DE10024833B4 - Vorrichtung zum automatischen Platzieren von Zahnspangen-Brackets auf Zähnen - Google Patents

Vorrichtung zum automatischen Platzieren von Zahnspangen-Brackets auf Zähnen Download PDF

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
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    • A61C7/002Orthodontic computer assisted systems

Abstract

Vorrichtung (1) zum automatischen Platzieren von Zahnspangen-Brackets (2) auf Zähnen (4), beinhaltend folgende, von einer Steuereinrichtung (36) ansteuerbare Einrichtungen
a) eine Meßeinrichtung (6) zum Vermessen der Geometrie wenigstens eines Zahnes (4) und zum Generieren eines Geometrie-Datensatzes des Zahnes (4),
b) eine Handhabungseinrichtung (12) zum Markieren des Platzierungsortes (24) am Zahn (4) und/oder zum direkten Platzieren des Brackets (2) am berechneten Platzierungsort (24) des Zahnes (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
c) von der Steuereinrichtung (36) außerdem ansteuerbar ist eine Berechnungseinrichtung (26) zur Berechnung des Platzierungsortes (24) für ein Bracket (2) an dem Zahn (4) in Abhängigkeit des gemessenen Geometrie-Datensatzes und von in einem Speicher gespeicherten Standardwerten, welche die Lage des Platzierungsortes (24) relativ zu ausgezeichneten Bereichen (18, 22) des Zahnes (4) definieren.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum automatischen Platzieren von Zahnspangen-Brackets gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Im Rahmen der kosmetischen Zahnregulierung sind Zahnspangen bekannt, bei denen ein eine ideale Zahnbogenform aufweisender Metallbogen unter Spannung in Schlitze an den Zahnaußenflächen oder Zahninnenflächen angeklebter Metallplättchen – im folgenden Brackets genannt – eingehängt wird. Hierbei wird der Metallbogen elastisch verformt und hat durch die elastischen Rückstellkräfte bedingt die Tendenz, seine ursprüngliche Form einzunehmen. Mit der Zeit geben die Zähne den Rückstellkräften des Metallbogens – beispielsweise durch Kippen um eine horizontale Achse, Drehen um eine Hochachse und/oder durch translatorische Bewegungen – nach und richten sich an ihm ähnlich Perlen an einer Schnur aus.
  • Unabdingbare Voraussetzung zum Erzielen einer idealen Positionierung der Zähne mit Hilfe einer solchen Zahnspange ist allerdings, daß die Brackets exakt an den hierfür vorgesehenen Stellen an der Zahnfläche platziert werden. Eine diesbezüglich zu bevorzugende Stelle ist hierbei der Schnittpunkt zwischen der in die Zahnfläche projizierten vertikalen Zahnachse mit einer Höhenlinie, welche einen bestimmten vertikalen Abstand von der Schneidenkante oder der Kaufläche des Zahnes aufweist. Bei einer außermittigen Falschplatzierung des Brackets würde beispielsweise ein Biegemoment auf den betroffenen Zahn ausgeübt werden, das ihn in eine schiefe Position kippt.
  • Die Ermittlung der vertikalen Zahnachse geschieht meist durch visuelles Schätzen des Kieferothopäden unter Zuhilfenahme einer Röntgenaufnahme des Ge bisses, in welcher der zur Zahnachse koaxiale Wurzelverlauf zu sehen ist. Der vertikale Bracketschlitz soll nicht nur entlang der Zahnachse ausgerichtet sein, sondern er soll sich außerdem genau in der Zahnmitte, d.h. auf der Halbierenden der maximalen horizontalen Ausdehnung des Zahnes befinden. Auch hier wird vom Kieferorthopäden durch genaues Betrachten des Zahnes geschätzt. Zur Bestimmung einer geeigneten Höhenlinie des Platzierungsortes werden handelsübliche, auf bestimmte Höhenlinien vorkonfektionierte Klebekreuze verwendet, mit denen man in die Schlitze der zu positionierenden Brackets greift und diese anschließend auf der Zahnfläche solange nach oben oder unten bewegt, bis sich ein Führungsteil des Klebekreuzes auf der Schneidenkante oder der Kaufläche des Zahnes abstützen kann. In diesem Fall befindet sich der horizontale Bracket-Schlitz genau auf der gewünschten Höhenlinie. Abhängig von der Art des jeweiligen Zahnes ist hier eine zahntypabhängige Platzierung der Brackets notwendig.
