsbogens abzugreifen und auf einen Artikulator zu übertragen, um entsprechend individuell passgenaue Implantate und dergleichen herstellen zu können.
Ausgehend von den oben geschilderten Nachteilen des Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung der für einen Artikulator notwendigen anatomischen Werte eines Gebisses bereitzustellen, vor allem unter besonderer Berücksichtigung der bei einem Gebiss eines Patienten tatsächlich vorhandenen Scharnierachsenlage, wobei sich das Verfahren und die Vorrichtung durch einen geringen Aufwand bei gleichzeitig verbesserter Genauigkeit auszeichnen sollen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Bestimmen von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, nach Anspruch 1, mit einer Vorrichtung zum Übertragen solcher Werte nach Anspruch 11 sowie mit einem System zur Bestimmung solcher Werte nach Anspruch 17.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, weist die folgenden Schritte auf:
Erfassen der räumlichen Relativposition eines Oberkiefers durch Fixieren einer Bissgabel in einer die Relativposition wiedergebenden Stellung;
Übertragen der Bissgabel in dieser Stellung in eine TransferVorrichtung;
Befestigen der Bissgabel in der Transfervorrichtung in dieser Stellung;
- Anbringen eines Referenzkörpers innerhalb der Transfervorrichtung derart, dass der Referenzkörper in einer räumlichen Beziehung zu der Bissgabel steht;
- Fixieren des Referenzkörpers (15) in dieser Position; und
- Scannen des Referenzkörpers und der Bissgabel.
Der Schritt des Erfassens der räumlichen Relativposition eines Oberkiefers kann auf der klassischen Gesichtsbogenmessung beruhen, wie sie nach wie vor in Zahnarztpraxen hauptsächlich zur Anwendung kommt. Der Schritt der Übertragung der Bissgabel in eine Transfervorrichtung beinhaltet, dass die Bissgabel in ihrer einmal über eine Kupplungsvorrichtung fixierten Stellung in einer entsprechenden Rahmenstruktur befestigt wird.
Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nun darin, dass die so fixierte Position der Bissgabel innerhalb der Rahmenstruktur der Transfervorrichtung auf elektronischem Wege in digitaler Form aufgenommen wird. Dieser Schritt ist prinzipiell unabhängig vom Vorgang der rein mechanischen Übertragung der Position der Bissgabel.
Hierfür wird gemäß der Erfindung ein vorzugsweise flächiger, beispielsweise plattenförmiger Referenzkörper, der auf seiner Oberfläche eine Verteilung von hinsichtlich Größe, Höhe und geometrischer Form unterschiedlichen Referenzmarkern aufweist, in eine definierte räumliche Relativbeziehung zur bereits fixierten Position der Bissgabel gebracht, wobei die definierte räumliche Relativbeziehung jedoch innerhalb der Transfervorrichtung beliebig gewählt werden kann. Vorzugsweise soll jedoch der Referenzkörper so zur Anlage an diese Bissgabel gebracht werden, dass der Referenzkörper von unten an die Bissgabel herangefahren wird, bis er vorzugsweise plan an dieser anliegt, wobei der Referenzkörper die Bissgabel zu allen Seiten überragt und wobei die Referenzmarker nach oben zeigen .
In dieser dann fixierten Stellung wird über einen Höhenmesser die Lage des Referenzkörpers als Bezugspunkt erfasst.
Daraufhin wird die Bissgabel zusammen mit dem Referenzkörper gescannt.
Von Vorteil ist, dass zu diesem Zweck ein bekannter Intraoralscanner verwendet werden kann, wie er in Zahnarztpraxen bereits zur digitalen Abformung der Kauflächen der Zahnreihen des Oberkiefers und des Unterkiefers im Einsatz ist. Der Intraoralscanner ist per Hand frei beweglich und kann auf einfache Weise von jedermann bedient und geführt werden. Als Bezugspunkt dient die gemessene Höhe des Referenzkörpers. Zusätzlich kann die Relativposition der Rahmenstruktur zum Intraoralscanner durch entsprechende Marker an beiden Komponenten verifiziert werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass dieses zumindest bereits teilweise in einer Zahnarztpraxis durchgeführt werden kann. Das Abscannen der Bissgabel mit Hilfe des erfindungsgemäßen Übertragungsstands kann direkt am Behandlungsstuhl erfolgen. Einmal in der Transfervorrichtung eingebaut, kann die Position der Bissgabel so digitalisiert werden und in dieser Form digital an das zahntechnische Labor übertragen werden. Der Gesichtsbogen kann hierfür in der Regel in herkömmlicher, d.h. auf rein mechanisch-anatomische Art und Weise abgegriffen werden, wobei auf Grund der anschließenden Verifizierung der Daten in einem virtuellen Artikulator die arbiträre Gesichtsbogenermittlung genügt. Eine aufwändige, elektronisch unterstützte Gesichtsbogenmessung, die auch den Zeitaufwand für den Patienten mit erhöht, ist nicht notwendig. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gehen mit dem Vorteil einher, dass es keines physischen Kiefermodells mehr bedarf, wie dies beim geschilderten Stand der Technik der Fall ist.