  • Vor der Platzierung muß auf die zum Zahn weisende Fläche des Brackets ein spezieller Klebstoff aufgetragen werden, welcher sehr schnell, meist innerhalb einer Minute aushärtet. Der Zahn wird dann wie folgt vorbereitet : Anätzen der zu beklebenden Fläche, Trocknen und Bepinseln mit einem speziellen Klebstoff – Bonding genannt – derselben Fläche. Die Brackets werden dann, eventuell unter Zuhilfenahme einer Lupenbrille, auf die gegebenenfalls zuvor per Hand markierte Stelle gedrückt. Hat man das Bracket auf der falschen Stelle platziert und ist innerhalb der kurzen Aushärtungszeit keine Korrektur gelungen, so muß das Bracket wieder vom Zahn entfernt, der ausgehärtete Kleber von der Zahnfläche und vom Bracket abgeschliffen und die Prozedur von neuem begonnen werden. Oft werden mehr als 20 Zähne mit Brackets beklebt, so daß, eventuelle Korrekturen eingeschlossen, ein erheblicher zeitlicher und handwerklicher Aufwand notwendig ist bis alle Brackets korrekt platziert sind. Im Hinblick auf die gestiegenen Kosten im Gesundheitswesen stellt dies aber einen äußerst unbefriedigenden Zustand dar.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der FR 26 56 215 A1 bekannt. Mit dieser Vorrichtung wird folgendes Verfahren durchgeführt:
    • – Anfangs wird ein Gipsabguss vom Gebiss des Patienten angefertigt,
    • – danach wird mit einer Kamera ein Bild von einem aus dem Gipsabguss ausgesägten Zahn angefertigt und auf einem Bildschirm dargestellt,
    • – sodann wird dem aufgenommenen Bild das Bild eines gespeicherten, theoretischen Models des Zahnes auf einem Bildschirm überlagert,
    • – anschließend wird der Zahn relativ zur Kamera mit einer Vorrichtung derart verlagert, dass sich das aufgenommene Bild mit dem theoretischen Bild deckt,
    • – dann wird die korrekte Position des Brackets am Zahn durch Markieren mit Hilfe eines von einer Vorrichtung erzeugten Lichtstrahls angezeigt und per Hand oder mit photographischen Mitteln markiert, oder alternativ hierzu
    • – das von einem Roboterarm getragene Bracket wird an die korrekte Position am Zahn herangefahren und dort leicht angeklebt,
    • – dann werden die einzelnen mit Brackets versehenen Zähne wieder zu einem kompletten Gebiß-Gipsabdruck zusammengefügt,
    • – anschließend wird der Gipsabdruck mit einer thermoformbaren Masse bedeckt, welche durch Erwärmen die Form des Gebiss-Gipsabdrucks annimmt,
    • – schließlich wird die thermoformbare Masse vom Gipsabdruck zusammen mit den in ihr eingebetteten Brackets abgelöst und auf das Gebiss des Patienten übertragen.
  • Zusammenfassend bedeutet dies, dass durch Superposition eines zu behandelnden Zahnes mit einem „idealen" Zahn dessen idealer Platzierungsort auf den Zahn übertragen wird. In den Fällen, in denen die Geometrie des „idealen" Zahnes von derjenigen des zu behandelnden Zahnes erheblich abweicht, ist dieses Verfahren allerdings als zu ungenau einzuschätzen.
  • Gemäß der US 5 879 158 A muss auch zunächst ein Abbild des Gebisses gefertigt werden, außerdem werden die Brackets nicht unmittelbar am Zahn, sondern zunächst an einer Positionierungslehre befestigt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass auf schnelle und kostengünstige Weise ein genaues Platzieren von Zahnspangen-Brackets auf Zähnen möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Wegen der automatisierten Bracket-Platzierung mittels der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 wird gegenüber der üblichen Platzierung per Hand eine wesentlich höhere Wiederholgenauigkeit mit geringerer Fehlerrate erzielt. Das bei der herkömmlichen Methode übliche Korrigieren einzelner Brackets nach einer gewissen Tragezeit kann dadurch im wesentlichen entfallen. Infolgedessen verkürzt sich die Gesamttragezeit der Spange, wodurch das durch die Spange hervorgerufene zusätzliche Kariesrisiko verringert wird. Zur Kostensenkung trägt auch bei, daß wegen des automatisierten Verfahrens das System auch durch gegenüber einem Zahnarzt oder Kieferorthopäden geringer qualifizierte Personen wie beispielsweise durch eine Arzthelferin bedienbar ist
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.
  • Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Maßnahme umfasst die Handhabungseinrichtung einen mehrachsigen Roboter mit einem Roboterarm und einem Greifer, durch welchen ein Bracket oder ein Markierungsmittel, beispielsweise eine Graphitmine, gehalten ist, wobei der Roboter durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, daß der Roboterarm den Bracket an den Platzierungsort heranführt und ihn gegen den Zahn preßt oder mittels der Markierungsmittel am Platzierungsort eine sichtbare Markierung anbringt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Handhabungseinrichtung am Zahn lösbar befestigt ist, vorzugsweise mittels eines den Zahn übergreifenden Spannarmes, wobei das Bracket durch einen relativ zu einem zahnfesten Rahmen der Handhabungseinrichtung bewegbaren Greifer geführt ist, welcher durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, daß dieser den Bracket an den Platzierungsort heranführt und ihn gegen den Zahn preßt oder mittels der Markierungsmittel am Platzierungsort eine sichtbare Markierung anbringt.
  • Gemäß einer Weiterbildung beinhaltet die optische Messeinrichtung einen vorzugsweise an der Handhabungseinrichtung festgelegten optischen Sensor, wobei die Handhabungseinrichtung durch die Steuereinheit ansteuerbar ist, um den Sensor entlang des Zahnes zu führen und den Geometrie-Datensatz bezogen auf den einen Ursprung eines Messkoordinatensystems bildenden Referenzpunkt zu erzeugen und ihn im Speicher der Steuereinheit abzulegen.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im Speicher wenigstens für einige der verschiedenen Zahntypen wie Schneidezähne oder Backenzähne jeweils ein Geometrie-Datensatz und ein geeigneter Platzierungsort für ein Bracket als zahntypabhängige Standardwerte gespeichert sind. Im weiteren ist eine Verknüpfungsstufe vorgesehen, durch welche aufgrund eines Vergleichs des gemessenen Geometrie-Datensatzes mit den gespeicherten Geometrie-Datensätzen der Typ des vermessenen Zahnes feststellbar und der diesem Zahntyp entsprechende Standardwert für den Platzierungsort der Bracket aus dem Speicher auslesbar ist, vorzugsweise als ein auf die Zahnachse und die Schneidenkante oder die Kaufläche des jeweiligen Zahntyps bezogener Wert. Die Berechnungseinrichtung ist dann durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar, daß sie zunächst die tatsächliche Lage der Zahnachse und der Schneidenkante oder der Kaufläche des Zahnes aus dem gemessenen Geometrie-Datensatz und dann anhand des aus dem Speicher ausgelesenen Standardwerts einen referenzpunktbezogenen Platzierungsort für das Bracket berechnet.
  • In Weiterbildung hierzu ist eine von der Steuereinrichtung ansteuerbare kombinierte Eingabe- und Anzeigeeinrichtung vorgesehen, zur Eingabe von Daten betreffend an welchen Zähnen des Gebisses Brackets platziert werden sollen, zur Darstellung des berechneten Platzierungsortes auf einem Monitor und zur Korrektur des berechneten Platzierungsortes.
  • Nicht zuletzt ist die Handhabungseinrichtung durch die Steuereinrichtung derart ansteuerbar, daß ein rückseitig mit Klebstoff versehenes Bracket an den Platzie rungsort heranführbar und mittels eines definierten Drucks gegen eine Zahnfläche des Zahns drückbar ist.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine stark schematisierte, nicht-maßstäbliche Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des Platzierens eines Brackets auf einem Zahn;
  • 2 eine Vorderansicht des mit dem Bracket versehenen Zahnes von 1.
  • 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer am Zahn befestigbaren Handhabungseinrichtung;
  • 4 einen Querschnitt durch die Handhabungseinrichtung von 3 entlang der Linie IV – IV.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die in 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient in bevorzugter Ausführungsform zum Platzieren von Zahnspangen-Brackets 2 auf Zähnen eines menschlichen Gebisses, von welchem aus Maßstabsgründen nur ein Unterkieferfrontzahn 4 dargestellt ist.
  • Die Vorrichtung 1 beinhaltet eine elektronisch-optische Meßeinrichtung 6 zum Vermessen der Geometrie der zum Bekleben mit Brackets vorgesehenen Zähne, im folgenden betroffene Zähne 4 genannt. Hierzu bedient sie sich eines optischen Sensors 8, welcher an einem Handhabungsgerät 9, vorzugsweise an einem Roboterarm 10 eines mehrachsigen Roboters 12 geführt ist. Der Roboterarm 10 ist relativ zu einer vorzugsweise ortsfesten Basis 14 in drei Achsen dreh- und schwenkbar. Deshalb kann sein freies, mit dem optischen Sensor 8 versehenes Ende jeden Raumpunkt, insbesondere jeden Zahn 4 innerhalb der Mundhöhle des Patienten anfahren. Um Zugriff auf die Zähne zu gewährleisten, wird in die Mundhöhle ein handelsüblicher Wangenhalter eingesetzt.