Der Zahnarzt oder das Personal benötigt keine besondere Schulung, um das System bedienen zu können, zumal ein einfacher Intraoralscanner, wie er bei vielen auf Implantate oder dergleichen spezialisierten Praxen in der Regel bereits vorhanden ist, herangezogen werden kann.
Der Arbeits- und Zeitaufwand bleibt niedrig, da im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren keinerlei weitergehenden zahntechnischen Arbeitsschritte notwendig werden .
Die durch den Scanvorgang gewonnenen Daten können in jeder beliebigen Form digital weiterverarbeitet werden.
So können die Scandaten mit einem digital hinterlegten Referenzmodell des Referenzkörpers über das bekannte „Matching" abgeglichen werden. Hierbei ist es möglich, die Position einer virtuellen Bissgabel in einem virtuellen Artikulator zu bestimmen, der quasi den tatsächlichen Artikulator, an welchem der Zahntechniker seine Modellierarbeiten vornimmt und überprüft, wiederspiegelt. Die Scandaten können auch mit weiteren Daten des Gebisses eines Patienten, die auf elektronischem Wege gewonnen oder aus analog gemessenen Daten heraus digitalisiert wurden, korreliert werden, um ein digitales dreidimensionales Gebissmodell zu generieren. Derartige Daten umfassen beispielsweise dreidimensionale Oberflächenscans von
Zahnreihen oder Einzelzähnen, Positionsdaten der Kiefer oder kinematischen Daten von Kieferbewegungen über Messungen oder Videoaufnahmen.
Insbesondere können die Scandaten der Bissgabel zur Verifizierung der aus den vorhergehend genannten digitalen Daten errechneten Relativverhältnisse hinsichtlich Kieferstellungen zueinander bzw. zum Schädel, Zahnstellung der Zähne bzw. Zahnreihen des Oberkiefers und des Unterkiefers zueinander sowie hinsichtlich der axialen und lateralen Kaubewegungen dienen, so dass sich die Genauigkeit der Berechnung weiter erhöhen lässt.
Ein solches virtuelles dreidimensionales Gebissmodell, welches das tatsächliche Gebiss eines Patienten hochgenau wiedergibt, kann idealerweise dann als Druckvorlage für das 3D- Druckverfahren herangezogen werden, wobei das dann ausgedruckte Modell mit den Zahnreihen dem Zahntechniker wiederum als Modelliervorlage in einem tatsächlichen Artikulator dienen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung können die Scandaten insbesondere dazu dienen, indem sich entsprechende Werte für den Zahntechniker auslesen lassen, den tatsächlichen Artikulator und die Position der in diesem angeordneten tatsächlichen Bissgabel hochgenau einzustellen bzw. bei Abweichungen nachzuj ustieren . So lassen sich die Stellschrauben bzw. Aktuatoren des Artikulators für die darin angeordnete Bissgabel hinsichtlich
Gelenkbahnneigungswinkel, Benettwinkel , Seitenbeweglichkeit, Shiftwinkel, Front-Eckzahnführung usw. genauer einstellen, wodurch die Fehler bei der Gestaltung der statischen und dynamischen Okklusionskontakte noch weiter reduziert werden können .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung können die Scandaten herangezogen werden, um die tatsächliche Position der Scharnierachse des Gebisses eines Patienten präzise zu ermitteln und in absoluter und relativer Hinsicht hochgenau virtuell abzubilden und weiter zu verarbeiten .
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem anhand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel: Es zeigen: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, mit einer mobilen
Scanvorrichtung; und
eine perspektivische Ansicht eines
Referenzkörpers und einer auf diesem angeordneten Bissgabel.
In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, gemäß der Erfindung dargestellt.
Die Vorrichtung 1 besteht aus einer Grundplatte 2, auf welcher eine Rahmenstruktur aufgebaut ist, die randseitig eine Tragsäule 3 aufweist, an der wiederum in der horizontalen Ebene mit einem ausreichenden Abstand zur Grundplatte 2 ein Tragarm 4 angeordnet ist. Der Tragarm 4 trägt eine nach unten gerichtete Einsteilvorrichtung 5.