  • Das Abtasten mittels des optischen Sensors 8 erfolgt zahnweise, wobei in einem Speicher der Meßeinrichtung 6 ein Datensatz xi, yi, zi der Konturpunkte i als dreidimensionales Abbild des betroffenen Zahnes 4 in Bezug auf mindestens einen Referenzpunkt generiert wird. Der oder die Referenzpunkte sind vorzugsweise kopffest, beispielsweise ist für die Zähne des Oberkiefers ein eigener Referenzpunkt und für die Zähne des Unterkiefer ein eigener Referenzpunkt 16 vorhanden, der in 1 und 2 dargestellt ist.
  • Um die Referenzpunkte durch den optischen Sensor 8 erfaßbar zu machen, ist beispielsweise an der Schneidenkante 18 des in den Figuren dargestellten Unterkieferfrontzahnes 4 ein sensorerfaßbares Plättchen 16 aufgeklebt. Alternativ ist jede von einem optischen Sensor 8 erfaßbare Markierung möglich. Das Aufkleben des sensorerfaßbares Plättchens 16 erfolgt vorzugsweise durch den Roboter 12 selbst oder durch eine Arzthelferin jeweils einmal in jedem Kiefer. Die beiden Referenzpunkte 16 werden vor der Messung durch den vorzugsweise endseitig am Roboterarm 10 befestigten optischen Sensor 8 angefahren, um den Ursprung des Meß- oder Referenzkoordinatensystems x, y, z festzulegen.
  • Im Speicher der Meßeinrichtung 6 sind Standardwerte für die Geometrie sämtlicher Zähne des menschlichen Gebisses gespeichert. Eine in einem Gehäuse der Meßeinrichtung 6 integrierte Verknüpfungsstufe 20 vergleicht die Geometriedaten der mittels der Meßeinrichtung 6 vermessenen Zähne 4 mit den gespeicherten Standardwerten. Ergebnis dieses Vergleichs ist eine Zuordnung der vermessenen Zähne zu den gespeicherten Zahntypen wie beispielsweise erster unte rer Backenzahn, zweiter oberer Schneidezahn usw.. Für jeden der Zahntypen enthält der Speicher darüber hinaus einen Standardwert für den optimalen Platzierungsort eines Brackets 2 bezogen auf das Meß- oder Referenzkoordinatensystem x, y, z. Als Referenzlinien für den Platzierungsort des Brackets dienen ausgezeichnete Bereiche oder Linien des Zahnes, üblicherweise die Zahnachse 22 (2) und die Schneidenkante 18 bzw. die Kaufläche, von welcher eine Höhenlinie 23 des Platzierungsortes 24 des Brackets 2 einen zahntypabhängigen Abstand a hat, wie in 1 gezeigt ist. Alternativ könnte der Platzierungsort 24 auch als zahntypenunabhängiger Wert gespeichert sein, d.h. daß eine Identifizierung des jeweils vorliegenden Zahntyps durch die Verknüpfungsstufe entfallen kann und die Höhenlinie 23 des Platzierungsortes 24 für jeden betroffenen Zahn 4 einen konstanten Abstand a von der Scheidenkante 18 bzw. von der Kaufläche aufweist.
  • Im weiteren ist eine in das Gehäuse der Meßeinrichtung 6 integrierte Berechnungseinrichtung 26 vorgesehen, durch welche in Abhängigkeit der gemessenen Geometriedaten des betroffenen Zahnes 4 jeweils die Lage der Zahnachse 22 berechenbar ist. Aufgrund des mittels der Verknüpfungsstufe 20 ermittelten Zahntyps ist aus dem Speicher ein auf diesen Zahntyp bezogener Standardwert für den Abstand a von der Schneidenkante 18 auslesbar, so daß der optimale Platzierungsort 24 für den Bracket auf einem Monitor 28 zusammen mit dem betroffenen Zahn 4 anzeigbar ist. Die Bedienperson der Vorrichtung 1 ist dann aufgrund der Anzeige am Monitor 28 in der Lage, den Platzierungsort 24 zu kontrollieren. Zusätzlich kann eine Eingabeeinrichtung 30 vergesehen sein, um den am Monitor 28 angezeigten Platzierungsort 24 durch die Bedienperson nachträglich zu ändern und/oder um eingeben zu können, welche Zähne mit Brackets zu versehen sind.
  • Hierzu kann der Monitor 28 beispielsweise als touch-screen ausgebildet sein. Die eingegebenen und/oder geänderten Daten betreffend die Geometrie der Zähne sowie den jeweiligen Platzierungsort 24 werden im Speicher abgelegt. Die optische Meßeinrichtung 6 ist derart ausgebildet, daß sie aufgrund des gemessenen Datensatzes in der Lage ist, Unstetigkeitsstellen an der labialen Zahnfläche 32, beispielsweise eine Kante zu erkennen. Falls nun im Bereich des Platzierungsortes 24 eine solche Unstetigkeitsstelle vorhanden sein sollte, wird diese Information ebenfalls gespeichert.
  • Alternativ könnten die aufgrund der optischen Vermessung der betroffenen Zähne durch die Meßeinrichtung 6 gewonnenen Daten als dreidimensionales Zahnabbild auf dem touch screen 28 dargestellt werden, wobei der Platzierungsort 24 an der labialen Zahnfläche 32 durch die Bedienperson über den touch screen identifizierbar und im Speicher ablegbar ist. In einem solchen Fall kann eine Berechnung des Platzierungsortes 24 aus den gemessenen Geometriedaten entfallen.
  • Während einer der Platzierung der Brackets 2 vorgeordneten Vorbereitungsphase werden die betroffenen Zähne mit Luftspray getrocknet, mit Alkohol entfettet und anschließend erneut getrocknet. Ein Ätzgel, beispielsweise 30%tige Phosphorsäure wird auf die zu beklebende Zahnfläche 32 aufgetragen und nach etwa 30 Sekunden mit Wasser und einem Sauger abgespült. Anschließend werden die Zähne 4 mit Luftspray und Sauger getrocknet und ein schnellaushärtender Kleber oder Bonding jeweils auf die zur labialen Zahnfläche 32 weisende Fläche 34 der Brackets 2 aufgetragen. Alle während der Vorbereitungsphase ausgeführten Arbeiten sind durch Aufnahme entsprechender Werkzeuge am Roboterarm 10 vom Roboter 12 selbst ausführbar, welcher durch ein entsprechendes Programm einer zentralen Steuer einheit 36 ansteuerbar ist, welche ebenfalls in das Gehäuse der Meßeinrichtung 6 integriert ist. Alternativ könnten diese Arbeiten auch durch die Arzthelferin ausgeführt werden. Die zentrale Steuereinheit 36 steht mit dem Roboter 12 durch ein elektrisches Kabel 38 in Verbindung und steuert außerdem die Verknüpfungsstufe 20, die Berechnungseinrichtung 26, den Monitor 28 und die Eingabeeinrichtung 30 an und koordiniert deren Funktionen.
  • Zum Platzieren der Brackets 2 an den betroffenen Zähnen 4 wird der Roboter 12 von der zentralen Steuereinheit 36 derart angesteuert, daß ein am freien Ende des Roboterarms 10 angeordneter Greifer 40 ein Bracket 2 aus einem aus Maßstabsgründen nicht dargestellten Magazin aufnimmt und ihn an den dem jeweiligen Zahn 4 zugeordneten, von der Berechnungseinrichtung 26 berechneten und aus dem Speicher ausgelesenen Platzierungsort 24 an der labialen Zahnfläche 32 heranfährt. Falls der aus dem Speicher gelesene Platzierungsort 24 eine zusätzliche Information darüber enthält, daß sich dieser im Bereich einer Unstetigkeitsstelle der Zahnfläche 32 befindet, wird ein entsprechend geformtes Bracket aus dem Magazin entnommen. Der aus dem Speicher gelesene Wert für den Platzierungsort 24 ist wie die Meßdaten der vorangehenden Messungen auf das Meß- oder Referenzkoordinatensystem x, y, z bezogen. Danach wird das Bracket 2 vom Roboterarm 10 unter definiertem Druck gegen die Zahnfläche 32 gepreßt.
  • Zweckmäßig ist das die Brackets 2 speichernde Magazin am Roboterarm 10 angeordnet und lädt die Brackets 2 direkt in den Greifer 40. Da der Platzierungsort 24 für jeden betroffenen Zahn 4 im Speicher abgelegt ist, kann die Bestückung der Zähne 4 mit Brackets 2 in sehr kurzer Zeit erfolgen. Die Aushärtung des Bondings und des Klebstoffs erfolgt unter blauem Licht. Hierfür ist in den Roboterarm 10 ein Licht leiter integriert, dessen Ausgangsstrahl den jeweiligen Zahn beleuchtet, wobei die Beleuchtungszeit ungefähr 2,5 Sekunden je Zahn beträgt, um den Klebstoff vorzuhärten. Später werden die Zähne nochmals etwa je 20 Sekunden lang von Hand beleuchtet.