Die Einsteilvorrichtung 5 weist mehrere Achsfreiheitsgrade auf, die die genaue Einstellung der Höhe und Neigungen einer an dieser angebrachten Kupplungsvorrichtung 6 erlauben, so dass die Kupplungsvorrichtung 6 relativ zu der Rahmenstruktur in jeder beliebigen Lage eingestellt und fixiert werden kann. Hierzu sind mehrere Stell- und Befestigungsschrauben 7 und 8 und Achsschenkel 9 und 10 vorgesehen, die über ein Kardangelenk 11 miteinander verbunden sind.
Die Kupplungsvorrichtung 6 dient der Aufnahme und Befestigung einer Bissgabel 12, die über eine Stellschraube 13 in ihrer Längsausrichtung fixiert werden kann. Die Relativposition zwischen der Kupplungsvorrichtung 6 und der Bissgabel 12 wurde, beispielsweise mittels der arbiträren
Gesichtsbogenermittlung direkt am Patienten abgegriffen und in die Vorrichtung 1 eingesetzt. Der Tragsäule 3 diagonal gegenüberliegend ist an der Grundplatte 2 eine höhenverstellbare Führungseinrichtung 14 vorgesehen, an welcher ein plattenförmiger Referenzkörper 15, vorzugsweise gelenkig schwenkbar, frei verschiebbar und in einer beliebigen Position und Orientierung fest einstellbar, gelagert ist.
Die Führungseinrichtung 14 weist einen Wegesensor 16 auf, mit Hilfe von welchem die Höhe des Referenzkörpers 15 im Verhältnis zur Grundplatte 2 gemessen werden kann. In der Fig. 2 ist der Referenzkörper 15 deutlicher zu erkennen .
Der plattenförmige Referenzkörper 15 weist eine Verteilung von mehreren Referenzmarkern 17 auf, die eine unterschiedliche Dimensionierung und Gestalt aufweisen und teilweise als Erhebungen auf oder Ausnehmungen in dem Referenzkörper 15 vorliegen . Die flächige Erstreckung des Referenzkörpers 15 ist dabei dergestalt, dass die Bissgabel 12 vollständig von dem Referenzkörper 15 eingefasst wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bissgabel 12 über die Einstellvorrichtung 5 an der Rahmenstruktur befestigt, und zwar entsprechend der räumlichen Position der Bissgabel 12, wie diese bei der Gesichtsbogenerfassung unmittelbar am Patienten ermittelt wurde. In dieser Stellung wird die Bissgabel 12 über die Stellmechanismen 7 und 8 fixiert.
Der Referenzkörper 15 wird über die Führungseinrichtung 14 von unten an die so fixierte Bissgabel 12 heran gefahren, bis dieser vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, plan an der Bissgabel 12 zur Anlage kommt. In dieser Position misst der Höhensensor 16 die Lage des Referenzkörpers 15 im Verhältnis zu der Vorrichtung 1 und bildet so für den Scanvorgang einen entsprechenden Bezugspunkt aus. Mittels einer per Hand bewegbaren Scaneinrichtung 18, die im Raum frei beweglich ist, vorzugsweise eines Intraoralscanners, können die Bissgabel 12 und die zumindest von der Bissgabel 12 nicht abgedeckten Teilbereiche der Oberfläche des Referenzkörpers 15 mit seinen Referenzmarkern 17 gescannt werden. Die Bissgabel 12 weist darüber hinaus noch eine Verteilung von mehreren Öffnungen 19 auf, so dass die von den Öffnungen 19 nicht abgedeckten Referenzmarker 17 bzw. Abschnitte davon ebenfalls gescannt werden können. Die so gewonnenen digitalen Daten ermöglichen die Bestimmung der exakten Position der Bissgabel 12 im Raum und können in vielseitiger Form weiterverarbeitet werden.
So kann beispielsweise ein digitales Referenzmodell des Referenzkörpers 15 in der Verarbeitungs- und Messsoftware hinterlegt werden, so dass der Referenzkörper 15 mit den von der Scanreinrichtung 18 ermittelten Oberflächendaten im Sinne eines „Matching" abgeglichen werden kann, was die Berechnung der exakten Position der Bissgabel 12 ermöglicht.