  • In der Praxis ist nicht auszuschließen, daß der Patient seinen Kopf während der Bracketplatzierung bewegt. Deshalb ist in der zentralen Steuereinheit 36 eine Trackingfunktion integriert, welche eine Kopfbewegung durch Änderung der Lage des Referenzpunktes 16 relativ zum Sensor 8 erkennt und den Roboterarm 10 entsprechend nachführt. Nach Bestückung der Zähne 4 mit Brackets 2 werden die beiden Referenzmarken 16 schließlich vom Roboter 12 angefahren und mittels des Greifers 40 entfernt. Alternativ könnte dies auch durch die Arzthelferin erfolgen.
  • Der Greifer 40 könnte als Markierungsmittel beispielsweise eine Graphitmine tragen, um den Platzierungsort 24 an der Zahnfläche 32 vorzugsweise dadurch zu markieren, daß die in die Zahnfläche 32 projizierte Zahnachse 22 sowie die jeweilige Höhenlinie 23 auf der Zahnfläche 32 markiert werden, wobei im Schnittpunkt der beiden Linien 22, 23 der Platzierungsort 24 für den Bracket liegt, welcher dann von Hand aufgeklebt werden könnte.
  • Darüber hinaus könnte die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch dazu dienen, die Lage bereits geklebter Brackets 2 mittels der optischen Meßeinrichtung 6 zu erfassen und deren Position 24 anhand gemessener Geometriedaten und der im Speicher abgelegten Standardwerte zu bewerten. In diesem Fall kann der Monitor 28 von der zentralen Steuereinheit 36 derart ansteuerbar ausgebildet sein, daß die Zähne mit an vom jeweils errechneten Platzierungsort 24 abweichender Stelle aufgeklebten Brackets 2 angezeigt werden.
  • In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 dargestellt, bei welchen ein Handhabungsgerät 42 für die Brackets 2 direkt am betroffenen Zahn 4 lösbar befestigt ist, und zwar wenigstens während der Meß- und Platzierungsphase. Identische bzw. in ihrer Funktion analog wirkende Bauteile und Baugruppen sind hierbei mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform. Das Handhabungsgerät 42 beinhaltet einen länglichen, endseitig mit einem Griff 44 versehenen länglichen Rahmen 46 mit einem Spannarm 48, der den betroffenen Zahn 4 übergreift und den Rahmen 46 an der lingualen Zahnfläche 50 derart kontert, daß das Handhabungsgerät 42 mit seiner zur labialen Zahnfläche 32 weisenden Stirnfläche 52 gegen diese gespannt wird. Der Rahmen 46 weist eine zentrale, zur labialen Zahnfläche 32 hin offene, vorzugsweise viereckige Ausnehmung 54 auf, innerhalb welcher ein den Sensor 8 tragender Greifer 56 bewegbar ist, der ein Bracket 2 hält. Hierzu ist eine Kreuzführung 58 für den Greifer 56 vorgesehen, wie am besten anhand von 4 zu sehen ist, so daß der Greifer 56 jeden Punkt an dem von der Stirnfläche 52 des Rahmens 46 begrenzten Teil der labialen Zahnfläche 32 erreichen kann. Zusätzlich ist der Greifer 56 durch eine Anstelleinrichtung 60 senkrecht zur labialen Zahnfläche 32 bewegbar, so daß das Bracket 2 an dem mittels der Kreuzführung 58 angefahrenen Platzierungsort 24 an die labiale Zahnfläche 32 gedrückt werden kann, während der Rahmen 46 durch den Spannarm 48 am Zahn 4 fixiert ist. Hierdurch bleibt das Platzierungsergebnis des Brackets 2 von eventuellen Kopfbewegungen des Patienten unbeeinflußt. Wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist das Handhabungsgerät 42 durch ein Kabel 62 mit der zentralen Steuereinheit 36 ansteuerbar verbunden, alternativ könnte die Steuereinheit 36 aber auch direkt in den Rahmen 46 des Handhabungsgeräts 42 integriert sein.
  • Zum Vermessen des betroffenen Zahnes 4 und zum Platzieren des Brackets 2 wird das Handhabungsgerät 42 an seinem Griff 44 gehalten und am Zahn 4 durch Kontern des Spannarmes 48 angesetzt. Anschließend wird der von der Steuereinheit 36 angesteuerte Greifer 56 mittels der Kreuzführung 58 in die Platzierungsposition bewegt und das Bracket 2 durch eine Vorschubbewegung der Anstelleinrichtung 60 an die labiale Zahnfläche 32 gepresst. Die weiteren Schritte entsprechen denen der vorangehend beschriebenen Ausführungsform.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (1) zum automatischen Platzieren von Zahnspangen-Brackets (2) auf Zähnen (4), beinhaltend folgende, von einer Steuereinrichtung (36) ansteuerbare Einrichtungen a) eine Meßeinrichtung (6) zum Vermessen der Geometrie wenigstens eines Zahnes (4) und zum Generieren eines Geometrie-Datensatzes des Zahnes (4), b) eine Handhabungseinrichtung (12) zum Markieren des Platzierungsortes (24) am Zahn (4) und/oder zum direkten Platzieren des Brackets (2) am berechneten Platzierungsort (24) des Zahnes (4), dadurch gekennzeichnet, dass c) von der Steuereinrichtung (36) außerdem ansteuerbar ist eine Berechnungseinrichtung (26) zur Berechnung des Platzierungsortes (24) für ein Bracket (2) an dem Zahn (4) in Abhängigkeit des gemessenen Geometrie-Datensatzes und von in einem Speicher gespeicherten Standardwerten, welche die Lage des Platzierungsortes (24) relativ zu ausgezeichneten Bereichen (18, 22) des Zahnes (4) definieren.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungseinrichtung einen mehrachsigen Roboter (12) mit einem Roboterarm (10) und mit einem Greifer (40) umfaßt, durch welchen ein Bracket (2) oder ein Markierungsmittel, beispielsweise eine Graphitmine, gehalten ist, wobei der Roboter (12) durch die Steuereinrichtung (36) derart ansteuerbar ist, daß der Roboterarm (10) den Bracket (2) an den Platzierungsort (24) heranführt und ihn gegen den Zahn (4) presst oder mittels der Markierungsmittel am Platzierungsort (24) eine sichtbare Markierung anbringt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Handhabungseinrichtung (42) am Zahn (4) lösbar befestigt ist, vorzugsweise mittels eines den Zahn (4) übergreifenden Spannarmes (48), wobei das Bracket (2) durch einen relativ zu einem zahnfesten Rahmen (46) der Handhabungseinrichtung (42) bewegbaren Greifer (56) geführt ist, welcher durch die Steuereinrichtung (36) derart ansteuerbar ist, daß dieser den Bracket (2) an den Platzierungsort (24) heranführt und ihn gegen den Zahn (4) preßt oder mittels Markierungsmitteln am Platzierungsort (24) eine sichtbare Markierung anbringt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (6) einen vorzugsweise an der Handhabungseinrichtung (9; 42) festgelegten optischen Sensor (8) umfaßt, wobei die Handhabungseinrichtung (9; 42) durch die Steuereinrichtung (36) ansteuerbar ist, um den Sensor (8) entlang des Zahnes (4) zu führen und den Geometrie-Datensatz bezogen auf einen den Ursprung eines Meßkoordinatensystems (x, y, z) bildenden Referenzpunkt (16) zu erzeugen und ihn in einem Speicher abzulegen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzpunkt für Zähne des Oberkiefers vorzugsweise an einer Schneidenkante eines Oberkieferfrontzahnes und für Zähne des Unterkiefers an der Schneidenkante (18) eines Unterkieferfrontzahnes (4) angeordnet und jeweils vorzugsweise als ein sensorerfaßbares Plättchen (16) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Speicher der Platzierungsort (24) für ein Bracket (2) als zahntypunabhängiger Standardwert speicherbar und auslesbar ist, vorzugsweise als ein auf die Zahnachse (22) und die Schneidenkante (18) oder die Kaufläche bezogener Wert.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher wenigstens für einige der verschiedenen Zahntypen jeweils ein Geometrie-Datensatz und ein geeigneter Platzierungsort (24) für ein Bracket (2) als zahntypabhängige Standardwerte gespeichert sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Steuereinrichtung (36) ansteuerbare Verknüpfungsstufe (20) vorgesehen ist, durch welche aufgrund eines Vergleichs des gemessenen Geometrie-Datensatzes mit den gespeicherten Geometrie-Datensätzen der Typ des vermessenen Zahnes (4) feststellbar und der diesem Zahntyp entsprechende Standardwert für den Platzierungsort (24) des Bracket (2) aus dem Speicher auslesbar ist, vorzugsweise als ein auf die Zahnachse (22) und die Schneidenkante (18) oder die Kaufläche des jeweiligen Zahntyps bezogener Wert.