Auf diese Art und Weise lässt sich ohne Verwendung eines physischen Kiefermodells die tatsächliche Scharnierachsenlage eines Gebisses in anatomisch hinreichend fehlerfreier Art und Weise ermitteln und abbilden und für weitere zahntechnische und/oder digitale Bearbeitungsschritte heranziehen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, die Schritte aufweisend:
Erfassen der räumlichen Relativposition eines Oberkiefers durch Fixieren einer Bissgabel (12) in einer die Relativposition wiedergebenden Stellung;
- Übertragen der Bissgabel (12) in dieser Stellung in eine Transfervorrichtung (1);
Befestigen der Bissgabel (12) in der Transfervorrichtung (1) in dieser Stellung;
gekennzeichnet durch die weiteren Schritte
Anbringen eines Referenzkörpers (15) im Bereich der Transfervorrichtung (1) derart, dass der Referenzkörper (15) in einer räumlichen Beziehung zu der Bissgabel (12) steht;
- Fixieren des Referenzkörpers (15) in dieser Position; und
Scannen des Referenzkörpers (15) und der Bissgabel (12) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter aufweisend:
- Messen des Abstands des Referenzkörpers (15) zu einer Referenzebene (2) .
3. Verfahren nach Anspruch 1, weiter aufweisend,
Anbringen des Referenzkörpers (15) an der Bissgabel (12) derart, dass der Referenzkörper (15) an der Bissgabel (12) zur Anlage kommt; und
- Messen des Abstands des Referenzkörpers (15) zu einer Referenzebene (2), wenn der Referenzkörper (15) an der
1 Bissgabel (12) anliegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Schritt des Scannens umfasst:
- Scannen des Referenzkörpers (15) und der Bissgabel (12) mittels einer frei im Raum beweglichen Scaneinrichtung (18) .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Daten des Scannens mit einem digital hinterlegten Referenzmodell des Referenzkörpers (15) abgeglichen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem mit Hilfe der miteinander abgeglichenen Daten die Position der bei einem
Gebiss eines Patienten tatsächlich vorhandenen Scharnierachse ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem mit Hilfe der miteinander abgeglichenen Daten die Position einer virtuellen Bissgabel in einem virtuellen Artikulator bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die Daten der Position der virtuellen Bissgabel in dem virtuellen
Artikulator zur Einstellung der Position der tatsächlichen Bissgabel (12) in dem tatsächlichen Artikulator verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Daten des
Scannens mit Daten von dreidimensionalen Oberflächenscans von Zahnreihen und/oder mit Positionsdaten der Kiefer und/oder mit kinematischen Daten von Kieferbewegungen des Gebisses korreliert werden, um ein virtuelles
2 dreidimensionales Gebissmodell zu erstellen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das virtuelle dreidimensionale Gebissmodell als Druckvorlage für ein 3D-Druckverfahren der Zahnreihen des Oberkiefers und des
Unterkiefers des Gebisses verwendet wird, wobei die so gedruckten Zahnreihen in den tatsächlichen Artikulator einsetzbar sind.
11. Vorrichtung zur Übertragung von Werten, mit denen zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses abgebildet wird, in einen Artikulator, aufweisend eine Rahmenstruktur (2,3,4) zur Aufnahme und Befestigung einer Bissgabel (12) in einer Stellung, die der räumlichen Relativposition eines Oberkiefers entspricht,
gekennzeichnet durch
zumindest einen Referenzkörper (15), der im Bereich der Rahmenstruktur (2,3,4) beweglich und gegenüber einer Bezugsebene (2) der Rahmenstruktur (2,3,4) frei orientierbar angeordnet sowie in einer dadurch einstellbaren Position fixierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher ein Sensor (16) zur Bestimmung der Höhe des Referenzkörpers (15) gegenüber der Bezugsebene (2) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher der Referenzkörper (15) unterhalb der Bissgabel (12) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher der Referenzkörper (15) flächig ausgebildet ist und eine Verteilung von mehreren geometrischen Referenzmarkern (17) von unterschiedlicher Größe und/oder
3 Form aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher sich der Referenzkörper (15) flächig über alle Seiten der Bissgabel (12) hinaus erstreckt, so dass die Bissgabel (12) an dem Referenzkörper (15) vollständig zur Auflage kommen kann.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welcher die Rahmenstruktur (2,3,4) zumindest einen Positionsmarker aufweist, der mit einem Positionsmarker korrelierbar ist, der an einer frei beweglichen Scanvorrichtung (18) angeordnet ist.
17. System zur Bestimmung von Werten, mit denen sich zumindest teilweise die Anatomie eines Gebisses in einem Artikulator abbilden lässt, mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 16 und mit einer Scaneinrichtung (18), die frei im Bereich der Vorrichtung (1) bewegbar ist.
18. System nach Anspruch 17, bei welchem die Scaneinrichtung ein per Hand beweglicher Intraoralscanner (18) ist.
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