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (26) durch die Steuereinrichtung (36) derart ansteuerbar ist, daß sie zunächst die tatsächliche Lage der Zahnachse (22) und der Schneidenkante (18) oder der Kaufläche des Zahnes (4) aus dem gemessenen Geometrie-Datensatz und dann anhand des aus dem Speicher ausgelesenen Standardwerts einen referenzpunktbezogenen Platzierungsort (24) für das Bracket (2) berechnet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine von der Steuereinrichtung (36) ansteuerbare kombinierte Eingabe- und Anzeigeeinrichtung (30) umfaßt, zur Eingabe von Daten betreffend an welchen Zähnen des Gebisses Brackets (2) platziert werden sollen, zur Darstellung des berechneten Platzierungsortes (24) auf einem Monitor (28) und zur Korrektur des berechneten Platzierungsortes (24).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungseinrichtung (9; 42) durch die Steuereinrichtung (36) derart ansteuerbar ist, daß ein rückseitig mit Klebstoff versehenes Bracket (2) an den Platzierungsort (24) heranführbar und mittels eines definierten Drucks gegen eine Zahnfläche (32) des Zahns (4) drückbar ist.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155373B2 (en) 2002-02-22 2006-12-26 3M Innovative Properties Company Selection of orthodontic brackets
US7210929B2 (en) 2003-12-12 2007-05-01 3M Innovative Properties Company Method of orienting an orthodontic appliance to a tooth
US7613527B2 (en) 2006-03-16 2009-11-03 3M Innovative Properties Company Orthodontic prescription form, templates, and toolbar for digital orthodontics
US7726968B2 (en) * 2007-03-22 2010-06-01 3M Innovative Properties Company Methods and assemblies for making an orthodontic bonding tray using rapid prototyping
ITUD20110051A1 (it) * 2011-04-06 2012-10-07 Marco Fabrizio De Dispositivo e procedimento per applicare con precisione un attacco ortodontico su un dente
CN102871761B (zh) * 2012-09-27 2014-07-16 东南大学 正畸生物力学特性体内测试实验台
US10653504B2 (en) * 2014-04-25 2020-05-19 Christopher C. Cosse Electromechanical systems, methods, orthodontic brackets, and tools for adjusting orthodontic prescriptions of orthodontic brackets with adjustable archwire passages
CN104083224B (zh) * 2014-07-04 2017-04-05 谭荣基 自动化口腔正畸托槽定位系统
CN104287848B (zh) * 2014-09-29 2017-02-15 天津泓升齿科新材料科技有限公司 一种齿科正畸用托槽
CN111956348B (zh) * 2020-06-24 2021-11-02 深圳市美鸣齿科技术有限公司 义齿自动涂刷方法、系统、设备及存储介质
CN111728723B (zh) * 2020-07-27 2021-08-17 西安交通大学口腔医院 一种口腔正畸的托槽安装装置
IT202100002345A1 (it) * 2021-02-03 2022-08-03 Eudonticaerre S R L Braccio robotico per uso chirurgico-odontoiatrico

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655838A1 (fr) * 1989-12-19 1991-06-21 Vielfaure Guy Procede et dispositif de pose d'attaches, notamment de type lingual, pour appareil d'orthodontie.
FR2656215A1 (fr) * 1989-12-19 1991-06-28 Vielfaure Guy Procede et dispositif de pose d'attaches pour appareil orthodontique.
US5683243A (en) * 1992-11-09 1997-11-04 Ormco Corporation Custom orthodontic appliance forming apparatus
US5879158A (en) * 1997-05-20 1999-03-09 Doyle; Walter A. Orthodontic bracketing system and method therefor
WO1999058077A1 (en) * 1998-05-14 1999-11-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Selection of orthodontic appliances

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850864A (en) * 1987-03-30 1989-07-25 Diamond Michael K Bracket placing instrument
IL121872A (en) * 1997-09-30 2002-12-01 Cadent Ltd Position of an orthodontic element on a tooth surface

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655838A1 (fr) * 1989-12-19 1991-06-21 Vielfaure Guy Procede et dispositif de pose d'attaches, notamment de type lingual, pour appareil d'orthodontie.
FR2656215A1 (fr) * 1989-12-19 1991-06-28 Vielfaure Guy Procede et dispositif de pose d'attaches pour appareil orthodontique.
US5683243A (en) * 1992-11-09 1997-11-04 Ormco Corporation Custom orthodontic appliance forming apparatus
US6015289A (en) * 1992-11-09 2000-01-18 Ormco Corporation Custom orthodontic appliance forming method and apparatus
US5879158A (en) * 1997-05-20 1999-03-09 Doyle; Walter A. Orthodontic bracketing system and method therefor
WO1999058077A1 (en) * 1998-05-14 1999-11-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Selection of orthodontic appliances

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